包裝機控制系統方案

　　各行各業的產品在市場上流通都要先進行包裝，所以包裝機械理所當然的成為了產品生產的重要設備。包裝機械的包裝速度，包裝精度，系統穩定性直接影響到產品生產的效率，所以全自動化的，控制功能先進的包裝機是市場上的主導產品。XX包裝機械廠委托北京凱控科技有限公司設計其一款枕式食品包裝機的控制系統，設計指標是能實現自動溫控，自動追蹤色標，每分鐘包裝數量達到180包左右。
　　系統在硬件上采用北京凱控科技有限公司的新產品CKT-S5730BZ嵌入式工控電腦作為控制器。CKT-S5730采用的是最新的PAC（可編程自動化控制器）概念設計的，自帶16路開關量輸入輸出，8路模擬量輸入，自帶脈寬口，集成一塊5.7寸的彩色液晶觸摸屏，實現了控制，人機交流一體化，相當于業界普遍流行的PLC+HMI控制。在軟件上采用凱控公司自己研發的組態軟件進行系統開發，采用嵌入式系統，組態軟件、嵌入式數據庫等先進技術相結合，可以快速進行系統開發，同時大大縮短調試時間。
　　包裝機控制需求：
　　1實現觸摸屏控制開機關機，在主電機的過載情況下進行過載保護，機器故障情況下緊急停車。
　　2實現點動輸出，按住點動按鈕，機器點動輸出。
　　3停機時保證橫封封刀抬起，不接觸包裝膜。
　　4自動控制橫封上，橫封下，縱封溫度穩定。
　　5通過主電機測速齒輪的脈沖輸入，控制步進電機與主電機速度同步。
　　6通過檢測色標信號與封切位置信號之間的測速齒輪脈沖數，實現步進電機的自動正追反追。
　　7可通過觸摸屏上的手動追蹤按鈕實現手動正追，反追。
　　8系統具有統計功能，可記錄每日運行時間，累計運行時間，每日包裝數量，累計包裝數量。
　　
　　開關量I/O列表
　　開關量輸入 開關量輸出
　　IO1 緊急停車 IO6 主電機啟動
　　IO2 色標檢測 IO7 點動輸出
　　IO3 過載保護 IO8 橫上加熱開關
　　IO4 停機位置信號 IO9 橫下加熱開關
　　IO5 封切位置信號 IO10 縱封加熱開關
　　模擬量輸入
　　AI1 橫上溫度信號
　　AI2 橫下溫度信號
　　AI3 縱封溫度信號
　　脈沖輸入/輸出
　　PWM2 測速齒輪信號
　　PWM3 脈沖輸出
　　 應用凱控組態軟件進行組態開發
　　根據控制需求進行系統的控制邏輯設計，并設計顯示界面。在這里共設計了三個界面，分別是運行監控界面、數據統計界面、系統幫助界面。我們把系統分為三個子系統來開發。
　　首先是開機關機的實現，在這里需要實現以下幾點，開機時點擊監控界面上的啟動按鈕，系統預熱10秒鐘，之后啟動主電機；停機時點停機按鈕，在位置檢測信號為一時，系統停止，關閉主電機。而且，當出現故障時，按外置的緊急停機按鈕時，系統停機；主電機的過載保護信號為一時，系統停機。按點動按鈕，系統點動輸出。
　　

　　第二個子系統是封切溫度控制系統，在這里分為橫上溫度PID控制，橫下溫度PID控制，縱封溫度PID控制。開機后系統自動對封切加熱部件進行預熱。對溫度控制的各個參數的設定是通過點擊運行監控界面中的“橫上溫度”“橫下溫度”“縱封溫度”三個按鈕分別設置各個參數。并且當溫度出現異常時系統彈出溫度異常報警對話框。
　　

　　第三個系統主要是實現控制步進電機與主電機速度同步，同時通過對色標信號和封切位置信號的檢測，輸出步進電機的正追或反追。主電機啟動后，安裝在主電機上的測速齒輪進行主電機的速度的測量，輸出相應的速度脈沖信號給CKT-S5730控制器，控制器根據這個速度脈沖信號，輸出相應脈沖控制步進電機以主電機相同的速度運轉。自動跟蹤通過以下邏輯實現，檢測色標信號和封切位置信號，先計算這兩個信號之間的測速齒輪輸出的脈沖數，再根據色標信號和封切位置信號出現的先后，來判斷輸出相應脈沖正追還是反追。，系統還可以實現手動正追反追，通過按運行監控界面上的“手動正追”“手動反追”來實現。
　　系統還實現數據統計，通過數據統計界面可以顯示本日系統的運行時間，本日的包裝數量，系統累計包裝時間，累計包裝數量。并且每個數據都可以根據需要進行手動清零。
　　

　　系統幫助界面用來顯示系統的幫助信息。
　　
　　總結
　　為客戶提供滿意的自動化解決方案是北京凱控科技有限公司的經營方向，枕式包裝機控制系統項目，我們采用凱控自己研發的CKT-S5730嵌入式工控電腦作為控制器，同時實現了系統的開機關機控制，封切溫度PID控制，步進電機與主電機同步的控制和光標追蹤，實現了高度的一體化，節省了原系統中的溫度控制儀表和步進電機控制器的預算，大大節約成本，滿足了客戶的工藝要求，提高了客戶設備的可靠性和客戶設備的工作效率，客戶反映非常滿意。在應用中完全達到設計要求，運行穩定，故障率低，精度高，維護方便可遠程診斷故障。眾多PLC不具有的功能和優勢，使得凱控公司的嵌入式工控電腦是理想的PLC控制各種食品包裝機械升級換代的最佳方案。