基于PLC控制技術的塑料膜熱合系統的設計與實現

譚長北

摘 要：塑料熱合系統要求將滴水管熱合到塑料膜上，使其能夠任意長熱合并能夠自動裁斷，任意停止后再啟動能夠保證熱合縫連續。本文基于PLC控制技術，介紹了該系統的組成和實現過程。

關鍵詞：PLC技術 塑料熱合系統

在校企結合過程中，某企業需生產一種塑料膜熱合機械，要求達到無縫熱合，可以生產任意長度的產品且實現自動裁斷。接到任務后，筆者結合對PLC的研究進行了分析與設計，經過反復調試后完成了這一自動化控制系統。

一、基于PLC控制系統的基本組成

筆者計劃采用伺服電動機來實現精確計長，而自動裁斷則采用步進電動機來實現。由于采用了前兩種電動機，所以必須采用晶體管輸出PLC，以便輸出高頻信號來控制伺服和步進電動機，因此PLC采用了FX2N-48MT。自動裁斷的位置控制采用光電傳感器，可以提高感應的靈敏度，同時抗干擾能力和壽命也比較長。

二、控制要求分析及實現

針對控制要求（長度可任意設定、速度和生產數量可調），必須要有參數設定系統。為了使用方便，筆者采用了MT4404觸摸屏系統，使用時可以方便地設置參數和相關的控制按鈕。根據控制要求設置了如下控制按鈕：手動啟動、手動停止——主要用于開始階段調試；自動啟動、自動停止——主要用于自動運行；暫停——用于中間調試或排除故障；切刀手動、切刀自動——主要用于切刀的控制；計數開始、計數取消——用于計件處理，達到計件數便自動停止。

三、PLC的設計思路

1.伺服電動機的控制

通過設置電子齒輪，伺服電動機達到每輸入一個脈沖前進1毫米。在編程過程中，采用PLSY指令進行伺服電動機的控制。本條指令的優點在于可以無限長輸出，并且伺服電動機的速度可以隨時改變。通過C235顯示、記錄進料長度并進行長度的控制。PLSY D40 K0 Y0在本條脈沖輸出指令中，D40存放伺服電動機的脈沖頻率，其值由觸摸屏輸入（單位為米/分），然后通過PLC運算指令轉換為毫米/秒轉移至D40以控制伺服電動機的速度。輸出長度通過C235 D200實現控制，D200由觸摸屏輸入（單位為米），由PLC內部運算程序轉換為毫米，然后再由比較指令控制伺服電動機停止和步進電動機的啟動。

2.步進電動機的控制

采用PLSY指令，因為其長度固定所以采用定長輸出指令。如：DPLSY D30 K89876 Y1，該指令中D30存放步進電動機的即時速度，由PLC內的運算指令提供，以達到其加速提速和減速停止的要求；K89876為其固定長度，達到該長度時自行停止；與步進電動機配合的是兩個定位傳感器，主要用于確定步進電動機的位置并控制步進電動機的正反轉。

3.暫停的設計

筆者認為本系統中暫停的處理比較得當。在出現意外情況時，如果想中間停下來，又不想中斷工作，只要按暫停即可。在故障排除后想要恢復工作時，只要再按一下暫停即可。在PLC程序中通過兩個計數器就比較簡單地解決了該問題。按下暫停后有兩個計數器同時計數，C1計數一次，C2計數2次；C1動作后用其常閉觸點控制各器件停止，C2動作后則復位C1和C2從而完成暫停工作。本系統在暫停結束時，為了保證使熱合線連續，必然考慮到要使加熱壓角落下加熱一段時間后伺服電動機再啟動，這樣才能達到熱合需要的溫度；否則，壓角落下和電動機啟動同步，中間必然會有一段沒有熱合好。在PLC程序中，通過加入一段延時程序，使壓角落下后停留一段時間伺服再啟動，就很好地解決了這個問題。

4.計數的設計

按下計數開始，則可以在觸摸屏中設置計數的次數并顯示已加工的產品數；按下計數取消，則停止計數，不能輸入計數值也不再顯示產品數。在PLC程序中主要通過輔助繼電器來觸發觸摸屏中的計數和顯示單元，并通過比較指令實現控制程序，當達到計數值時自動停止。本功能的設置可有效控制每天的產量，或對工人進行有效的計件量化。

5.自動運行的實現

按下自動啟動時，壓角和皮輪全部落下，伺服電動機同時全速運行。如果沒有設置固定長度則進行無限長輸出，如果設置了定長，則進行定長控制——達到長度時，自動裁斷。自動裁斷時，伺服停止運行，加熱壓角抬起，裁斷結束后壓角先下落，延時一定時間后伺服全速運行。當按下自動停止時，設備不是立即停止，而是自動運行一個周期，即完成一塊產品的裁斷后才停止，這樣可有效降低廢品率。

通過本次PLC程序的設計，筆者豐富了實踐經驗，提高了理論與實踐的結合能力，同時也為今后的PLC教學工作積累了豐富的素材。在今后工作中，筆者將尋找更多的機會加強與企業的合作，爭取使學生有更多接觸實踐的機會，從而加深學生對PLC實際作用的理解，并能進一步增加學生的感性認識，提高學生的動手能力。

（作者單位：即墨市技工學校）endprint