PLC在玻璃瓶托盘包装控制系统中的应用

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摘要：介绍PLC在玻璃瓶托盘包装控制系统中的应用，较详细地叙述了系统的硬件配制和软件设计。投入运行结果表明效果良好。
关键词：玻璃瓶罐；托盘包装；可编程控制；硬件配制；软件设计
随着对玻璃酒瓶质量(包括外观清洁度)要求的不断捉高，传统的麻袋包装方式已不能适应生产和市场的需要。我厂现用的托盘包装正好能克服麻袋包装的弊端，可减少包装和运输中玻璃瓶(尤其是螺口瓶和异形瓶)的破碎，同时也避免了因麻袋放久后在瓶子上的积灰甚至被粘附上麻袋腐朽物的难题。
由于成套的在线玻璃瓶托盘包装机的机械结构复杂，安装要求严格，设备投资较大，所以我厂选用了结构简单、使用方便、成本低廉的PLC托盘式缠绕机，它以LLDPE拉伸薄膜为包装材料，对托盘上的玻璃瓶进行拉伸裹包。包装后的托盘十分适宜玻璃瓶罐的储运，极大地减少了瓶子破损率，还提高了瓶子的清洁度。
1 玻璃瓶托盘包装工艺要求与系统工作过程
先将玻璃瓶从递送带上用人工装满托盘(可根据瓶子尺寸分若干层，规格1300mm×1300mm；高度800～2200mm)，并用手动液压搬运车拉到Φ1650的钢板转盘上。再将宽度为500mm、厚度为17～35μm的LLDPE拉伸薄膜穿进托盘下端。通过“人机界面”选择“手动”或“自动”工作模式。
系统工作过程：先启动转盘，接近开关接通，送膜电机转动，让薄膜在托盘下端绕2圈(圈数可设置)。由于光线被匀速转动托盘上的玻璃瓶阻挡，使得固定在薄膜架上、且对准被裹包玻璃瓶的光电开关“暗通”，所以薄膜架带着薄膜和光电开关上升。当薄膜从托盘下端裹包到托盘上端玻璃瓶时，升高了的光电开关可以接收到托盘外的光线，致使光电开关“亮断”。但为了让顶端盖边裹包严密，可以设置在光电开关“亮断”后，让薄膜架继续边包瓶边上升数秒钟(注意：薄膜架只作上下运动，而托盘始终在匀速转动)才停止，并再在托盘的上方缠绕2圈(圈数可设置)。然后薄膜架下降，再让薄膜从上往下裹包玻璃瓶。最后在托盘下端又缠绕2圈薄膜，托盘停止转动。玻璃瓶托盘包装结束。
2 系统硬件配制
系统总体结构如图1所示。可编程控制器TSX08CD8R6AS为整个系统的榨制中心，该PLC功能齐全，可减少许多中间接触件，便于实现简化布线，优化设计，提高设备运行的可靠性。又采用TSX08H04M型人机界面，可方便选择“手动操作”、“自动运行”、“参数设置”等5页画面，以分别进行系统调试、参数设置、调整和选择系统运行的方式等。同时外接变频器U1、U2、U3，用以分别控制转盘电机、薄膜架升降电机和送膜电机转速。另外，PLC的输入还分别接人S1“托盘原位”、S2“膜架下限位”、S3“高度限位”、S4“膜架上限位”、S5“进膜启动”和S6“紧急停止”等开关信号，以使系统正常、安全运行。

3 系统软件设计
按照“包装工艺要求与工作过程”要求，该托盘包装系统有手动模式和自动模式两种使用方式。使用手动模式时分别手动按“人机界面”操作面板上的“A1”～“A8”专用按键1次或数次。遇到特殊紧急情况可按动S6急停按钮，使系统紧急停止。使用自动模式前必须先预置好“底圈缠绕次数”、“顶圈缠绕次数”、“上下运行循环次数”和光电开关在托盘顶端受光后薄膜架停升的“延时时间”。然后按动A8将画面翻至自动运行页面。工作流程框图如图2。

设计时还要注意：允许分别调整转盘电机、薄膜架升降电机和送膜电机3台变频器的控制频率设定值，使3台电机转速配合合适，让玻璃瓶的包装效果最佳；为了安全运行，还应分别考虑薄膜架的升降极限位置；因某些异形玻璃瓶层间进光较强，需适当修正光电开关方向或调节光电开关感测距离。另外，不允许在自动停止过程中按动S6按键使其急停

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