枕式包裝機(jī)觸摸屏控制系統(tǒng)技術(shù)方案
吳洋 各行各業(yè)的產(chǎn)品在市場(chǎng)上流通都要先進(jìn)行包裝，所以包裝機(jī)械理所當(dāng)然的成為了產(chǎn)品生產(chǎn)的重要設(shè)備。包裝機(jī)械的包裝速度，包裝精度，系統(tǒng)穩(wěn)定性直接影響到產(chǎn)品生產(chǎn)的效率，全自動(dòng)化的、控制功能先進(jìn)的包裝機(jī)是市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品。某韓資企業(yè)委托北京凱控科技有限公司設(shè)計(jì)其一款枕式食品包裝機(jī)的控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì)指標(biāo)是能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫控，自動(dòng)追蹤色標(biāo)，每分鐘包裝數(shù)量達(dá)到180包左右。
控制需求：
1實(shí)現(xiàn)觸摸屏控制開機(jī)關(guān)機(jī)，在主電機(jī)的過載情況下進(jìn)行過載保護(hù)，機(jī)器故障情況下緊急停車。
2實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)輸出，按住點(diǎn)動(dòng)按鈕，機(jī)器點(diǎn)動(dòng)輸出。
3停機(jī)時(shí)保證橫封封刀抬起，不接觸包裝膜。
4自動(dòng)控制橫封上，橫封下，縱封溫度穩(wěn)定。
5通過主電機(jī)測(cè)速齒輪的脈沖輸入，控制步進(jìn)電機(jī)與主電機(jī)速度同步。
6通過檢測(cè)色標(biāo)信號(hào)與封切位置信號(hào)之間的測(cè)速齒輪脈沖數(shù)，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)正追反追。
7可通過觸摸屏上的手動(dòng)追蹤按鈕實(shí)現(xiàn)手動(dòng)正追，反追。
8系統(tǒng)具有統(tǒng)計(jì)功能，可記錄每日運(yùn)行時(shí)間，累計(jì)運(yùn)行時(shí)間，每日包裝數(shù)量，累計(jì)包裝數(shù)量。
設(shè)計(jì)方案：
系統(tǒng)采用北京凱控科技有限公司的CKT-S5730嵌入式工控電腦作為控制器。CKT-S5730采用的是最新的PAC（可編程自動(dòng)化控制器）概念設(shè)計(jì)的，自帶16路開關(guān)量輸入輸出，8路模擬量輸入，自帶脈寬輸出口和脈沖計(jì)數(shù)輸入，集成5.7寸的彩色液晶觸摸屏，實(shí)現(xiàn)了控制、人機(jī)交互一體化，相當(dāng)于業(yè)界普遍流行的PLC+HMI控制。在軟件上采用凱控公司自己研發(fā)的組態(tài)軟件進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，采用嵌入式系統(tǒng)，組態(tài)軟件、嵌入式數(shù)據(jù)庫(kù)等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，可以快速進(jìn)行系統(tǒng)開發(fā)，同時(shí)大大縮短調(diào)試時(shí)間。 開關(guān)量I/O列表
開關(guān)量輸入 開關(guān)量輸出
IO1 緊急停車 IO6 主電機(jī)啟動(dòng)
IO2 色標(biāo)檢測(cè) IO7 點(diǎn)動(dòng)輸出
IO3 過載保護(hù) IO8 橫上加熱開關(guān)
IO4 停機(jī)位置信號(hào) IO9 橫下加熱開關(guān)
IO5 封切位置信號(hào) IO10 縱封加熱開關(guān)
模擬量輸入
AI1 橫上溫度信號(hào)
AI2 橫下溫度信號(hào)
AI3 縱封溫度信號(hào)
脈沖輸入/輸出
PWM2 測(cè)速齒輪信號(hào)
PWM3 脈沖輸出
組態(tài)設(shè)計(jì)：
根據(jù)控制需求進(jìn)行系統(tǒng)的控制邏輯設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)顯示界面。在這里共設(shè)計(jì)了三個(gè)界面，分別是運(yùn)行監(jiān)控界面、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面、系統(tǒng)幫助界面。我們把系統(tǒng)分為三個(gè)子系統(tǒng)來開發(fā)。
首先是開機(jī)關(guān)機(jī)的實(shí)現(xiàn)，在這里需要實(shí)現(xiàn)以下幾點(diǎn)，開機(jī)時(shí)點(diǎn)擊監(jiān)控界面上的啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)預(yù)熱10秒鐘，之后啟動(dòng)主電機(jī)；停機(jī)時(shí)點(diǎn)停機(jī)按鈕，在位置檢測(cè)信號(hào)為一時(shí)，系統(tǒng)停止，關(guān)閉主電機(jī)。而且，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，按外置的緊急停機(jī)按鈕時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)；主電機(jī)的過載保護(hù)信號(hào)為一時(shí)，系統(tǒng)停機(jī)。按點(diǎn)動(dòng)按鈕，系統(tǒng)點(diǎn)動(dòng)輸出。
第二個(gè)子系統(tǒng)是封切溫度控制系統(tǒng)，在這里分為橫上溫度PID控制，橫下溫度PID控制，縱封溫度PID控制。開機(jī)后系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)封切加熱部件進(jìn)行預(yù)熱。對(duì)溫度控制的各個(gè)參數(shù)的設(shè)定是通過點(diǎn)擊運(yùn)行監(jiān)控界面中的“橫上溫度”“橫下溫度”“縱封溫度”三個(gè)按鈕分別設(shè)置各個(gè)參數(shù)。并且當(dāng)溫度出現(xiàn)異常時(shí)系統(tǒng)彈出溫度異常報(bào)警對(duì)話框。
第三個(gè)系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)控制步進(jìn)電機(jī)與主電機(jī)速度同步，同時(shí)通過對(duì)色標(biāo)信號(hào)和封切位置信號(hào)的檢測(cè)，輸出步進(jìn)電機(jī)的正追或反追。主電機(jī)啟動(dòng)后，安裝在主電機(jī)上的測(cè)速齒輪進(jìn)行主電機(jī)的速度的測(cè)量，輸出相應(yīng)的速度脈沖信號(hào)給CKT-S5730控制器，控制器根據(jù)這個(gè)速度脈沖信號(hào)，輸出相應(yīng)脈沖控制步進(jìn)電機(jī)以主電機(jī)相同的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。自動(dòng)跟蹤通過以下邏輯實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)色標(biāo)信號(hào)和封切位置信號(hào)，先計(jì)算這兩個(gè)信號(hào)之間的測(cè)速齒輪輸出的脈沖數(shù)，再根據(jù)色標(biāo)信號(hào)和封切位置信號(hào)出現(xiàn)的先后，來判斷輸出相應(yīng)脈沖正追還是反追。，系統(tǒng)還可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)正追反追，通過按運(yùn)行監(jiān)控界面上的“手動(dòng)正追”“手動(dòng)反追”來實(shí)現(xiàn)。
系統(tǒng)還實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，通過數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)界面可以顯示本日系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)間，本日的包裝數(shù)量，系統(tǒng)累計(jì)包裝時(shí)間，累計(jì)包裝數(shù)量。并且每個(gè)數(shù)據(jù)都可以根據(jù)需要進(jìn)行手動(dòng)清零。
系統(tǒng)幫助界面用來顯示系統(tǒng)的幫助信息。 總結(jié)
為客戶提供滿意的自動(dòng)化解決方案是北京凱控科技有限公司的經(jīng)營(yíng)方向，枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)項(xiàng)目，我們采用凱控自己研發(fā)的CKT-S5730嵌入式工控電腦作為控制器，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的開機(jī)關(guān)機(jī)控制，封切溫度PID控制，步進(jìn)電機(jī)與主電機(jī)同步的控制和光標(biāo)追蹤，實(shí)現(xiàn)了高度的一體化，節(jié)省了原系統(tǒng)中的溫度控制儀表和步進(jìn)電機(jī)控制器的預(yù)算，大大節(jié)約成本，滿足了客戶的工藝要求，提高了客戶設(shè)備的可靠性和客戶設(shè)備的工作效率，客戶反映非常滿意。
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