某公司某系列PLC自问世以来，因其优越的性能及合理的价格在许多工业自动化领域获得广泛的应用。本文介绍PLC产品在枕式包装机上应用的设计方案。这种枕式包装机是上海某公司上海某机械厂生产的YLIIH5挤压型冰淇淋生产线的配套设备，一条生产线可配一台或多台这样的包装机。该包装机也可以脱离冰淇淋生产线单独使用，为其它食品进行包装，其包装方式为两边横向热封口及纵向热封口，是当今比校先进的包装方法。

为使包装出的产品整齐，美观，要求包装机在 包装时有校精确的定位功能以及良好的热封质 量，因此对包装机的控制要求较高。首先,包装机的送料速度必须与生产线输送带的速度同步，其 次,包装纸的送纸速度要与送料速度基本一致，但 是由于纸张的柔韧性，送纸速度必须不断进行调 整，以提高切纸及封口的精确性。另外，横向封口 时,封装头的转速必须在一转内，即两次封口间自 动快慢调节c封口时，横封转速要放慢.使包装纸 可靠地封住，而在空走时，转速要加快，确保横封 转速与送料速度匹配，最后是封口的温度控制，根 据包装纸的品种及包装速度快慢控制温度，不同 的包装纸,要求的封口温度各不相同。同时，包装 速度高时，要求温度相对高一点，速度低时，封口 温度应相对降低，包装质量的优劣,温度控制是相 当重要的环节。

传统的枕式包装机并未使用PLC控制，机械 控制占主导地位，一套庞大而复杂的机械传动系 统用来跟随生产线的输送速度。送料速度与送纸 速度一致，送纸速度难以进行自动跟踪调节，横向 封装采用机械偏心凸轮技术来调节横封转速的快 慢组合，封口温度使用8个温控仪进行控制，传统 包装机的问题在于有一套庞大的机械传动系统， 包装不同的产品，须更换不同的齿轮及偏心凸轮 来保证包装机包装的准确性，精度欠佳。在更换 包装纸品种或调整包装速度时，每个温控仪的设 定温度必须逐个调整，工作相对较繁琐。

新型枕式包装机，使用PLC作 为电气控制系统，选用两台西门子变頻调速器分 别控制送料和送纸速度，横向封口使用步进电机 进行定位和转速调整，提高包装的精度和质量。

经过反复论证及选型，最后确定使用PLC完成系统控制，因为有自己的步进电机控制及定位模板，可以 方便地进行步进电机的控制。同时,模 拍量输入输出模板可以用来进行温度测量和控制 以及变频调速器控制c另外，配置的 MPI多点通讯方式，可使CPU与人机操作面板0P 及其它CPU方便地连接进行通讯联系°由于整条 冰淇淋生产线也选用控制系统，因此包装机与生产线CTO之间的通讯联系可使整 个生产过程更加协调一致。性能更趋完美°

包装机PLC的具体配置为：

• 电源模板PS307
• CPU314
• 数字量输入模板EM321
• 数字量输出模板EM322            .
• 模拟量输入模板EM331
• 模拟量输岀模板EM332
• 定位及步进电机控制模板FM353

魁步进电机功率单元FM STEPDRIVE

⑨人机操作面板0P5

整个控制系统的大致工作过程如下：

使用接近开关来测量生产线输送带的速度， CPU根据测量值计算出包装机应该具备的送料及 送纸速度，并将它们折算成变频调速器所需要的 模拟量输入值，通过模拟量输出模板将模拟量值 传洛给变頻调速器进行速度控制。送料及送纸的 速度通过测量再反愦给CPU,进行局部闭环控制， 提高速度控制的精度。

光电开关测量包装纸上的色标，用来确定切 纸及封口的精确位置，由于包装纸有一定的伸展 特性，送纸速度在与送料速度保持基本一致的基 础上，根据光电开关测得的色标位置进行适当的 调整，使切纸及封口能在色标处准确进行，保证包 装图案的完整性。

为进一步提高横向封口的准确性，横封转速 由步进电机控制替代以前的偏心凸轮控制，S7- 300的功能模板FM353很好地胜任这一控制任 务。CPU根据送料速度确定歩进电机的旋转速度， 同时根据旋转编码器给岀的定位信号，FTW353调 整一周内的转速，进行精确的定位*快建控制,，确 保足够的热封时间以及横封与送盛的同步匹轮。

温度控制采用电加热方式，利用模拟量孺人 模板及数字量输出模板来完成，模拟 量输入模板可以直接连接热电隅进行温度测量， 并有内部补偿功能。根据包装纸品种及包装速度 确定封口温度，通过数字量输出模板进行加热或 停止加热控制，保持温度在设定点稳定，将不同包 装产品的各种不同封口温度设定值制成数据库存 储于CPU中，在操作面板上输入需包装产品的品 名以及包装纸型号，CPU将自动得岀相应的封口 温度，进行适当的温度控制。

本系统中配置了西门子0P5操作面板，当包 装机独立使用时，通过0P5来设定包装产品的型 号，包装纸的型号，同时设定送料速度。系统运行 时，0P5显示封口的实际温度值，送料速度等包装 机的运行情况，故障报警提示及排除方法显示，方 便了操作工的现场操作C

由'于整条生产线采用PLC控 制，包装机的CPU通过MPI接口与生产线上的 CPU进行通讯。生产线将所生产的产品品种，输送 速度等相关数据传送给包装机，包装机根据送来 的这些数据，自己确定控制方式，无须人为干预。 同时自动调整封口温度值，使整条生产线更加协 调,控制特性更加完整。

釆用控制系统后，包装机省掉了 复杂的机械连动系统，提高了包装精度以及控制 的灵活性,不同包装产品，只需在操作面板上通知 PLC,其它事情由PLC完成，大大提高了包装机的 自动化程度，体现了机电一体化控制的优越性。