打包机电气控制系统的设计与应用研究

刘童越

摘要：文章先简单介绍了打包机系统结构，随后介绍了打包机具体功能设计，包括打包机开车初始化、手动和自动操作、辅助运行模式、故障报警功能，最后介绍了打包機相关电气控制软件，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：打包机;电气控制;系统设计

引言：打包机是企业生产工作中的基础性设备，随着新时期生产任务的持续扩大，原本的打包设备相对而言较为落后，技术不足，无法满足新时期的发展需求。但如果从国外购入相关设备还需要投入大量资金，存在较大的维修难度，但打包机还是一种急需设备，通过对该种设备实施深入研究分析，能够为后期投入应用打好基础。

一、打包机系统结构

（一）打包机系统分析

打包机主要包括两部分构成，分别是电器控制设备、机械设备。相关机械设备还可以进一步细分成旋转机构、压棉箱、主压传动机部件、预压传动装置、推棉箱、集棉箱、称量箱、布料箱等部件。除此之外，结合设备需求，额外增加设计液压源控制平台。相关电气控制设备包括执行元件、设备传输信号、主控制柜等部件构成[1]。

（二）电气控制系统

打包机中的电气控制系统主要是由多种控制电源、信号传输执行元件、各种保护电路、传感器、压力控制器、电子秤、PLC输出控制模块、输入控制模块、PLC程控器核心控制单元等部件构成。

其中PLC程控器主要是以日本OMRON企业生产制造的C200H系列产品为主，装置内CPU主要运行特征是运行速度快、程序储存容量大，同时内部特殊寄存器存在多样种类，额外配置了通讯功能，存在一个专用外置编程器通讯接口以及RS-232C串行通讯接口，设置了外置编程器的专门通讯接口。其中PLC程控器的输出、输入模块全部选择16点控制模块，对应输入点数是128点，对应输出点数是144点。

输入信号相关执行元件涵盖三位、两位急停开关、选择开关、电感接近开关、信息显示器、机械限位开关、电容接近开关以及各种按钮开关等。而输出信号对应执行元件主要是由电机、变频器、电磁阀、继电器、接触器以及各种指示灯所组成。电子秤主要以单片机为核心，创建独立控制系统结构，能够针对打包内容重量进行准确称量，对应输入A/D信号主要通过压力传感器以及压力控制器等部分构成。而相关保护电路，像是短路保护、过载保护以及电机缺相保护等，配置各种所需电源，像是DC24V直流电流、AC220V隔离电源等。

二、打包机功能设计分析

（一）打包机开车初始化

将系统中的各种电控柜开关门全部关闭，和电控柜中电源开关顺利接通。打包机以及操作台对应预压侧三种紧急停车开关按钮需要始终处于ON位置。需要进行开机启动，按下操作台中液压电机启动相关按钮，液压系统启动对应指示灯百便会自动亮起，证明液压系统顺利接通。假如将液压系统关闭，按下液压电机中的停止按钮，便会直接断开液压源，此外，液压系统启动对应的指示灯便会灭了。点动操作台中所设置的控制电源通相关按钮，如果亮起绿色控制灯，则证明已经接通了控制电源。按下送料风机相关启动按钮，需要进一步按照时间发展顺序，依次接通集棉箱电机、布料箱电机以及送料风机，该种条件下亮起送料风机接通灯。假如将风机关闭运行，将送料风机中的停止按钮按下，则根据时间顺序，送料风机、集棉箱电机以及布料箱电机依次停止运行。送料风机中的接通指示灯关闭[2]。

（二）手动和自动操作

设备中设计多样功能开关按钮和指示灯，能够实现打包机所需各项手动操作功能，其中涵盖主压系统、预压系统以及称量系统对应手动操作功能。自动操作功能方面能够顺利完成自动操作模式，其也是打包机实际运行中的主要模式，该种方式能够促进主压系统、预压系统以及称量系统全部实现自动化运行，属于电气自动控制核心设计内容。

（三）辅助运行模式

打包机相关辅助运行模式如下：第一是主压手动，预压手动，秤接通模式，该种模式主要用于手动打包。在停止自动打包操作后，打包机内尚未完成预压次数，该种条件下能够顺利完成剩余打包次数，当然处于正常运行模式下，预压系统尚未结束预压次数依然能够于自动运行模式下继续实施。第二是主压自动，预压自动、秤断开模式，该种方法通常适用于空载试车，方便检修人员进行试车操作。第三是主压自动模式，该种模式普遍应用于空载试车，方便检修人员进行维修。第四是旋转柱清扫模式，该种方式适用于旋转柱清扫工作，方便检修人员进行棉花清扫工作。

（四）故障报警功能

通过设计多样故障报警功能，能够第一时间发现各种故障点。故障类型主要可以分为三种形式，第一是主压故障，在出现该类故障问题后，则相关主压故障指示灯便会自动亮起。第二是预压故障，在产生该种故障问题后，则预压故障指示灯会自动亮起。第三是称量故障，在出现该种故障问题后，相关称量故障指示灯便会自动亮起。主要故障检查项目如下，打包机操作台中设置了专门的故障显示器，此显示器能够对各种常见故障进行准确显示。比如旋转柱没有位于极限位置条件下便会自动报警;压棉箱没有处于正确位置也会触发自动报警;预压压棉箱位置错误便会自动报警，主压压棉箱没有提起警报;提升杆悬吊位置错误警报;推棉板卡主问题警报;压棉箱同步控制警报。制动器故障警报;秤故障警报、垂直挡料板故障警报等。

三、打包机相关电气控制软件

打包机相关软件设计主要是以日本OMRON企业研发的C200H系列专用梯形图程序语言实施设计，其中梯形图程序语言普遍类似于大部分工程师了解的电器控制线路图，其主要以控制对象为目标，面向控制过程，方便调试和编写，同时能够进行在线修改和编辑。因为该种语言编程方法比较直观、简单，所以PLC也受到了电气技术人员的广泛欢迎，得到了广泛应用。

结语

综上所述，因为在打包机相关电气控制中融入打包机PLC程控器，能够有效保障系统稳定运行，同时其在实际运行中具有良好抗干扰性能，可以帮助用户解决当前迫切需求。总而言之，系统研发属于理想方案，迎合了国内发展国情，和我国同类产品比起来，相关电气控制系统在同类技术产品中依然处于领先地位。

参考文献：

[1]齐鑫，刘淑鹏.钢卷打包机在热轧生产线上的实践应用[J].包钢科技，2019，45（02）：68-70.