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臺達機電產品在立式包裝機的應用
摘要：闡述立式全自動包裝機原理，臺達PLC、伺服控制立式自動包裝機的工藝設計要求和程序概要。
關鍵詞：立式自動包裝機，臺達PLC，臺達人機，臺達伺服
1，引言
近年來，隨著國民經濟的不斷發展，人民生活水平的提高，大眾對食品、醫藥、日用品等行業的產品需求日益增加，生產廠家采用傳統的手工包裝作業，再也無法達到市場的需求，必然尋求生產自動化、提高生產效率的設備。從而催生出一種高品質、高性能的全自動包裝機，具有完成自動送料、計量、制袋、充填、封口、打印日期及成品輸出等一系列自動功能。本文主要介紹了采用高精度伺服運膜系統、PLC程控、先進的觸摸式人機接口、光電自動定位跟蹤、數字式溫控系統的大型立式自動包裝機，該類型機器操作更加簡單、完善，是提高生產效率，降低勞動強度，提高包裝檔次的首選設備。
2，工藝簡介
立式自動包裝機主要動作有空袋包裝和填充包裝。空袋包裝不需往包裝袋中放物料，只需機器安裝設定的包裝速度和袋長生產出空袋子，多為機械調試時使用；填充包裝為根據物料信號啟動包裝動作，即來一個物料信號就進行相應的一次運膜、縱封、橫封等動作，生產出一袋完整的包裝。其中這兩種動作均需要實現兩種要求：定長包裝及追色包裝。 2.2.1 定長包裝
系統上電后，加熱系統對橫封器和縱封器進行加熱，使之到達安裝預先設定的溫度值；
在觸摸屏中設定包裝袋長度、每分鐘包裝的包數以及橫封器、縱封器動作的時間等參數；
在自動接口按下“空袋包裝”或“填充包裝”的按鍵，包裝機自動生產出一個個產品，袋長與觸摸屏設定的資料一致，不超過±0.5mm。
2.2.2 追色包裝
由于很多廠家采用的包裝膜是彩色膜，膜上面印刷關于產品的文字和圖案，這就要求每個袋子都切斷位置在彩色膜兩個圖案交接的地方，這樣生產出來的產品的圖案才在正中的位置。所以機器必須有追色的功能，即在觸摸屏中按下“追色”按鈕，再啟動，包裝機生產出的袋子，袋長應該是兩個色標之間的長度，不超過±0.5mm。
3，系統簡介
針對客戶提出的要求，以及考慮產品的性能和在市場上的競爭力的因素，我們采用了臺達DVP24ES00T2型號的PLC、DOPA57BSCTD型號的觸摸屏、ASDA004L21A型號的伺服系統和VFD002L21A型號的變頻器。
整個系統主要是以PLC完成邏輯動作的執行，伺服完成包裝膜長度的定位，觸摸屏完成資料的顯示與輸入以及指令的下達，系統架構如下所示
臺達ES系列PLC是臺達推出時間最長的一款PLC，它具有雙通訊口的功能，RS-232口可以與觸摸屏通訊，同時RS-485口可以連接變頻器和伺服驅動器，PLC通過通訊把變頻器的頻率和伺服的位置分別寫入變頻器和伺服驅動器；ES支持STL指令，這是用來做順序功能圖（SFC，Sequential Function Chart）設計語法的指令，此種指令可以讓我們在程序規劃時，能夠像平時畫流程圖時一樣，對于程序的步序更為清楚，更具可讀性。
以下為立式自動包裝機的流程圖
臺達DOPA系列觸摸屏采用202M32位的高速CPU，基于 OS (Win CE, Linux, RTOS)的多任務操作系統，具有歷史報警顯示、配方、多國語言等功能。
本系統采用了5.7寸藍色屏幕，顯示和修改PLC中的資料以及控制指令的下達，主要分為自動包裝、手動操作、參數設置、功能選擇和報警設定5個頁面。
伺服系統采用臺達400W低慣量伺服配備10：1的減速機，采用Pr位置控制模式，即由PLC通過通訊把每次要走的位置預先寫入伺服驅動器內部存儲器中，當物料信號到達后，PLC輸出觸發伺服馬達運轉設定的圈數，若進行追色包裝，則PLC接收到色標信號后，立刻輸出一個清除信號給伺服，伺服馬達立刻停止運轉。
系統對橫封器和縱封器采用兩路獨立PID死循環溫度控制。
運膜系統由放膜機構、色標感測機構、成型器和運膜皮帶機構組成。
4工藝規格
經過調試，包裝機可以實現以下功能。
80-300mm袋長，5-60Bags/min；
袋長誤差在±0.5mm以內；
定長包裝和追色包裝功能；
在追色包裝時，連續三次追不到色標，可以停機報警功能；
可以在觸摸屏上設定袋長和生產速度；
有低溫、低氣壓、無膜、無物料等報警功能；
可以存儲8組不同產品編號的參數；
可以設定連包不切斷的袋數。
生產出來的包裝袋有如下圖所示
5結束語
由臺達人機、PLC、變頻器和伺服組成的立式自動包裝機控制系統輕松實現用戶提出的要求；穩定可靠的產品品質，簡單便易的操作方法，體現了臺達機電產品整合系統的優越性；系統實現了全自動生產，大大提高了生產效率。豐富的故障診斷功能提高了作業人員檢修設備的便利性。為包裝企業的設備升級提供了很好的案例。
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