0.引言

枕式包装机主要是用于固体物包装的常用设备。随着科学技术的发展，自动控制系统在包装机械中得到广泛的使用，它能够有效地提高包装机械的工作效率，以及工作精度，大大提高了生产效率。PLC 具有体积小，可靠性高，编程方便等优点，采用 PLC 对包装传送系统进行控制，电路简单且便于更换零件［1］。

0. 枕式包装机的结构与工作流程

1． 1    枕式包装机的结构

枕式包装机的结构由输送机构、驱动送膜机构、光电开关、制袋器、纵密封器、人机界面、横密封器、及产品输出机构组成［2］，如图 1 所示。

1． 2    枕式包装机的工作流程与控制要求

枕式包装机的工作流程主要由五部分组成， 即热封器加热，调整袋长，穿引包装膜，调整切断

最终位置，入料位置调整。根据其工作流程，枕式包装机的控制操作流程如图 2 所示。

图 1 枕式包装机的结构

1 － 输送机构 2 － 驱动送膜机构 3 － 光电开关

4 － 制袋器 5 － 纵密封器 6 － 人机界面

7 － 横密封器 8 － 产品输出机构

2. 枕式包装机的控制方案

根据包装机的控制操作流程图，确定以 PLC

为控制器，构建控制系统。其控制方案为: ( 1) 采用 3 个按键作为包装机械的启动、停止以及不安全时的紧急停止开关; ( 2) 1 个旋转开关对包装机自动以及手动模式进行切换; ( 3) 采用镍铬-镍硅热电偶配合 FX2N-4AD 特殊模块对温度信号进行采集; ( 4) PLC 输入端口 X0、X1 采集主电机输出A、B 相的脉冲，高速计数器 C251 对脉冲进行计数，通过程序对比调整伺服膜电机的速度，达到自动定位的功能。( 5 ) 采用 2 个接触式开关( 色标、刀位) 采集信号，并结合控制程序完成光电定位操作中包装机械正追、反追以及点动的控制［3］。( 6 ) 可通过触摸屏虚拟按键完成包装袋的袋长，设定热封温度的初始值，并将设定数值传送给 PLC 程序进行处理，产品的计数与清零以及电机过载时的报警也都通过触摸屏进行显示。

3. 枕式包装机的控制系统硬件设计

3． 1    PLC 电路设计

确定控制方案后，根据包装机械控制流程要求，确定其控制系统需要配置 13 个输入端口，11个输出端口［4］，如表 1 所示。

表 1 PLC 端口分配

 

其中特殊功能模 FX2N-4AD-TC 完成对纵封横封温度信号的采集( 根据包装材料的不同，温度采集范围为 － 10 ～ 500℃ ) ，并将接收的模拟信

号转换成数字信号输入到 PLC 进行处理。PLC 电路设计如图 3 所示。

2. 结束语

论述了枕式包装机控制系统的设计，通过分析包装机械的设计要求及各关键机构的运作原理，提出了可行的控制方法，采用三菱 PLC，伺服电机，触摸屏等完成了控制系统的硬件电路设计。温控系统方面，采用了三菱的特殊功能模块FX2N-4AD 来完成温度模拟量的采集，并将其转换成数字量传输给 PLC 程序进行处理。伺服系统控制方面，PLC 对主电机输出脉冲进行采集并计数，通过程序对比主电机输出脉冲数，可确定色 标错位方向。该包装机械控制系统操作简便，自 动化程度高。

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