一項(xiàng)目簡介

1.1行業(yè)背景

真空吸塑機(jī)成型是塑料包裝容器最常用的成型方法之一。它是一種以熱塑性塑料片材為成型對象的二次成型技術(shù)。該工藝早在20世紀(jì)初已為人所知，40年代開始用于工業(yè)生產(chǎn)，而在60年代才有較大的發(fā)展。近20年來，它已發(fā)展成為加工包裝材料的最重要的方法之一。包裝工業(yè)的發(fā)展及真空吸塑機(jī)成型包裝本身的特點(diǎn)以及具有成型性能的新片材的開發(fā)；推動(dòng)了吸塑機(jī)成型工藝及設(shè)備的不斷創(chuàng)新，該類設(shè)備發(fā)展越發(fā)智能與完善。在國外，真空吸塑機(jī)成型是一種老的成型工藝，由于不斷的開發(fā)和變化，目前已高度自動(dòng)化、機(jī)械化，并做到了無任何廢邊料產(chǎn)生，100%的原輔材料變成制品。全流水線生產(chǎn)的成型系統(tǒng)工程。

全自動(dòng)上料厚片吸塑機(jī)主要應(yīng)用于塑料包裝、食品包裝、醫(yī)藥包裝、汽車材料、衛(wèi)生器材等制造行業(yè)。各行業(yè)的發(fā)展促使吸塑產(chǎn)品的需求仍會增加，吸塑機(jī)生產(chǎn)廠家與設(shè)備生產(chǎn)量均會持續(xù)增長。

1.2客戶需求

客戶生產(chǎn)的吸塑機(jī)系列主要分為水平拉片式的吸塑機(jī)標(biāo)機(jī)、大型厚片吸塑機(jī)兩大系列；該機(jī)也屬于厚片機(jī)型。要求從自動(dòng)上料/運(yùn)料，到加熱成型，再到冷卻脫膜全程自動(dòng)循環(huán)實(shí)現(xiàn)。上下爐進(jìn)/退過程段速切換帶緩沖功能；各動(dòng)作參數(shù)簡單可設(shè)，帶配方記憶功能；帶光幕安全保護(hù)；自動(dòng)上料部使用與否可自由配置。

1.3解決方案

該設(shè)備系統(tǒng)以邏輯控制為主，通過對各個(gè)按鈕與傳感器信號的采集做判斷，控制多個(gè)變頻電機(jī)、汽缸、真空泵、液壓泵等協(xié)調(diào)工作；采用B1-40MR2-AC主機(jī)配以B1-8X和B1-16Y擴(kuò)展模塊各一個(gè)，以滿足I/O點(diǎn)數(shù)要求；永宏簡單可靠的控制器配合最低0.33us的指令編程可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的穩(wěn)定快速運(yùn)轉(zhuǎn)；結(jié)合永宏經(jīng)濟(jì)型人機(jī)界面HF-070E觸摸屏與經(jīng)濟(jì)型FID-E1系列變頻器，整個(gè)系統(tǒng)不僅穩(wěn)定高效，性價(jià)比也高。

1.4方案背景

早期人工上料的方式在厚片吸塑機(jī)尤其是大型厚片機(jī)中不僅費(fèi)時(shí)而且很費(fèi)力；純繼電器控制系統(tǒng)邏輯接線復(fù)雜，功能有局限，靈活型也不夠；而相互獨(dú)立的送料機(jī)構(gòu)與吸塑成型機(jī)構(gòu)無法很好的實(shí)現(xiàn)二者的配合。采用同一控制器統(tǒng)一控制的系統(tǒng)，能提高信號的處理能力、提高系統(tǒng)可靠性。配合觸摸屏良好的用戶界面，使得操作簡單高效。

二控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2．1硬件配置

設(shè)備的控制核心采用永宏B1-40MR2-AC主機(jī)加B1-16Y與B1-8X擴(kuò)展模塊；驅(qū)動(dòng)采用FID-E1變頻器；

硬件配置圖

2．2控制CAD設(shè)計(jì)

圖2-2PLC控制I/OCAD圖

2．3控制工藝動(dòng)作流程設(shè)計(jì)

以下是流程圖。

2.4軟件設(shè)計(jì)

2.4.1功能指令設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)主要考驗(yàn)復(fù)雜邏輯關(guān)系的處理，按照動(dòng)作要求完善控制條件，做好各動(dòng)作間的協(xié)調(diào)與保護(hù)；以下對涉及簡單高效的永宏高級指令略作介紹。

FUN114批量復(fù)位/置位指令，相交于三菱ZRST指令只能批量復(fù)位，永宏的Z-WR指令不僅可以對多個(gè)寄存器或者內(nèi)部繼電器做批量復(fù)位（1/0端空著不接左母線），還可以進(jìn)行批量置位動(dòng)作（1/0端直接連左母線）。

FUN103整個(gè)列表搬移指令，可以將指定長度的整個(gè)列表內(nèi)所有急促你的值搬移到另一同樣長度的列表內(nèi)，此處該指令的應(yīng)用可以在每次特定信號到來是才將各動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)重新傳輸?shù)絇LC程序內(nèi)部，防止設(shè)備動(dòng)作過程中修改動(dòng)作時(shí)間而導(dǎo)致程序的錯(cuò)誤執(zhí)行。

以上兩個(gè)功能指令均支持在指令內(nèi)設(shè)置為脈沖觸發(fā)與否。

圖2-4-1功能指令介紹圖

2.4.2人機(jī)界面的設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的人機(jī)界面風(fēng)格簡潔，主要設(shè)計(jì)了：參數(shù)設(shè)定頁、手動(dòng)頁面、自動(dòng)頁面、配方顯示頁以及流程顯示頁；需要出廠設(shè)定的參數(shù)做在隱藏畫面內(nèi)，特定操作并輸入密碼方可進(jìn)入修改。以下是部分畫面。

2-4-2主控參數(shù)畫面圖

圖2-4-3手動(dòng)控制畫面圖

三設(shè)備調(diào)試

變頻調(diào)試

該系統(tǒng)采用永宏FID-E1變頻器，頻率來源于面板旋鈕，調(diào)節(jié)方便；變頻器的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作與段速切換均通過外部輸入端子實(shí)現(xiàn)控制（正常情況下工作于面板頻率，進(jìn)入緩沖段是切換至低速頻率）。相關(guān)控制線如下：

FID-E1:控制接線

圖3-1-1FID-E1接線圖

3.2整機(jī)調(diào)試

圖3-2-1整機(jī)設(shè)備圖

圖3-2-2動(dòng)力電控制柜圖圖

3-2-3PLC控制柜圖

圖3-2-4油泵電磁閥（主要控制部件）

圖3-2-5真空泵（主要控制部件）

圖3-2-6調(diào)試運(yùn)行圖圖

3-2-7產(chǎn)品圖片示例

四．應(yīng)用總結(jié)

整機(jī)調(diào)試效果良好，客戶滿意度高。設(shè)定合適的變頻器加減速時(shí)間，配合相應(yīng)的限位傳感器，上下熱爐電機(jī)與進(jìn)料電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。通過合理的控制程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)上料部與吸塑成型部間銜接正常，安全高效；而且可以大大節(jié)省人力，且提高生產(chǎn)效益。通過此案例，我們了解到永宏B1型PLC控制性能穩(wěn)定，配合FID-E1變頻器平穩(wěn)定位可以簡單實(shí)現(xiàn)，高效的編程指令，機(jī)器運(yùn)作快速高效。整個(gè)電控系統(tǒng)性價(jià)比高。

五．參考文獻(xiàn)

[1]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊I【硬件篇&指令篇】.2010

[2]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊II【進(jìn)階應(yīng)用篇】.2010

[3]永宏電機(jī)股份有限公司.永宏FID-E1交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器使用手冊.2012