UN200PLC完美替代S7-200|UniMAT PLC在包裝機(jī)上的應(yīng)用
一、前言
包裝機(jī)的種類繁多,分類方法很多。從不同的觀點(diǎn)出發(fā)可有多種,按機(jī)械種類分為:液體包裝機(jī)、粉劑包裝機(jī)、顆粒包裝機(jī)、貼體包裝機(jī)、醬類包裝機(jī)、電子組合秤包裝機(jī)、枕式包裝機(jī);按包裝作用分,有內(nèi)包裝、外包包裝機(jī);按包裝行業(yè)分,有食品、日用化工、紡織品等包裝機(jī);按包裝工位分,有單工位、多工位包裝機(jī);按自動(dòng)化程度分,有半自動(dòng)、全自動(dòng)包裝機(jī)等。
本文詳細(xì)介紹的兩款包裝機(jī)采用UniMAT PLC的升級(jí)情況。
二、升級(jí)前后對(duì)比
1:布局整潔美觀程度
圖1:改造前設(shè)備布局
圖2:改造后設(shè)備布局
可以看出:改造前明顯布局雜亂,占地面積大,設(shè)備維護(hù)難度大;改造后布局美觀整潔,易于維護(hù)。
2:功能拓展的便利性
改造前:采用微型的包裝專用控制器,程序固化,如果要實(shí)現(xiàn)功能的改變,就必須對(duì)控制器底層非常熟悉,這對(duì)于一般的電氣工程師是有難度的。
改造后:采用可編程控制器,功能拓展非常方便,工程師可以在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)編制并調(diào)通新的功能。
3:換線生產(chǎn)的便利性
圖3:換線生產(chǎn)的對(duì)比
改造前:如果需要改變包裝規(guī)格,操作工人需要去更換減速機(jī),齒輪,連桿等機(jī)械設(shè)備;
改造后:如果需要改變包裝規(guī)格,只需要需要在HMI輸入更換后的參數(shù)即可。甚至可以做到一鍵切換,明顯增加了工作效率。
三、系統(tǒng)配置
四、系統(tǒng)概述及要求
包裝機(jī)的流程:給料控制、推耙控制、送膜控制、切刀控制、封邊控制、折角、整形。
對(duì)控制系統(tǒng)的要求:要求HMI中設(shè)置手動(dòng)與自動(dòng)切換功能、熱電偶控溫功能、伺服的控制膜長(zhǎng)功能、計(jì)數(shù)功能等。下膜方式又分定長(zhǎng)與跟標(biāo)模式。
工藝結(jié)構(gòu)圖如下:
圖4:工藝結(jié)構(gòu)圖
圖5:部分控制程序
手動(dòng)模式主要做設(shè)備開(kāi)機(jī)前檢修用,操作人用手動(dòng)可先測(cè)試達(dá)到需要的包裝效果。在自動(dòng)運(yùn)行模式下,顆粒包裝機(jī)的大致流程如下:
圖6:控制流程圖
顆粒型的包裝機(jī)控制難點(diǎn)在于:由于不是連續(xù)給膜,設(shè)備的包裝速度這個(gè)指標(biāo)受到從拉膜到下次拉膜信號(hào)發(fā)出這個(gè)周期的時(shí)間影響。特別是對(duì)于封膜時(shí),由于膜種類不同,加熱延時(shí)封膜的時(shí)間也會(huì)不同。所以需要控制好給料速度與整個(gè)包裝過(guò)程周期的匹配性。
由于延時(shí)時(shí)間的固定性,如果下料的速度給定,需要以給定的時(shí)間去下指定長(zhǎng)度的下膜量,即指定的速度去下膜。這個(gè)下膜速度不能超過(guò)步進(jìn)或者伺服的規(guī)定速度,同時(shí),下發(fā)的包裝速度的也不能過(guò)大。
設(shè)間隔的給料時(shí)間為T(mén)給料,則:
T給料>=T包裝下膜+T包裝封膜延時(shí)
否則這個(gè)包裝速度也是不能達(dá)到的,需要在HMI上面做限制。
三維膜包裝機(jī)設(shè)備工作流程大致為:
從輸送帶過(guò)來(lái)的帶包裝設(shè)備,觸發(fā)到微動(dòng)開(kāi)關(guān),此時(shí)會(huì)給帶動(dòng)的推耙的伺服一個(gè)控制信號(hào)。推耙將物料推送至過(guò)橋板,此時(shí)下膜伺服電機(jī)已經(jīng)在上一個(gè)循環(huán)時(shí),下了一張?jiān)O(shè)置長(zhǎng)度的膜,物料通過(guò)膜后控制器給出切刀信號(hào),將膜切斷。同時(shí)凸輪帶動(dòng)的大邊封機(jī)械機(jī)構(gòu)將大邊封住,物料繼續(xù)往下推,此時(shí)物料的推送是靠推耙的下一個(gè)循環(huán)推出的物料來(lái)帶動(dòng)整個(gè)物料線的移動(dòng)。大邊封好的物料會(huì)經(jīng)過(guò)折角器,通過(guò)折角機(jī)械設(shè)備后,設(shè)備在到達(dá)左右側(cè)封區(qū)以及上下整形區(qū)。出來(lái)的產(chǎn)品就是我們平常包裝好的設(shè)備了。
下膜伺服電機(jī)會(huì)根據(jù)客戶的包裝需求設(shè)置為“定長(zhǎng)模式”和“色標(biāo)模式”定長(zhǎng)模式即按照指定的長(zhǎng)度和速度下膜,此種應(yīng)用一般在三維透明膜包裝上。色標(biāo)模式通常用在其上有色標(biāo)的包裝膜上,客戶需要設(shè)置指定正負(fù)偏差,或者為0直接停在色標(biāo)上。此機(jī)型用我司的UN226PLC升級(jí)后,對(duì)色標(biāo)模式的定位誤差也達(dá)到了客戶的要求。膜的控制要求除了控制長(zhǎng)度外,控制器還設(shè)有易拉線口,用切換開(kāi)關(guān)設(shè)置易拉線口的投用。此外我們還充分考慮了客戶產(chǎn)品的安全因素:拉線口與下膜的互鎖、切刀與下膜的互鎖、折角器與邊封的機(jī)械互鎖等,這些都是普通的微控制器所做不到的。
圖7:色標(biāo)模式的界面及控制程序
五、結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)兩次包裝機(jī)的升級(jí)改造,驗(yàn)證了UniMAT PLC:UN124XP和UN226在設(shè)備上的實(shí)用性和億維自動(dòng)化在包裝行業(yè)給予客戶的比較方便和完美的一整套自動(dòng)化解決方案和服務(wù)。本次改造獲得了客戶的好評(píng),使他們的產(chǎn)品更加的靈活操作更加簡(jiǎn)單有效。

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