一、 項目簡介 廣州市花都輕工機械廠是民營企業(yè)，專門生產(chǎn)啤酒飲料干包裝機械。熱收縮膜包裝 機是廣州市花都輕工機械廠與我公司廣州柏能科貿(mào)發(fā)展有限公司合作研發(fā)生產(chǎn)。我公司 研究了意大利SMI 公司和德國KRONES 公司的同樣機型后，基于此機型的特點，比如 用七臺伺服電機實現(xiàn)同步性能，要求通訊速率高，程序掃描時間短等等，電氣控制決定 采用Panel PC+WINAC （軟PLC）為核心，伺服電機為驅(qū)動的系統(tǒng)。在國內(nèi)啤酒飲料 包裝設(shè)備中首次使用西門子的軟PLC 產(chǎn)品WINAC，使得西門子的軟PLC-WINAC 產(chǎn)品 及相關(guān)技術(shù)首次進(jìn)入國內(nèi)啤酒飲料包裝設(shè)備中使用WINAC 系列產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。 二、 系統(tǒng)介紹 1、熱收縮膜包裝機的原理 熱收縮膜包裝機主要共有七臺伺服電機，通過七臺伺服電機彼此之間的配合把流水線上的啤酒，從熱收縮膜包裝機出來以后形成九瓶一組或十二瓶一組的以塑料膜封裝的 產(chǎn)品。 2、熱收縮膜包裝機的工作流程 熱收縮膜包裝機由進(jìn)瓶系統(tǒng)、容器分列機構(gòu)、送紙板機構(gòu)、送切膜機構(gòu)、裹膜機構(gòu)、 熱收縮隧道以及紙板平臺構(gòu)成的（見附圖一）。其流程如下： 由貼標(biāo)機出來的瓶子，由輸送到熱收縮膜包裝機的進(jìn)瓶帶上，當(dāng)瓶子積累到一定數(shù) 量時，容器分列機構(gòu)開始動作，把瓶子分成n 瓶一組一組的，然后送紙機構(gòu)同步送上紙 板，再通過送切膜機構(gòu)和裹膜機構(gòu)把每一組瓶子裹包好，送進(jìn)熱收縮隧道，如此周而復(fù) 始不斷的循環(huán)，直至操作者發(fā)出停機命令為止。 3、系統(tǒng)控制對象 該系統(tǒng)中模擬量輸入2 點，數(shù)字量輸入/輸出信號共有30 多點，控制對象主要有伺服電機、變頻器、電磁閥、電動機等。 三、 控制系統(tǒng)的構(gòu)成 根據(jù)用戶的需求，機械系統(tǒng)的要求，設(shè)計了此機構(gòu)的電氣控制系統(tǒng)。 見下圖: 1、驅(qū)動要求 從上述過程可以看出，包裝過程須七臺電機準(zhǔn)確同步，隨時按用戶要求改變運轉(zhuǎn)速 度。而且進(jìn)瓶系統(tǒng)可采用多種產(chǎn)品排列組合，更換瓶型和改變排列組合調(diào)整方便，可方 便調(diào)節(jié)薄膜的長度。 2、包裝過程控制 包裝過程的位置控制是整個機器的控制核心，它的位置控制的好壞直接影響包裝的 連續(xù)性。在45 包/分鐘的情況下，一個動作周期只有1.33 秒時間，容器分列、送紙板、 送切膜、裹膜要求精確控制同步，數(shù)據(jù)量交換大，時間短，動作要求準(zhǔn)確，所以我采用 了德國Sew 公司的伺服控制器，伺服電機及德國的Siemens 的將PC 控制、數(shù)據(jù)處理、 通訊、可視化等技術(shù)集成于一體的PC670+WINAC，使得控制與監(jiān)控相集成。先進(jìn)的西 門子PC670 控制系統(tǒng)，具有奔騰PIII500 至1.3G 處理器適用于與苛刻的工業(yè)環(huán)境采用 Profibus 總線結(jié)構(gòu)，可高達(dá)12M 的通訊速率，高速運行準(zhǔn)確定位，開放式的通訊，有調(diào) 試方便，不需要另外的編程器即可調(diào)試。面板或PC670 屬于SIMATIC 面板或PC 系列， 具有所有的工業(yè)PC 的功能。它的面板有10｀｀ 和12｀｀兩種類型 ，觸摸屏和薄膜鍵盤兩 種規(guī)格。整體的PC 設(shè)計對抗振動、抗沖擊的高防護等級。例如特殊的吸收振動的懸浮 式硬盤提供絕對的安全操作，即使在受到高強度的機械撞擊的情況下。采用ET200 分布式遠(yuǎn)程I/O，控制程序與STEP7-300 100%兼容。而且支持OPC、ACTIVE 及C++編 程，預(yù)留與辦公室網(wǎng)絡(luò)MICROSOFE OFFICE、EXCEL 數(shù)據(jù)接口。 四、 控制系統(tǒng)的實現(xiàn) 由于整個過程的動作比較多，數(shù)據(jù)量比較大，我采用了分塊編程的處理方法。 整個程序共有功能塊（FC）25 個，數(shù)據(jù)塊10 個，每個程序塊、功能塊完成相應(yīng)的 功能。在本系統(tǒng)中下載不同品種數(shù)據(jù)和位置同步比如容器分列已及送切膜的程序比較復(fù) 雜，其他的功能的編程比較普遍。 1、以下載不同品種數(shù)據(jù)的程序為例，由于每一個品種，每一臺伺服都需要變更500 多個數(shù)據(jù)，故采用了指針方式來變位尋址。具體程序如下： 編一個數(shù)據(jù)上載保存子程序FC24，調(diào)用它時只需輸入3 個參數(shù)值。 CALL FC24 PIW-ADDR：W#16#1 伺服號碼 SIEMENS Automation Expert Communication A&D Service & Support October 13,2002 4 DB-N0：30 DB 塊號 PQW-SUM：W#16#5E00 數(shù)據(jù)指針的起始地址 再編一個下載數(shù)據(jù)的子程序調(diào)用它時輸入3 個參數(shù)值： CALL FC25 PIW-ADDR：W#16#1 伺服號碼 DB-N0：31 DB 塊號 PQW-SUM ：W#16#5E00 數(shù)據(jù)指針的起始地址 2、容器分列機構(gòu)由于是采用兩臺伺服電機 控制把緊密排列的啤酒瓶分列成n 瓶一 組的，兩組之間有一定間隙的排列組合。因此要求兩臺電機通過高低速交錯配合要非常 準(zhǔn)確。在這里我采用了Sew 伺服控制器的曲線功能跟WINAC 配合解決了這難點。 3、送切膜伺服電機的運動過程對于膜的裹包效果以及膜的長短來說是至關(guān)重要的。 我用WINAC 的快速特征和Sew 的伺服特性解決這個問題。 五、 結(jié)束語 本臺設(shè)備首次將SIEMENS 的軟PLC 產(chǎn)品WINAC 應(yīng)用于啤酒包裝設(shè)備。多臺熱 收縮膜包裝機銷售至今一直穩(wěn)定運行，深受用戶好評。德國的Siemens 的將PC 控制、 數(shù)據(jù)處理、通訊、可視化等技術(shù)集成于一體的PC670+WINAC，在熱收縮膜包裝機的成 功使用，引起了越來越多啤酒廠的興趣，具有廣闊的推廣前景。由于開發(fā)時間比較短， 只有短短的兩個月時間，定位的精確性、膜長控制的準(zhǔn)確性還不夠完美，WINAC ODK 將掃描程序與VC++程序緊密結(jié)合，用VC++來開發(fā)復(fù)雜的控制算法有助于進(jìn)一步完善 此機型。 附圖一：