1 引言
有些弹性产品(如生活用纸等)需要压缩包装,由于每一种产品规格及种类多样性,对包装的尺寸往往需要工作过程中实时进行修正,也就是根据控制工作过程对计数器或定时器等外部修改设定预置值。
2 包装过程及控制要求
在传输带上的成品按一定数量(以一包或一盒数量来确定)推入工位或人工放入,到工位后工位上部的气缸挡板上、下动作来对齐产品,对齐之后左右挡板进行压缩,其压缩的距离由外部设定,完成压缩之后由推进挡板往夹紧传输带推入,同时左右压缩挡板退回原位,为下一步工序做准备,而夹紧传输带按件数分批移动,把产品送入到包装袋内,然后包装袋热封,封切工序完成整个包装过程。
(1) 上述工位动作各自独立、互不牵制,但要协调动作;
(2) 包装有“手动”、“回归始位”、“单步方式”、“连续方式”4个工作状态;
(3) 急停时,立即停止一切工作,解除急停的方式有2种:一种是仍然保持在“单步方式”或“连续方式”状态,故障解除后,接着进行“单步方式”或“连续方式”工序动作,直至结束。另一种是切换到“手动”或“回归始位”状态,均按“手动”或“回归始位”要求动作。
3 PLC、I/O配置
充分利用PLC的软、硬件资源,针对压缩包装工序特点及实际情况,选用OMRON公司的CPM1A-30CDR基本单元,由于输出点变化频率不高,所以选用了继电器输出型。对检测距离采用编码器计数方式进行测量。
4 软件设计
(1) 总体软件
由于包装动作各自独立且各工作状态基本为顺序控制。图1为总体框图(梯形图略),首先判断有无急停,进入什么工作状态,确定工作状态后按控制要求实现相应的工序顺序控制。其中,公共处理部分是实现高速计数读入处理及顺序控制等功能。
(2) 压缩距离的外部设定
一般来说,产品规格和种类多样化时,压缩的距离设定有两种情况:一种是一旦产品规格尺寸确定,则它的压缩距离也就确定,即为常数;另一种情况是随时可变量的。
图1 总体软件流程框图
a) 压缩距离为常数时的外部设定方法
PLC允许由外部对计数器预置值加以设定。通常设计中采用拨码器或PT终端器,因此,欲构成4位BCD码,则需要占用16点输入通道,而且每更换规格需重新设定预置值。这样的话,就需要选择I/O点容量大一些的PLC,导致成本增加和不便。若采用按钮或开关、编程技巧,输入点可以在一定程度上得到扩展,本设计和应用中输入通道占用0103、0104点,可输入4种产品规格的压缩尺寸值,图2中可见,用@MOV(21)将事先按产品规格设定的压缩距离尺寸值设定,只有选规格并启动0100就可以实现相应压缩距离的目的。
b) 压缩距离随时改变时的外部设定方法
在图3梯形图中可以看出,0103通道作为计数器外部预置值设定的输入通道,它经过2个时间继电器:第1个延时t1=100ms,它专门滤除信号前沿抖动及尖脉冲干扰信号;第2个用来消除信号后沿抖动t2=1s。数字滤波的信号到计数器CNT000的计数输入端,若需要观察该预置值时,在输出1103通道中接入数显电路,当改变预置值后,一旦0104闭合,2000将ON一个扫描周期,即执行一次@MOV(21)指令,将CNT000的内容送到HS01通道与编码器计数相比较,控制1000和1001线圈来左右移动距离。从而实现由外部预置值的设定,显然,这种方法操作方便,又大大地减少了I/O点资源。
5 结束语
CPM1A-30CDR在包装机中已得到实际应用,经历了试车和生产的考验,达到了设计要求,PLC具有设计
图2 常量外部设定梯形图
图3 变量外部设定梯形图
方便灵活、体积小的特点,其应用具有广阔的前景。