引言

枕式包装机主要完成成型、定位、制袋、包装和封口 等功能，是一种包装能力非常强，且能适合多种规格产品 包装的连埃式包装机。它广泛应用于工厂企业,其工作 效率的高低直接影响整个生产线的效率，以前,国内的 枕式包装机电子控制部分比较落后，控制台大而笨重，各量釆用数码管(LED)分散显示，操作繁琐。而利用计算 机对包装过程中的各个部件进行控制'实现全自动包装, 可以达到快速、准确和提高生产效益的目的°因此，我们 基于单片机跑31的STD总线结构,在原有机械结构的基 础上研制成功了枕式包装机的控制系统。整个系统由 CPU主板、32路光隔离输人板、32路光隔离输岀板、15路 智能温度控制板及显示模块等5个硬件模块和系统软件 组成,实现了运行过程中各最的实时检测、LCD多屏动态 屜示、准确的上中下三路温度控制、精确的袋长定位等多 种控制功能。实际应用结果表明,该系统达到了生产实 际的需求,实现了包装过程的全自动化，具有很好的可靠 性和较高的性能价格比。

1系统组成及功能

控制系统釆用模块化结构,主要由8031的STD总线做为主控总线。各部分功能板均以插板形式与总线插槽挂接。枕式包装机的各 开关量经光电隔离输人板处理后，送STD总统,CPU对各 个量进行处理。根据设置的需要和机器当前的状态，通 过光电隔离输出板输出各控制量，以驱动包装机的运转。 液晶显示部分采用多屏动态显示方式，第一屏显示厂家的有关信息;第二屏显示设备包装纸走向图;第三屏显示设置信息;第四屏显示机器运行过程中各控制量的动态 值;最后一屏显示运行状态的提示信息，包括正常运行、 正常关机、温度超限和主机过载等信息。

封口加热控制利用智能温度控制板实时釆集上、中下3路温度值，并完成变换、线性化等处理。为了实现准确的温度控制，采用加热Is停Is的方法，直到等于设定 值。达到的温度精度为±1笔。

为了实现准确的袋长双向追踪功能，机器每包装一 袋而产生的位置隊冲信号，经光电隔离后作8031的INTO 申请。包装纸上每袋之间的色标脉冲信号，也经光电隔

2控制系统硬件组成和工作原理

2.1 CPU主板及工作原理

CPU主板由总线缓冲与驱动部分,GAI20V8译码电 路、DP8573定时电路,MAX1232看门狗电路和存储器等 部分组成。电路原理框图如图2。

2.1.1总线绫冲与驱动

16条地址线、I/O读写控制线的缓冲与控制,都由单 向缓冲器74HCT244完成。8位数据线的缓冲与控制使用 双向缓冲器74HCT245来完成。其使能端直接与 GAL2OV8的输出端相接，由GAL20V8译码逻辑决定，只 有当IORQ、RD、WR等信号出现时才选中该数据通道。

2. MAX1232看门狗电路

为保证系统的抗干扰能力，除在软件上釆取一些措施 夕卜，系统板上加装了着门狗电路。MAX1232的监督时间 可选,本系统监督时间为600ms°

3. DP8573定时电路

根据系统功能要求，有两处需要时间定时。其一是计 算袋速时，要査询秒和0,01s的时间，用以换算岀袋速/分 钟;其二是在温度控制中,加温时要査询秒的时间,用以控 制加热1S停1S（或加热％停2s）的时间。系统中使用了 DP8573的0.01s和秒计时，为了使两部分定时不互相影响 和奉制，读时冋使用了两种方法;①直接it o.ois单元，将 时间存储到指定内部RAM中，供程序使用；②读8573的周 期标志位，根据标志位的变化确定时间。

2. GAE2OV8译码电路

系统各部分的口地址由GAL20V8及相关电路来实 现,地址在0000H - FFFFH之间选择。

2.2液晶显示模块

本系统采用点阵图形方式LCD显示模块DMF651, 该模块与SED1330控制器连接,显示分辨度为640 x 2000 在SED1330控制板上的ROM块27256,已固化了第一屏 和第二屏的汉字和图形数据，作为5ED133O的外部字符 发生器使用。与LCD显示模块接口线,由DMF651本身 决定。8031的4 口与SED1330相接作数据线，因此与用 P。口作数据线相比,编程方法有所不同。

2.3温度的检测

温度部分釆用STD总线15位智能光隔高热电偶接口 板。其组成框图如图3。

2.3.1温度数据采集

上中下三路温度经热电耦传感后，进人多路转换开关 CD4O52,由MCS87朝控制，对三路温度进行分时扫描转 换。选中的某路温度值送运放LM324放大，并由电压信 号转换成电流信号，送至ICL7135VD的输入端,转换成 15位数字量，输岀至光耦合器TLP521,再送给CPU (8748)进行处理。之后，由中断服务程序控制送到输出 锁存器74LS374,供主机8031读取。

2.3.2温度数据的读取

主CPU（8O31）要读数据,先査询状态。若数据准备 好，就向单片机MCS8748申请中断。8748响应中断，转入 中断服务程序，把已经准备好的16个字节数据传送给主 机。因数据变换、线性化和数据处理等，都由8748所组成 的温度板来完成，因此对于主机来说，在2.16s内，仅占 1ms来读取数据，极大地减轻了主板的负担，不会影响整 个系统的各种控制操作。

2.4信号输入板

本系统的信号输入采用单端共地输入方式。该板是--种带光电翘合器件的开关量输入 板，它釆用光电耦合器件实现STD总线与设备之间的完 全电隔离，以消除公共地线和电源的干扰。输入信号有 15个键盘开关信号、主机过载、袋长脉冲、色标信号、位 置信号、追踪电机脉冲，共计20路信号，全部从输入板输 人，由主机对其进行扫描与检测。当然，根据包装机的机 械设备需要，也可增加输入信号，本板可扩充到32路 输入。

2.5信号输出板

本系统的信号输出也采用光电耦合的开关输出，具有 较强的输出驱动能力和电平转换能力，可直接驱动继电器 和电磁阀等。该板功能框图如图5。CPU将数据打人数 据寄存器，经OC门驱动光耦合器件，耦合到功放组件 MC1416,每个MC1416 1件可以驱动7条统，毎统可接 + 24V,200mA的负载。本板有5个MC1416组件，.光耦 台器由OC门74成）6驱动，电源除（+5V）与Vm （+12V）及两种地线分开，以保证隔离作用。输出板工作 时，若需要某路有电流输出.CPU对相应位写1,经74LS06 反向后输出0.使光耦导通。光敏发射极输出1,再经 MC1416反向，送给输出端一个0负载。因此负载有电流 导通.若不需要有电流输出，则对相应位与0。输出板的 口地址设定为FFF4H~FFF7H。输出板上所接的信号有 面板上的指示灯和继电器等。加上正转电机和变频复位, 共13路输出,本板可扩充至32路输出。