三邊封制袋機系統(tǒng)

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1、 無錫信捷電氣科技有限公司 數控機床網絡化 三邊封制袋機整體解決方案 一、項目介紹 1、項目工藝介紹 三邊封制袋機用于加工各種塑-塑，紙-塑等復合材料，是各種中封袋，三邊封的理想 制袋設備。 隨著世界各個行業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的世界知名生產商希望通過提高整線制袋生產速度來獲得更大的利潤。多品種、高品質包裝袋需求的日益增強，客戶對制袋機控制系統(tǒng)有了更高的要求，針對制袋機原有的控制系統(tǒng)無法達到恒張力且速度慢，工控機系

2、統(tǒng)不便于維護和完成特殊工藝的制袋，信捷公司推出三邊封制袋機控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用底層集成速度控制、電子齒輪控制方式。使制袋機機真正達到高速恒張力，很好的滿足了各種不同材料的制袋機要求。該系統(tǒng)結合行業(yè)特征在高溫、高濕、高腐、強電磁干擾的環(huán)境中通過了可靠性驗證。 2、項目應用的產品 產品名稱 型號 數量 PLC XC3-32T-E 1 PLC XCC-32T-E 1 模塊 XC-6TCA-P 3 模塊 XC-16X16YT 2 模塊 XC-4DA 1 伺服 DS2-42P6/ DS2-41P5 1/4 變頻器 VB3-20P7 1 觸摸屏 T

3、HA62-MT 1 二、控制系統(tǒng)的構成 1、系統(tǒng)硬件的構成 經過實踐，信捷電氣以XCC系列PLC為核心系統(tǒng)的配置，可以幫助客戶穩(wěn)定實現180袋/分的速度。制袋機的工藝流程如下圖所示： 1：主軸伺服電機 2：切刀伺服電機 3：送料1伺服電機 4：送料2伺服電機 5：送料3伺服電機 啟動運行 主軸運行 拉料信號 拉料1 拉料2 限位1=ON：加速 =OFF：同步 定長 定標 光電1 長度到 停止 拉料3 限位2=ON：加速 =OFF：同步 拉料1 光電2 拉料

4、1停止 光電2 停止 停止 拉料1 光電3 拉料1停止 光電2 切刀 切刀 單切 雙切 送料1雙切長度 切刀 完成 切刀模式 1、 單切模式： 送料料 送料料完成 切刀 切刀完成 制袋完成 送料信號 2、 雙切模式： 送料 拉料完成 切刀 切刀完成 制袋完成 送料信號 拉雙切長度的料 拉料完成 切刀 各個伺服動作說明： 1、 主軸伺服：啟動時主軸以一個設定的速度運行（袋/分），帶動橫封和縱封上下運動，由限位開光3給出一個啟動拉料信號（拉料1，拉料2，拉料3啟動信號）、拉料禁止信號（一個制袋動作沒有完成如果有

5、此信號說明超速，應停機）、高位停車信號（停車時保持在高位）?，F場是只有一個高位信號：伺服分三段速度，每段速度、高度可以設定。 下壓，打標打孔段 燙壓段 上升，送料段 上頂段 2、 切刀伺服：拉料1結束后，切刀伺服帶動切刀正轉，上限位到下限位后反轉，回到上限位后停止，完成一次切刀動作。 3、 送料1伺服：主軸伺服帶動橫封縱封上下一次給出一個啟動信號，送料1伺服按照設定的速度運行，工作方式有兩種，一種是定長模式：設定長度的脈沖走完則停止，另一種是定標模式：走完設定的脈沖數低速尋標，光電1有信號則停止。 4、 送料2伺服：送料1運行時同步跟隨送料1的速度和位置，在跟隨中

6、如限位開關1有信號說明速度比拉料1慢了，此時應按照設定的補償比例加速運行，直至限位開關1沒有信號了保持和拉料1同步。停止方式分兩種：一種是拉料1停止則停止，另一種是遇到光電2有信號停止（此時的問題是拉料1停止了光電2還沒有信號，還是和拉料1同步，拉料1已經停止無法同步）。 5、 送料3伺服：同送料2伺服動作。 2、工藝難點 制袋機的工藝難點主要有5點： 1、拉料1伺服定標模式下如何尋標，使伺服運行的穩(wěn)速，定位準確。 解決方案：采用PTO脈沖指令可以解決，如下圖示： T T 0 0 F F 光電 定長 定標 T T 0 0 F F 光電 定長 定標

7、 不帶加減速時間 帶加減速時間 最后選取帶加減速時間的PTO指令實現平穩(wěn)啟動與停止。 2、三個拉料伺服的同步問題 解決方案：拉料2和拉料3采用XCC內部運動控制FOLLOW指令跟隨拉料1內部速度，可以指定X端子判斷加速、減速或者同步。 T 0 拉料2速度 X 拉料1速度 補償速度比例 OFF ON 3、拉料2、拉料3 色標模式停止方式。 解決辦法：follow指令底層內部解決。 4、速度問題：20CM 長度雙切模式下180袋/分。 5、溫度控制：最大24路溫度控制，精度正負1度。 三、控制方案 1、系統(tǒng)的硬件構成 信捷電氣對工藝難點進行

8、分析后，最終使用5臺伺服系統(tǒng)控制切刀、拉料1-3、主軸，使用1臺變頻器控制同步恒張力供料電機。 系統(tǒng)構成如下圖所示： 在本方案中，控制器采用了信捷的小型XCC系列PLC，它有著高速的指令運算，內置了5路200kHZ的高速脈沖輸出，且配有PTO指令(填表式脈沖指令)，電子齒輪速度控制指令，無需另加任何模塊，為客戶大大節(jié)省了電氣成本。 XCC本體具有RS232、485兩種串口，方便各種上位機監(jiān)控。而且，XCC還具有強大的4路外部中斷、高速計數中斷功能，客戶的拉料程序可放在輸入中斷的中斷程序內，當PLC接收到啟動和停止拉料信號時立刻轉入中斷程序執(zhí)行啟動和停止動作，使得這兩個動作不受程序

9、循環(huán)掃描周期的影響，加上使用PTO、FOLLOW指令，快速完成制袋。 XC3 PLC獨立的溫度控制。 在本方案里選用信捷 DS2系列伺服控制主軸、切刀、拉料，拉料具有定位時間短，定位精度高的特點。DS2系列的伺服可以通過數據線與信捷的伺服監(jiān)控軟件相連，可實現參數的快速設置以及伺服運行時性能的實時監(jiān)控，幫助客戶在故障產生時快速準確地找到問題所在。 信捷的6萬色TH系列觸摸屏使用在制袋機上，雙口獨立通信，與信捷控制器與器件之間進行了簡易化的連接和畫面制作，大幅度節(jié)約了產品開發(fā)時間。 考慮到拉料的打滑問題，信捷還使用了對射式光纖傳感器，對拉料伺服電機送出下標完成信號來控制標長，盡可能地減小了

10、打滑對下標產生的影響。 2、系統(tǒng)優(yōu)勢 1、優(yōu)化控制方式 該系統(tǒng)采用了內部速度模塊、電子齒輪模塊與位置模塊巧妙的結合，達到實時張力自動運算、自動補償，達到恒張力效果。 2、優(yōu)化工藝 工藝優(yōu)化，恒張力、恒線速度運行可以滿足不同材料的制袋要求。 3、調試方便。 改變材料種類、改變袋長、拉膜系數與張力系數均不需要改變，自適應效果好，便于調試。 4、響應速度快 響應速度快，拉料張力控制、放卷張力控制以及底層中斷處理均在一臺PLC中，運算處理更及時，響應更快。定標模式在高速下具有定長模式同樣的效果。 5、控溫精度高 高精度的溫控，采用PLC高精度測量溫度，采用PID算法自動

11、控溫。 6、人性化操作界面。 本系統(tǒng)采用人機界面操作，各種信息全中文顯示并記錄保存數據。實現工藝參數存儲。 7、穩(wěn)定可靠。 將張力控制、數字量輸入輸出控制集成于一臺PLC控制器中，使整個系統(tǒng)更可靠穩(wěn)定。電氣維修簡單，基本免維護。省去工控機的風扇與硬盤的維護。 8、系統(tǒng)升級方便 系統(tǒng)升級方便，PLC同時兼容梯形圖語言與命令語句表，可以現場編程調試。 9、工藝保密 工藝程序保密，信捷PLC具有高效保密功能，發(fā)揮客戶技術優(yōu)勢，保護客戶技術產權。 10、高效底層信息化，便于工藝管理。 運動控制器具有現場總線功能，使網絡互聯更便捷。 總結 從系統(tǒng)產品到高端視覺傳感器，信捷完善的產品體系幾乎涵蓋了整個包裝機械上需要的 工控產品，且每樣產品既具有其自身的獨立優(yōu)勢，又具有本廠產品之間高度的兼容性。客戶采用信捷整套系統(tǒng)解決方案后，制袋機每分鐘可達到180袋/ 分的速度并能穩(wěn)定運行。這不僅節(jié)省了工作量與開發(fā)成本，又同時大大提高了機械的整體性能。