基于PLC的负极片自动包装控制系统开发

　　3.1 硬件组成及工作原理

　　可编程逻辑控制器(PLC)具有可靠性高。抗干扰性强，功能齐全，体积小，灵活可扩，软件直接、简译，维护方便，外形美观等优点，故本系统采用PLC作为上位机，控制面饭作为工位机PLC控制器一方面对包装机的运行进行控制，另一方面与人机操作面板通讯，接受操作并发出的操作指令操作面板作为上位机．用于工作方式选择、参数没置和自动、手动控制切换以及故障报警等。

　　控制面板为整个控制系统提供人机交亿贞血．操作人员通过它向PLC发出操作指令．对PLC程序的进仃参数设置和修改，监控各没备运行状况．故障报警，保存Ij作i亡录控制面板通过串行口与PLC相连并进行相互通信。

　　包装机控制系统硬件配置，如图4所示。主要包括：系统控制器。模块化PLC单元(PLVC的CPU 自带高速计数器)，捡测元件，控制面板，控制元件，执行元件，反馈元件以及信号指小元件等。

图4控制系统硬件配置图

　　3.2 主要硬件选型

　　通过对自动包装系统顺序动作、性能特点及控制要求分析．PLC需24个输入点，21个输出点。综合考虑性价比及以后的扩容，选择某公司的FXN3u-64M型PLC3.14个亚德客4v210-06电磁阀．一个DC24V电源，22个继电器，以及5个AotoroFRl2-4D1，型位置传感器、5个CJlw—OD21 l型输出单元其PLC控制系统I／O配置简圈，如图5所示。

图5PLC控制I/O简图

　　由于系统工位之间驱动采用电机，而负载形式为垂直安装，为保证精度，采用额定转速3000RPM的安川伺服步进电机SGMGH-09ACA6C，并配置聚盛VGA的PG901．1—10—19—70伺服减速机，电机驱动器采用安川SGDM-10AD。

　　采用Eview的M7r4000系列HMI触摸屏，具钉32位RISCCPU，能迅速凋用复杂的图形，满足大多数用户的需要支持与绝大多数的PLC直接通信，PLC传输数据不需要运行任何特殊程序，有效安全地完成现场数据采集、处理、监控和输出。

4 控制系统软件开发

　　为保证系统有两种工作方式，软件没汁有手动工作方式及自动工作方式两个模式。手动工作方式，主要控制功能是通过不同按钮实现不同操作，这时软件的功能是把按钮的输入信号直接变成输出信号，驱动相应的机构动作一自动工作方式．软件的功能是小断读取相嘘的输入信号的状态值．同时根据这些状态值结合工艺要求做出下一一步的动作判断．并输出相应的信号通过驱动电路驱动机构动作。

　　控制系统采用顺序程序控制设计方法进行设计，就是按照包装工艺预先设定的顺序，存各个输入信号的作用下，根蚶内部状态和时间的顺序．在生产产过程中各个执行构自动有序地进行动作，使用顺序控制设汁法时首先根据系统的工艺流程，画出顺序功能图，根据顺序功能画出梯形图。

　　控制系统程序流程图，如图6所示，为了保证动作的顺序性，系统住软件设计上采用了前后动作互锁功能，使前后动作严格按照工作节拍进行。当系统启动时，从第一个工位开始顺序启动，系统停止也是从第一个工位按工序顺序停止，这样设计的目的是避免半成牖蹦拒包装系统内，给生产造成不便。

图6控制系统工序流程图

　　为最大限度地提高包装效率，在各工位执行系统(气动系统)的启动时间分析的基础上，优化系统动作完成最低时间。同时，在工位最下端设置长动的饭片输出传送带，只需自动动模块将包好的负极片翻转到该传送带上即可，优化了系统有效包装时间，简化软件没汁流程．负极片自动包装系统实物运行图，如图7所示。

图7负极片自动包装系统实物运行图

5 结论

　　所设计的锌银电池次做片自动包装系统由PLC上协调其内部各设备之间的动作，控制面板提供人饥交互渠道．包装工艺动作台埋、可靠、允分满足了锌银电池包装，生产的技术要求，能够实现对多种班格负擞片的包装生产．通用性好、结构可靠、操作方便、自动化程度高：

　　通过该系统负擞片包装的町达刮包装完成每片20s，是原来手工包装所需时问的三分之．经过统计质量合格率提高到99%，同时避免有毒物质对工人的危害，对我围包装行业及航空电源工业的发腱有着积檄的意义

　　包装系统在我国内某电源研究所成功虚用，基丁其特点可护展到它类似的包装系统上，例如服装或食品包装系统。