基于PLC控制技術(shù)的塑料膜熱合系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

譚長北

摘 要：塑料熱合系統(tǒng)要求將滴水管熱合到塑料膜上，使其能夠任意長熱合并能夠自動裁斷，任意停止后再啟動能夠保證熱合縫連續(xù)。本文基于PLC控制技術(shù)，介紹了該系統(tǒng)的組成和實現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù) 塑料熱合系統(tǒng)

在校企結(jié)合過程中，某企業(yè)需生產(chǎn)一種塑料膜熱合機械，要求達到無縫熱合，可以生產(chǎn)任意長度的產(chǎn)品且實現(xiàn)自動裁斷。接到任務(wù)后，筆者結(jié)合對PLC的研究進行了分析與設(shè)計，經(jīng)過反復(fù)調(diào)試后完成了這一自動化控制系統(tǒng)。

一、基于PLC控制系統(tǒng)的基本組成

筆者計劃采用伺服電動機來實現(xiàn)精確計長，而自動裁斷則采用步進電動機來實現(xiàn)。由于采用了前兩種電動機，所以必須采用晶體管輸出PLC，以便輸出高頻信號來控制伺服和步進電動機，因此PLC采用了FX2N-48MT。自動裁斷的位置控制采用光電傳感器，可以提高感應(yīng)的靈敏度，同時抗干擾能力和壽命也比較長。

二、控制要求分析及實現(xiàn)

針對控制要求（長度可任意設(shè)定、速度和生產(chǎn)數(shù)量可調(diào)），必須要有參數(shù)設(shè)定系統(tǒng)。為了使用方便，筆者采用了MT4404觸摸屏系統(tǒng)，使用時可以方便地設(shè)置參數(shù)和相關(guān)的控制按鈕。根據(jù)控制要求設(shè)置了如下控制按鈕：手動啟動、手動停止——主要用于開始階段調(diào)試；自動啟動、自動停止——主要用于自動運行；暫?！糜谥虚g調(diào)試或排除故障；切刀手動、切刀自動——主要用于切刀的控制；計數(shù)開始、計數(shù)取消——用于計件處理，達到計件數(shù)便自動停止。

三、PLC的設(shè)計思路

1.伺服電動機的控制

通過設(shè)置電子齒輪，伺服電動機達到每輸入一個脈沖前進1毫米。在編程過程中，采用PLSY指令進行伺服電動機的控制。本條指令的優(yōu)點在于可以無限長輸出，并且伺服電動機的速度可以隨時改變。通過C235顯示、記錄進料長度并進行長度的控制。PLSY D40 K0 Y0在本條脈沖輸出指令中，D40存放伺服電動機的脈沖頻率，其值由觸摸屏輸入（單位為米/分），然后通過PLC運算指令轉(zhuǎn)換為毫米/秒轉(zhuǎn)移至D40以控制伺服電動機的速度。輸出長度通過C235 D200實現(xiàn)控制，D200由觸摸屏輸入（單位為米），由PLC內(nèi)部運算程序轉(zhuǎn)換為毫米，然后再由比較指令控制伺服電動機停止和步進電動機的啟動。

2.步進電動機的控制

采用PLSY指令，因為其長度固定所以采用定長輸出指令。如：DPLSY D30 K89876 Y1，該指令中D30存放步進電動機的即時速度，由PLC內(nèi)的運算指令提供，以達到其加速提速和減速停止的要求；K89876為其固定長度，達到該長度時自行停止；與步進電動機配合的是兩個定位傳感器，主要用于確定步進電動機的位置并控制步進電動機的正反轉(zhuǎn)。

3.暫停的設(shè)計

筆者認為本系統(tǒng)中暫停的處理比較得當(dāng)。在出現(xiàn)意外情況時，如果想中間停下來，又不想中斷工作，只要按暫停即可。在故障排除后想要恢復(fù)工作時，只要再按一下暫停即可。在PLC程序中通過兩個計數(shù)器就比較簡單地解決了該問題。按下暫停后有兩個計數(shù)器同時計數(shù)，C1計數(shù)一次，C2計數(shù)2次；C1動作后用其常閉觸點控制各器件停止，C2動作后則復(fù)位C1和C2從而完成暫停工作。本系統(tǒng)在暫停結(jié)束時，為了保證使熱合線連續(xù)，必然考慮到要使加熱壓角落下加熱一段時間后伺服電動機再啟動，這樣才能達到熱合需要的溫度；否則，壓角落下和電動機啟動同步，中間必然會有一段沒有熱合好。在PLC程序中，通過加入一段延時程序，使壓角落下后停留一段時間伺服再啟動，就很好地解決了這個問題。

4.計數(shù)的設(shè)計

按下計數(shù)開始，則可以在觸摸屏中設(shè)置計數(shù)的次數(shù)并顯示已加工的產(chǎn)品數(shù)；按下計數(shù)取消，則停止計數(shù)，不能輸入計數(shù)值也不再顯示產(chǎn)品數(shù)。在PLC程序中主要通過輔助繼電器來觸發(fā)觸摸屏中的計數(shù)和顯示單元，并通過比較指令實現(xiàn)控制程序，當(dāng)達到計數(shù)值時自動停止。本功能的設(shè)置可有效控制每天的產(chǎn)量，或?qū)と诉M行有效的計件量化。

5.自動運行的實現(xiàn)

按下自動啟動時，壓角和皮輪全部落下，伺服電動機同時全速運行。如果沒有設(shè)置固定長度則進行無限長輸出，如果設(shè)置了定長，則進行定長控制——達到長度時，自動裁斷。自動裁斷時，伺服停止運行，加熱壓角抬起，裁斷結(jié)束后壓角先下落，延時一定時間后伺服全速運行。當(dāng)按下自動停止時，設(shè)備不是立即停止，而是自動運行一個周期，即完成一塊產(chǎn)品的裁斷后才停止，這樣可有效降低廢品率。

通過本次PLC程序的設(shè)計，筆者豐富了實踐經(jīng)驗，提高了理論與實踐的結(jié)合能力，同時也為今后的PLC教學(xué)工作積累了豐富的素材。在今后工作中，筆者將尋找更多的機會加強與企業(yè)的合作，爭取使學(xué)生有更多接觸實踐的機會，從而加深學(xué)生對PLC實際作用的理解，并能進一步增加學(xué)生的感性認識，提高學(xué)生的動手能力。

（作者單位：即墨市技工學(xué)校）endprint