全自動(dòng)定量包裝機(jī)是將自動(dòng)控制、計(jì)量、新傳感器、計(jì)算機(jī)管理等技術(shù)集中應(yīng)用于一體的機(jī)電一體化設(shè)備，其可以嚴(yán)格按照預(yù)先設(shè)置的程序標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)進(jìn)行物料供給、計(jì)量、充填、包裝及成品輸送等操作，極大地節(jié)省了人力，而且在計(jì)量準(zhǔn)確性、生產(chǎn)工期等方面相比傳統(tǒng)方式更有保證，而PLC控制系統(tǒng)是其功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。
一、全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成及功能
(一）全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)構(gòu)成
完整的PLC控制系統(tǒng)通常由PLC硬件、通訊設(shè)備及HMI構(gòu)成，而PLC硬件由電源模塊、CPU模板、I/O模塊等部分組成，按功能劃分為單機(jī)和冗余系統(tǒng)兩部分，所謂單機(jī)系統(tǒng)即同一機(jī)架上同時(shí)具有CPU和I/O模塊，而冗余系統(tǒng)由兩個(gè)不存在I/O模塊的機(jī)架或多個(gè)遠(yuǎn)程I/O機(jī)架構(gòu)成，以此保證系統(tǒng)在發(fā)生故障時(shí)仍可持續(xù)運(yùn)行，通訊設(shè)備中常見的是交換機(jī)，而HMI主要指觸摸屏和工控機(jī)兩部分，而且工控機(jī)需要相應(yīng)的編程及組態(tài)軟件，以實(shí)現(xiàn)正常的下載、修改、上傳等操作。
PLC控制系統(tǒng)的核心部分為CPU, 其在電源模塊持續(xù)提供電源的情況下利用機(jī)架背板總線與安裝于機(jī)架上的模塊實(shí)現(xiàn)通訊，并在對(duì)硬件自檢的前提下， 進(jìn)行槽位模塊安裝檢查和程序掃描，將I/O模塊值進(jìn)行存儲(chǔ)和定期更新，通過模擬量模塊對(duì)設(shè)備各模塊進(jìn)行輪詢并不斷對(duì)各通道進(jìn)行更新，并在程序執(zhí)行結(jié)束后直接將結(jié)果進(jìn)行輸人和輸出，即使HMI發(fā)生故障也不會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)作。
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(二）全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)功能
PLC控制系統(tǒng)軟件以向?qū)椒绞桨惭b，具有對(duì)自身和周邊系統(tǒng)聯(lián)鎖控制， 對(duì)控制系統(tǒng)內(nèi)部電機(jī)、各種給料機(jī)、擋板、料門、計(jì)量斗等構(gòu)件運(yùn)行狀態(tài)控制，對(duì)狀態(tài)傳感器運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督及隨時(shí)報(bào)警，將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及時(shí)傳輸給上位機(jī)并接受上位機(jī)全程監(jiān)督等功能。
二、全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)
全自動(dòng)定量包裝機(jī)由工控機(jī)、自動(dòng)定量秤和自動(dòng)包裝機(jī)組成，控制機(jī)主要用于對(duì)流水線工藝裝置進(jìn)行監(jiān)視和相關(guān)數(shù)據(jù)管理，以保證設(shè)備完成預(yù)期操作，自動(dòng)定量秤由稱重傳感器、狀態(tài)傳感器、給料機(jī)構(gòu)等控制結(jié)構(gòu)組成，其主要功能是對(duì)產(chǎn)品物料實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)量，而由熱合機(jī)構(gòu)、自動(dòng)套袋機(jī)構(gòu)、傳送機(jī)構(gòu)等單元構(gòu)成的自動(dòng)包裝機(jī)主要完成產(chǎn)品包裝、編碼打印、成品運(yùn)輸?shù)裙ぷ?，PLC控制系統(tǒng)是對(duì)全自動(dòng)定量包裝機(jī)三大主 要構(gòu)成協(xié)調(diào)管理的主要工具，其發(fā)揮作用依賴于全自動(dòng)定量軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
在系統(tǒng)運(yùn)行前首先判定其處于運(yùn)行還是校準(zhǔn)狀態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)處于校準(zhǔn)狀態(tài)時(shí)可以根據(jù)全自動(dòng)定量包裝機(jī)所加工產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)相關(guān)儀表進(jìn)行功能參數(shù)設(shè)定和 具體較秤，當(dāng)系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，要完成自檢和工作狀態(tài)分析，自檢主要針 對(duì)給料機(jī)構(gòu)、氣路系統(tǒng)等進(jìn)行，工作狀態(tài)分析首先要將系統(tǒng)恢復(fù)到初始化程序，多次重復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行斷開操作，直至 循環(huán)程序重計(jì)量斗內(nèi)的物料全部卸完，在計(jì)量斗實(shí)現(xiàn)去皮重后，循環(huán)程序準(zhǔn)備工作，在此過程中要注意檢測(cè)相關(guān)儀表 是否存在錯(cuò)誤，如果儀表中存在錯(cuò)誤要 及時(shí)發(fā)出報(bào)警立即維修。在確定儀表等設(shè)備沒有問題后進(jìn)行手動(dòng)及自動(dòng)狀態(tài)判 定，如果處于手動(dòng)狀態(tài)可直接進(jìn)行手動(dòng) 操作，若判定處于自動(dòng)狀態(tài)，則利用循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)中的粗細(xì)物料機(jī)同時(shí)給料，在物料稱重達(dá)到提前量設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)粗給料停止，直至稱重達(dá)到終值細(xì)給料也停止，此時(shí)應(yīng)注意在儀表穩(wěn)定后計(jì)量斗門才可允許放料，由于在卸料的過程中計(jì)量不會(huì)受到計(jì)量斗順序的影響，所以當(dāng)包裝機(jī)發(fā)出工作信號(hào)后，任何秤都可以進(jìn)行直接的卸料，而為避免多個(gè)秤在同時(shí)卸料的過程中影響物料稱重，要施行“卸料互鎖”即一端秤卸料時(shí)，其他端的秤停止卸料，當(dāng)多個(gè)秤同時(shí)完成物料填充工作要按照編程中的順序逐個(gè)進(jìn)行卸料。
為實(shí)現(xiàn)儀表及PLC與上位機(jī)的通信連接，可利用RS485總線型式實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)COM1端口的連接，PLC內(nèi)部設(shè)置的RS232要與上位機(jī)COM2連接，為實(shí)現(xiàn)儀表及PLC與上位機(jī)運(yùn)行狀態(tài)一致，采用半雙工點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸方式作為通信形式，當(dāng)其距離較遠(yuǎn)時(shí)可利用轉(zhuǎn)換機(jī)將RS232和RS485電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，傳輸數(shù)據(jù)特殊狀態(tài)，可利用數(shù)據(jù)寄存器輔助傳輸。
三、結(jié)語
通過上述分析可以發(fā)現(xiàn)，全自動(dòng)包 裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用極大地減輕了 生產(chǎn)人員的工作壓力，有力地推動(dòng)了工 業(yè)生產(chǎn)，但要以具體生產(chǎn)產(chǎn)品特征進(jìn)行 針對(duì)性的設(shè)計(jì)，由此保障其使用的穩(wěn)定 性，由于不同廠家生產(chǎn)流程存在差異， 對(duì)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的客觀性會(huì)直接影 響到全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng) 的實(shí)現(xiàn)情況，所以具體應(yīng)根據(jù)實(shí)際結(jié)合 自身生產(chǎn)情況而定。