紙箱包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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摘要：紙箱包裝是工業(yè)生產(chǎn)過程中必備的程序，紙箱自動(dòng)包裝機(jī)是紙箱包裝過程中的重要設(shè)備。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紙箱自動(dòng)包裝機(jī)。紙箱自動(dòng)包裝機(jī)應(yīng)用的是plc控制系統(tǒng)，這需要PLC技術(shù)，具體操作是配置I/0地址和進(jìn)行外部接線的相關(guān)安排。PLC技術(shù)具有較強(qiáng)的可靠性，具備強(qiáng)大的功能和簡(jiǎn)單的操作方法。本文通過對(duì)紙箱自動(dòng)包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行研究分析，以進(jìn)一步促進(jìn)PLC系統(tǒng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：紙箱包裝機(jī)；PLC控制系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；應(yīng)用分析

在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的當(dāng)代，工業(yè)發(fā)展領(lǐng)域擴(kuò)大，在現(xiàn)代商業(yè)生產(chǎn)流通領(lǐng)域中，大部分產(chǎn)品和相關(guān)運(yùn)輸工作，都需要包裝，尤其是紙箱包裝。但是，單純的手工紙箱包裝耗時(shí)耗力，浪費(fèi)大量的資源和時(shí)間。因此，將PLC技術(shù)應(yīng)用到紙箱包裝上，節(jié)省了大量的時(shí)間和人力資源。紙箱自動(dòng)包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)?yīng)的彌補(bǔ)傳統(tǒng)紙箱包裝的相關(guān)缺陷，促進(jìn)紙箱包裝的效率，進(jìn)一步擴(kuò)大發(fā)展空間。紙箱包裝機(jī)技術(shù)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展而發(fā)展起來，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，紙箱包裝逐漸向機(jī)械化、自動(dòng)化的目標(biāo)發(fā)展。紙箱自動(dòng)包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于包裝行業(yè)，高效環(huán)保，深受歡迎。

1紙箱自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1紙箱包裝機(jī)的具體結(jié)構(gòu)

紙箱自動(dòng)包裝機(jī)在類別上是屬于一種下沉式的紙箱包裝機(jī)，在具體的實(shí)際操作過程中，為了達(dá)到全自動(dòng)包裝的效果，紙箱自動(dòng)包裝機(jī)包括多種機(jī)械設(shè)備和結(jié)構(gòu)，主要是四個(gè)大部分，第一是紙板供送的部分，這一部分主要是由紙板輸送機(jī)構(gòu)、紙板的儲(chǔ)存區(qū)和紙板的下吸機(jī)構(gòu)成的。在紙箱包裝實(shí)際操作運(yùn)行中，無論是紙箱輸送板，還是紙箱儲(chǔ)存區(qū)，都具有各自的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。第二個(gè)部分是待裝箱產(chǎn)品輸送區(qū)，這一部分是由分組機(jī)構(gòu)和傳送帶構(gòu)成的。第三部分是紙箱裝箱成型區(qū)，這一部分是由下沉成型結(jié)構(gòu)和待裝箱的產(chǎn)品組合而成。第四部分是噴膠封箱整形的部分。在這一部分中，主要包括整形輸出裝置、前噴膠、施壓裝置和主輸送部分構(gòu)成。雖然這些結(jié)構(gòu)多而復(fù)雜，但是，每一部分都不可缺少，每個(gè)部分都具備非常重要的作用。這些結(jié)構(gòu)互相配合，為紙箱包裝工作的順利開展創(chuàng)造了良好的前提。

1.2紙箱包裝機(jī)的工作原理

紙箱包裝機(jī)，有一個(gè)最大的特點(diǎn)，便是通過包裝結(jié)構(gòu)的形成式需求，經(jīng)過壓痕的紙板，在裝相關(guān)物品的時(shí)候，自動(dòng)折疊形成紙箱，然后裝載產(chǎn)品，因此，實(shí)現(xiàn)紙箱自動(dòng)包裝的效果。紙箱自動(dòng)包裝機(jī)的工作原理就是，首先，將包裝進(jìn)行分組，也就是將已經(jīng)裝滿的容器通過傳送帶輸送到分組的結(jié)構(gòu)中，進(jìn)行自動(dòng)分組，之后產(chǎn)品分門別類地進(jìn)入裝箱機(jī)構(gòu)中，同時(shí)，單張的紙板經(jīng)過下吸機(jī)構(gòu)從紙板的儲(chǔ)存區(qū)吸下，并將其放在輸送機(jī)構(gòu)上，之后傳輸?shù)窖b箱機(jī)構(gòu)中。在裝箱機(jī)構(gòu)中，在進(jìn)行相關(guān)的操作。通過這一系列的操作過程，簡(jiǎn)單有序，整形輸出，封箱的程度也要適度合理，符合程序和要求，從而能夠保證紙箱封箱的質(zhì)量。如圖1所示。

2紙箱自動(dòng)包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的概述

紙箱包裝機(jī)相對(duì)來說，比較復(fù)雜，而且程序多樣，產(chǎn)品種類也豐富。除此之外，在紙箱包裝機(jī)運(yùn)行過程中，容易受到干擾信號(hào)的影響，這些因素一定程度上給紙箱包裝機(jī)的運(yùn)行帶來了一定程度上的困難。因此，應(yīng)用PLC控制系統(tǒng)技術(shù)顯得非常有必要。PLC是可編程控制器的簡(jiǎn)稱。人們已經(jīng)將PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用到紙箱包裝機(jī)包裝過程中，并且有顯著的應(yīng)用效果?？删幊炭刂破鱌LC具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如，性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)，并且在實(shí)際運(yùn)行過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)與信號(hào)的直接輸入和輸出，此外，在相互之間的連接過程中，更加方便簡(jiǎn)單，編程的程序也容易操作，在處理問題維修過程中，也十分便利。這些優(yōu)點(diǎn)得到了工業(yè)領(lǐng)域的廣泛關(guān)注和認(rèn)同。

2.1PLC技術(shù)的介紹

PLC技術(shù)是一種利用微處理器作為核心進(jìn)行的數(shù)字運(yùn)算，從而進(jìn)行電子處理的操作，主要是應(yīng)用于工業(yè)方面，通過PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠廣泛控制各種機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行工作和產(chǎn)品生產(chǎn)過程。PLC技術(shù)是新興計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)相融合的產(chǎn)物，這一點(diǎn)彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電技術(shù)的缺點(diǎn)，即接線多而復(fù)雜，可靠性低，較差的靈活性等。PLC技術(shù)充分利用了編程程序，對(duì)各個(gè)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行靈活控制，利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)，并且PLC的使用操作人員廣泛，非專業(yè)人員也可以進(jìn)行相關(guān)操作。PLC技術(shù)利用了繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的指令形式，這種指令簡(jiǎn)單，相關(guān)操作人員可以通過直觀、形象的畫面進(jìn)行一系列的操作，在后期的調(diào)試與維護(hù)過程也相對(duì)比較容易，因此，PLC技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，尤其是紙箱包裝中。

2.2PLC控制系統(tǒng)

（1）PLC控制系統(tǒng)的組成部分。紙箱包裝機(jī)的程序復(fù)雜，那對(duì)于紙箱自動(dòng)包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，主要是根據(jù)待裝箱產(chǎn)品的工藝流程所對(duì)應(yīng)的不同程序進(jìn)行協(xié)調(diào)管理。對(duì)于紙箱自動(dòng)包裝機(jī)的控制系統(tǒng)而言，其主要控制的是紙板的供應(yīng)部分、待裝箱傳輸部分、紙箱裝箱成型以及噴膠封箱等一系列的過程。這些程序都經(jīng)過滿足后，相關(guān)操作人員才能完成整個(gè)紙箱自動(dòng)裝箱的操作過程。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括多種類型的光電開關(guān)接近開關(guān)、磁性開關(guān)、電磁閥等相關(guān)設(shè)備，這些設(shè)備為PLC控制系統(tǒng)的順利運(yùn)行提供了一定的條件。（2）PLC控制系統(tǒng)的選用。工業(yè)領(lǐng)域中的紙箱包裝機(jī)的工作方式主要有兩種，分別是手動(dòng)包裝和自動(dòng)連續(xù)式的包裝。這兩種方式在不同的應(yīng)用環(huán)境下應(yīng)用都很廣泛，各有各的優(yōu)點(diǎn)，都具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)。因此，在選擇PLC設(shè)計(jì)的時(shí)候，相關(guān)人員要進(jìn)行綜合考慮，根據(jù)工作環(huán)境以及實(shí)踐發(fā)展情況進(jìn)行選擇，并且結(jié)合各方面的因素，考慮選擇哪個(gè)包裝方式。例如，相關(guān)工作人員可以考慮包裝的可靠性和經(jīng)濟(jì)性選擇包裝方式。除此之外，輸出的點(diǎn)數(shù)和設(shè)備的輸入點(diǎn)數(shù)也不同，點(diǎn)數(shù)之間也會(huì)存在一定的差異性。為此，相關(guān)工作人員必須綜合考慮哪種包裝方式更適合應(yīng)用。這需要相關(guān)工作人員結(jié)合具體的設(shè)備，一定程度上實(shí)現(xiàn)控制交流電為電機(jī)服務(wù)，從而保證紙箱包裝機(jī)的控制系統(tǒng)可以順利運(yùn)行。（3）I/O地址的分配工作。在進(jìn)行紙箱包裝的過程中，需要進(jìn)行I/O的地址分配。I/O的地址分配人物，需要相關(guān)工作人員根據(jù)PLC的具體輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)，以及相關(guān)的具體要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分配。（4）PLC外部的接線圖。PLC的外部接線過程需要有具體詳細(xì)的外部接線圖，外部接線圖的使用，同樣的，應(yīng)該根據(jù)紙箱包裝機(jī)的具體輸入輸出點(diǎn)數(shù)以及操作要求和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行接線操作。PLC的外部接線的設(shè)計(jì)必須優(yōu)化布線過程，是線路具備較強(qiáng)的抗干擾能力。一旦出現(xiàn)對(duì)感性負(fù)載的電流控制不夠，就會(huì)導(dǎo)致PLC的處理器出現(xiàn)故障和運(yùn)行中斷，甚至RAM數(shù)據(jù)會(huì)丟失，因而導(dǎo)致I/O部分出現(xiàn)故障或者是自動(dòng)復(fù)位現(xiàn)象。（5）PLC控制系統(tǒng)程序流程圖。由于紙箱包裝機(jī)在操作過程中要求動(dòng)作協(xié)調(diào)性比較高，并且控制操作的過程也比較復(fù)雜，因此，相關(guān)工作人員為了進(jìn)一步提高紙箱包裝的質(zhì)量，會(huì)把PLC作為主控制單元。除此之外，為了進(jìn)一步提高該機(jī)械設(shè)備的可靠性，會(huì)配套一些如交流伺服電機(jī)、磁性開關(guān)、光電開關(guān)以及接近開關(guān)等設(shè)備構(gòu)件，從而一定程度上保障設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的效率性能。相關(guān)工作人員會(huì)對(duì)包裝設(shè)備進(jìn)行編程，在這個(gè)過程中，也要考慮后期的維修過程，保證一整套系統(tǒng)過程可以充分發(fā)揮效能，從而發(fā)揮出更穩(wěn)定的控制功能。

2.3PLC噴膠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

在紙箱包裝機(jī)的控制系統(tǒng)中，合適的設(shè)計(jì)是非常有必要的，尤其是PLC噴膠設(shè)計(jì)。在對(duì)PLC的設(shè)計(jì)過程中需要遵循一定的原則和標(biāo)準(zhǔn)。（1）PLC控制噴膠系統(tǒng)。PLC控制噴膠系統(tǒng)，相關(guān)工作人員在選擇控制器的時(shí)候，要根據(jù)單片機(jī)、PLC的控制特征考慮，選擇合適的控制器進(jìn)行正確匹配。實(shí)際操作過程中，PLC使用的是周期掃描的方法，周期掃描主要有三個(gè)階段，分別是輸出刷新、輸入掃描和程序執(zhí)行。PLC可以根據(jù)具體的參數(shù)，讀取數(shù)據(jù)，對(duì)噴膠頭進(jìn)行監(jiān)督、觀測(cè)，保證其正常運(yùn)行。（2）精度控制的補(bǔ)償算法。在噴膠運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，會(huì)存在一定的偏差，因此，在噴膠的設(shè)計(jì)中，采取誤差修正補(bǔ)償模型非常關(guān)鍵。通過數(shù)學(xué)模型的利益，可以有效地降低誤差，挽救失誤。誤差修正補(bǔ)償模型可以根據(jù)對(duì)噴膠的壓力、速度進(jìn)行分析，同時(shí)，根據(jù)分析結(jié)果提供修正的參數(shù)，從而相關(guān)工作人員可以根據(jù)參數(shù)進(jìn)行修正，測(cè)試系統(tǒng)。PLC的調(diào)試工作，對(duì)硬件和軟件都要進(jìn)行檢測(cè)和控制，從而減少異常情況的發(fā)生，為整個(gè)系統(tǒng)的工作提供可靠精確的保障。

3結(jié)語

綜上所述，社會(huì)迅速發(fā)展的過程中，信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，帶動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用越來越廣泛，PLC技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。PLC在開關(guān)量的處理上增加了模擬量處理和控制運(yùn)動(dòng)的功能，適用范圍比傳統(tǒng)技術(shù)更廣。在實(shí)踐應(yīng)用過程中，對(duì)PLC控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，對(duì)紙箱自動(dòng)包裝機(jī)的發(fā)展具有一定的促進(jìn)作用，進(jìn)而可以促進(jìn)工業(yè)商業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。PLC控制系統(tǒng)使用快速方便，安全并且可靠，使用效率較高，因此，在紙箱自動(dòng)包裝中值得廣泛使用和利用，可以更好地滿足產(chǎn)品的生產(chǎn)要求，提高生產(chǎn)包裝效率。

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作者：王帥 李長(zhǎng)雨 單位：濟(jì)寧中科先進(jìn)技術(shù)研究院有限公司