新型紙箱包裝機PLC控制系統設計

仇文平

摘要：PLC可靠性極高、功能強大和使用簡單方便等優越性，成為工業自動控制的首選產品。本文首先對紙箱包裝機的結構及工作原理進行了一定的分析和探討，對I/O地址的分配、PLC外部接線、PLC控制噴膠系統、PLC控制調節紙箱長度等進行了設計，希望對紙箱包裝機的作業開展能夠起到指導性作用。

關鍵詞：紙箱包裝機 PLC 控制系統 設計

中圖分類號：TB486 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）11-0010-02

1 紙箱包裝機的結構和工作原理

1.1 紙箱包裝機的結構

新型紙箱包裝機是屬于下沉式紙箱包裝機，在實際操作過程中，為了有效地實現全自動包裝的效果，該機械設備主要由以下幾個部分構成，其主要是①紙板供送部分，該部分主要是由紙板輸送機構、紙板儲存區以及紙板下吸機構組成，在實際運行過程中，各個部分都具有一定的特點與優勢；②待裝箱產品輸送部分，在該部分中，其主要是由分組機構和傳送帶所組成的；③紙箱裝箱成形部分，該部分主要包括產品紙箱下沉成形機構和待裝箱產品裝箱機構；④噴膠封箱整形部分，該部分主要是由整形輸出裝置、前噴膠、施壓裝置和主輸送鏈結構等各部分組成的。這些基本結構在紙箱包裝機中都具有極其重要的作用，在機械操作過程中也都發揮著自身的功能，從而為紙箱包裝工作的開展奠定了良好的條件。其中，紙箱包裝機的結構示意圖如圖1所示。

1.2 紙箱包裝機的工作原理

對于紙箱包裝機來說，其最大的特點是由一頁根據包裝結構形式需求，經過壓痕的紙板在裝物品的同時自動折疊成紙箱進行裝載物品，從而實現紙箱包裝的效果。對于紙箱包裝機械來說，其工作原理如下：首先是包裝分組，即主要是將已經裝滿的容器經輸送帶傳遞到分組輸送機構中，通過此機構的作用，進而進入到裝箱機構中，與此同時，單張紙板由紙板下吸機構將其從紙板儲存區吸下，然后將其放到紙板輸送機構上將其輸送到裝箱機構中，此時其便隨著容器一起由產品紙箱下沉成形機構處下降到輸送鏈機構中。通過這一系列的運行與操作，紙板可以按照折痕進行初步的成形操作。此外，隨著主輸送鏈機構間歇式的輸送過程，其也完成了噴膠及施壓粘合、整形輸出，這即表示整個紙箱包裝過程隨即完成。其中，紙箱包裝機的工作原理如圖2所示。

2 控制系統的設計

對于紙箱包裝機來說，其主要的特點是動作復雜、干擾信號多，且各種不同的產品在包裝的時候種類較多、規格也多，從而在一定程度上給該項作業的開展帶來了一定的困難。因此，隨著科學技術的發展，人們已逐漸應用可編程控制器（PLC）在包裝機中進行一定的控制，從而實現紙箱包裝作業的有效進行，而其主要原因是由于PLC具有優良的特點，如其工作性能可靠、抗干擾能力強，且在實際操作過程中能夠與工業現場的信號進行直接的輸入與輸出，同時相互之間連接簡便、編程簡單，加之其后續的管理維修也較為方便，從而在一定程度上得到了人們廣泛的關注與重視。下面主要從以下幾個方面對該控制系統的設計進行了一定的分析。

2.1 控制系統的組成

對于整個紙箱包裝機控制系統來說，其主要是根據待裝箱產品的工藝流程對其中的各個部分進行協調控制，而這也是該控制系統的主要任務。其中，對于整個控制作業來說，其主要包括紙板供送、待裝箱產品輸送、紙箱裝箱成形、噴膠封箱整形等各個部分所組成的，而為了有效地完成紙箱包裝作業并滿足各項作業的要求，本設備控制系統主要是由PLC、各種光電開關、接近開關、磁性開關、電磁閥、交流伺服電機以及內部的控制系統等部分組成的，而這些組成部分都為該項作業的開展奠定了良好的基礎條件。

2.2 PLC的選用

紙箱包裝機的工作方式主要有兩類，一類是自動連接式，一類是手動方式，兩種不同的方式在實際工作過程中具有自身的特點。因此，在選用PLC時，人們需結合實際情況加以選擇，并需結合各方面的因素加以考慮，如經濟性和可靠性是其應該考慮的一大因素。此外，由于輸出點數與設備輸入點數之間存在著一定的差異，因此人們需結合相應的設備加以應用，以此在一定程度上實現控制交流伺服電機的目的，而在此過程當中，紙箱包裝機的控制作業也可以在一定程度上得以實現。

2.3 I/O地址的分配

在進行紙箱包裝機I/O地址的分配任務時，人們應根據PLC的輸入、輸出的點數及其相關性的控制要求加以進行，從而以更好地利于該項工作的有效開展。

2.4 PLC外部接線圖

PLC外部接線圖的設計應根據紙箱包裝機的輸入點數、輸出點數及其內部控制要求進行相應的接線操作，對于一般的控制系統來說，常用的PLC外部接線設計應優化布線，使其具有較強的抗電磁干擾功能。如果對感性負載對浪涌電流限制不夠，會造成PLC處理器故障和運行不正常，RAM數據丟失，I/O模塊有故障或自動復位。

2.5 程序流程圖

對于紙箱包裝機來說，由于其在操作過程中動作協調性比較高，且控制操作起來也比較復雜，因此為了有效地提高紙箱包裝的質量，人們不僅將PLC作為主控單元，且為了進一步提高該機械設備的可靠性，人們還同時配備了以下構件，如交流伺服電機、磁性開關、光電開關以及接近開關等，以此在一定程度上保障了機械設備的高性能。此外，當工作人員在對包裝設備進行一定的編程時，其還需要將后續的維修工作和調適工作考慮在內，以進一步完善程序工作的開展，有效發揮出該控制系統的功能。

3 PLC噴膠控制系統的設計

在紙箱包裝機控制系統的設計中，PLC噴膠控制系統的設計在其中具有非常重要的作用，因此人們還需對此加強一定的重視。其中，PLC噴膠控制系統在設計過程中也具有一定的原則。下面主要對此方面的內容進行了一定的分析。

3.1 PLC控制噴膠系統

在選擇控制器的時候，人們需從單片機、PLC以及工控機的控制特征出發，以進一步滿足性價比和噴膠加工工藝特征，使其相互匹配。一般情況下，常用的選擇控制器是FXIN-40MB PLC，其主要是因為該設備在噴膠操作時可以有效地實現控制、采集數據以及轉換等功能。同時，對于FXIN-40MB PLC來說，其還具備一定的優勢，如配置靈活、通用性強，且其綜合結構比較緊湊，因此在實際生活中已得到了廣泛的應用。

3.2 系統軟件的設計

在實際操作過程中，PLC使用的是周期掃描的工作方法，且其通常一個掃描周期可以被劃分為3個階段，即分別是輸出刷新階段、輸入掃描階段以及程序執行階段。在作業過程中，其首先需要將設備啟動按鈕按下，此時系統內部就會進行相應的工作，同時PLC則會對相關的參數進行讀取，并會對噴膠頭安全門進行一定的監測，以觀察其是否關閉。

3.3 精度控制的補償算法

為了有效地降低操作過程中出現的誤差，構建一個誤差修正補償的數學模型已是至關重要的。在實際操作過程中，該模型的建立不僅可以在一定程度上對噴膠壓力、移動速度等進行一定的分析，且還會為模型提供相應的修正量，從而可以利于人們對長度誤差和位置誤差進行一定的補償，以在一定程度上實現系統調試的作用。其中，對于PLC系統的調試工作來說，其主要是由硬件和軟件部分組成的，其中硬件部分是對電控元件進行一定的檢查，以保障設備的可靠性，而相應的軟件部分是檢查相應的控制要求，以在一定程度上消除異常情況的發生，從而為該項工作的開展提供更加精確的保障。

3.4 控制調節紙箱長度設計

采用PLC控制系統對紙箱進行長寬高的設計是紙箱包裝機的一個重要設計內容，在實際的操作過程中，不管脈沖當量是多少，其都可以經過系統的處理使數據精度優于標準量。在設計的過程中，為了獲得良好的數據設計，其需要給外部記米表或液晶觸摸屏進行長度顯示，或者在適當的地方設計一個開關，從而則可發揮出PLC系統的功能。在實際操作過程中，其主要分為以下三個部分的內容。首先是將長度設定值化成脈沖數，同時給定降速長度；其次通過一定的設計，PLC系統則會在一定程度上對降速和定長進行一定的控制；最后實時長度便會顯示出來，從而也在一定程度上實現控制調節紙箱長度設計的目標。

4 結語

綜上所述，在現代社會的發展過程中，隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能，其不再局限于邏輯控制，且在運動控制、過程控制等領域也發揮著十分重要的作用。因此，在實際生活中加強對PLC控制系統設計的研究對促進新型紙箱包裝機的發展也具有非常重要的作用，其可以在很大程度上促進社會經濟的發展，因此相關人員應對此給予一定的重視與關注，并在實際作業過程中加強對此問題的研究，以充分發揮現代化技術的功能，從而實現紙箱包裝機的現代化發展，而這也可以有效地滿足社會產品的生產要求，為提高生產效率奠定良好的基礎條件。

參考文獻

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