產(chǎn)品自動(dòng)包裝生產(chǎn)的微機(jī)控制
摘 要：自動(dòng)包裝生產(chǎn)是未來(lái)機(jī)械發(fā)展的關(guān)鍵，自動(dòng)化系統(tǒng)相對(duì)人工包裝的高速化、安全化、智能化的性能越來(lái)越受到工業(yè)生產(chǎn)的喜愛(ài)。本文基于這一工業(yè)背景，對(duì)產(chǎn)品自動(dòng)包裝生產(chǎn)的危機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。文章首先分析了危機(jī)控制系統(tǒng)的含義和性能，目前使用的危機(jī)控制系統(tǒng)主要有全氣控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和PC控制系統(tǒng)，性能包含安全性、可靠性和實(shí)用性。其次介紹了自動(dòng)包裝生產(chǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理，最后使用褲襪自動(dòng)包裝生產(chǎn)的微機(jī)控制系統(tǒng)作為事例對(duì)產(chǎn)品包裝生產(chǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行具體研究。
關(guān)鍵詞：微機(jī)控制系統(tǒng) 產(chǎn)品自動(dòng)包裝生產(chǎn) PLC
隨著工業(yè)革命推進(jìn)以及科技水平的進(jìn)步，工業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程也不斷的被強(qiáng)化，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量要求越來(lái)越高，人工工作的進(jìn)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足市場(chǎng)的需求，因此產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)成為了未來(lái)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，智能化和自動(dòng)化的生產(chǎn)成為當(dāng)今信息時(shí)代的一項(xiàng)新應(yīng)用。我國(guó)自動(dòng)化包裝生產(chǎn)系統(tǒng)起步比國(guó)外要晚，目前還存在很多的漏洞，但是由于我國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的商品出口大國(guó)，與此同時(shí)，中國(guó)的產(chǎn)品包裝生產(chǎn)市場(chǎng)要求也隨著世界消費(fèi)者的要求變得越來(lái)越嚴(yán)峻，增強(qiáng)產(chǎn)品自動(dòng)化包裝生產(chǎn)的危機(jī)控制系統(tǒng)的建設(shè)，成為中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的首要任務(wù)，本文基于這些因素，對(duì)自動(dòng)包裝繩的危機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。
一、自動(dòng)包裝生產(chǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)的概述
(一)微機(jī)控制系統(tǒng)
微機(jī)控制系統(tǒng)一般有三種，全氣控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)和PC控制系統(tǒng)。氣動(dòng)控制，即傳動(dòng)控制和執(zhí)行機(jī)構(gòu)全部是氣壓元件，系統(tǒng)全部使用壓縮空氣為工作介質(zhì)。這種控制方法工作介質(zhì)單一，工作比較可靠，系統(tǒng)的安裝調(diào)整和維修也比較方便，但氣動(dòng)系統(tǒng)較復(fù)雜，元件較多; 電氣控制，氣動(dòng)的傳動(dòng)控制采用電器元件，通過(guò)電一氣轉(zhuǎn)換后再來(lái)控制氣動(dòng)執(zhí)行元件(如控制閥、氣缸等)。這使得氣動(dòng)系統(tǒng)本身大為簡(jiǎn)化，氣動(dòng)元件少，氣動(dòng)系統(tǒng)的故障率低。PC控制則同時(shí)具備以上兩種控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：這種專用工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，其內(nèi)部各種中間繼電器、保持繼電器、特殊用途繼電器都是無(wú)觸點(diǎn)接觸的開(kāi)關(guān)信號(hào)，極大地降低了電氣系統(tǒng)的故障率，使用PC后，氣動(dòng)系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化，實(shí)際上，包裝線上每個(gè)工位只需一只主控閥和一對(duì)執(zhí)行氣缸，氣動(dòng)系統(tǒng)的故障率也降到最低。
(二)自動(dòng)包裝生產(chǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)
一般的自動(dòng)包裝生產(chǎn)系統(tǒng)相比人工的生產(chǎn)具有三個(gè)方面的性能優(yōu)勢(shì)、分別是安全性、可靠性和實(shí)用性。自動(dòng)包裝系統(tǒng)的這些性能可以滿足行業(yè)工藝的需求，代替人力降低成本，提高包裝效率和包裝質(zhì)量。自動(dòng)包裝系統(tǒng)作為一個(gè)高速度、智能化、全自動(dòng)的紡織行業(yè)包裝設(shè)備，是集在線檢測(cè)、精密機(jī)械、實(shí)時(shí)控制于一體的大型包裝生產(chǎn)線，各部分協(xié)調(diào)配合，保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。一般情況下自動(dòng)包裝系統(tǒng)的核心是PLC控制單元，PLC廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制中，可以適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可以控制各個(gè)機(jī)構(gòu)完成相應(yīng)動(dòng)作，工作穩(wěn)定可靠。自動(dòng)包裝生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)力主要來(lái)源于電機(jī)和氣紅，電機(jī)主要用于輸送帶的傳送，氣紅主要用于各模塊的動(dòng)作，只要配合光電傳感器、行程開(kāi)關(guān)等，就可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)機(jī)械機(jī)構(gòu)動(dòng)作的跟蹤控制，上位監(jiān)控系統(tǒng)可以對(duì)整個(gè)包裝過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，可以保證系統(tǒng)可靠穩(wěn)定地運(yùn)行。
二、自動(dòng)包裝生產(chǎn)微機(jī)控制系統(tǒng)的原理
全氣動(dòng)控制方法和電氣控制方法的控制原理是一樣的。包裝生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，須按位置程序控制的一般模型進(jìn)行邏輯控制線路的設(shè)計(jì)，對(duì)邏輯運(yùn)算、記憶、延時(shí)等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行綜合，形成一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。因此其工作原理就是：由前一步的動(dòng)作，發(fā)出動(dòng)作的行程信號(hào)(主令信號(hào))，將它輸入邏輯線路經(jīng)運(yùn)算后發(fā)出執(zhí)行信號(hào)，產(chǎn)生下一步的動(dòng)作。這種控制方法具有連鎖作用，能使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按程序順序依次動(dòng)作。現(xiàn)在的產(chǎn)品自動(dòng)控制系統(tǒng)大多采用了PC控制，PC又稱PLC即可編程邏輯控制器，是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置，pc控制系統(tǒng)內(nèi)部各種中間繼電器、保持繼電器、特殊用途繼電器都是無(wú)觸點(diǎn)接觸的開(kāi)關(guān)信號(hào)，極大地降低了電氣系統(tǒng)的故障率，同時(shí)內(nèi)部各種中間繼電器、保持繼電器、特殊用途繼電器都是無(wú)觸點(diǎn)接觸的開(kāi)關(guān)信號(hào)，極大地降低了電氣系統(tǒng)的故障率。
三、以褲襪為例分析自動(dòng)包裝生產(chǎn)的微機(jī)控制系統(tǒng)
(一)褲襪的包裝工藝分析
褲襪包裝的主要功能是將從褲襪定型機(jī)輸出的褲襪以內(nèi)紙板為支撐折疊好，套入外紙殼并送入塑料包裝袋，封口、打標(biāo)簽后輸出包裝成品。褲襪包裝機(jī)主要由三部分組成：載襪臺(tái)、折襪機(jī)和裝袋機(jī)載襪臺(tái)是連接褲襪定型機(jī)與折襪機(jī)的過(guò)渡機(jī)構(gòu)。褲襪被輸送到載襪臺(tái)，由人工檢查瑕疵，剔除次品，將合格的褲襪放在輸送帶上，輸送帶將褲襪送到折襪機(jī)。將褲襪經(jīng)由上輸送帶輸送到可反轉(zhuǎn)的雙層輸送帶斜坡機(jī)構(gòu)中，由置放內(nèi)紙板機(jī)構(gòu)將內(nèi)紙板放在褲襪上，斜坡機(jī)構(gòu)再反轉(zhuǎn)，同時(shí)上輸送帶前段下降，并且折疊好的部分被送到正向運(yùn)行的下輸送帶上，實(shí)現(xiàn)褲襪的第一折;當(dāng)褲襪被輸送到特定位置時(shí)，下輸送帶反向運(yùn)轉(zhuǎn)，仍留在上輸送帶上的部分則隨著傳送帶運(yùn)行最終疊在下面的部分上，從而實(shí)現(xiàn)第二折;然后上輸送帶上升，下輸送帶再次正向運(yùn)行，定位板下降，頂住褲襪中部，同時(shí)翻轉(zhuǎn)折疊機(jī)構(gòu)將褲襪前部翻折180度，實(shí)現(xiàn)第三折;定位板上升，下輸送帶將疊好的襪子送到后續(xù)機(jī)構(gòu)。三次折疊褲襪的長(zhǎng)度都要求十分精準(zhǔn)，以保證折疊后褲襪平整、美觀。如下圖所示：
(二)褲襪自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)
本文采用的自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)主要是使用PLC技術(shù)，在設(shè)計(jì)自動(dòng)包裝控制部分時(shí)，充分考慮到用戶的功能需求以及與系統(tǒng)的機(jī)械部分的配合需求。在具體實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，又以系統(tǒng)的可靠性與易用性為準(zhǔn)則，盡可能把本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為一個(gè)功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機(jī)設(shè)備。褲襪自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)的主要控制參數(shù)有輸送帶運(yùn)行方向、啟停的時(shí)間，氣缸、真空吸附機(jī)構(gòu)、吹風(fēng)口的動(dòng)作時(shí)間。由于控制對(duì)象較多，且被控對(duì)象比較集中，因此采用集中控制系統(tǒng)方案。集中控制系統(tǒng)如下圖所示，每個(gè)被控制對(duì)象與可編程控制器指定I/O相連接，因此各被控對(duì)象之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)的變換不需要另外設(shè)置專門(mén)的信號(hào)線路。該控制系統(tǒng)多用于控制對(duì)象所處的地理位置比較接近，且相互之間的動(dòng)作有一定聯(lián)系的場(chǎng)合。
(三)褲襪自動(dòng)包裝PLC程序流程
當(dāng)自動(dòng)包裝任務(wù)開(kāi)始時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)開(kāi)始初檢，初檢任務(wù)是對(duì)所有電機(jī)和汽缸的運(yùn)動(dòng)能力進(jìn)行開(kāi)機(jī)檢查，即開(kāi)機(jī)時(shí)，讓所有電機(jī)和汽缸都運(yùn)動(dòng)一下再?gòu)?fù)位，確保機(jī)器能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)檢查所有的光電傳感器，查看是否有異物，若氣缸不能到位，或光電傳感器前有異物則紅色報(bào)警燈亮、蜂鳴器響。當(dāng)系統(tǒng)的各部分程序正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，就啟動(dòng)接下來(lái)的三個(gè)運(yùn)行任務(wù)，分別是：手動(dòng)運(yùn)行、半自動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行，在自動(dòng)包裝系統(tǒng)中通常采用第三個(gè)，選擇自動(dòng)運(yùn)行的任務(wù)。如果一切正常，則等待上位機(jī)發(fā)出操作指令，即運(yùn)行哪個(gè)部分控制任務(wù)，自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)就會(huì)按照原先設(shè)定好的程序進(jìn)行褲襪的包裝，如果發(fā)現(xiàn)意外情況，立即停止全部部分控制任務(wù)的執(zhí)行，然后再啟動(dòng)停機(jī)任務(wù)。
四、結(jié)語(yǔ)
隨著包裝機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，高度自動(dòng)化、智能化、動(dòng)功能化、低消耗化、高效率的未來(lái)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)，自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)采用了機(jī)電一體化控制，提高生產(chǎn)效率。目前由于國(guó)外的工業(yè)水平比國(guó)內(nèi)先進(jìn)，因此其產(chǎn)品包裝自動(dòng)化的程度比國(guó)內(nèi)要高。本文淺析了產(chǎn)品自動(dòng)化包裝控制系統(tǒng)的工作原理，特別是其中PLC技術(shù)的運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)：
[1]余雷聲.電氣控制與PLC應(yīng)用[J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.
[2]李明才.發(fā)動(dòng)機(jī)活塞環(huán)自動(dòng)包裝流水線的創(chuàng)新設(shè)計(jì)[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012(3).
[3]王瑩瑩，袁少?gòu)?qiáng)，程 濤.自動(dòng)控制原理[M].北京：中國(guó)時(shí)代經(jīng)濟(jì)出版社，2010.
[4]周亮.袋成型自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009：
[5]唐國(guó)蘭.基于PLC的高速全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究[M].廣東工業(yè)大學(xué)報(bào)，2010(4).
[6]董藝.單片機(jī)與PLC的區(qū)別及其對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案選擇的影響[J].巢湖學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(3)：65-69
[7]蔣曉婷，孟掉，孫以澤，朱荷蕾.褲襪包裝機(jī)控制系統(tǒng)研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化.2012.
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