基于PLC高速全自動包裝機的控制系統(tǒng)應用,基于PLC高速全自動包裝機的控制系統(tǒng)應用,基于,plc,高速,全自動,裝機,控制系統(tǒng),應用,利用,運用 包裝機械創(chuàng)新源自控制系統(tǒng) 摘要： 一套豐富而先進的自動化產品體系為Hensen包裝技術設備公司所用，制造出最現(xiàn)代化的飲料包裝機械。位于德國不萊梅市的Hensen包裝技術設備有限責任公司(HPC)在制造先進的包裝機械領域已有25年的經驗。它所采用的由羅克韋爾自(www.rockwell.com)集成體系構建的先進并且易于操作的控制系統(tǒng)使包裝機械設計獲得了持續(xù)的創(chuàng)新能力。???? 正文： 包裝機械呼喚自動控制 　 HPC公司因其制造的裝填和密封等機械而蜚聲世界，其產品包括一系列的標準機械和特種機械，可滿足不同的市場需求和應用。HPC公司是提供用于立式紙盒、軟袋的裝填和密封機械的專業(yè)制造廠家，其產品所對應的領域正在從可重復填充的包裝袋向不斷更新的快速消費品過渡。HPC公司同時也進行紙盒加工、機械組配，具備整條包裝系統(tǒng)生產線的制造能力。Hensen機械的使用功能可靈活調整，而且此型設備易于維護，在高速運轉時仍可保持穩(wěn)定的性能，并且可以快速轉換產品的種類和型號。 　　HPC的客戶多是生產、包裝諸如飲料等快速消費品的廠商，他們面臨激烈的市場競爭，因此需要不斷開發(fā)新產品來吸引消費者的注意力。在德國，立式紙盒和軟袋被用作主要的可重復填充的包裝物，但是在北美和遠東，可再封口立式軟袋目前是諸如能源、運動飲料、洗衣液和個人護理液等液體的主要包裝形式。用于運動飲料外包裝的此類立式軟袋，因其外觀具有柔美的曲線和便于手握的模紋，使其在貨架上顯得十分醒目，運動過后口渴的人們也能更方便順暢地飲用飲料。今天高速的和全自動化的包裝機械需要具備最現(xiàn)代化的硬件和軟件控制系統(tǒng)，此類控制系統(tǒng)包括精確運動控制系統(tǒng)、方便使用的人機界面和功能強大的邏輯控制系統(tǒng)。? 選擇集成供應商 作為一家客戶遍布全球的供應商，HPC需要一家運轉良好的自動化設備生產廠家為其提供一流的、涵蓋全球范圍的技術支持和零部件供應。HPC同時也希望和在高端自動化領域有所建樹的專家合作，借助專業(yè)知識和豐富經驗來開發(fā)新一代包裝機械的先進的控制系統(tǒng)。?? 在認真調查過一些自動化設備供應商后，HPC最終選擇了Rockwell自動化公司作為其供應商，并將Allen-Bradley Logix自動控制平臺作為其最新包裝機械的標準配件。Logix 是可編程邏輯控制器（PLC）系列的品牌，包括從功能強大的ControlLogix到緊湊的FlexLogix等一系列的品牌。因為Logix系列提供了多種的具體型號的控制器PLC以供選擇，HPC總能從中選出適合的控制器，應用到從小型機械到大型生產系統(tǒng)等不同場合。因為所有的Allen-Bradley PLC都使用相同的Logix控制核心，所以它們都使用相同的容易使用的RSLogix5000 軟件語言來編程。HPC的工程師只需熟悉這一種開發(fā)工具即可勝任工作。一套編碼可在這一系列中不同型號的PLC之間相互通用。 方便靈活 如虎添翼 ControlLogix將邏輯和運動控制集成到了一個控制體系之中，并且可以對此兩種控制使用相同的一套開發(fā)工具，即RSLogix5000語言來方便地編程。除了這一通用的開發(fā)環(huán)境，Logix系列PLC還使用NetLinx獨特的、帶有開放式軟件界面的Allen-Bradley網絡協(xié)議來保證數(shù)據(jù)的有效流通。利用NetLinx協(xié)議，如同利用DeviceNet、ControlNet、EtherNet/IP等協(xié)議一樣，可以方便地傳輸數(shù)據(jù)；而且因為這些網絡使用開放的CIP因特網協(xié)議，因此可以直接和制造商的ERP(企業(yè)資源管理)以及其他商務IT系統(tǒng)相連。?? 因為使用完全開放的傳輸協(xié)議，NetLinx確保了可以實現(xiàn)從機器的任一個輸入端口對機器進行設置的功能。工程師通過網絡，不必和控制器進行直接的物理連線，即可實現(xiàn)對設備的編程，從而設備調試、試車時間大為縮短。?? 同樣，維護工程師在控制室，而不必走到機器旁，即可診斷、調試和修改程序。通過采用因特網技術，此理念得到了進一步的發(fā)展。用戶安裝一個Allen-Bradley 9300-Rades調制解調器，即可從世界上任何一個可以撥號上網的地方撥號連接整個基于NetLinx協(xié)議的控制網絡。??? NetLinx協(xié)議是Rockwell自動控制集成體系的關鍵，它保證了此體系中的硬件和軟件在出廠時即能完美結合在一起，相互配合，聯(lián)手工作。集成體系對例如象HPC這樣的機器制造商提供了諸多益處，例如它大幅縮短了設計和構建控制系統(tǒng)的時間，而且它提升了整臺機器的運行性能，使機器更易于維修，也更可靠，同時提高了生產商的生產效率和獲利能力。?? 使用Allen-Bradley平臺DeviceNet的另一個益處是可以實現(xiàn)全自動化的設備置換(ADR)。ADR功能實現(xiàn)了在不用關停網絡的情況下即可置換Allen-Bradley PowerFlex驅動器這樣的設備，在系統(tǒng)萬一出現(xiàn)崩潰時，可將停機時間壓縮到最短。?? ControlLogix使用SERCOS數(shù)字界面和高速光纖網絡來實現(xiàn)控制器和伺服驅動器之間的數(shù)據(jù)傳輸。光纖網絡取代了大捆的電線，而且它還可以發(fā)送和接收驅動器的狀態(tài)信息。使用SERCOS的益處還包括使得機器調試更便捷、運行的精確性更高、系統(tǒng)運行性能更穩(wěn)定。? HPC同時也采用Rockwell自動化公司的Allen-Bradley Guardmaster機器安全系統(tǒng)作為標準配件。此安全系統(tǒng)提供了一套完備的安全產品，從簡單的聯(lián)鎖裝置到使用激光掃描儀和光幕的屏蔽系統(tǒng)。Guardmaster系統(tǒng)達到了HPC的所有安全要求，同時也保證了和Allen-Bradley控制體系的可兼容性。? Rockwell自動化公司集成體系的優(yōu)點在HPC的最新包裝機 HO-Auto上得到了集中體現(xiàn)。這款包裝機采用集成的運動和邏輯控制系統(tǒng)，實現(xiàn)下述功能：即將一個噴口插入到一個紙盒中，并將接縫處密封好。? 　　使用ControlLogix控制器的機器可以快捷方便處理不同尺寸或規(guī)格的紙盒。當需要改變插入紙盒的噴口的尺寸時，需要變換機器的關鍵部件；在對機器的關鍵部件重新布位時，和傳統(tǒng)的機器相比，新型機器的控制部件PLC采用DeviceNet協(xié)議，來對伺服驅動器發(fā)出指令，大幅縮短了完成這一過程所需的時間。? ????Logix系列有多種具體型號的PLC控制器供選擇，HPC總能從中選出適合的控制器，應用到從小型機械到大型生產系統(tǒng)等不同場合。 操作人員可以通過Allen-Bradley PanelView人機界面來選擇所需的機器設置，然后通過ControlLogix來完成剩余的工作。Allen-Bradley Flex I/O模塊分布于機器的不同部位，通過此模塊，可實現(xiàn)對水壓閥的控制，并可將傳感器的信號反饋回來；它利用DeviceNet實現(xiàn)與PLC的數(shù)據(jù)交換，以往將信號傳會控制臺需要使用相當數(shù)量的電線，現(xiàn)在所需的電線數(shù)大為減少。 這一工序完成以后，紙盒可以通過傳送帶或軌道傳送到下一生產環(huán)節(jié)。?? HPC同時將Rockwell自動化公司的運動控制系統(tǒng)應用到了其CMF型裝填和密封機器設備中。此款連續(xù)作業(yè)的機器每分鐘可處理多達250個紙盒，這些紙盒可以由軌道系統(tǒng)提供，也可由HO-Auto紙盒成型機器直接提供。紙盒由一個注冊過專利的索引系統(tǒng)送入CMF中，導引到裝填器旁。? 在這里紙盒被引導到一個具有12個裝填和密封工位的旋轉傳輸帶上。這道工序也可實現(xiàn)加強型的密封。? 每一個CMF旋轉傳輸帶上的填充位都安裝有一個Allen-Bradley MP系列低慣性伺服馬達，此馬達由一個Allen-Bradley Ultra3000數(shù)字伺服驅動器控制。由于MP系列馬達具有較高的力矩/尺寸比，因而它在傳輸帶上只占用非常小的空間，而且便于安裝。Ultra3000驅動器也安裝在傳輸帶上，并通過SERCOS界面與ControlLogix PLC相連。傳輸帶通過滑環(huán)與機器的其它部位相連，這樣DeviceNet和SERCOS網絡即可通過旋轉節(jié)點無縫運行。????? 經由PowerFlex可調速驅動器控制的傳輸帶傳輸，被填充和密封后的紙盒被送到最后一道包裝工序。?? 　　“通過Logix實現(xiàn)的網絡和伺服技術之間完美的集成大幅縮短了工程時間”HPC的編程人員Jorg von Mallotkie表示：“這是因為利用一段程序，從機器的某一個單點即可對機器進行設置。在調試、試車階段也可以通過單點界面進行故障診斷，從而使得機器的安裝、調試時間較以前大為縮短?！? 45