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台达机电产品在立式包装机的应用

摘要：阐述立式全自动包装机原理，台达PLC、伺服控制立式自动包装机的工艺设计要求和程序概要。
关键词：立式自动包装机，台达PLC，台达人机，台达伺服
1，引言
近年来，随着国民经济的不断发展，人民生活水平的提高，大众对食品、医药、日用品等行业的产品需求日益增加，生产厂家采用传统的手工包装作业，再也无法达到市场的需求，必然寻求生产自动化、提高生产效率的设备。从而催生出一种高品质、高性能的全自动包装机，具有完成自动送料、计量、制袋、充填、封口、打印日期及成品输出等一系列自动功能。本文主要介绍了采用高精度伺服运膜系统、PLC程控、先进的触摸式人机接口、光电自动定位跟踪、数字式温控系统的大型立式自动包装机，该类型机器操作更加简单、完善，是提高生产效率，降低劳动强度，提高包装档次的首选设备。

2，工艺简介
立式自动包装机主要动作有空袋包装和填充包装。空袋包装不需往包装袋中放物料，只需机器安装设定的包装速度和袋长生产出空袋子，多为机械调试时使用；填充包装为根据物料信号启动包装动作，即来一个物料信号就进行相应的一次运膜、纵封、横封等动作，生产出一袋完整的包装。其中这两种动作均需要实现两种要求：定长包装及追色包装。
2.2.1 定长包装
系统上电后，加热系统对横封器和纵封器进行加热，使之到达安装预先设定的温度值；
在触摸屏中设定包装袋长度、每分钟包装的包数以及横封器、纵封器动作的时间等参数；
在自动接口按下“空袋包装”或“填充包装”的按键，包装机自动生产出一个个产品，袋长与触摸屏设定的资料一致，不超过±0.5mm。
2.2.2 追色包装
由于很多厂家采用的包装膜是彩色膜，膜上面印刷关于产品的文字和图案，这就要求每个袋子都切断位置在彩色膜两个图案交接的地方，这样生产出来的产品的图案才在正中的位置。所以机器必须有追色的功能，即在触摸屏中按下“追色”按钮，再启动，包装机生产出的袋子，袋长应该是两个色标之间的长度，不超过±0.5mm。
3，系统简介
针对客户提出的要求，以及考虑产品的性能和在市场上的竞争力的因素，我们采用了台达DVP24ES00T2型号的PLC、DOPA57BSCTD型号的触摸屏、ASDA004L21A型号的伺服系统和VFD002L21A型号的变频器。
整个系统主要是以PLC完成逻辑动作的执行，伺服完成包装膜长度的定位，触摸屏完成资料的显示与输入以及指令的下达，系统架构如下所示

台达ES系列PLC是台达推出时间最长的一款PLC，它具有双通讯口的功能，RS-232口可以与触摸屏通讯，同时RS-485口可以连接变频器和伺服驱动器，PLC通过通讯把变频器的频率和伺服的位置分别写入变频器和伺服驱动器；ES支持STL指令，这是用来做顺序功能图（SFC，Sequential Function Chart）设计语法的指令，此种指令可以让我们在程序规划时，能够像平时画流程图时一样，对于程序的步序更为清楚，更具可读性。
以下为立式自动包装机的流程图

台达DOPA系列触摸屏采用202M32位的高速CPU，基于 OS (Win CE, Linux, RTOS)的多任务操作系统，具有历史报警显示、配方、多国语言等功能。

本系统采用了5.7寸蓝色屏幕，显示和修改PLC中的资料以及控制指令的下达，主要分为自动包装、手动操作、参数设置、功能选择和报警设定5个页面。

伺服系统采用台达400W低惯量伺服配备10：1的减速机，采用Pr位置控制模式，即由PLC通过通讯把每次要走的位置预先写入伺服驱动器内部存储器中，当物料信号到达后，PLC输出触发伺服马达运转设定的圈数，若进行追色包装，则PLC接收到色标信号后，立刻输出一个清除信号给伺服，伺服马达立刻停止运转。

系统对横封器和纵封器采用两路独立PID死循环温度控制。

运膜系统由放膜机构、色标感测机构、成型器和运膜皮带机构组成。

4工艺规格
经过调试，包装机可以实现以下功能。
◎ 80-300mm袋长，5-60Bags/min；
◎ 袋长误差在±0.5mm以内；
◎ 定长包装和追色包装功能；
◎ 在追色包装时，连续三次追不到色标，可以停机报警功能；
◎ 可以在触摸屏上设定袋长和生产速度；
◎ 有低温、低气压、无膜、无物料等报警功能；
◎ 可以存储8组不同产品编号的参数；
◎ 可以设定连包不切断的袋数。
生产出来的包装袋有如下图所示

5结束语
由台达人机、PLC、变频器和伺服组成的立式自动包装机控制系统轻松实现用户提出的要求；稳定可靠的产品品质，简单便易的操作方法，体现了台达机电产品整合系统的优越性；系统实现了全自动生产，大大提高了生产效率。丰富的故障诊断功能提高了作业人员检修设备的便利性。为包装企业的设备升级提供了很好的案例。