臺達機電產品在純凈水包裝機上的應用

介紹基于臺達機電自動化技術平臺的純凈水自動化包裝機項目研發。給出原理設計和關鍵程序梯形圖。
It produced pure water’s automatic packing project research which based on Delta motor’s automatic technology plat and gave it’s method design and key process ladder diagram.
關鍵詞：包裝 PLC 變頻器 觸摸屏
Packing PLC Inverter HMI

1 引言

純凈水現在逐漸的進入了千家萬戶。傳統的純凈水是瓶裝包裝。為了節約資源，就像袋裝飲料一樣，未來的純凈水也會出現袋裝的。由此，出現了專門用來對純凈水進行袋裝的包裝機。這種包裝機機械簡單，造價低，同時生產效率高。前景相當可觀。

2 系統設計

包裝機執行機構采用氣動組件組成光機電氣一體化系統，用于實現多規格袋裝飲料柔性化包裝。對包裝膜的長寬、橫封時間、縱封時間以及橫封加熱時間、縱封加熱時間進行外部人機界面設定。包裝膜送膜通過變頻器驅動異步電機，在送膜輥上加裝200線的計長編碼器。通過編碼器進行定長控制。包裝膜被動放卷，為保證薄膜不會走偏，機械上加裝了糾偏電機。橫封、縱封都使用氣動組件（氣缸）推動相應的機械部件完成動作。加熱通過控制微波加熱器完成。電控系統構成參見圖1。

圖1 電控系統構成示意圖

3 系統設計

3.1 方案設計

本方案中主要包括三個自動化部分。

（1）自動清洗。自動清洗是對薄膜進行噴淋工藝清洗過程，由生產過程控制。

（2）自動糾偏。自動糾偏適時調整薄膜在傳動設備上的左右偏差。考慮到薄膜的透明度選用不同的光電傳感器進行控制。如果薄膜過于透明可在薄膜上加色標（或接近開關）。

（3）生產過程。生產過程是最主要的工藝過程。

·編碼器定長.操作工人在人機上設定袋長.將薄膜放到一個袋子的長度或設備檢測到薄膜上的色標后在執行其它動作。
·薄膜拆卷后通過設備管子被卷成對等的兩部分（翻領成型）。
·垂直封袋,橫封、縱封定時控制;橫封加熱、縱封加熱定時控制。
·灌裝定量的水,定時控制。
·水平封袋，并切斷。為下一個袋子的底部做好密封。

3.2 分部設計

（1）定量給料。采用水泵的定時控制。這里需要水泵的轉速流量進行計算以確保計量的精確性。這種方法的誤差可能比較大。

（2）定長控制。長度的控制使用編碼器進行回饋控制。編碼器聯在傳動軸上反饋到可編程控制上。200線編碼器.裝在送膜輥上.送膜輥周長L=Πd,高速計數到200，即送膜長度為L。設定送膜長度為X,則需要高速計數為：X=200×袋長／L。

(3)電機傳動。傳動使用變頻器帶變頻電機。變頻器通過R485通信和可編程控制器進行連接。這樣可以在人機界面上設定運行速度。考慮到薄膜放卷部分的控制可能還需要對放卷電機進行控制（放卷部分可以使用磁粉方式加張力控制）。

(4)封合控制。封合控制在可編程控制器中可完成。

（5）溫度控制。溫度需要恒溫。可以在可編程控制器中做自動整定就可以完成。也可以使用溫控表單獨控制。

3.3 硬件配置設計

設備選型基于臺達機電自動化技術平臺（表1）。

表1 硬件配置選型

4 程序設計

4.1 人機操作畫面設計

4．2 PLC程序設計

（1）I/O與變量表設計參見表2。

表2 I/O與變量表

（2）梯形圖設計

5 調試過程

系統相對比較簡單，主要難點是定長控制。因為考慮成本問題，選用變頻器+編碼器結構，所以在變頻器停止運行不象伺服系統會瞬間停轉，因此當長度高速計數到達后，將離合器動作，使得電機雖然一直在運行，而送膜輥會在離合器動作的瞬間停止運轉，這樣在很大程度上減小了誤差，精度能夠滿足客戶的要求。

6 結束語

本項目在電氣方面使用了人機操作界面、PLC、變頻器。臺達機電產品正在以較高的性價比和優良的售后服務體系以及值得信賴的技術優勢贏得了客戶的青瞇。本項目基于臺達機電自動化平臺以最快的速度將整套系統開發成功，在包裝行業里新興的設備中爭得了先機