一項目簡介

1.1行業(yè)背景

真空吸塑機成型是塑料包裝容器最常用的成型方法之一。它是一種以熱塑性塑料片材為成型對象的二次成型技術。該工藝早在20世紀初已為人所知，40年代開始用于工業(yè)生產(chǎn)，而在60年代才有較大的發(fā)展。近20年來，它已發(fā)展成為加工包裝材料的最重要的方法之一。包裝工業(yè)的發(fā)展及真空吸塑機成型包裝本身的特點以及具有成型性能的新片材的開發(fā)；推動了吸塑機成型工藝及設備的不斷創(chuàng)新，該類設備發(fā)展越發(fā)智能與完善。在國外，真空吸塑機成型是一種老的成型工藝，由于不斷的開發(fā)和變化，目前已高度自動化、機械化，并做到了無任何廢邊料產(chǎn)生，100%的原輔材料變成制品。全流水線生產(chǎn)的成型系統(tǒng)工程。

全自動上料厚片吸塑機主要應用于塑料包裝、食品包裝、醫(yī)藥包裝、汽車材料、衛(wèi)生器材等制造行業(yè)。各行業(yè)的發(fā)展促使吸塑產(chǎn)品的需求仍會增加，吸塑機生產(chǎn)廠家與設備生產(chǎn)量均會持續(xù)增長。

1.2客戶需求

客戶生產(chǎn)的吸塑機系列主要分為水平拉片式的吸塑機標機、大型厚片吸塑機兩大系列；該機也屬于厚片機型。要求從自動上料/運料，到加熱成型，再到冷卻脫膜全程自動循環(huán)實現(xiàn)。上下爐進/退過程段速切換帶緩沖功能；各動作參數(shù)簡單可設，帶配方記憶功能；帶光幕安全保護；自動上料部使用與否可自由配置。

1.3解決方案

該設備系統(tǒng)以邏輯控制為主，通過對各個按鈕與傳感器信號的采集做判斷，控制多個變頻電機、汽缸、真空泵、液壓泵等協(xié)調(diào)工作；采用B1-40MR2-AC主機配以B1-8X和B1-16Y擴展模塊各一個，以滿足I/O點數(shù)要求；永宏簡單可靠的控制器配合最低0.33us的指令編程可以實現(xiàn)設備的穩(wěn)定快速運轉；結合永宏經(jīng)濟型人機界面HF-070E觸摸屏與經(jīng)濟型FID-E1系列變頻器，整個系統(tǒng)不僅穩(wěn)定高效，性價比也高。

1.4方案背景

早期人工上料的方式在厚片吸塑機尤其是大型厚片機中不僅費時而且很費力；純繼電器控制系統(tǒng)邏輯接線復雜，功能有局限，靈活型也不夠；而相互獨立的送料機構與吸塑成型機構無法很好的實現(xiàn)二者的配合。采用同一控制器統(tǒng)一控制的系統(tǒng)，能提高信號的處理能力、提高系統(tǒng)可靠性。配合觸摸屏良好的用戶界面，使得操作簡單高效。

二控制系統(tǒng)設計

2．1硬件配置

設備的控制核心采用永宏B1-40MR2-AC主機加B1-16Y與B1-8X擴展模塊；驅動采用FID-E1變頻器；

硬件配置圖

2．2控制CAD設計

圖2-2PLC控制I/OCAD圖

2．3控制工藝動作流程設計

以下是流程圖。

2.4軟件設計

2.4.1功能指令設計

該系統(tǒng)主要考驗復雜邏輯關系的處理，按照動作要求完善控制條件，做好各動作間的協(xié)調(diào)與保護；以下對涉及簡單高效的永宏高級指令略作介紹。

FUN114批量復位/置位指令，相交于三菱ZRST指令只能批量復位，永宏的Z-WR指令不僅可以對多個寄存器或者內(nèi)部繼電器做批量復位（1/0端空著不接左母線），還可以進行批量置位動作（1/0端直接連左母線）。

FUN103整個列表搬移指令，可以將指定長度的整個列表內(nèi)所有急促你的值搬移到另一同樣長度的列表內(nèi)，此處該指令的應用可以在每次特定信號到來是才將各動作的實現(xiàn)重新傳輸?shù)絇LC程序內(nèi)部，防止設備動作過程中修改動作時間而導致程序的錯誤執(zhí)行。

以上兩個功能指令均支持在指令內(nèi)設置為脈沖觸發(fā)與否。

圖2-4-1功能指令介紹圖

2.4.2人機界面的設計

該系統(tǒng)的人機界面風格簡潔，主要設計了：參數(shù)設定頁、手動頁面、自動頁面、配方顯示頁以及流程顯示頁；需要出廠設定的參數(shù)做在隱藏畫面內(nèi)，特定操作并輸入密碼方可進入修改。以下是部分畫面。

2-4-2主控參數(shù)畫面圖

圖2-4-3手動控制畫面圖

三設備調(diào)試

變頻調(diào)試

該系統(tǒng)采用永宏FID-E1變頻器，頻率來源于面板旋鈕，調(diào)節(jié)方便；變頻器的正反轉動作與段速切換均通過外部輸入端子實現(xiàn)控制（正常情況下工作于面板頻率，進入緩沖段是切換至低速頻率）。相關控制線如下：

FID-E1:控制接線

圖3-1-1FID-E1接線圖

3.2整機調(diào)試

圖3-2-1整機設備圖

圖3-2-2動力電控制柜圖圖

3-2-3PLC控制柜圖

圖3-2-4油泵電磁閥（主要控制部件）

圖3-2-5真空泵（主要控制部件）

圖3-2-6調(diào)試運行圖圖

3-2-7產(chǎn)品圖片示例

四．應用總結

整機調(diào)試效果良好，客戶滿意度高。設定合適的變頻器加減速時間，配合相應的限位傳感器，上下熱爐電機與進料電機運行穩(wěn)定可靠。通過合理的控制程序實現(xiàn)自動上料部與吸塑成型部間銜接正常，安全高效；而且可以大大節(jié)省人力，且提高生產(chǎn)效益。通過此案例，我們了解到永宏B1型PLC控制性能穩(wěn)定，配合FID-E1變頻器平穩(wěn)定位可以簡單實現(xiàn)，高效的編程指令，機器運作快速高效。整個電控系統(tǒng)性價比高。

五．參考文獻

[1]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊I【硬件篇&指令篇】.2010

[2]范堤商貿(mào)（上海）有限公司.永宏可編程控制器使用手冊II【進階應用篇】.2010

[3]永宏電機股份有限公司.永宏FID-E1交流電機驅動器使用手冊.2012