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1、
無錫信捷電氣科技有限公司
數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化
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三邊封制袋機(jī)整體解決方案
一、項(xiàng)目介紹
1、項(xiàng)目工藝介紹
三邊封制袋機(jī)用于加工各種塑-塑，紙-塑等復(fù)合材料，是各種中封袋，三邊封的理想
制袋設(shè)備。
隨著世界各個(gè)行業(yè)的高速發(fā)展，越來越多的世界知名生產(chǎn)商希望通過提高整線制袋生產(chǎn)速度來獲得更大的利潤(rùn)。多品種、高品質(zhì)包裝袋需求的日益增強(qiáng)，客戶對(duì)制袋機(jī)控制系統(tǒng)有了更高的要求，針對(duì)制袋機(jī)原有的控制系統(tǒng)無法達(dá)
2、到恒張力且速度慢，工控機(jī)系統(tǒng)不便于維護(hù)和完成特殊工藝的制袋，信捷公司推出三邊封制袋機(jī)控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用底層集成速度控制、電子齒輪控制方式。使制袋機(jī)機(jī)真正達(dá)到高速恒張力，很好的滿足了各種不同材料的制袋機(jī)要求。該系統(tǒng)結(jié)合行業(yè)特征在高溫、高濕、高腐、強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境中通過了可靠性驗(yàn)證。
2、項(xiàng)目應(yīng)用的產(chǎn)品
產(chǎn)品名稱
型號(hào)
數(shù)量
PLC
XC3-32T-E
1
PLC
XCC-32T-E
1
模塊
XC-6TCA-P
3
模塊
XC-16X16YT
2
模塊
XC-4DA
1
伺服
DS2-42P6/ DS2-41P5
1/4
變頻器
VB3-20
3、P7
1
觸摸屏
THA62-MT
1
二、控制系統(tǒng)的構(gòu)成
1、系統(tǒng)硬件的構(gòu)成
經(jīng)過實(shí)踐，信捷電氣以XCC系列PLC為核心系統(tǒng)的配置，可以幫助客戶穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)180袋/分的速度。制袋機(jī)的工藝流程如下圖所示：
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1：主軸伺服電機(jī) 2：切刀伺服電機(jī) 3：送料1伺服電機(jī)
4：送料2伺服電機(jī) 5：送料3伺服電機(jī)
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啟動(dòng)運(yùn)行
主軸運(yùn)行
拉料信號(hào)
拉料1
拉料2
限位1=ON：加速
=OFF：同步
定長(zhǎng)
定標(biāo)
光電1
長(zhǎng)度到
停止
拉料3
4、
限位2=ON：加速
=OFF：同步
拉料1
光電2
拉料1停止
光電2
停止
停止
拉料1
光電3
拉料1停止
光電2
切刀
切刀
單切
雙切
送料1雙切長(zhǎng)度
切刀
完成
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切刀模式
1、 單切模式：
送料料
送料料完成
切刀
切刀完成
制袋完成
送料信號(hào)
2、 雙切模式：
送料
拉料完成
切刀
切刀完成
制袋完成
送料信號(hào)
拉雙切長(zhǎng)度的料
拉料完成
切刀
各個(gè)伺服動(dòng)作說明：
1、 主軸伺服：?jiǎn)?dòng)時(shí)主軸以一個(gè)設(shè)定的速度運(yùn)行（袋/分），帶動(dòng)橫封和縱封上下運(yùn)動(dòng)，由限
5、位開光3給出一個(gè)啟動(dòng)拉料信號(hào)（拉料1，拉料2，拉料3啟動(dòng)信號(hào)）、拉料禁止信號(hào)（一個(gè)制袋動(dòng)作沒有完成如果有此信號(hào)說明超速，應(yīng)停機(jī)）、高位停車信號(hào)（停車時(shí)保持在高位）?，F(xiàn)場(chǎng)是只有一個(gè)高位信號(hào)：伺服分三段速度，每段速度、高度可以設(shè)定。
下壓，打標(biāo)打孔段
燙壓段
上升，送料段
上頂段
2、 切刀伺服：拉料1結(jié)束后，切刀伺服帶動(dòng)切刀正轉(zhuǎn)，上限位到下限位后反轉(zhuǎn)，回到上限位后停止，完成一次切刀動(dòng)作。
3、 送料1伺服：主軸伺服帶動(dòng)橫封縱封上下一次給出一個(gè)啟動(dòng)信號(hào)，送料1伺服按照設(shè)定的速度運(yùn)行，工作方式有兩種，一種是定長(zhǎng)模式：設(shè)定長(zhǎng)度的脈沖走完則停止，另一種是定標(biāo)模式：走完設(shè)定的脈沖數(shù)低速尋標(biāo)
6、，光電1有信號(hào)則停止。
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4、 送料2伺服：送料1運(yùn)行時(shí)同步跟隨送料1的速度和位置，在跟隨中如限位開關(guān)1有信號(hào)說明速度比拉料1慢了，此時(shí)應(yīng)按照設(shè)定的補(bǔ)償比例加速運(yùn)行，直至限位開關(guān)1沒有信號(hào)了保持和拉料1同步。停止方式分兩種：一種是拉料1停止則停止，另一種是遇到光電2有信號(hào)停止（此時(shí)的問題是拉料1停止了光電2還沒有信號(hào)，還是和拉料1同步，拉料1已經(jīng)停止無法同步）。
5、 送料3伺服：同送料2伺服動(dòng)作。
2、工藝難點(diǎn)
制袋機(jī)的工藝難點(diǎn)主要有5點(diǎn)：
1、拉料1伺服定標(biāo)模式下如何尋標(biāo)，使伺服運(yùn)行的穩(wěn)速，定位準(zhǔn)確。
解決方案：采用PTO脈沖指令可以解決，如
7、下圖示：
T
T
0
0
F
F
光電
定長(zhǎng)
定標(biāo)
T
T
0
0
F
F
光電
定長(zhǎng)
定標(biāo)
不帶加減速時(shí)間
帶加減速時(shí)間
最后選取帶加減速時(shí)間的PTO指令實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)與停止。
2、三個(gè)拉料伺服的同步問題
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解決方案：拉料2和拉料3采用XCC內(nèi)部運(yùn)動(dòng)控制FOLLOW指令跟隨拉料1內(nèi)部速度，可以指定X端子判斷加速、減速或者同步。
T
0
拉料2速度
X
拉料1速度
補(bǔ)償速度比例
OFF
ON
3、拉料2、拉料3 色標(biāo)模式停止方式。
解決辦法：follow指令底層內(nèi)部解決。
4、速度問題
8、：20CM 長(zhǎng)度雙切模式下180袋/分。
5、溫度控制：最大24路溫度控制，精度正負(fù)1度。
三、控制方案
1、系統(tǒng)的硬件構(gòu)成
信捷電氣對(duì)工藝難點(diǎn)進(jìn)行分析后，最終使用5臺(tái)伺服系統(tǒng)控制切刀、拉料1-3、主軸，使用1臺(tái)變頻器控制同步恒張力供料電機(jī)。
系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：
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在本方案中，控制器采用了信捷的小型XCC系列PLC，它有著高速的指令運(yùn)算，內(nèi)置了5路200kHZ的高速脈沖輸出，且配有PTO指令(填表式脈沖指令)，電子齒輪速度控制指令，無需另加任何模塊，為客戶大大節(jié)省了電氣成本。
XCC本體具有RS232、485兩種串口，方便各種上位機(jī)監(jiān)控。而且，X
9、CC還具有強(qiáng)大的4路外部中斷、高速計(jì)數(shù)中斷功能，客戶的拉料程序可放在輸入中斷的中斷程序內(nèi)，當(dāng)PLC接收到啟動(dòng)和停止拉料信號(hào)時(shí)立刻轉(zhuǎn)入中斷程序執(zhí)行啟動(dòng)和停止動(dòng)作，使得這兩個(gè)動(dòng)作不受程序循環(huán)掃描周期的影響，加上使用PTO、FOLLOW指令，快速完成制袋。
XC3 PLC獨(dú)立的溫度控制。
在本方案里選用信捷 DS2系列伺服控制主軸、切刀、拉料，拉料具有定位時(shí)間短，定位精度高的特點(diǎn)。DS2系列的伺服可以通過數(shù)據(jù)線與信捷的伺服監(jiān)控軟件相連，可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的快速設(shè)置以及伺服運(yùn)行時(shí)性能的實(shí)時(shí)監(jiān)控，幫助客戶在故障產(chǎn)生時(shí)快速準(zhǔn)確地找到問題所在。
信捷的6萬色TH系列觸摸屏使用在制袋機(jī)上，雙口獨(dú)立通信，與信捷控
10、制器與器件之間進(jìn)行了簡(jiǎn)易化的連接和畫面制作，大幅度節(jié)約了產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間。
考慮到拉料的打滑問題，信捷還使用了對(duì)射式光纖傳感器，對(duì)拉料伺服電機(jī)送出下標(biāo)完成信號(hào)來控制標(biāo)長(zhǎng)，盡可能地減小了打滑對(duì)下標(biāo)產(chǎn)生的影響。
2、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
1、優(yōu)化控制方式
?? 該系統(tǒng)采用了內(nèi)部速度模塊、電子齒輪模塊與位置模塊巧妙的結(jié)合，達(dá)到實(shí)時(shí)張力自動(dòng)運(yùn)算、自動(dòng)補(bǔ)償，達(dá)到恒張力效果。
2、優(yōu)化工藝
?? 工藝優(yōu)化，恒張力、恒線速度運(yùn)行可以滿足不同材料的制袋要求。
3、調(diào)試方便。
?? 改變材料種類、改變袋長(zhǎng)、拉膜系數(shù)與張力系數(shù)均不需要改變，自適應(yīng)效果好，便于調(diào)試。
4、響應(yīng)速度快
?? 響應(yīng)速度快，拉料張力控
11、制、放卷張力控制以及底層中斷處理均在一臺(tái)PLC中，運(yùn)算處理更及時(shí)，響應(yīng)更快。定標(biāo)模式在高速下具有定長(zhǎng)模式同樣的效果。
5、控溫精度高
?? 高精度的溫控，采用PLC高精度測(cè)量溫度，采用PID算法自動(dòng)控溫。
6、人性化操作界面。
? 本系統(tǒng)采用人機(jī)界面操作，各種信息全中文顯示并記錄保存數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)存儲(chǔ)。
7、穩(wěn)定可靠。
?? 將張力控制、數(shù)字量輸入輸出控制集成于一臺(tái)PLC控制器中，使整個(gè)系統(tǒng)更可靠穩(wěn)定。電氣維修簡(jiǎn)單，基本免維護(hù)。省去工控機(jī)的風(fēng)扇與硬盤的維護(hù)。
8、系統(tǒng)升級(jí)方便
?? 系統(tǒng)升級(jí)方便，PLC同時(shí)兼容梯形圖語言與命令語句表，可以現(xiàn)場(chǎng)編程調(diào)試。
9、工藝保密
12、
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?? 工藝程序保密，信捷PLC具有高效保密功能，發(fā)揮客戶技術(shù)優(yōu)勢(shì)，保護(hù)客戶技術(shù)產(chǎn)權(quán)。
10、高效底層信息化，便于工藝管理。
?? 運(yùn)動(dòng)控制器具有現(xiàn)場(chǎng)總線功能，使網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)更便捷。
總結(jié)
從系統(tǒng)產(chǎn)品到高端視覺傳感器，信捷完善的產(chǎn)品體系幾乎涵蓋了整個(gè)包裝機(jī)械上需要的
工控產(chǎn)品，且每樣產(chǎn)品既具有其自身的獨(dú)立優(yōu)勢(shì)，又具有本廠產(chǎn)品之間高度的兼容性。客戶采用信捷整套系統(tǒng)解決方案后，制袋機(jī)每分鐘可達(dá)到180袋/ 分的速度并能穩(wěn)定運(yùn)行。這不僅節(jié)省了工作量與開發(fā)成本，又同時(shí)大大提高了機(jī)械的整體性能。
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三邊封制袋機(jī)系統(tǒng)Word
