产品描述
西门子6ES7241-1AA22-0XA0现货供应
立式包装机是将卷筒状的挠性包装材料制成袋筒，充入物料后，进行封口，三个功能自动连续完成的机器。配合上道的计量冲填机械，立式包装机常用于包装块状、片状、粒状、梗枝状、粉状以及流体和半流体物料。立式包装通常分为连续式包装机和间歇式包装机。
1 连续立式包装机工艺介绍
间歇式垂直包装机的横封装置固定在一个位置上，每次封口的时候，拉薄膜的动作定制，封口达到一定时间以后才能脱开再继续拉薄膜，而连续式垂直包装机则可以不停止拉薄膜动作，在实施完全压合动作过程中整个横封台保持与薄膜牵引一致的速度，完成以后退开横封台，到一定位置后再飞快退回到上面的位置上。因为连续式生产效率高，目前连续式代替间歇式是个趋势。但是同样是连续式，有机械凸轮实现的，有利用伺服电机利用电子凸轮实现两种方式。其中机械式在跟换包装膜长度时需调整机械应用十分不方便，且机械惯性大，速度不能提高。所以连续式包装机用电子凸轮控制伺服方式就成为首选。
目前，制袋、封口、日期打印、切断袋膜等功能前期已完善，客户已在德国汉诺威参加过包装展，相关文章也已有介绍，本文重点介绍关于电子秤落料填充与包装之间的配合问题。
过去间歇式填充包装为根据物料信号启动包装动作，即来一个物料信号就进行相应的一次运膜、纵封、横封等动作，逻辑简单。而现在为连续式采用这种方式显然是不行的。
2 落料填充难点分析
其秤量装置离包装很高，大约有2～3米，粉末状物体如洗衣粉。从空中落到袋内需要2～4秒得时间。对于连续式包装控制难度要求比较大。下面分为两种情况做一介绍。
情况一，如果落料时间短可以忽略不计（加中间斗，落料时间300ms），实际运行时，在热封伺服固定角度促发开秤电磁阀即可（连续式包装机热封为电子凸轮，可从程序中设置角度。
根据热封的电子凸轮周期0～360设定促发开启放料阀即可。比如，在开机前设设定50度，放料。实际出现夹料。调整促发角度到150，直到合适为止。因为落料时间足够短，一个周期按120袋来算也有500ms。
情况二是往往客户不加中间斗的情况很多，在包装食品级颗粒物时，避免中间环节污染，往往不加中间斗。也就是从打开放料到落到袋内，落料时间长，大约有1～4s时间不等。
设落料秤从开启电磁阀到落到袋里大约有2s的时间。实际切袋速度为每分30袋到120袋，以每分60袋来算控制，控制过程如图4所示，左边为下料信道，在设定速度为60袋时需先打开电磁阀，等即将落到底部时启动拉模及封切。
在打开第一个电磁阀间隔1s后打开第二个电磁阀。如此则在落料桶内同时有两包料，必须保在后续的热封电子凸轮运行周期此完全吻合才能确保无误，
每次当前横封的为前隔一袋的，基本60袋的时序图，对应不同速度时序图也要改变设是120袋，500ms一个周期，需提前依次打开可能四次电磁阀；热封凸轮第一次热封的是开始放料的第一袋，是已经放的第四袋。热封启动前在空中料道内已有四袋。
这样由于凸轮滞后几个周期运行，就无法采取上述凸轮周期内位置点促发的方案，只用按照设定填充速度，采用时间促发放料电磁阀难点主要在于如果设定60袋，设电磁阀按照每1s一个周期打开，实际拉膜及横封速度不一定是1s，有可能是1.1s，有能是0.9s一袋，这样时间长了就会运行中偏差越大。导致夹料。
3 落料填充解决方案
现在主要的问题是如果以时间为周期，开启电磁阀，无法使实际运行的凸轮周期与其完全吻合。只能以实际凸轮运行周期促发电磁阀，才可以保证周期完全吻合。在凸轮未运行之前，先用时间促发电磁阀。在两个周期，凸轮实际未走，用时间周期促发电磁阀，等到第三个周期凸轮才实际运行。切换到设定角度输出电磁阀，这样既解决了凸轮延迟启动无法依靠角度促发放料电磁阀的问题，又解决了单纯依靠时间促发电磁阀，长期运行放料周期与凸轮运行周期累积误差的问题。
4 程序实现
通过程序计算实际需提前放几袋，设落料时间2s，速度40袋，一袋的周期是1.2s。 2s/1.2s=1.67，需要两袋依靠周期时间促发。
经过实际运行，分别速度由40-60-80-120试运行，包装填充稳定。
1 引言
PLC控制油压车床是表壳等小五金加工开发的机电一体化集成设计专用项目。基于台达机电自动化平台的油压车床以其高刚性、高精度、高品质、率、高寿命、性能稳定、结构简单，操作方便，廉等优点广泛用于表壳加工行业。项目亦可用于小型轴、套类加工。该机床采用了性能稳定的台达ES系列PLC和DOP－A57CSTD彩色人机界面做为控制中心，使设备操作简单、直观，人机界面人性化的控制程序输入方式设计，转换程序简单快捷，使操作者发挥自如。自动化程度高，大量生产节省人力、物力，能够实现产品生产的化、优质化。
2 系统构成及工艺参数
自动化油压车床主轴轴承采用进口P4级主轴专用轴承，主轴自动油润滑，保证机床高精度、寿命更长。主轴电机选用双速带高性能刹车系统。程控液压推动多架保证加工尺寸准确、稳定。 中心高度可调节，操作方便，效率更高。 精心设计液压系统，使机床空运转时，液压卸荷，节约电力，降低液压系统温度上升，延长油泵寿命；并安装温度、压力补偿装置，重复加工时非常稳定、可靠。电控箱、液压箱、冷却液箱均置于机箱内，减少占地面积，使机床外观整体化。
3 油压车床操作界面设计
基于台达机电自动化平台的油压车床操作界面是本项目区别于传统油压车床*明显的标志，为小型机床运行带来人性化的透明操作功能。
开机后，在人机界面初始界面图2上点击进入主菜单画面图3，根据工艺需要按加工工艺选择手动单步图4或全自动图5等进入不同的加工方式，选择手动单步情况下总共列有五种工艺程序流程，在选择下一个加工工艺时，前一工艺过程自动运行完成后，才执行下一流程。在单步运行情况下，当选择完单步程序锁定图3设置后，此时程序只能运行锁定的当前程序，其他四种程序不能运行，若要运行其他程序，请先解除程序锁定功能。
泵电机具有自动保护功能，机器在30分钟内无任何动作，泵电机将停止工作，若要继续使用请先启动泵。主轴的高低速选择在全自动人机界面图5上操作完成。除手动外，其他程序的运行都是以外部启动按钮为给定信号的。当设备运行过程中，将主菜单人机界面如图2画面上点击运行监控画面触摸按钮，将画面切换到运行监控画面图6进行运行监控。
4 自动化加工系统设计
4.1 ES系列PLC的I/O接口
（1）行程开关（开关量输入）定义：SL1—X11下托板前进到位；SL2—X12下托板慢进；SL3—X13下托板回位；SL4—X14上托板前进到位；SL5—X15上托板慢进；SL6—X16上托板回位。
（2）阀件（开关量输出）定义：YV1—Y14下托板前进阀；YV2—Y15下托板慢进阀；YV3—Y16上托板前进阀；YV4—Y17上托板慢进阀。
4.2 工艺流程设计
该机种具有五种单步固定工艺流程，用于五种不同规格产品的加工。
（1）单步工艺流程1描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后开始慢进进行，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时的设定值，时间到后YV1，YV2断电，下托板回原位。
（2）单步工艺流程2描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板前进到位SL4限位后，下托板前进阀YV1再次得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3断电，上托板回位。
（3）单步工艺流程3描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3，YV4断电，上托板回位。
（4）单步工艺流程4描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1，YV2断电，下托板回位。
（5）单步工艺流程5描述：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后阀上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，下托板前进阀YV1，YV2保持前进位不动。
（6）全自动工艺流程：开车启动，恢复原点，阀YV1得电，下托板前进碰到下托板慢进限位SL2后阀YV2得电下托板开始慢进，下托板慢进碰到前进到位限位SL1后执行下托板延时的设定值，时间到后阀YV1，YV2断电下托板回退，碰到回退到位限位SL3信号后上托板前进阀YV3得电上托板前进，上托板前进碰到上托板慢进SL5限位后，上托板慢进阀YV4得电，上托板慢前进碰到前进到位限位SL4后执行上托板延时的设定值，时间到后阀YV3，YV4断电上托板回退，上托板回退碰到回退到位限位SL6信号后下托板前进阀YV1再次得电进入下一个循环。
4.3 设备系统保护
在人机界面内通过宏指令读出系统设定时间，分别赋值给不同的数据寄存器，如图8所示，运行过程中通过自定义输入时间年月日和系统本身时间进行监控比较，程序判断当系统时间超过设定时间时，系统自动停止运行
1 前言
常规的供水系统采用水泵定速控制，通过改变阀门的大小的方法调节流量和压力，以达水压恒定。这种方式在运行中存在以下问题。
（1）人工操作存在调节滞后，整个系统稳定性差，自动化程度低，使得溢水管经常排水造成资源浪费；
（2）水泵定速运行，不仅造成电能的浪费，而且由于泵长期高速运行，易使轴承损坏，影响泵的使用寿命，且备用水泵出现过锈死的现象；
（3）每年夏天用水高峰时段水压不能得到保，当出现了突发性电网故障时，由于水量不足给企业生产造成不便；
为了提供恒压供水，因而对饮料公司供水系统进行改造就显得非常重要。可编程序控制器（简称PLC）是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。具有通用性好，可靠性高，安装灵活，扩展方便，性价比高等一系列优点，而且其总线与网络能力越来越强，可方便地与上位机组成控制系统，实现系统的高性价比和能运作。
本文采用台达公司的PLC和变频器产品研制开发了一种自动恒压供水控制系统，可有效减轻工作人员的负担，提高供水系统的优化运行程度，增强系统抗干扰性，避免硬件老化损失。
2 系统简介
为改善生产环境，某大型饮料公司清洁水技改工程并建成一座日产水5万顿的供水系统，分别建设了抽水泵系统、加压泵系统和高位水池。根据公司用水需求特点，从抽水泵系统过来的水一部分直接供给生产用水部门，一部分则需通过加压泵输送到高位水池，而供给生产用水部门的水压与供给高位水池的水压相差较大。同时高位水池距抽水泵房较远达十多公里，高位水池的液位高低和加压泵系统的设计以及如何与抽水泵系统“联动”也是较难解决的。
鉴于以上特点，从技术可靠和经济实用角度综合考虑，我们设计了用PLC控制与变频器控制相结合的自动恒压控制供水系统，同时通过主水管线压力传递较经济地实现了加压泵系统与抽水泵系统“远程联动”的控制目的。
3 系统方案
系统的控制以台达的DVP-EH型DVP64EH00R PLC为技术平台，DOP-A57CST触摸屏为操作界面，VFD110B43A变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与DVPEH PLC 的COM口相连，采用MODBUS协议。PLC通过RS485口控制变频器（便于扩充），支持MODBUS协议。另外还包括施耐德公司的软启动器、电机保护器、数据采集及其辅助设备组成。
3.1 抽水泵系统
整个抽水泵系统有150KW深井泵电机四台，90KW深井泵电机两台，采用变频器循环工作方式，六台电机均可设置在变频方式下工作。采用一台150KW和一台90KW的软起动150KW和90KW的电机。当变频器工作在50HZ，管网压力仍然低于系统设定的下限时，软起动器便自动起动一台电机投入到工频运行，当压力达到高限时，自动停掉工频运行电机。
系统为每台电机配备电机保护器，是因为电机功率较大，在过载、欠压、过压、过流、相序不平衡、缺相、电机空转等情况下为确保电机的良好使用条件，达到延长电机的使用寿命的目的。
系统配备水位显示仪表，可进行高低位报警，同时通过PLC可确保取水在合理水位的水质监控，同时也保护电机制正常运转工况。
系统配备流量计，既能显示一段时间的累积流量，又能显示瞬时流量，可进行出水量的统计和每台泵的出水流量监控。
3.2 公司内不同压力供水需求的解决
为稳定可靠地满足公司内部分区域供水太力（0.4~0.45Mpa）低于主管网水压力（0.8~0.9Mpa）的要求，配备稳压减压阀来调节，可调范围为0.1~0.8Mpa。
3.3 加压泵系统
由于抽水泵房距离高位水池较远，直接供水到高位水池抽水泵的扬程不足，为此在距离高位水池落差为36米处设计有一加压泵房，配备立式离心泵两台（一用一备）电机功率为75KW，扬程36米。该加压泵的控制系统需考虑以下条件：
（1）若高位水池水位低和主管有水，则打开进水电动蝶阀和起动加压泵向高位水池供水；
（2）若高位水池水位满且主管有水，则给出报警信号并关闭加压泵和进水电动蝶阀；
（3）若主管无水表明用水量增大或抽水泵房停止供水，必须开启出水电动蝶阀由高位水池向主管补充不。
像抽水泵一样，我们为加压泵配备了软起动器和电机保护器，确保加压泵长期可靠地运转，同时配备了高位水池的水位传感器和数显仪和缺水传感器。
为保证整个主水管网的恒压供不，当高位水池满且主水管有水时，加压泵停止，此时主管压力将“憋压”，*终导致主管压力上升，并将此压力传递到抽水泵房，抽水泵的控制系统检测到此压力进行恒压变频控制，进而达到整个主管网的恒压供水，这是整个控制系统设计的关键。
4 系统实现功能
4.1 全自动平稳切换，恒压控制
主水管网压力传感器的压力信号4~20mA送给数字PID控制器，控制器根据压力设定值与实际检测值进行PID运算，并给出信号直接控制变频器的转速以使管网的压力稳定。当用水量不是很大时，一台泵在变频器的控制下稳定运行；当用水量大到变频器全速运行也不能保管网的压和稳定时，控制器的压力下限信号与变频器的高速信号同时被 PLC检测到，PLC自动将原工作在变频状态下泵投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将一台备用的泵用变频器起动后投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。若两台泵运转仍，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，而将另一台备用泵投入变频运行。
当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在*低速信号有效，这时压力上限信号如仍出现，PLC首先将工频运行的泵停掉，以减少供水量。当上述两个信号仍存在时，PLC再停掉一台工频运行的电机，直到*后一台泵用主频器恒压供水。另外，控制系统设计六台泵为两组，每台泵的电机累计运行时间可显示，24小时轮换一次，既保证供水系统有备用泵，又保证系统的泵有相同的运行时间，确保了泵的可靠寿命。
4.2 半自动运行
当PLC系统出现问题时，自动控制系统失灵，这时候系统工作处于半自动状态，即一台泵具有变频自动恒压控制功能，当用水量不够时，可手动投入另外一台或几台工频泵运行。
4.3 手动
当压力传感器故障或变频器故障时，为确保用水，六台泵可分别以手动工频方式运行。
5 实施效果
实际运行证明本控制系统构成了多台深井泵的自动控制的*经济结构，在软件设计中充分考虎变频与工频在切换时的瞬间压力与电流冲击，每台泵均采用软起动是解决该问题关键。变频器工作的上下限频率及数字PID控制的上下限控制点的设定对系统的误差范围也有不可忽视的作用。
①采用变频恒压供水，了主管网压力波动，保证了供水质量，而且节能效果明显，并延长了主管网及其阀门的使用寿命。
②用稳压减压阀经济地解决了不同用水压力的问题。
③拓宽运用变频恒压控制原理，较好地解决了加压泵房与抽水泵房的远程通讯总是并达到异地连锁控制的目的。
④在抽水泵房设置连续液位显示，并将信号传与PLC，防止泵缺水烧坏电机，设定的取水位置，确保水的质量。
⑤电机既有电机保护器，又有软起动器，克服了起动时的大电流冲击，相对延长了电机制使用寿命。
⑥由于采用PLC控制的压力自动控制，可以实现无人远程操作，系统的PLC预留有RS485接口，可与公司总调度室计算机网络进行连接。
⑦由于系统采用闭环恒压控制，电机在满足主水很容易网的压力的前提下，节能效果显著，年节电61万度，折合为人民币36万元。
⑧通过采用变频器控制，可在不同季节、节日、日夜及上下班等全面调控水量，按日节水100吨计，则年可节水36500吨。
总之，采用该PLC控制的恒压变频供水系统肯定能保证该大型饮料厂的足量用水，同时很大程度上降低了维修的劳动强度和延长了设备的使用寿命，实现了真正的自动控制，不仅可解决了现供水系统存在的问题，而且节能效果显著。因此，从节能和改善供水条件上有着重大的价值。
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