各行各業(yè)的產(chǎn)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(chǎn)品生產(chǎn)的重要設備。包裝機械的包裝速度，包裝精度，系統(tǒng)穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，全自動化的、控制功能先進的包裝機是市場上的主導產(chǎn)品。某韓資企業(yè)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(tǒng)，設計指標是能實現(xiàn)自動溫控，自動追蹤色標，每分鐘包裝數(shù)量達到180包左右。
控制需求：
1實現(xiàn)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(xiàn)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(wěn)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(shù)，實現(xiàn)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(xiàn)手動正追，反追。
8系統(tǒng)具有統(tǒng)計功能，可記錄每日運行時間，累計運行時間，每日包裝數(shù)量，累計包裝數(shù)量。
設計方案：
系統(tǒng)采用北京凱控科技有限公司的CKT-S5730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，自帶脈寬輸出口和脈沖計數(shù)輸入，集成5.7寸的彩色液晶觸摸屏，實現(xiàn)了控制、人機交互一體化，相當于業(yè)界普遍流行的PLC+HMI控制。在軟件上采用凱控公司自己研發(fā)的組態(tài)軟件進行系統(tǒng)開發(fā)，采用嵌入式系統(tǒng)，組態(tài)軟件、嵌入式數(shù)據(jù)庫等先進技術相結合，可以快速進行系統(tǒng)開發(fā)，同時大大縮短調(diào)試時間。

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
組態(tài)設計：
根據(jù)控制需求進行系統(tǒng)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(jiān)控界面、數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面、系統(tǒng)幫助界面。我們把系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)來開發(fā)。
首先是開機關機的實現(xiàn)，在這里需要實現(xiàn)以下幾點，開機時點擊監(jiān)控界面上的啟動按鈕，系統(tǒng)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(tǒng)停止，關閉主電機。而且，當出現(xiàn)故障時，按外置的緊急停機按鈕時，系統(tǒng)停機；主電機的過載保護信號為一時，系統(tǒng)停機。按點動按鈕，系統(tǒng)點動輸出。

第二個子系統(tǒng)是封切溫度控制系統(tǒng)，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(tǒng)自動對封切加熱部件進行預熱。對溫度控制的各個參數(shù)的設定是通過點擊運行監(jiān)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(shù)。并且當溫度出現(xiàn)異常時系統(tǒng)彈出溫度異常報警對話框。

第三個系統(tǒng)主要是實現(xiàn)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(jù)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(zhuǎn)。自動跟蹤通過以下邏輯實現(xiàn)，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(shù)，再根據(jù)色標信號和封切位置信號出現(xiàn)的先后，來判斷輸出相應脈沖正追還是反追。，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)手動正追反追，通過按運行監(jiān)控界面上的“手動正追”“手動反追”來實現(xiàn)。
系統(tǒng)還實現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計界面可以顯示本日系統(tǒng)的運行時間，本日的包裝數(shù)量，系統(tǒng)累計包裝時間，累計包裝數(shù)量。并且每個數(shù)據(jù)都可以根據(jù)需要進行手動清零。

系統(tǒng)幫助界面用來顯示系統(tǒng)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(jīng)營方向，枕式包裝機控制系統(tǒng)項目，我們采用凱控自己研發(fā)的CKT-S5730嵌入式工控電腦作為控制器，同時實現(xiàn)了系統(tǒng)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(xiàn)了高度的一體化，節(jié)省了原系統(tǒng)中的溫度控制儀表和步進電機控制器的預算，大大節(jié)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。