一种基于PLC的制袋机机械手控制系统的制作方法

本发明涉及一种基于PLC的制袋机机械手控制系统，适用于机械领域。

背景技术：

塑料包装袋具有轻便，易于携带，用途广泛的特点，给人们的生活提供了极大的方便。由于需求量非常大，对企业生产效率的要求较高。近年来却面临种种问题的困扰，严重影响了企业的效益和发展。其生产设备多为七八十年代的老旧工艺设备，多为人工操作或采用传统的控制系统，生产效率低、故障率较高。因生产工艺陈旧、机械设备老化、生产效率低下、产能不足，严重影响了订单生产任务的交付。同时，旧设备功能单一，不能灵活调整生产工艺，不适应企业新的发展需求。

技术实现要素：

本发明提出了一种基于PLC的制袋机机械手控制系统，系统消除了原机械设备效率低、定位精度低、自动化水平低、浪费材料、人工成本高等缺点。使控制系统结构简单、功能适用、动作准确、可靠性高，在很大程度上提高了生产效率，降低了企业生产成本。

本发明所采用的技术方案是：所述控制系统采用单台机组独立控制的形式，每台PLC控制一台制袋机组，并配置人机界面，实现对控制单元的控制和工作状态的实时显示。系统设计考虑了日后设置生产车间监控系统的需求，独立控制单元可以通过加装通讯模块与监控中心上位机联网，实现可视化监控。

所述控制系统对信号的处理集中为数字量的处理和控制，估算系统需要处理的开关型输人输出量点数约为30余点。系统需要配置人机界面，需要占用一个RS-232通讯口，考虑到以后联网需求，PLC主机单元应配置两个以上的通讯。根据系统的功能需求和系统控制信号的数量，选择信捷XC3-48R/E型PLC作为控制主机，此机型配置20点继电器输出，28点NPN输入，带有2个通讯口，可以加装BD通信扩展板实现联网功能。根据系统对人机界面的功能要求，选择OV320A。此人机界面能与主控PLC实时通讯，显示系统寄存器状态和数值，具有丰富的功能键盘，和报警列表功能，实时显示当前报警信息，并且具有很高的性价比。

所述控制系统的动作为典型的步进动作，可以采用顺序功能图语言(SFC)进行控制程序。系统动作流程包括复位流程、手动控制流程和自动控制工作流程。系统启动时，操作者可通过人机界面OP320A的起动功能键或复位功能键对系统进行复位。复位过程中，机械手中速右移，至减速位置时张开机械手爪，到达待机位置停止，进入待机状态。操作者将系统工作模式选择到手动状态时，可以通过OP320A功能键控制机械手工作台的左右移动和机械手爪的张开。

所述控制系统的人机界面选用的是OP320A，采用无锡信捷电气公司的人机界面编辑软件，进行人机界面的编程。根据系统的功能需求，设计了LOGO界面、操作主菜单界面、工作参数界面、工艺选择界面等。

本发明的有益效果是：该控制系统消除了原机械设备效率低、定位精度低、自动化水平低、浪费材料、人工成本高等缺点。使控制系统结构简单、功能适用、动作准确、可靠性高，在很大程度上提高了生产效率，降低了企业生产成本。

附图说明

图1是本发明的系统气动原理图。

图2是本发明的控制系统组成图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统采用单台机组独立控制的形式，每台PLC控制一台制袋机组，并配置人机界面，实现对控制单元的控制和工作状态的实时显示。系统设计考虑了日后设置生产车间监控系统的需求，独立控制单元可以通过加装通讯模块与监控中心上位机联网，实现可视化监控。

正常生产状态下，制袋机依次完成上述动作，不断进行循环。为实现上述动作，制袋机系统配置了5只普通气缸、1只液压增力气缸、1只气动手爪。普通气缸为单作用气缸，分别用于主压板升降、废料压板升降、压平挡板升降和折袋托板、压板的升降；液压增力气缸用于成型冲刀冲切；气动手爪用于对待加工包装袋的加紧和放松。

如图2，控制系统对信号的处理集中为数字量的处理和控制，估算系统需要处理的开关型输人输出量点数约为30余点。系统需要配置人机界面，需要占用一个RS-232通讯口，考虑到以后联网需求，PLC主机单元应配置两个以上的通讯。根据系统的功能需求和系统控制信号的数量，选择信捷XC3-48R/E型PLC作为控制主机，此机型配置20点继电器输出，28点NPN输入，带有2个通讯口，可以加装BD通信扩展板实现联网功能。根据系统对人机界面的功能要求，选择OV320A。此人机界面能与主控PLC实时通讯，显示系统寄存器状态和数值，具有丰富的功能键盘，和报警列表功能，实时显示当前报警信息，并且具有很高的性价比。

控制系统的动作为典型的步进动作，可以采用顺序功能图语言(SFC)进行控制程序。系统动作流程包括复位流程、手动控制流程和自动控制工作流程。系统启动时，操作者可通过人机界面OP320A的起动功能键或复位功能键对系统进行复位。复位过程中，机械手中速右移，至减速位置时张开机械手爪，到达待机位置停止，进入待机状态。操作者将系统工作模式选择到手动状态时，可以通过OP320A功能键控制机械手工作台的左右移动和机械手爪的张开。

控制系统在主工作流程中需要完成物料抓取、机械手工作台左行、抹平挡板下降及复位、停机冲切、机械手工作台左行、机械手折袋(该功能为可选)、机械手放料、机械手工作台换向、高速右行、减速张开、冲切转台旋转、成品袋传送带前移等动作。

根据系统顺序功能图完成了PLC梯形图程序的编写。梯形图程序编写完成后，首先进行了模拟调试，根据工艺要求，向控制PLC发送模拟动作信号，在上位机界面下观察各个状态的输出动作。模拟调试正常后，进行了现场测试，期间发现了传感器故障和错误操作导致的控制系统异常动作，通过控制程序的改进，解决了异常动作的问题，实现了预期控制功能。