乔伊丝自动化W200系列PLC在包装秤上中的应用
一前言:
肥料包装秤属于颗粒状物料包装秤,由上料仓、控制门、秤体、中间料斗、夹袋器、输送机、缝包机、控制柜等组成。由控制柜中的称量控制器和PLC完成自动定量包装。根据该秤特点开发新PLC程序替换原程序,提高包装速度和精度,且给维护人员提供改进平台。 二 包装秤结构与控制设计 1.1 自动定量包装秤的结构, 肥料包装秤由上料仓、控制门、秤体、中间料斗、夹袋器、输送机、缝包机、控制柜等组成,具体结构如图1。
控制门是大弧门和小弧门,控制快速进料和慢速进料;称重传感器边上气缸控制料筒门放料;夹袋器气缸用于夹紧包装袋。 包装秤的技术参数:仪用压缩空气压力范围在0.4-0.6 MPa,流量大于18m3\h。每包50kg,最大允差±100g,包装能力800bag\h--每4.5秒1包。 1.2 包装秤定料控制,有3种方式,手动、单秤自动、双秤自动。 1.2.1 手动控制过程: 快加→慢加→放料→松袋。由按纽控制。 夹袋↗ 1.2.2 单秤自动运行动作过程: 快加→慢加→放料→松袋。自动秤PLC控制,手动秤按纽控制。 夹袋↗ 1.2.3 双秤自动运行动作过程: 快加甲→慢加甲→放料甲→松袋甲。 ↗ 夹袋 ↘ 快加乙→慢加乙→放料乙→松袋乙。由PLC控制,甲乙秤放料互锁。 1.2.4 3种控制方式的特定要求 手动控制撇开PLC而由按钮操作;手动和单秤自动,放料动作没有互锁要求;双秤自动运行,则放料动作必须实现互锁,即甲秤放料则乙秤不能放料,乙秤放料则不能甲秤放料。放料后中间料斗门复位到位方可加料,放料时间需要根据实际情况调整。
2 硬件构成说明 2.1 PLC系统组成 2.1.1 CPU单元、扩展单元 CPU单元采用乔伊丝W200系列CPU222,扩展单元为数字量混合模块EM223,使用乔伊丝HMI1020A人机界面与PLC通讯,并可以修改关键的时间参数。称重控制器采用F701,该仪表接收称重传感器来的模拟信号,输出开关量信号给PLC,如:快加,慢加,不足,过量,自动等信号。称量不足或过量时,PLC置位面板指示灯报警;其余开关量输出给执行机构――气缸,气缸在手动情况下由按钮通过电磁阀控制,自动情况下由PLC通过电磁阀控制。 2.1.2 硬件连接图 根据PLC的输入输出情况,PLC的硬件连接入图2。
图2 2.1.3 手自动控制原理图 手动控制的设计思想是手动状态下PLC输出断开供电,而供电给控制箱按钮。如图3(仅快慢加)
图3 2.1.4 称重控制器的输入输出媏子, 模拟输入端子,共7个端子,由称重传感器引线接入。端子如图4 数字输出端SP1为PLC的快加参数,快加到设置值时,控制器端子7输出一个开关信号,要求停止快加;设定SP2,在重量达到SP2时,称重控制器端子8输出相应的开关量信号,要求停止慢加。控制器的10、11、23分别为不足、过量和运行信号,端子1、12、13、24为公共端。在称重系统中,使用到的端子为:7――快加,8――慢加,10――不足,11――过量,12――公共端,23――运行。
图4 3 控制系统软件编程思路说明 3.1 PLC输入输出及控制关系 输入:甲自动,甲运行,甲快加,甲慢加,甲不足,甲过量;乙自动,乙运行,乙快加,乙慢加,乙不足,乙过量;夹袋,松袋。共14个开关量输入点。 输出:快加甲,快加甲,放料甲;快加乙,慢加乙,放料乙;夹袋,计数,不足,过量。 自动手动切换的作用:自动时电源通过PLC开关量输出给电磁阀,手动时电源通过按钮输送给电磁阀。 快加慢加:称量控制器来“快加甲”信号接通表示快加量已经完成,此时“甲快加”PLC输出应立即停止,同样,“慢加甲”接通时,“甲慢加”应立即断开慢加电磁阀。 快慢加完成,称量结束,如果称量控制器输出“不足”或“过量”信号,PLC直接置位到面板指示灯,提示需要校秤;称量完成是放料的条件之一,放料还需要一个条件是夹袋,套袋并夹紧后才可以放料。放料时,两个秤要实现互锁,通过中间变量来实现比较可靠。 3.2 中间变量控制关系 双秤自动运行时,有些地方需要实现互锁,有的地方需要设定最佳的定时时间。 放料两秤互锁:甲秤放料,则乙秤不能放料,乙秤放料,则甲秤不能放料。放料到一定低位,称量包装秤慢加和快加会自动复位,这时如果自动打开加料弧门,造成不停地放料加料,因此放料一段时间内不能给料筒加料,直到料筒门关到位方可再加料,料筒门没有关到位就加料,会造成加料过量。
图5 松袋放料互锁,放料时按松袋按钮不起作用,防止放料途中有人误揿按钮而将料撒在地上,松袋动作则不允许放料,因为松袋意味着没有包装袋,没有包装袋不允许放料,放料会撒在地上。套袋动作需要自锁,这样只要夹袋按钮接通一下,包装袋就会夹牢。
图6 定时时间需要按照设备的特点来设置,比如夹袋时,最块时间是料落袋口时,刚好加紧,这个时间就是放料时间,放料时间多长要根据实际情况来设置和优化;放料完成一定时间内不得放料,直到料筒门关上才可以放料,这个时间必须加到程序中,并按照实际情况来进行调整。 对包装次数进行计数,一种是PLC内部计数,一种是PLC按每包一个脉冲输出,由电子计数器来计数。操作人员可以按电子计数器读数记录来计算包数。PLC输出给电子计数器脉冲梯形图如下。
图7 3.3 使用HMI1020A调整定时器时间 加料时间和放料时间需要变动,为了方便操作人员、维护人员对这两个时间参数进行修改,编程人员应考虑采用通过HMI1020A触摸屏来设置。
4 结论 本文给出了一种乔伊丝W200系列PLC与HMI1020A触摸屏在包装秤中的运用,具有很大的代表性,可运用到多种包装机械过程中,由于该系统设计合理,运行至今,系统稳定,性能可靠,得到了用户的肯定和好评。
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