全自动包装机PLC控制系统设计-包装机的工作原理.pdfVIP

全自动包装机PLC控制系统设计:包装机的工

作原理

摘要：介绍了全自动包装机工作原理，设计了以F_2N系列

PLC为基础的全自动包装机控制系统，重点介绍了控制系统的硬件

配置、输入输出点分配和软件设计。关键词：包装机；可编程控

制器；控制系统引言现代社会对物品的包装要求越来越

高，为使包装出的物品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要

求包装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率和一定的柔

性，因此对包装机的控制要求是非常高的。传统的继电器已经不

能满足现代生产的要求了，所以研制高效、经济且有一定柔性的

新型包装机械是市场的迫切需要。本文着重介绍了一种基于PLC

的全自动小袋包装机控制系统，对控制系统中硬件设计和软件设

计做了详细的介绍。1全自动小袋包装机的工作原理全自动小袋

包装机具有制袋、充填、封口、日期打印、切断袋膜等功能的包

装设备。其工作原理是将卷膜按照规定的供膜要求安装好后，卷

膜由走袋电机通过同步带轮带动两组同步带将薄膜带动行进。当

薄膜通过打印器时，可自动打印上需要的生产日期。薄膜经翻领

成型器，通过纵封器的纵封将薄膜制成袋筒，袋筒经横封器进行

下横封（此时上、下横封同时进行，袋膜经过刀片从上、下横封

中间切断，刀片上的为上袋下横封，刀片下的为下袋上横封）。

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物料通过料斗的料位检测，电控系统自动控制上料机的启停使料

斗内的物料保持一定的高度，形成稳定的料压，以保证计量精度

的稳定性。物料充填量杯后，超出杯口的物料由刮板刮平，当物

料视比重变化时，可通过旋转计量调整机构手轮改变量杯容积，

达到计量精度要求。物料通过下料筒流入袋膜中进行上横封，

上、下横封工序完成后，装有物料的袋膜通过自重，自动落入溜

板输出机外。2PLC控制系统的硬件设计2.1PLC选型在包装机

电控部分的设计中，考虑到包装机运作复杂，传感器多，干扰

大，而PLC具有可靠性高、控制功能强、编程方便等优点，笔者

采用可编程控制器作为其主控制器。该控制系统采用日本三菱公

司生产的F_2N-48MR型可编程控制器，选用AC电源，DC24V电源

输入，继电器输出。F_2N系列PLC是三菱公司近年来推出的高性

能小型整体式PLC，能实现高速运算，基本指令每步0.08微秒。

程序容量最大16K步，基本指令有27条，步进指令有2条，功能

指令有298条。内附高速计数器、内部元件很丰富，是一种功能

很强大的小型PLC。由于其结构紧凑小巧、执行速度快、功能强大

及性价比较高等特点，符合本系统各方面要求。2.2硬件配置系

统硬件配置结构框图如图1所示,包括中央处理单元及I/O扩展单

元、检测元件(光电开关和接近开关等)、操作面板(触摸屏,按钮

开关和指示灯)、控制元件(交流接触器和电磁阀)以及执行元件

(电动机和气缸)等几部分。触摸屏作为设备控制的操作界面,接受

来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态，并以菜单形式

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显示机器启停、功能切换、工况检测、数据输入与修改、运行状

态、故障报警等,使参数组态变得更为方便；检测元件检测料位计

量、投料结束信号，以及各部分的动作完成情况；PLC自动循环扫

描各个输入输出点的当前状态,并根据梯形图程序所确定的逻辑关

系更新输出点的状态,通过通断交流接触器和换向电磁阀来控制电

动机的启停和气缸的动作,从而完成从卷膜输送到物料排出全过程

的自动控制。图１系统结构框图2.3输入输出点分配自动包装机

工艺过程由袋成型、充填、封口、冷却等几部分组成，包装机控

制系统输入信号有：启动、停止及急停信号，安全门开关检测，

卷膜袋长色标检测，缺袋检测，定量充填部分返回物料充填信

号，动盘到位检测，横封到位检测，横封脱开检测，横、纵封结

束检测。输出信号有：卷膜牵引启动，卷膜横封控制(热封进)，

卷膜横封结束(热封退)，防止过冲刹车控制，水冷却控制，卷膜

纵封控制，卷膜切刀控制，打印控制，转位电机控制，搅拌送料

电机启停控制信号等。综合上述控制要求，并基于整个控制系统

总成本及备用点考虑，本设计选用输入24点、输出24点的PLC

基本单元。I/O点分配如表1所示。表1输入输出