纸纱复合袋糊底机控制系统设计.pdf

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判业自钟
纸纱复合袋糊底机控制系统设计
Design of he control system for paper and yarn compounded bag bottom-pasting machine
王义兵,彭珍瑞,股红,董海棠,祁文哲
WANG Yi-bing, PENG Zhen-rui, YIN Hong, DONG Hai-tang, QI Wen-zhe
(兰州交通大学机电工程学院,兰州730070)
摘:针对人工糊底效率低、废品率高等问题,设计了一套基于PLC的纸纱复合袋底机控制系统。
详细介绍并分析了糊底机的工艺流程及买现过程,综合PC、変频器、传感器等现代部件进行
控制系统设计,王要包括涂胶子系统、加热子系统、压力子系统、変频调速子系统。通过人
机界面使上、下位机买时通信,可达到控制要求。
关词:纸纷复合;糊底机;PILC;同步控制
中分类号:TP29
文款标识码:B
文章号:1009-0134(2015)01(下)-0123-04
Ooi:10.3969/].lssn.1009-0134.2015.01(下).32
0引言
开器将袋底按折痕定型为六边形状,纸袋到达贴
目前,纸纱复合袋的糊底主要采用人工操机构、自动涂胶机构时,托辊机构动作进行涂
作,存在糊底效率低、废品率高、劳动力短缺等胶,贴阌机构粘贴阀口条:;再经过折边机构将纸
问题。由于糊底过程工艺复杂性等因素限制,目袋合底并成形粘底,最后加压定型并计数堆放。
前国内还没有专门针对纸纱复合袋的糊底设备。完成纸袋的另一端糊麻只需阀口机构不工作即可
国外虽已有自动化糊底设备,但由于技术和产品其余流程与上述相同。糊底机平面图如图1所示。
引进的成本较高,维修不便,生产规格不同,因压痕、举角展开器涂胶机构贴判构
此,研究纸纱袋自动糊底机,开发符合我国生产
吸开器
加压報
折边导向机构
需求的自动化糊底设备,具有重要的现实意义。
本文采用光、机、电一体化集合和先进的工
艺流程,以S7-200PLC控制器为控制核心,运用
光电、温度和压力等传感器检测纸袋位置、胶槽
图1糊底机平面图
液位、胶槽温度、阀口纸条、压辊压力等控制信
2技术要求
息,然后将控制信息传输到PLC进行反馈调节。通
通过对糊底机工艺流程和控方法的研究,
过变频器调节机构转速,实现同步运行,精确定
该方案的主要技术要求如下:
位,完成各个工序;并能依据客户需求调整糊底
1)生产能力为20~25条/min;
袋宽,操作调整简单方便
2)上机袋宽:420~600mm;
1系统的组成和技术要求
3)上机袋筒长度:600~1100mm
1.1工艺流程
4)袋底宽度:90~130mm
纸袋糊底机主要由给料机构、传送机构、压
5)胶槽温度:60℃,误差士2℃;
痕机构、袋口吸开器、羊角展开器、贴阀机构
6)阀口贴片类型:筒型阀片;
涂胶机构、折边机构、加压定型机构、报警机构
7)采用分工序、多工位自动化生产方式;
等组成
8)通过简单调节,即可实现不同规格纸袋的
糊底机工艺流程为:由给料机构(或人工)
糊底工艺。
将纸袋定位嵌入到传送带卡槽内,经压痕机构,2糊底机控制系统设计
袋底成形的折痕被压出,为后续袋底展开和变2.1控制系统硬件结构
形做好工艺必要的准备;再经过吸开器、羊角展
为保证糊底质量和产品合格率,各机构的同
散日期:2014-07-20
作者简介:王义兵(1987-),男,陕西宝鸡人,硕土研究生,研究方向为检测与控制。
第37卷第1期2015-01(下)123
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步运行尤为关键。本系统以PLC为控制中心,通过2.2.3加热子系统
人机界面监视系统的运行状态,设置变频器的运
胶槽温度的过高和过低都会影响黏贴质量,
行方式和给定频率,监控系统各个参数。触摸屏加热子系统主要对胶槽温度进行控制,对精度要
将温度、压力、液位等信息送至PLC,进行PID调求不高,但要求稳定。在加热子系统中,选用
节后将控制信息分别传输给加热器、压力调整装P100温度传感器检测温度信号,并将此信号转换
置和报警装置。PLC从变频器、传感器采集有关数成过程变量,此过程变量与实际温度是10倍的关
据,通过上位机进行显示、数据记录和修改相关参系,很容易得到实际温度值。经温度模块EM231
数等工作,采用变频器对各机构进行变频调速。送人PLC,通过S7-200PILC控制器的PID指令向导
系统控制结构如图2所示。
生成PD控制子程序;输出Q0.0对应的是固态继电
器的通断来调节加热器的有效加热功率,从而实
人机交互界面
现对胶槽温度的控制。经实践表明,使用的胶水
在60°C时对袋底和阀口条粘贴性能最好,因此温
压力传感器压力变送器
频器
主传送带
控目标为60"C。
压痕辊压力调整装置
变颏
压痕辊
调速
PID子程序如图3所示。
温度传感器?厦变送枫
电路、第三变
块
频器
吸开器
SMO.O=ON
PIDO INIT
加热模块
第四变
EN
器
贴阀机构
第一光电传感器
PLC
/空医机
+163ANw0
002#1
第三光电感器
喷胶机构
E00VD100
第三光电传感器
计数阀门
图3PID子程序
阀口卷径报
为了使水温迅速、精准达到预设温度,加热
槽液位报警
分两个阶段。第一个阶段为全功率加热阶段,水
电源模块
温低于55C时,全功率快速加热,加热到55C,
第一阶段加热结束。第二阶段为半功率加热阶
图2系统控制结构图
段,电流经整流硅堆半波整流后功率减半,PLC输
2.2控制系统设计
出占空比控制固态继电器SSR的通断,小功率精确
2.2.1PLC的选型
实时调节胶槽温度,使胶槽温度保持在给定值。
根据控制系统的要求,本系统选择德国西门
经过PD调节控制面板整定,当K-8,T-=0.9,
子公司的S7-200系列的PLC。本机自带RS-485通T-时,系统稳态误差最小,输出平稳,基本无震
信接口、内置电源和I/O接口,功能强大、可靠性
荡,且满足精度±2C的要求,如图4所示。
高、性价比高、使用方便、应用广泛。CPU224XP
0580.60?5m
有数字量14点输入,10点输出;模拟量2点输入,
过程值
1点输出,扩展EM231温度模块。
60.D0
2.2.2涂胶子系统
40,00
涂胶子系统采用四级胶水传递方式,由粘胶
20.00
020
辊、匀胶辊、印胶辊和托辊机构四级辊筒组成。
输出值
00L
装在工作台下方的光电传感器感知纸袋位置,当
230307
采样率秒/采样
有纸袋经过时,控制气缸动作使托辊机构配合印
Prm紀置0rm