基于PLC技术全自动白砂糖包装的应用

徐耀平

摘 要：针对白砂糖的特点，提出在PLC技术基础上的全自动白砂糖包装控制系统，为白砂糖的全自动包装提供称量、包装以及封口等工作的自动化控制，提高生产效率；具有控制方法简便和动态化称量等特征。

关键词：PLC技术；全自动；白砂糖包装

社会的生产以及人们的生活水平在不断提升，品质高、包装好的产品自然会受到消费者的青睐。因而生产企业对自身的包装技术提出了更高的要求，企业开始对高度自动化的生产线更加重视。综合白砂糖包装的特征，文章对PLC实现全自动包装生产线的控制，有效提升了生产效率，降低对劳动力的应用，提高了企业的自动化生产水平进行阐述。

1 PLC技术下的全自动白砂糖包装

1.1 计量包装

贮料斗内的待包装物料在进料阀打开以后，逐渐流入计量桶内，物料的重量通过计量桶两侧的称重传感器转化为模拟电信号，随后送入称重的控制器，在滤波、放大以及A/D转化中成为数字信号，随后输入微机中接受数据处理和逻辑分析，随后对物料的重量和状态以及料位等进行显示，在物料的重量达到了设定值后，将各种控制信号在电磁阀的控制下输出，并制定相应的机构使得进料阀关闭，发挥自动进料功能。机械手作用下将包装袋套上夹包口后，发出夹包指令，控制器将会输出夹包信号，保证夹爪夹住包装袋，并打开计量桶的放料阀门，物料逐渐流入包装袋内；在计量桶的物料重量值减少至零点附近的设定值时，控制器将输出关闭放料阀门的信号，自动卸包，包装好的物料通过皮带往前输送，一个完整的工作周期就完成了，随后自动进入下一周期。

1.2 自动运输设计

在全自动的计量包装过程的设计中，各个物料之间的定量计量是最重要的，其中主要包含的设备有称重传感和称重显示控制器，在PLC中主要应用的是三菱FX2N-32MR。糖包包装好后要经过缝包、喷印生产日期。这些工序主要由输送机输送到自动折边机进行折边，糖袋折边后通过自动缝包机缝包，缝好包后依次经过袋子整形、喷印生产日期等工序，然后输送到包装码机械手实行叠包处理，当糖包达到指定包数后，又通过链板机往叉车位置输送，最后由叉车叉到指定仓库存放。

2 自动计量装置的过程

称重计量过程中，计量桶内壁很有可能会黏附上一定量的白糖，这些残余黏附的白糖会影响实际称重。对此，为了保证误差被校正，在进料之前，空斗质量G0可以通过编程控制器进行自动称量，随后把G0看作是下料称量质量G1参考值，G2为物料总重，在系统运算中得到最终结果，G2=G1-G0。在外部因素下会出现零点漂移，实际进料值的影响降到最低情况。包装进料过程中，为了使进料速度和计量包装达到准确值，系统需要对快速进料和微调进料实现结合使用。将快速进料阀值设定为目标值的90%，达到目标值后，关闭一部分的电磁阀。通过微调进料提升加料精确度，采用微调手段，将进料中阀值设定为目标值和冲量的差值。系统加料在达到设定值后，微调进口料阀门自动化关闭，加料、装袋、物料下料等所有过程中出现的冲击情况会造成系统出现振动现象，包装质量在瞬间提升，出现一定的冲击情况。实际加料的计算方式为微调进料和冲量的相加，为了自动校正冲量，系统则会采用闭环前馈控制技术来实现。

3 全自动包装系统的设计

3.1 触摸屏控制设计

PLC技术中的触摸屏是互动式触摸屏，该设备具备了各种品牌PLC连线监控能力，就算在十分恶劣的工作环境中，照样可以保持良好的运行，并且对普通的工控机进行替代，触摸屏可以对设备及系统的运行状态实现及时监控，在人机界面中向PLC发送指令，相互传送数据后，通过可编程控制器完成系统或是设备的开关量以及数量的控制。人机界面可制作成为多画面监控，对传统的电器操作面板和记录仪的显示等，因而具备了更为强大的特点。

3.2 程序流程设计

初始化可以对所有的输入信号实行检测，并满足相应的检测信号输入条件，检查其是否具有报警和负载等。满启动情况下未出现报警情况，随后对相应的程序开始执行，在人机界面内实行自动化和手动的选择，选择自动程序则需要对自动程序实现执行，以上过程的优势在于执行程序的时间比较短。手动程序中要对混合原料实行称重，在完全达标后，再开启各自的启动电磁阀。

3.3 逻辑控制

借助PLC控制设备，实现对计量包装机的全自动控制，对包装机的自动称重、传输和锁口，PLC中的设备为FX2N-32MR，这一设备的逻辑和程序都保持在固定情况下，程序中采用的主要是梯形，数量较大，数据存储器为32存储器，否则会出现数据溢出的情况。由于完成步顺控指令需要在手动和自动中相互转换，在功能指令完成后，称量计量可达到数据的采集和使用，进而保持正常的工作状况和报警等情况。

4 调试与仿真

在PC机上时限程序编制和运行后，在电缆上下载三棱FX2N-32MR，测试软硬件后，自动化控制相应任务。GX Simulator软件包主要采用的是 Windows，并且实现一定的运行，安装GX Developer的计算机后，再安装GX Simulator，采取相应的调试。打开菜单栏的工具菜单后，点击梯形逻辑测试，启动（L）子菜单，最终测试梯形图逻辑。借助自主配置输入和输出设备开始实行相应的测试。

安装文件夹在GT SORTW CHINESE后，Env MEL文件于软件安装使用环境中。创建触摸屏，保证工作状态的正常运行，对于全自动包装机子系统触摸屏。在上位机上建立趋势曲线，实现操作人员对系统和设备运行的稳定性进行直观性了解。

5 小结

实践证明，以PLC为基础的全自动控制系统，同过去的人工称量计量对比，极大地提升了精确度，并且受到了质量计量主管部门以及企业用户的肯定和认同。该系统具有运行稳定性高、安全、可靠、操作方便等优势，此外还能有效降低工人的劳动强度，以及可编程控制器运行速度快、功能强和程序设计简单等多项优点进行了充分发挥。

参考文献

[1]艾龙辉，皮小园，邹建光.基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统研究[J].科技与企业，2013，（3）：166-167.

[2]邓昌奇.基于PLC的全自动包装机控制系统开发与实现[J].广东石油化工学院学报，2014，（4）：30-33.

（作者单位：广西南宁市华星电子衡器有限责任公司）