基于PLC和触摸屏的马口瓶装箱机控制系统设计

发布时间：2019-12-04 02:18

【摘要】：目的为解决马口铁瓶番茄汁装箱过程的实时监控和可视化运行,提出基于PLC和触摸屏的马口瓶装箱机控制方法。方法在详细分析马口瓶番茄汁装箱机的工作流程的基础上,以S7-200PLC为控制器,实现对拾取箱板、装箱和胶装等3个工位的电气控制,进行气动原理设计、PLC编程设计和变频器参数设置;以TPC7062K触摸屏为人机交互界面,实现对运行过程的实时监控,完成监控系统设计,并系统调试。结果系统运行稳定、可靠,能够实时监控各个工位的参数变化,自动统计装箱数量。在纸箱尺寸标准、无折叠、变形的情况下,系统能够完成5箱/min的装箱工作,装箱合格率达到100%。结论系统的应用满足了控制要求,提高了自动化程度和生产效率,节省了人力成本,具有良好经济效益。
【图文】：

流程图,流程,推料机,纸箱

境存在电磁干扰、振动和噪声，单片机和嵌入式系统容易受现场环境的影响，其稳定性和抗干扰问题很难保证。鉴于PLC针对工业环境而设计，具有抗干扰能力强、运行稳定、通信功能强大等特点，触摸屏具有强大的图形显示功能，能够实时监控现场数据的变化。结合PLC和触摸屏的以上特点，系统提出采用PLC和触摸屏相结合的控制方式解决新疆某企业的马口铁瓶番茄汁的装箱机系统的控制问题，做到在满足自动控制要求的基础上，实现实时监控和可视化运行，从而为企业节省人力成本。1系统工作流程马口瓶番茄汁装箱机的工艺流程见图1，其工作流程有3个工位，分为拾取箱板、装箱、胶装，具体工作过程如下所述。图1马口瓶装箱机工作流程Fig.1Workflowforboxingmachineoftinplatebottle1）拾取箱板。开机前，将纸箱放在托盘上，马口瓶依次进入装箱区域。当装箱区域的马口瓶填满后，该区域的填满光电开关发布命令，控制拾取箱板工位的吸盘吸板，吸盘真空压力检测传感器到位，吸盘旋转气缸旋转90°，将纸箱放在板链上，吸盘放松。压板开始压板，压板到位，板链电机启动，输送纸箱进入装箱工位。纸箱离开压板，压板气缸和吸盘旋转气缸复位，为下一次拾取箱板做准备。2）装箱。托板到达装箱位置，装箱光电得电，，板链电机停止，有板光电开关发布命令，控制推料机械手和挡瓶板下降，下降到位，推料机械手推料，推料到位，推料机械手和挡瓶板上升，上升到位，推料机械手回原位，同时板链电机启动，将装满马口瓶的纸箱输送到胶装工位。3）胶装。托板到达胶装工位，板链电机停止，折侧盖气缸启动，旋转90°，侧盖在折叠片的作用下折叠，延时1s，折叠片退回，喷胶机喷胶，延时2s，喷胶结束，夹板夹紧4s，完成装箱，板链电机启动，将装完箱的马口瓶?

系统结构图,系统结构

为了实现对装箱机的拾取纸箱、装箱和胶装整个工艺的自动控制，同时要求系统控制方案做到稳定、可靠和经济，确定控制系统的硬件组成[12]为：选用西门子S7-200PLC作为控制器，选择北京昆仑通泰的TPC7062K型的触摸屏作为人机交互界面。系统运行过程中，板链为连续启停设备，从启停平稳性和准确性方面考虑，选择西门子MM420变频器控制板链电机的启停控制。从经济、环保的角度考虑，机械手、压板、夹板等执行机构选用电磁阀和气缸作为驱动设备。系统的传感器选用光电开关、磁性开关、限位开关等开关设备。系统结构见图2。图2系统结构Fig.2Systemstructure2.2气动控制原理气动技术是以压缩空气作为介质进行能量或者信号的传递，具有安全、环保、成本低的特点，系统驱动控制采用气动和电动相结合的控制方式，气动是整个控制系统的重要组成部分，采用磁性开关作为传感器，由PLC控制电磁换向阀来控制气缸的动作，完成相应的控制任务[13]。系统控制过程中，吸盘、推

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