膠訂包本機PLC電控系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：在廣泛了解、借鑒國內(nèi)外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，本文介紹了一種新型的包本機PLC自動控制系統(tǒng)的硬件、軟件設(shè)計。該系統(tǒng)采用PLC控制技術(shù)，實現(xiàn)包本機自動控制，具有無級調(diào)速自動上書皮，書心、書皮自動檢測，加熱時間定時控制，加熱溫度自動控制，故障顯示、聲音報警等功能，提高了包本的質(zhì)量和速度。

關(guān)鍵詞：可編程序控制器 變頻調(diào)速器 包本機

一、設(shè)計要求

本設(shè)計采用PLC可編程控制器等先進技術(shù)，可實現(xiàn)自動包本、上書皮等功能。主要技術(shù)要求如下：包本速度，3000本/每小時，電源三相四線380V/50Hz；總功率，21 kW；電動機總功率，13.5kW；加熱功率，7.5kW；包本速度，8～11本/分鐘。

二、PLC的選用

PLC的選用與繼電器控制系統(tǒng)的元件選用不同。繼電器系統(tǒng)元件的選用，必須要在設(shè)計結(jié)束之后才能訂出各種元件的型號、規(guī)格和數(shù)量，確定控制盤、控制柜的大小等；而PLC的選用，在應(yīng)用設(shè)計開始時即可根據(jù)工藝提供的資料及控制要求等進行。

根據(jù)PLC開關(guān)量I/O模塊的選擇原則，OMRON的PLC符合要求，其結(jié)構(gòu)更緊湊，指令運行時間短，機器運行速度快，生產(chǎn)效率高，抗干擾能力強，易維修和維護，靈活性和性價比都比較高，所以選用OMRON的PLC可以滿足包本機控制系統(tǒng)的要求。

三、硬件電路設(shè)計

包本機的主要工藝流程為：人工供給書芯、銑背、劃槽、刷背膠、勻膠及刷側(cè)膠、自動供給封皮、壓痕、包書及收書，最后是人工堆積。如果能準確控制這些過程，包本機就可以正常運行。

本設(shè)計的包本機采用13個書夾的膠訂包本設(shè)備，電氣部分采用具有國際先進水平并獲CE或UL認證的變頻調(diào)速器，可編程控制、代PID參數(shù)調(diào)節(jié)的溫度控制器以及光電開關(guān)、電感式接近開關(guān)。本設(shè)計具有無級調(diào)速自動上書皮、加熱時間定時控制、加熱溫度自動控制、書芯書皮檢測、故障指示、聲音報警等功能。

本設(shè)計的基本運行順序如下：橢圓軌道上含有13個勻布的書夾，書夾夾住集合的書芯，并連續(xù)將其從一個機組傳送到另一個機組；工人手工把書芯投入正處在運動狀態(tài)的書夾中，書背向下落在書芯托板上；隨后書夾閉合，夾緊的書芯被帶入高速旋轉(zhuǎn)的銑背機組，銑去書背折頁重疊部分，使書背變得平整；隨之又被帶入可變頻調(diào)速的劃槽機組，使之在書背的平整面上劃出呈一定規(guī)則的溝槽線，同時將銑去及劃槽去掉的紙屑吸入紙屑袋中。

四、拖動電路設(shè)計

1.主機電氣原理說明

主電動機M1是書夾、主膠、側(cè)膠、包本部、上書皮、收書部等運動的動力源。主機調(diào)速器UA用來調(diào)節(jié)主電動機的調(diào)速，即改變主機運轉(zhuǎn)速度。在具備開車條件的情況下，首先按一下19準備/連動鈕，這時蜂鳴器鳴響并持續(xù)2.5秒，之后按主機點動/停止按鈕S2A，主機低速運行，釋放此鈕時主機停。主機準備/連續(xù)運行按鈕釋放時間超過1.5秒，必須重復(fù)上述過程才能點動運行主機。

當操作者進行連動操作時，PLC輸出點O0.0動作，K1得電，Y1得電吸合，輸出點O1.0V、O1.1動作，使UF的FWD與DCM接通，RST與DCM斷開，主電動機M1將按操作者設(shè)定好的速度運行；當按動停車鈕SB9時，PLC輸出點O1.1斷開，O1.0閉合，O0.0斷開，剎車線圈Y1斷電剎車，主機停止運行。

主機上的SQ1、SQ2、SQ3、SR1凸輪以及風閥Y2是完成自動上書皮控制、檢測的傳感器和執(zhí)行元件。工作原理如下：在背膠側(cè)膠完全熔化的前提下，起動銑刀、風泵、排紙屑及收書電動機，然后連動開主機，將書芯放入書夾中，當書夾帶著書芯遮擋光電開關(guān)SQ1時，SQ1給PLC輸入信號，PLC輸入指示燈I0.4由亮變滅。此時PLC發(fā)出控制吸風信號，輸出指示燈O0.3亮，接觸器K7吸合，風閥Y2得電動作，風嘴吸風叼取書皮。

2.主電動機電路設(shè)計

主電動機M1是書夾、主膠、側(cè)膠、包本部、上書皮、收書部等運動的動力源。主機調(diào)速器UA用來調(diào)節(jié)主電動機的調(diào)速，即改變主機運轉(zhuǎn)速度。主電動機啟動在系統(tǒng)位于復(fù)位狀態(tài)，劃痕電動機啟動后，由點動S2和運行S3按鈕及PLC實現(xiàn)主電動機的運行。

3.劃槽電動機電路設(shè)計

劃槽電動機M2完成對書芯脊背的銑削并產(chǎn)生一定的劃痕，有利于膠填入來提高書本的強度。劃槽調(diào)速器UB用來調(diào)節(jié)劃槽主電動機的轉(zhuǎn)速，即改變書背劃槽數(shù)。旋轉(zhuǎn)劃槽電動機啟動/停止旋鈕SB6至啟動位置時，劃槽電動機由低速向高速（劃槽調(diào)速器設(shè)定）運轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)此鈕至停止位置時，劃槽電動機減速至停止。

4.銑刀電動機電路設(shè)計

銑刀電動機M3用來完成對書芯脊背的銑削，使其平整，有利于刷膠。旋轉(zhuǎn)銑刀電動機啟動/停止旋鈕SB2至啟動位置時，銑刀電動機運轉(zhuǎn)并保持；旋轉(zhuǎn)此鈕至停止位置時，銑刀電動機減速至停止運轉(zhuǎn)。

（作者單位：河源市高級技工學(xué)校）