1.概述
    鋁塑包裝機(jī)械作為包裝設(shè)備的一種主要機(jī)型，具有安全，自動(dòng)化程度高和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，在醫(yī)藥包裝和食品包裝行業(yè)有非常廣泛的應(yīng)用，有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

    以前的鋁塑包裝機(jī)械控制系統(tǒng)采用單變頻控制，設(shè)備的鋁塑部分和包裝部分采用機(jī)械硬連接，通過(guò)復(fù)雜的齒輪、聯(lián)桿傳動(dòng)。存在機(jī)械加工復(fù)雜、精度要求高，安裝調(diào)試繁瑣，機(jī)構(gòu)耦合誤差大，生產(chǎn)周期長(zhǎng)等的明顯缺點(diǎn)。

    針對(duì)原單變頻器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式的雙變頻控制方式，通過(guò)變頻器分別對(duì)鋁塑部分和包裝部分進(jìn)行調(diào)速，通過(guò)編碼器反饋的信號(hào)進(jìn)行速度整定，保證整機(jī)的同步協(xié)調(diào)工作，實(shí)現(xiàn)控制。施奈德系列產(chǎn)品在此方面表現(xiàn)了良好的性能。下面介紹應(yīng)用中的實(shí)例及具體實(shí)現(xiàn)方法。

2. 系統(tǒng)描述
1）工藝
全自動(dòng)鋁塑包裝機(jī)主要有鋁塑部分和包裝部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)示意圖如下：


鋁塑包裝機(jī)由鋁塑機(jī)和包裝機(jī)兩部分構(gòu)成。主要完成以下工作：底模送料、加熱、產(chǎn)品加料、鋁塑版剪切、包裝機(jī)步進(jìn)電機(jī)送料、不良品撿出、說(shuō)明書的進(jìn)給、以及zui終產(chǎn)品的包裝。針對(duì)原單變頻器控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本控制系統(tǒng)采用開(kāi)放式的雙變頻控制方式
2）控制系統(tǒng)分析：
鋁塑機(jī)控制系統(tǒng)的解決方案分析：
  本控制系統(tǒng)的核心內(nèi)容是保證整機(jī)協(xié)調(diào)、同步動(dòng)作。
整機(jī)工作以鋁塑機(jī)的動(dòng)作為基準(zhǔn)，在觸摸屏上設(shè)定主機(jī)的工作速度，鋁塑電機(jī)按照設(shè)定速度工作。鋁塑機(jī)主軸旋轉(zhuǎn)一周為一個(gè)工作周期，PLC采集主軸上的編碼器同步控制信號(hào)，控制底模氣缸、剪切氣缸、送料氣缸在設(shè)定的角度和主軸同步工作。
鋁塑機(jī)主軸工作一周，包裝機(jī)主軸需要工作兩周進(jìn)行包裝。同時(shí)步進(jìn)送料電機(jī)工作兩次。包裝機(jī)以包裝機(jī)的主軸動(dòng)作為基準(zhǔn)，采集包裝機(jī)主軸上的增量編碼器信號(hào)，控制平推氣缸1、平推氣缸2的工作。
控制重點(diǎn)是整合兩臺(tái)電機(jī)的同步工作：PLC同時(shí)采集鋁塑機(jī)和包裝機(jī)主軸編碼器的信號(hào)，以鋁塑機(jī)的動(dòng)作為基準(zhǔn)，采用手工編寫的PID整定算法，通過(guò)PLC的模擬量輸出控制包裝機(jī)的速度。整定兩個(gè)編碼器的差值，實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作。
  鋁塑底模4路加熱溫度的控制。
鋁塑底模需要進(jìn)行加熱軟化至設(shè)定溫度，然后底模氣缸沖壓成型。物料填充后進(jìn)行成型剪切、熱封。本機(jī)需要控制3路溫度：模具上加熱溫度、模具下加熱溫度、熱封溫度。通過(guò)TWDALM3LT模擬量混合模塊采集溫度信號(hào)，PLC進(jìn)行PID運(yùn)算控制底模溫度。
  利用光電檢測(cè)元件，檢測(cè)不良品，在后續(xù)工序停止說(shuō)明書的進(jìn)給，自動(dòng)剔除不良品。
鋁塑包裝過(guò)程中，飛達(dá)進(jìn)給說(shuō)明書以及包裝盒的包裝是一自動(dòng)的過(guò)程。光電檢測(cè)元件如果檢測(cè)出不良品，利用PLC的寄存器移位功能，停止該物料對(duì)應(yīng)的飛達(dá)及包裝動(dòng)作，同時(shí)剔除該不良品。
3）功能的實(shí)現(xiàn)：
控制系統(tǒng)采用全系列施奈德系列產(chǎn)品,主機(jī)Twido可編程控制器：TWDLCAA40DRF、溫度輸入、模擬量輸出混合模塊TWDALM3LT、ATV31變頻器、HMI觸摸屏等。
施耐德TWDLCAA40DRF控制器，內(nèi)置2路20KHz的高速計(jì)數(shù)和1路高速脈沖輸出功能，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)浮點(diǎn)運(yùn)算能力，在同步運(yùn)動(dòng)控制方面表現(xiàn)了良好的性能。同時(shí)內(nèi)置14路PID功能方便進(jìn)行溫度加熱控制。
針對(duì)鋁塑包裝機(jī)的控制要求和工藝要求分析，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以下功能:
? PLC需要采集兩路編碼器高速脈沖信號(hào)，控制鋁塑機(jī)、包裝機(jī)的動(dòng)作同步。
? 根據(jù)編碼器的同步信號(hào)發(fā)送1路高速脈沖信號(hào)（PLS），觸發(fā)送料步進(jìn)電機(jī)同步工作。
? 采集3路PT100溫度信號(hào)，經(jīng)過(guò)TWIDO的PID運(yùn)算控制底模溫度。
? 兩路模擬量輸出信號(hào)，控制鋁塑電機(jī)變頻器、包裝電機(jī)變頻器。
   貼面機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：


    施耐德TWDLCAA40DRF控制器，內(nèi)置2路20KHz的高速計(jì)數(shù)和1路高速脈沖輸出功能，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)浮點(diǎn)運(yùn)算能力，在同步運(yùn)動(dòng)控制方面表現(xiàn)了良好的性能。同時(shí)內(nèi)置14路PID功能方便進(jìn)行溫度加熱控制。

3. 系統(tǒng)總結(jié)
全自動(dòng)鋁塑包裝機(jī)采用施耐德整體的控制系統(tǒng)解決方案，施耐德系列產(chǎn)品良好的兼容性以及產(chǎn)品優(yōu)異的性能使控制變得更加簡(jiǎn)易、和穩(wěn)定。電氣結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和高穩(wěn)定性為用戶創(chuàng)造了更高的價(jià)值。