西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8技术参数

西门子模块6ES7235-0KD22-0XA8技术参数

全自动灌装生产线，全自动灌装系统主要由PLC、触摸屏、上位机、称重传感器、电机、气缸、称重仪表以及机械结构组成。传送带电动机由变频器控制，进桶处设置光电传感器，通过控制系统可以控制何时进出桶、传送带速度、灌装头的升降和灌装等。桶的灌装量通过称重仪表将重量反馈给PLC，PLC通过控制汽动阀的开启和关闭进行灌装，从而达到控制剂量。系统的可靠性、控制精确度及自动化程度直接影响到灌装的品质和生产工人的劳动强度。如果采用常规的仪表和继电控制，不仅系统复杂、繁琐，而且可靠性等也相应降低。采用称重仪表、PLC、触摸屏和上位机的有机结合，不仅能有效地解决上述问题，简化系统的硬件构成，还能使系统的自动化控制性能和程度大大提高，系统强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，日益成为现代化工业的设备之一。 

结合了称重技术与PLC控制系统的全自动灌装线的优点： 

◆实现既能从进料到出料和灌装的整个过程自动化，又能实现各个环节的手动控制。 

◆性能优越，工作稳定：系统控制采用集成电路，性能稳定不易失控；称重采用双核计算机处理器、快速计算数据变化，从而判别出那些是干扰，那些是真实重量，那些是冲力，称重准确性非常好； 

◆节省人工，灌装轻松，灌装速度快（22kg桶底漆，每七秒可达一桶），可任意重量进行灌装，灌装范围大，精度高，损耗少，效率高。系统的灌装精度由精选的优质的称重传感器、称重仪表和软件进行保证，灌装精度可优于0.1%； 

◆当系统某一部分出现故障时（如无重量、气压低和检测不到桶等）,PLC能对它们实时监测，记忆锁存，并通过触摸屏和上位机快速指示报警,指明报警类型； 

◆实现系统间的安全联锁； 

◆采用触摸屏和上位机作为人机界面，可监测运行状态，可在线修行参数并记录打印生产数据等。界面能反映和调整具体的技术参数、工艺参数等，系统的可靠性、可操作性、可视性都有了很大的提高。触摸屏和上位机是操作人员和机器设备之间双向沟通的桥梁，可以通过文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能的变化信息，能明确指示并告之操作员机器目前的状况，设定简单易操作,极大提高了设备的附加值； 

◆触摸屏和上位机提供生产数据查询、管理以及统计等功能，质量可追溯，方便企业统计管理。 

全自动灌装生产线实现了灌装生产高速化、精确化、智能化、多功能化以及操作界面人性化的要求。对灌装工作过程进行实时监控及动态管理，提高了液体灌装的自动化水平，在社会竞争日益激烈，国家呼吁绿色环保，节能减排的社会背景下，全自动灌装生产线将成为涂料行业生产中的一部分本文通过对轮胎成型机工艺及控制理论的研究。设计了有三菱PLC控制器，VVVF和变频调速电机组成的驱动控制系统、利用PLC控制器对各阶段时间进行设置，采用开环变频调速控制成型机，提高了自动化程度，实现了工艺的优化、稳定和可靠运行，针对设计中的几个关键问题提供了理论上的说明，有助于提高轮胎成型机产业的技术更新和发展。通过实际应用表明系统能满足成型机生产的需要并具有技术先进性和价格低廉等优点。本设计有利于实现工业现场的管控一体化，在工业控制的发展中有着广阔的应用前景。 

前言 

近几年来，我国的汽车生产企业的数量持续快速增长，极大地促进了齿轮、联轴器相关设备的发展，在齿轮和联轴器压成型工艺中，轮胎装置多采用手动给工件、吹风的生产工艺，生产效率和安全系数比较差。 

子午结构轮胎的出现是轮胎工业的一次重大技术，是轮胎更新换代的产品。子午线轮胎比斜交轮胎有许多优越性，如磨耗性能提高60～120％；滚动阻力比斜交轮胎低30～40％；可节油6～8％；侧向力可提高50％牵引力及刹车能力可以提高10～20％；径向弹性率比斜交胎约低18％；另外，径向弹性率小，可提高舒适性；高速性能比斜交轮胎高；噪音比斜交轮胎小；如采用钢丝带束层可提高耐机械性能。这些优越性能主要是两者轮胎的结构不同。子午线轮胎的优越性能取决于子午线轮胎的坚固带束层胎冠和柔软的胎体。子午线轮胎的力学性能，特别是带束层和胎体的关系比较复杂，而改善胎冠带束层的坚固性会影响到子午线轮胎的操纵性能，不象斜交轮胎在改善胎冠缓冲层的角度和密度时不会影响斜交轮胎的性能，只有改变斜交胎体的密度和角度时，才会影响轮胎质量。子午线轮胎的带束层和胎体部分，各有自己的作用。子午线轮胎的带束层起决定性的作用，带束层会影响到子午线轮胎的侧向力、高速性能、耐磨性能等。而胎体会影响到轮胎的舒适性和牵引力。另外改变胎体的角度90°至85°会改变其均匀性能。由于子午线轮胎的径向坚固性比带束层高，子午线轮胎的力学特性和斜交胎不同。子午线轮胎的结构特性引起了汽车工业的关注，特别是子午线轮胎的侧向力的提高，增加了汽车的操纵稳定性，满足汽车高速度的要求。因此，在国际上，子午线轮胎发展是很快的。各种类型的机动车都在使用子午线结构的轮胎，如工程车、拖拉机、轿车、轻、重型载重车等。在20世纪80年代，法国航空飞机也采用了子午线轮胎。 

针对用户群的实际情况，从高可靠性和高性价比方面考虑，开发一种由PLC控制器、变频调速异步电动机和减速器组成，采用数控变频器调速技术的调速系统，不仅可以完成牵引工艺的流程，系统还便于维护以及调速。这种方案和采用晶体管整流器和直流电动机，加上测速发电机构成闭环直流调速驱动的方案比较，在性能与价格相当的情况下，具有高可靠性、节约能量、维护工作量少的优点。与采用工业计算机控制的交流伺服电动机方案相比较同样采用上述优点，并且价格低廉，易于开拓市场。 

1 轮胎成型机基本结构 

轮胎成型机的结构形式很多，本文中的轮胎成型机是2800工程轮胎成型机。结构主要由头座、尾座、压辊、扣圈盘、反包装置、帘布筒扩张器、上帘布筒装置、气压控制装置、油液压电气装置、电气控制装置等组成。各部分的功能和作用分别如下： 

头座：是一个用来安装主动力装置，成型鼓扩张和折叠装置的支架。头座支撑着下列装置：主轴、扣圈盘、右反包装置、成型鼓的扩张和收缩装置等。主要作用是专门用来缩小和扩张成型鼓，完成主轴的旋转和成型机头的调距功能。 

尾座装置：尾座和头座相对。个安装在成型鼓的一边，尾座上的轴支撑头座上的主轴，扣圈盘在轴上来回滑动。 

压辊：压辊装置由两个胎面压辊，两个钢丝压辊组成。两边的胎面压辊和钢丝圈压辊分别装在两边的滑架上。 

扣圈盘：扣圈盘是由头座的右边和尾座的左边的元件所组成。这些装置由一对气缸启动。右边的装置由安装在成型鼓轴上的轴套引导；左边的装置由尾座引导，以保证扣圈盘与成型鼓之间中心位置的精确性。 

拉出环装置：拉出环由左右两边的设备组成，用来反包帘布筒。右边的装置装在轴套上，轴套是由主轴引导的，由两个液压缸控制装置前进或后退，压缩空气控制它的扩张。 

帘布扩张装置：帘布扩张器由箱体、主轴、气缸、伞形撑布架等组成，是用来扩张帘布筒，以便装上成型鼓的装置，其作用是将套入的帘布筒扩撑展开送到成型鼓左侧，并配合上牵引装置将布筒导入成型鼓。机械手的扩张和折叠由电机驱动，由限位开关控制。 

气动装置：这些装置包括电磁阀、调节器、空气过滤器、润滑器等。 

油液压装置：该装置由泵、油箱、溢流阀等组成。 

电气控制设备：主要由控制系统和驱动系统组成的。电气设备如下：控制盘、主操作盘、尾座操作箱。帘布筒扩张器操作箱、上帘布筒操作箱。 

2电气控制系统设计 

2.1电气总体方案设计 

本文对生产轮胎的成型机控制系统进行了自动化控制设计与研究，开发一种基于触摸屏监控，PLC控制和VVVF驱动控制的监控系统，即在完成自动控制的基础上利用触摸屏开发软件设计出上位机监控系统，实现对各个下位机参数和生产情况的实时监控和管理以及动态数据的实时存储。该系统实现了生产工艺控制要求，并对事后分析生产情况提供第一手资料。 

该系统由以下几个部分组成：以触摸屏为载体的监控系统程序、硬件控制电路间的通信模块、PLC控制器、二极管显示电路、按键模块等。以触摸屏为载体的监控程序通过实时现场数据实时采集，并对数据进行分析，完成监控、数据存储分析、重要参数的设定、显示和打印各种数据报表。整个控制系统可以分为触摸屏监控部分和PLC控制VVVF驱动控制部分，

-灌装机器人简化了奶油羊角面包的全自动制作过程 
曾几何时，只有熟练的糕点师才能用管子将馅料装到奶油牛角酥皮中，但食品行业中价格的压力非常之大，现在必须要更迅速、更经济地完成这一过程。瑞士的 Pamatech System AG 公司是一家一流的包装和产品搬运解决方案供应商，他们受委托实施一套全自动机器人系统，用于灌装奶油角。由于糕点的形状、大小和一致性公差非常严格，以及需要均匀灌装奶油角，这绝不是一个简单的任务。 

Pamatech System AG 公司总部位于瑞士的阿福尔特恩（近苏黎世），专业从事食品工业方面的包装机械和特种设备。除了用于各种食品的一次和二次包装的装箱和专用组装机器之外，这家拥有 25 年历史的公司提供的广泛产品系列还包括用于处理各种情况的机器 — 从搬运烤盘到包装肉卷。Pamatech System 总经理 David Weber 在解释其商业模式时说道：“我们经常接受极具挑战性的项目，这些项目我们的许多竞争对手都不敢尝试。”如果必须要处理多种商品和产品，以及经常要变换包装材料，则包装机械必须具有极大的灵活性。“例如，我们已经研发的封盒机，它不仅可以包装不同几何形状的大型产品，而且还可以处理不同形状（圆形、椭圆形、方形、双包等），只需轻轻按下按钮即可在一分钟之内自动转换。基于 PC 的自动化系统通过直接将格式数据与上位作业数据直接链接的方式将这一功能扩展到一个更高的水平。Beckhoff 的PLC 控制技术集成了运动控制，甚至 HMI，提供了一个高度灵活的解决方案。”David Weber 解释并继续补充道：“我们选择 Beckhoff 自动化解决方案的一个重要原因是它在驱动器选择方面的良好开放性。我们的许多客户都拥有其偏爱的驱动器供应商，因此，重要的是我们的自动化平台具有集成第三方系统的真正的开放性。在机器层面上，我们可以使用任何步进电机或大型伺服驱动器，不会对高级编程有什么影响。这意味着我们的专家可以用高级语言编程，因此完全独立于下位驱动系统。”正如 David Weber 进一步解释的那样，编程任务的复杂性用可以理解的代码来表示也是很重要的，这样，Pamatech 无需依赖任何外部的专家，和以前一样。 

通过 TwinCAT 运动学变换功能库集成机器人控制技术 
目前，Pamatech 正在进行的是瑞士 Coop Cooperative — 它还经营食品市场 — 的一个项目，开发一台用于给酥皮糕点盒灌装香浓奶油的机器。“到现在为止，奶油角一直是人工灌装的。为了全自动完成此任务，我们工厂计划使用一台 Delta 运动学机器人。”David Weber描述道。“我们面临的挑战主要是糕点盒的尺寸不同，它们都必须在*后都灌装好奶油且灌装的奶油都保持在同一水平 — 在*的公差范围内 — 在将奶油涂抹在糕点边缘时，奶油不会塌下去或分离。”Pamatech 通过仔细定位和定向糕点如何送入机器的方式解决了这一问题，然后使用 Delta 机器人从顶端开始进行灌装。除了与连续运动的输送带同步之外，机器人必须在不损坏其精致表面的前提下围绕每个糕点的边缘进行圆周运动。工厂工程师面临的进一步挑战是实现客户所需的灌装率并将成本控制在预算内。David Weber 很明显对其灌装机非常满意，它仍处于进一步开发中：“我们的试验灌装已经取得了一些令人鼓舞的成果。所需的灌装深度使用 Baumer 超声波传感器提供的高度测量功能实现。”Pamatech 的机器使用了一台符合食品行业严格的卫生要求的Majatronic Delta 机器人。David Weber 解释了机器人是如何集成到自动化平台中的：“这是由 Beckhoff 的伺服电机和伺服驱动器控制。系统还包含了采用不锈钢外壳并通过 EHEDG 认证的 AM8831 电机。为了将 Delta 机器人集成到控制系统平台中，我们使用了 TwinCATKinematic Transbbbbation 软件库（TS5112）。”TwinCAT NC I 通过在 G 代码中*的所需轮廓提供了一个灵活的灌装过程描述，从而可以编程各种灌装方式。除了奶油角之外，一个额外的进料和灌装方案使得机器能够将馅料管成小圆蛋挞，或者给甜甜圈填上浓香奶油。该程序与灌装角时用到的程序一样，所不同的是不需要灌装这么深，且盒子在输送带上不必如此精确地呈现或定向。David Weber进一步解释了这一点：“为了解决这个任务，我们有两个安装在进入的皮带上的视觉传感器，用于检测每个糕点盒的精确位置。有了这些传送坐标，机器人可以准确地进行灌装。“由于我们的模块化系统方案，机器提供了足够的灵活性，可在它应用中重复使用。”David Weber 补充道。“一旦订单或批处理完成后，我们可以根据需要重新改装该系统。必要的格式只需通过软件即可完成。”