UN200PLC完美替代S7-200|UniMAT PLC在包装机上的应用
- 关键词：UniMAT,PLC,HMI,包装机
- 摘要：本文主要介绍了深圳亿维UniMAT PLC和HMI在颗粒包装机及三维膜包装机上的应用。新老控制方案的对比，UniMAT 多样化的PLC在不同的包装机型上的适用性。充分展现了PLC的高速脉冲功能、中断、TC模块和伺服驱动器等在两类包装机上对定长、定速给膜、恒定控温、灵活控制的优势。
一、前言
包装机的种类繁多，分类方法很多。从不同的观点出发可有多种，按机械种类分为：液体包装机、粉剂包装机、颗粒包装机、贴体包装机、酱类包装机、电子组合秤包装机、枕式包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分，有食品、日用化工、纺织品等包装机；按包装工位分，有单工位、多工位包装机；按自动化程度分，有半自动、全自动包装机等。
本文详细介绍的两款包装机采用UniMAT PLC的升级情况。
二、升级前后对比
1：布局整洁美观程度
图1：改造前设备布局
图2：改造后设备布局
可以看出：改造前明显布局杂乱，占地面积大，设备维护难度大；改造后布局美观整洁，易于维护。
2：功能拓展的便利性
改造前：采用微型的包装专用控制器，程序固化，如果要实现功能的改变，就必须对控制器底层非常熟悉，这对于一般的电气工程师是有难度的。
改造后：采用可编程控制器，功能拓展非常方便，工程师可以在几个小时内编制并调通新的功能。
3：换线生产的便利性
图3：换线生产的对比
改造前：如果需要改变包装规格，操作工人需要去更换减速机，齿轮，连杆等机械设备；
改造后：如果需要改变包装规格，只需要需要在HMI输入更换后的参数即可。甚至可以做到一键切换，明显增加了工作效率。
三、系统配置
四、系统概述及要求
包装机的流程：给料控制、推耙控制、送膜控制、切刀控制、封边控制、折角、整形。
对控制系统的要求：要求HMI中设置手动与自动切换功能、热电偶控温功能、伺服的控制膜长功能、计数功能等。下膜方式又分定长与跟标模式。
工艺结构图如下：
图4：工艺结构图
图5：部分控制程序
手动模式主要做设备开机前检修用，操作人用手动可先测试达到需要的包装效果。在自动运行模式下，颗粒包装机的大致流程如下：
图6：控制流程图
颗粒型的包装机控制难点在于：由于不是连续给膜，设备的包装速度这个指标受到从拉膜到下次拉膜信号发出这个周期的时间影响。特别是对于封膜时，由于膜种类不同，加热延时封膜的时间也会不同。所以需要控制好给料速度与整个包装过程周期的匹配性。
由于延时时间的固定性，如果下料的速度给定，需要以给定的时间去下指定长度的下膜量，即指定的速度去下膜。这个下膜速度不能超过步进或者伺服的规定速度，同时，下发的包装速度的也不能过大。
设间隔的给料时间为T给料,则：
T给料>=T包装下膜+T包装封膜延时
否则这个包装速度也是不能达到的,需要在HMI上面做限制。
三维膜包装机设备工作流程大致为:
从输送带过来的带包装设备，触发到微动开关，此时会给带动的推耙的伺服一个控制信号。推耙将物料推送至过桥板，此时下膜伺服电机已经在上一个循环时，下了一张设置长度的膜，物料通过膜后控制器给出切刀信号，将膜切断。同时凸轮带动的大边封机械机构将大边封住，物料继续往下推，此时物料的推送是靠推耙的下一个循环推出的物料来带动整个物料线的移动。大边封好的物料会经过折角器，通过折角机械设备后，设备在到达左右侧封区以及上下整形区。出来的产品就是我们平常包装好的设备了。
下膜伺服电机会根据客户的包装需求设置为“定长模式”和“色标模式”定长模式即按照指定的长度和速度下膜，此种应用一般在三维透明膜包装上。色标模式通常用在其上有色标的包装膜上，客户需要设置指定正负偏差，或者为0直接停在色标上。此机型用我司的UN226PLC升级后，对色标模式的定位误差也达到了客户的要求。膜的控制要求除了控制长度外，控制器还设有易拉线口，用切换开关设置易拉线口的投用。此外我们还充分考虑了客户产品的安全因素：拉线口与下膜的互锁、切刀与下膜的互锁、折角器与边封的机械互锁等，这些都是普通的微控制器所做不到的。
图7：色标模式的界面及控制程序
五、结束语
通过两次包装机的升级改造，验证了UniMAT PLC:UN124XP和UN226在设备上的实用性和亿维自动化在包装行业给予客户的比较方便和完美的一整套自动化解决方案和服务。本次改造获得了客户的好评，使他们的产品更加的灵活操作更加简单有效。