包裝機控制系統(tǒng)方案

各行各業(yè)的產(chǎn)品在市場上流通都要先進行包裝，所以包裝機械理所當(dāng)然的成為了產(chǎn)品生產(chǎn)的重要設(shè)備。包裝機械的包裝速度，包裝精度，系統(tǒng)穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，所以全自動化的，控制功能先進的包裝機是市場上的主導(dǎo)產(chǎn)品。XX包裝機械廠委托北京凱控科技有限公司設(shè)計其一款枕式食品包裝機的控制系統(tǒng)，設(shè)計指標(biāo)是能實現(xiàn)自動溫控，自動追蹤色標(biāo)，每分鐘包裝數(shù)量達到180包左右。
系統(tǒng)在硬件上采用北京凱控科技有限公司的新產(chǎn)品CKT-S5730BZ嵌入式工控電腦作為控制器。CKT-S5730采用的是最新的PAC（可編程自動化控制器）概念設(shè)計的，自帶16路開關(guān)量輸入輸出，8路模擬量輸入，自帶脈寬口，集成一塊5.7寸的彩色液晶觸摸屏，實現(xiàn)了控制，人機交流一體化，相當(dāng)于業(yè)界普遍流行的PLC+HMI控制。在軟件上采用凱控公司自己研發(fā)的組態(tài)軟件進行系統(tǒng)開發(fā)，采用嵌入式系統(tǒng)，組態(tài)軟件、嵌入式數(shù)據(jù)庫等先進技術(shù)相結(jié)合，可以快速進行系統(tǒng)開發(fā)，同時大大縮短調(diào)試時間。
包裝機控制需求：
1實現(xiàn)觸摸屏控制開機關(guān)機，在主電機的過載情況下進行過載保護，機器故障情況下緊急停車。
2實現(xiàn)點動輸出，按住點動按鈕，機器點動輸出。
3停機時保證橫封封刀抬起，不接觸包裝膜。
4自動控制橫封上，橫封下，縱封溫度穩(wěn)定。
5通過主電機測速齒輪的脈沖輸入，控制步進電機與主電機速度同步。
6通過檢測色標(biāo)信號與封切位置信號之間的測速齒輪脈沖數(shù)，實現(xiàn)步進電機的自動正追反追。
7可通過觸摸屏上的手動追蹤按鈕實現(xiàn)手動正追，反追。
8系統(tǒng)具有統(tǒng)計功能，可記錄每日運行時間，累計運行時間，每日包裝數(shù)量，累計包裝數(shù)量。

開關(guān)量I/O列表

模擬量輸入


脈沖輸入/輸出


應(yīng)用凱控組態(tài)軟件進行組態(tài)開發(fā)
根據(jù)控制需求進行系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計，并設(shè)計顯示界面。在這里共設(shè)計了三個界面，分別是運行監(jiān)控界面、數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面、系統(tǒng)幫助界面。我們把系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)來開發(fā)。
首先是開機關(guān)機的實現(xiàn)，在這里需要實現(xiàn)以下幾點，開機時點擊監(jiān)控界面上的啟動按鈕，系統(tǒng)預(yù)熱10秒鐘，之后啟動主電機；停機時點停機按鈕，在位置檢測信號為一時，系統(tǒng)停止，關(guān)閉主電機。而且，當(dāng)出現(xiàn)故障時，按外置的緊急停機按鈕時，系統(tǒng)停機；主電機的過載保護信號為一時，系統(tǒng)停機。按點動按鈕，系統(tǒng)點動輸出。


第二個子系統(tǒng)是封切溫度控制系統(tǒng)，在這里分為橫上溫度PID控制，橫下溫度PID控制，縱封溫度PID控制。開機后系統(tǒng)自動對封切加熱部件進行預(yù)熱。對溫度控制的各個參數(shù)的設(shè)定是通過點擊運行監(jiān)控界面中的“橫上溫度”“橫下溫度”“縱封溫度”三個按鈕分別設(shè)置各個參數(shù)。并且當(dāng)溫度出現(xiàn)異常時系統(tǒng)彈出溫度異常報警對話框。


第三個系統(tǒng)主要是實現(xiàn)控制步進電機與主電機速度同步，同時通過對色標(biāo)信號和封切位置信號的檢測，輸出步進電機的正追或反追。主電機啟動后，安裝在主電機上的測速齒輪進行主電機的速度的測量，輸出相應(yīng)的速度脈沖信號給CKT-S5730控制器，控制器根據(jù)這個速度脈沖信號，輸出相應(yīng)脈沖控制步進電機以主電機相同的速度運轉(zhuǎn)。自動跟蹤通過以下邏輯實現(xiàn)，檢測色標(biāo)信號和封切位置信號，先計算這兩個信號之間的測速齒輪輸出的脈沖數(shù)，再根據(jù)色標(biāo)信號和封切位置信號出現(xiàn)的先后，來判斷輸出相應(yīng)脈沖正追還是反追。，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)手動正追反追，通過按運行監(jiān)控界面上的“手動正追”“手動反追”來實現(xiàn)。
系統(tǒng)還實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面可以顯示本日系統(tǒng)的運行時間，本日的包裝數(shù)量，系統(tǒng)累計包裝時間，累計包裝數(shù)量。并且每個數(shù)據(jù)都可以根據(jù)需要進行手動清零。


系統(tǒng)幫助界面用來顯示系統(tǒng)的幫助信息。

總結(jié)
為客戶提供滿意的自動化解決方案是北京凱控科技有限公司的經(jīng)營方向，枕式包裝機控制系統(tǒng)項目，我們采用凱控自己研發(fā)的CKT-S5730嵌入式工控電腦作為控制器，同時實現(xiàn)了系統(tǒng)的開機關(guān)機控制，封切溫度PID控制，步進電機與主電機同步的控制和光標(biāo)追蹤，實現(xiàn)了高度的一體化，節(jié)省了原系統(tǒng)中的溫度控制儀表和步進電機控制器的預(yù)算，大大節(jié)約成本，滿足了客戶的工藝要求，提高了客戶設(shè)備的可靠性和客戶設(shè)備的工作效率，客戶反映非常滿意。在應(yīng)用中完全達到設(shè)計要求，運行穩(wěn)定，故障率低，精度高，維護方便可遠程診斷故障。眾多PLC不具有的功能和優(yōu)勢，使得凱控公司的嵌入式工控電腦是理想的PLC控制各種食品包裝機械升級換代的最佳方案。