1 引言

    近年來由于PLC技術(shù)迅速發(fā)展，在吸塑機(jī)上的應(yīng)用日益普遍，自動高速吸塑機(jī)應(yīng)用于將各類膠片吸塑成不同形狀膠罩。如：玩具、五金、食品、電子、醫(yī)藥，以透明膠片覆封在紙板上，形成封閉包裝。本文介紹基于和利時(shí)公司LM系列PLC在自動高速吸塑機(jī)中的應(yīng)用實(shí)例。

    2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

    自動高速吸塑機(jī)由控制系統(tǒng)、機(jī)械裝置、發(fā)熱系統(tǒng)組成。其中發(fā)熱系統(tǒng)包括發(fā)熱磚和可控硅調(diào)溫系統(tǒng)組成；機(jī)械裝置包括設(shè)備的氣動裝置和傳動裝置組成；控制部分采用了可編程控制器、旋轉(zhuǎn)編碼器、行程開關(guān)、變頻器、觸摸屏等技術(shù)。設(shè)備概圖如圖1所示：

               

                                      圖1  設(shè)備概圖

    自動高速吸塑機(jī)以前采用旋轉(zhuǎn)編碼器配套計(jì)米器進(jìn)行定位控制。這樣系統(tǒng)操作起來不方便，實(shí)現(xiàn)起來精度低，維護(hù)起來成本高。而且由于計(jì)米器的可靠性和抗干擾能力較差，在現(xiàn)場惡劣的環(huán)境下，該控制系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)故障。我們對運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行了現(xiàn)場考察和反復(fù)研究，在可靠性、穩(wěn)定性、方便性等方面做了大量工作，采用先進(jìn)、實(shí)用、可靠的PLC做控制，提出了基于和利時(shí)公司LM系列PLC的方案。

    系統(tǒng)首先由PLC獲得用戶的參數(shù)設(shè)置、限位開關(guān)的狀態(tài)，然后根據(jù)控制工藝要求，按照用戶操作對設(shè)備進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)吸塑機(jī)自動控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

                        

                                        圖2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

    表1 系統(tǒng)I/O分配表

                      

    本系統(tǒng)配置1個(gè)CPU模塊LM3107和1個(gè)16路繼電器輸出模塊LM3223。

    CPU模塊：LM3107，本體集成14 DI/10 繼電器DO，其輸出有3個(gè)公共端，其中AC220V 輸出占用2個(gè)公共端，DC24V的輸出占用1個(gè)公共端，另外，還可以通過RS-232通訊口與觸摸屏進(jìn)行通訊

    開關(guān)量輸入模塊：LM3223，16路繼電器輸出，輸出電壓為AC220V。

    3 工藝流程控制

    自動高速吸塑機(jī)通過發(fā)熱系統(tǒng)對塑片進(jìn)行加熱，加熱完成后通過傳動裝置精確把塑片拉到成型模上，成型完后進(jìn)行冷卻和切割。系統(tǒng)以熱極限和加熱時(shí)間作為拉片定位的條件，控制變頻器和氣動裝置的啟停以達(dá)到對塑片的定位成型。
用戶設(shè)定好運(yùn)行參數(shù)后，按下“自動啟動”按鈕后，流程如下：

    1) 系統(tǒng)首先判斷加熱時(shí)間和熱行程開關(guān)兩個(gè)條件。

    2) 條件都滿足后進(jìn)行拉片定位。

    3) 拉片完成后進(jìn)行真空。

    4) 真空完成后進(jìn)行冷風(fēng)。

    5) 成型完成后自動切片。

    圖3是PLC控制邏輯框圖：

                        

                                    圖3  控制邏輯框圖

    自動高速吸塑機(jī)的參數(shù)設(shè)置在觸摸屏中設(shè)置。

                     

                                      圖4  觸摸屏畫面

    4 PLC控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

    自動高速吸塑機(jī)選用和利時(shí)公司的小型一體化PLC取代了原系統(tǒng)中的繼電器和計(jì)米器控制電路，較大程度地提高了系統(tǒng)的配置，增加了系統(tǒng)的靈活性，能夠更好地滿足用戶的需求。本系統(tǒng)有以下優(yōu)點(diǎn)。

    可靠性高

    本系統(tǒng)的控制核心是和利時(shí)公司LM系列PLC，能夠在惡劣的環(huán)境中長期、可靠、無故障地運(yùn)行，接線簡單，維護(hù)方便，隔離性好，抗腐蝕能力強(qiáng)，能夠適應(yīng)較寬的溫度變化范圍，平均無故障時(shí)間間隔（MTBF）大于15年。

    功能強(qiáng)大

    和利時(shí)公司LM系列PLC的編程語言遵從IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)，易學(xué)、易懂、易用。除了具有傳統(tǒng)的指令表、梯形圖和功能塊圖等編程功能外，還具有結(jié)構(gòu)化語言和順序功能圖等編程功能。和利時(shí)公司的PLC系統(tǒng)提供了多種應(yīng)用功能模塊，包括各種通訊功能模塊、可以具體到年月日和時(shí)刻的多種定時(shí)器和超長時(shí)間繼電器等，方便了各種功能的實(shí)現(xiàn)，有利于縮短開發(fā)周期和節(jié)省程序容量。

    5 結(jié)束語

    智能化塑料機(jī)械的發(fā)展，將會明顯提高塑料機(jī)械的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，切實(shí)提高塑料機(jī)械高質(zhì)量、高效率、低損耗的生產(chǎn)能力，并為實(shí)現(xiàn)無人車間、無人工廠提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

    參 考 文 獻(xiàn)

    [1] 《LM系列PLC硬件手冊》，杭州和利時(shí)自動化有限公司，2006

    [2] 《LM系列PLC軟件手冊》，杭州和利時(shí)自動化有限公司，2006

    [3] 《LM系列PLC指令與功能塊手冊》，杭州和利時(shí)自動化有限公司，2006