引言：物料包裝輸送系統的工作環境通常比較惡劣,設備所處環境一般粉塵較大，空氣相對濕度高，操作分散，所以對輸送包裝控制系統工作的安全性、可靠性、維護簡便性要求較高。以前，電器控制系統中大多使用分立的繼電器，接觸器等電器元件作為控制元件，其控制系統復雜，操作難度大，并且安裝接線工作量大、修改控制策略難,維護量大，嚴重影響了正常生產。因此，物料輸送控制系統成了制約生產的瓶頸。而采用可靠性較高的PLC控制系統作為數據采集、控制回路、自動順序操作和運算的主要設備。實現包裝系統的實時監測、自動控制和系統運行診斷，滿足了系統可靠性、穩定性和實時性的要求。

一、系統結構

稱重系統由PLC、電子定量稱、伺服驅動器、變頻器、交流接觸器和電磁換向閥組成的機械手控制整套系統的自動運行。PLC接收稱重控制器傳來的粗給料、精給料、卸料、稱重完成等信號，通過伺服驅動器控制伺服電機的運轉，帶動給料機構動作，完成給料的自動控制；交流接觸器和電磁換向閥的控制線圈與PLC輸出點相連。當交流接觸器控制線圈得電，則接觸器的常開觸點接通，為電機供電；變頻器通過改變輸出頻率控制電機轉速，伺服驅動器可以實現對伺服電機的速度、位置、轉矩的閉環控制。

二、工藝流程

該系統主要為開關量控制，料門的全部動作由氣缸驅動，而氣缸又由相應的電磁閥控制。稱重箱向包裝機卸料過程由氣缸驅動卸料門的開閉動作來實現。氣缸上設有卸料門關閉位磁感式接近開關。控制過程為：

1、稱重開始時，卸料門關閉接近開關為ON，伺服電機驅動給料門打開給料；

2、當稱重控制器發出稱重完成信號時，伺服電機驅動給料門關閉；

3、如果操作員已經給出允許卸料信號，則卸料閥得電，卸料氣缸缸桿縮回帶動卸料門打開卸料，卸料門關閉接近開關為OFF，卸料延時后，卸料閥失電，卸料氣缸缸桿伸出，帶動卸料門關閉，卸料門關閉接近開關轉為ON，伺服電機啟動，進行下一次給料控制過程。

4、卸料完成后，控制系統就完成了一次包裝，稱重系統又開始工作。如此循環，至到操作員按下停止按鈕。

三、硬件配置

根據稱重式自動定量包裝機的操作和控制要求，控制系統選用西門子公司的SIMATICS7-200系列PLC，此系列的PLC具有結構緊湊、模塊化、可擴展性強、指令集豐富等特點。所選CPU的型號為CPU226AC／DC／REL，它提供24個數字量輸入和16個數字量輸出，輸入／輸出接口電路均采用了光耦合電路，對外界接口具有很強的適應性。并且2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協議、MPI通訊協議和自由方式通訊能力。由于要處理傳感器的模擬量輸入信號，所以擴展了一個EM235模擬量處理模塊，該模塊具有4路模擬量輸入。GD17-BST對整個系統進行過程監控顯示以及參數設定等功能，可以通過PPI協議和s7-200系列PLC的編程口或擴展通訊口直接通訊。計算機技術和網絡技術的飛速發展，為工業自動化開辟了廣闊的發展空間，本控制系統采用模塊化設計，結構緊湊，采用柜內集中安裝，各功能模塊之間通過并行背板總線相連，將控制系統分成獨立而又相互聯系的子系統，以適合I/O分散安裝的控制程序。

系統采用的CPU具有很快的I/O處理速度，強大的I/O擴展能力，并且便于安裝。PLC自動循環掃描各個輸入輸出點的當前狀態，并根據程序所確定的邏輯關系刷新輸出點的狀態，通過變頻器、交流接觸器和電磁閥來控制相應的電機的啟停和氣缸的動作，從而完成工藝流程的自動控制；操作界面上配有觸摸屏，觸摸屏內置通用端口，可通過串行通訊電纜直接與計算機及其它含有RS485通訊/編程口的設備實現互連。PLC提供了豐富的指令系統，給設計和維護帶來很大方便。

四、軟件設計

1、系統結構

定量秤和PLC系統的組成框圖如下圖所示。PLC是整個電控系統的核心，通過其CPU內置高速計數器及數字量I/O通道連接檢測元件、操作元件以及控制元件、稱重終端，自動循環掃描各個輸入輸出點的當前狀態，并根據程序所確定的邏輯關系刷新輸出點的狀態，向稱重終端發出開始稱重及結束稱重命令，接收稱重終端的信號，控制報警器報警及變頻器驅動電機的運行。

PLC終端軟件采用梯形圖語言編寫，為提高終端的抗干擾能力，軟件設計中采用了數字濾波、故障自檢、控制口令等措施，保證控制操作的正確性和可靠性。程序設計采用模塊化、功能化結構，便于維護、擴展。

2數據傳輸

s7—200系列UPLC的最大特點就是它的自由口通信模式。自由口通信是通過用戶程序控制s7—200CPU通信口的操作模式，利用自由口模式可以實現用戶定義的通信協議，連接多種智能設備，在此系統中，將s7—200設為主站，儀表和GD17-BST設為從站，從而構成一個主從模式的系統。實現與其他設備的數字通訊和連鎖條件，操作界面包括系統標定，稱重參數、統計信息、系統測試、屏參數設定，自動運行等菜單。為工藝參數的修改和維護過程中的故障查詢提供了方便。

五、結束語

在該控制系統中充分的發揮了PLC優異的性能，大大的提高了工作效率。由于整個物料傳送工藝均在一個完整的控制系統控制下，各個分工藝之間的協調及互鎖設計嚴密。另外，在PLC控制程序和上位人機界面中對每一個參控變量均設置了報警信息提示，使操作員可以快速的查找故障點，及時處理故障。并且對于每一個關鍵操作命令都設有相應確認提示，消除誤操作的可能性。該控制方法提高了現有系統的自動化水平，降低了工人的勞動強度。

PLC以其獨特的優勢贏得了廣大工程技術人員的青睞。現場總線控制系統（FieldBusContorlSyestem）的出現宣告工業自動化一個新時代的到來，PLC將向更專業化的使用角度發展，迎合發展的需要，具備現場總線的通訊能力將給PLC贏得一個廣闊的發展空間。