一、 項(xiàng)目簡(jiǎn)介 廣州市花都輕工機(jī)械廠是民營(yíng)企業(yè)，專門(mén)生產(chǎn)啤酒飲料干包裝機(jī)械。熱收縮膜包裝 機(jī)是廣州市花都輕工機(jī)械廠與我公司廣州柏能科貿(mào)發(fā)展有限公司合作研發(fā)生產(chǎn)。我公司 研究了意大利SMI 公司和德國(guó)KRONES 公司的同樣機(jī)型后，基于此機(jī)型的特點(diǎn)，比如 用七臺(tái)伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)同步性能，要求通訊速率高，程序掃描時(shí)間短等等，電氣控制決定 采用Panel PC+WINAC （軟PLC）為核心，伺服電機(jī)為驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)。在國(guó)內(nèi)啤酒飲料 包裝設(shè)備中首次使用西門(mén)子的軟PLC 產(chǎn)品WINAC，使得西門(mén)子的軟PLC-WINAC 產(chǎn)品 及相關(guān)技術(shù)首次進(jìn)入國(guó)內(nèi)啤酒飲料包裝設(shè)備中使用WINAC 系列產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。 二、 系統(tǒng)介紹 1、熱收縮膜包裝機(jī)的原理 熱收縮膜包裝機(jī)主要共有七臺(tái)伺服電機(jī)，通過(guò)七臺(tái)伺服電機(jī)彼此之間的配合把流水線上的啤酒，從熱收縮膜包裝機(jī)出來(lái)以后形成九瓶一組或十二瓶一組的以塑料膜封裝的 產(chǎn)品。 2、熱收縮膜包裝機(jī)的工作流程 熱收縮膜包裝機(jī)由進(jìn)瓶系統(tǒng)、容器分列機(jī)構(gòu)、送紙板機(jī)構(gòu)、送切膜機(jī)構(gòu)、裹膜機(jī)構(gòu)、 熱收縮隧道以及紙板平臺(tái)構(gòu)成的（見(jiàn)附圖一）。其流程如下： 由貼標(biāo)機(jī)出來(lái)的瓶子，由輸送到熱收縮膜包裝機(jī)的進(jìn)瓶帶上，當(dāng)瓶子積累到一定數(shù) 量時(shí)，容器分列機(jī)構(gòu)開(kāi)始動(dòng)作，把瓶子分成n 瓶一組一組的，然后送紙機(jī)構(gòu)同步送上紙 板，再通過(guò)送切膜機(jī)構(gòu)和裹膜機(jī)構(gòu)把每一組瓶子裹包好，送進(jìn)熱收縮隧道，如此周而復(fù) 始不斷的循環(huán)，直至操作者發(fā)出停機(jī)命令為止。 3、系統(tǒng)控制對(duì)象 該系統(tǒng)中模擬量輸入2 點(diǎn)，數(shù)字量輸入/輸出信號(hào)共有30 多點(diǎn)，控制對(duì)象主要有伺服電機(jī)、變頻器、電磁閥、電動(dòng)機(jī)等。 三、 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 根據(jù)用戶的需求，機(jī)械系統(tǒng)的要求，設(shè)計(jì)了此機(jī)構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)。 見(jiàn)下圖: 1、驅(qū)動(dòng)要求 從上述過(guò)程可以看出，包裝過(guò)程須七臺(tái)電機(jī)準(zhǔn)確同步，隨時(shí)按用戶要求改變運(yùn)轉(zhuǎn)速 度。而且進(jìn)瓶系統(tǒng)可采用多種產(chǎn)品排列組合，更換瓶型和改變排列組合調(diào)整方便，可方 便調(diào)節(jié)薄膜的長(zhǎng)度。 2、包裝過(guò)程控制 包裝過(guò)程的位置控制是整個(gè)機(jī)器的控制核心，它的位置控制的好壞直接影響包裝的 連續(xù)性。在45 包/分鐘的情況下，一個(gè)動(dòng)作周期只有1.33 秒時(shí)間，容器分列、送紙板、 送切膜、裹膜要求精確控制同步，數(shù)據(jù)量交換大，時(shí)間短，動(dòng)作要求準(zhǔn)確，所以我采用 了德國(guó)Sew 公司的伺服控制器，伺服電機(jī)及德國(guó)的Siemens 的將PC 控制、數(shù)據(jù)處理、 通訊、可視化等技術(shù)集成于一體的PC670+WINAC，使得控制與監(jiān)控相集成。先進(jìn)的西 門(mén)子PC670 控制系統(tǒng)，具有奔騰PIII500 至1.3G 處理器適用于與苛刻的工業(yè)環(huán)境采用 Profibus 總線結(jié)構(gòu)，可高達(dá)12M 的通訊速率，高速運(yùn)行準(zhǔn)確定位，開(kāi)放式的通訊，有調(diào) 試方便，不需要另外的編程器即可調(diào)試。面板或PC670 屬于SIMATIC 面板或PC 系列， 具有所有的工業(yè)PC 的功能。它的面板有10｀｀ 和12｀｀兩種類型 ，觸摸屏和薄膜鍵盤(pán)兩 種規(guī)格。整體的PC 設(shè)計(jì)對(duì)抗振動(dòng)、抗沖擊的高防護(hù)等級(jí)。例如特殊的吸收振動(dòng)的懸浮 式硬盤(pán)提供絕對(duì)的安全操作，即使在受到高強(qiáng)度的機(jī)械撞擊的情況下。采用ET200 分布式遠(yuǎn)程I/O，控制程序與STEP7-300 100%兼容。而且支持OPC、ACTIVE 及C++編 程，預(yù)留與辦公室網(wǎng)絡(luò)MICROSOFE OFFICE、EXCEL 數(shù)據(jù)接口。 四、 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 由于整個(gè)過(guò)程的動(dòng)作比較多，數(shù)據(jù)量比較大，我采用了分塊編程的處理方法。 整個(gè)程序共有功能塊（FC）25 個(gè)，數(shù)據(jù)塊10 個(gè)，每個(gè)程序塊、功能塊完成相應(yīng)的 功能。在本系統(tǒng)中下載不同品種數(shù)據(jù)和位置同步比如容器分列已及送切膜的程序比較復(fù) 雜，其他的功能的編程比較普遍。 1、以下載不同品種數(shù)據(jù)的程序?yàn)槔?，由于每一個(gè)品種，每一臺(tái)伺服都需要變更500 多個(gè)數(shù)據(jù)，故采用了指針?lè)绞絹?lái)變位尋址。具體程序如下： 編一個(gè)數(shù)據(jù)上載保存子程序FC24，調(diào)用它時(shí)只需輸入3 個(gè)參數(shù)值。 CALL FC24 PIW-ADDR：W#16#1 伺服號(hào)碼 SIEMENS Automation Expert Communication A&D Service & Support October 13,2002 4 DB-N0：30 DB 塊號(hào) PQW-SUM：W#16#5E00 數(shù)據(jù)指針的起始地址 再編一個(gè)下載數(shù)據(jù)的子程序調(diào)用它時(shí)輸入3 個(gè)參數(shù)值： CALL FC25 PIW-ADDR：W#16#1 伺服號(hào)碼 DB-N0：31 DB 塊號(hào) PQW-SUM ：W#16#5E00 數(shù)據(jù)指針的起始地址 2、容器分列機(jī)構(gòu)由于是采用兩臺(tái)伺服電機(jī) 控制把緊密排列的啤酒瓶分列成n 瓶一 組的，兩組之間有一定間隙的排列組合。因此要求兩臺(tái)電機(jī)通過(guò)高低速交錯(cuò)配合要非常 準(zhǔn)確。在這里我采用了Sew 伺服控制器的曲線功能跟WINAC 配合解決了這難點(diǎn)。 3、送切膜伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程對(duì)于膜的裹包效果以及膜的長(zhǎng)短來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的。 我用WINAC 的快速特征和Sew 的伺服特性解決這個(gè)問(wèn)題。 五、 結(jié)束語(yǔ) 本臺(tái)設(shè)備首次將SIEMENS 的軟PLC 產(chǎn)品WINAC 應(yīng)用于啤酒包裝設(shè)備。多臺(tái)熱 收縮膜包裝機(jī)銷售至今一直穩(wěn)定運(yùn)行，深受用戶好評(píng)。德國(guó)的Siemens 的將PC 控制、 數(shù)據(jù)處理、通訊、可視化等技術(shù)集成于一體的PC670+WINAC，在熱收縮膜包裝機(jī)的成 功使用，引起了越來(lái)越多啤酒廠的興趣，具有廣闊的推廣前景。由于開(kāi)發(fā)時(shí)間比較短， 只有短短的兩個(gè)月時(shí)間，定位的精確性、膜長(zhǎng)控制的準(zhǔn)確性還不夠完美，WINAC ODK 將掃描程序與VC++程序緊密結(jié)合，用VC++來(lái)開(kāi)發(fā)復(fù)雜的控制算法有助于進(jìn)一步完善 此機(jī)型。 附圖一：