《西门子S7200与V80伺服系统在立式食品包装机中的应用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《西门子S7200与V80伺服系统在立式食品包装机中的应用（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1西门子 S7200 与 V80 伺服系统在立式食品包装机中的应用应用产品：S7200 、V80 伺服系统 所属行业: 食品包装 用户类型: OEM 侯稳重（佛山市正一大机电设备有限公司）应用介绍：食品包装机系列-螺杆包装机 5240食品包装机就是把所需要的食品装进袋子里面然后封装起来的过程。第一步先把 一张膜变成 一只三面封闭的袋子，第二步把所需要的物料放入袋中，最后将袋子封口。这样一个装满东西的袋子就制做完成了。袋子的长度取觉于送膜的多少，为了使控制的精度提高一般会选用伺服电机。把物料放入袋中需要另外一台设备的配合，主要常用的就是电子秤（颗粒状产品如图 2 所示） 、螺杆（粉末状产品如图
2、1 所示）及转料盘（颗粒状产品） 。小型粉剂、颗粒、液体食品包装机大多数属于立式包装机。它主要包括：供料部分、称量部分、包装机部分及成品输出部分。供料部分与称量部分与所包装的产品类别有关，包装机部分与成器输出部分基本相同。下面我主要来介绍一下包装机部分的系统控制。关键词：包装机、伺服电机、PLC。图 1.螺杆下料设备2图 2.电子秤下料设备1、电气控制部分选型包装机是一种由放膜系统、张力控制系统、衣领成型器、纵封、横封及切刀等部分的协调动作来完成制做一个袋子的的设备。其中包装膜的传送由于控制精度及速度以及运动曲线等方面的考虑选择使用伺服电机系统，控制器使用晶体管输出的 PLC。电气配置如图所示
3、.图 3.电气配置图3表 1 控制信号 I/O 表伺服电机要求 额定转速 3000R/min,额定电流大于 3A，转动惯量大于 7 10-4kgm2。额定转矩2Nm。综上所述为这个系统选择 CPU224XP 及 750W V80 伺服控制系统。图 4.系统配置图2、安装设置参数将 PLC 与伺服电机根据图纸安装在设备上面，并将 V80 上面脉冲设定旋转开关调整到 8的位置。3、程序设计以一台螺杆式包装为例，这个系统中主要控制部分就是送膜伺服电机、螺杆伺服电机、输入信号 PLC 分配 输出信号 PLC 分配色标信号 I0.0 送膜脉冲 Q0.0停止按钮 I0.1 螺杆脉冲 Q0.1急停按钮 I0
4、.2 纵封 Q0.2启动按钮 I0.3 横封 Q0.3色带检测信号 I0.4 切刀 Q0.4包装膜检测信号 I0.5 运膜压轮 Q0.5低温报警信号 I0.6 左纠偏输出 Q0.6送膜伺服报警信号 I0.7 右纠偏输出 Q0.7切刀触发信号 I1.0 抽气风机 Q1.0纠偏左限 I1.1 托料推板 Q1.1纠偏右限 I1.2I1.3I1.44横封电磁阀、纵封电磁阀、切刀电磁阀等。程序主流程从大的方面来讲主要分为送膜部分和横封部分（包括了纵封、切刀、抽气、托料等辅助动作） 。程序结构如图 5 所示：YNYNYNY图 5 程序流程图(一)送膜伺服脉冲控制使用西门子 S7200PLC PTO 多段速
5、来控制，脉冲数与机械减速比及皮带轮的直径有关，系统等待送膜部分横封部分纵封部分切刀部分抽气部分托料部分完成启动先拉膜先拉膜先拉膜横封部分5在此可以通过试验的方法来确定这个参数，每 1mm 所需要的脉冲数。为了保持送膜的平缓度，而 V80 伺服电机又不具备加减速的设定功能，所以在控制曲线中加入加减速的控制如图 6 所示.VVmaxVmin S1 S2 S3tt1 t2 t3 S1 - 加速脉冲数 S 2 - 匀速脉冲数 S3 - 减速脉冲数 t1 - 加速时间 t 2 - 匀速时间 t 3 - 减速时间 图 6 定长送膜伺服电机控制曲线在定长拉膜时，送膜伺服总脉冲数 S 总 = S1 + S2
6、+ S3 当 t 1 = t3 ，S 1 = S3 时，曲线为一个等腰梯形。另外当 S 总 = S1 + S3 时如图 7 所示: 波形成为三角型状，速度提高到最大值就减速下降。VVmaxVmin S1 S3tt1 t3 图 76当 S 总 S 。7V 色标信号A1 AVmaxS1 S2 S3 S4Vmin M tt1 t2 t3 图 9 色标定长送膜伺服电机控制曲线(二)、横封部分控制这部分采用两个定时器来控制输出电磁阀的延时时间和接通时间。此部分的程序相对比较简单在此不再赘述。(三)、系统等待部分在此部分是为了等待包装信号的给定，一般为第三方产品，比如电子秤下料信号，螺杆下料信号，转盘下料
7、信号等，这台机采用螺杆下料系统。螺杆供料装置主要是利用相等螺距的螺杆旋转时将粉状物质旋进包装袋内，其精度取觉于螺杆的制做精度及程序设计。在程序中电机每转所需要的脉冲数的多少直接和精度相关。通过手动测试给出一个每克多少个脉冲当量。(4)、附加部分在这个部分主要是主程序的辅助程序有：手动控制、报警控制、时间设置、配方功能、数据计算等等。部分程序列举:子程序Network 1 / 网络标题LD SM0.0S M1.4, 1R M0.5, 1Network 2 LD SM0.0LPSMOVB 3, VB500 /包络表首地址MOVW +200, VW501 8AENOMOVW -1, VW503AEN
8、OMOVD 加减速脉冲: VD5196, VD505LRDMOVW PTO 周期值: VW5020, VW509AENOMOVW +0, VW511AENOMOVD 恒速脉冲数：VD5200, VD513LPPMOVW PTO 周期值：VW5020, VW517AENOMOVW +1, VW519AENOMOVD 加减速脉冲:VD5196, VD521Network 3 LD SM0.0MOVB 16#A0, SMB67MOVW +500, SMW168ATCH 拉膜中断：INT0, 19ENIPLS 0INT0 Network 1 LD SM0.0S 拉膜完成:M0.5, 1了程序 1 /
9、数据处理Network 1 螺杆频率与脉冲数计算LD 螺杆秤:M15.5LPSMOVR 1000000.0, VD5570/R 螺杆频率:VD1050, VD5570ROUND VD5570, VD5574AENODTI VD5574, pt1 周期:VW5552LPPMOVR 500.0, VD5556AENO*R 螺杆圈数:VD1058, VD5556AENOROUND VD5556, 螺杆脉冲数:VD5560Network 2 / 送膜 PTO 最高速度时周期值计算LD SM0.09LPSMOVR 1.0, 过度区 0:VD5032AENO/R 驱动频率:VD1038, 过度区 0:VD
10、5032AENO*R 1000000.0, 过度区 0:VD5032LPPROUND 过度区 0:VD5032, 过度区 0:VD5032AENODTI 过度区 0:VD5032, PTO 周期值:VW5020Network 3 / 送膜加减速与匀速脉冲数计算LD SM0.0LPSMOVW +200, 周期增量:VW5204AENO-I PTO 周期值:VW5020, 周期增量:VW5204AENOITD 周期增量:VW5204, 加减速脉冲:VD5196LPPMOVD PTO 脉冲值:VD5028, 过度区 13:VD5206AENO-D 加减速脉冲:VD5196, 过度区 13:VD520
11、6AENOMOVD 过度区 13:VD5206, 恒速脉冲数:VD5200-D 加减速脉冲:VD5196, 恒速脉冲数:VD5200Network 4 / 袋长总脉冲数计算LD SM0.0MOVR 袋长设置:VD1000, 过度区 2:VD5040AENO*R 脉冲数 1mm:VD1088, 过度区 2:VD5040AENOROUND 过度区 2:VD5040, PTO 脉冲值:VD5028Network 5 / 当加减速脉冲和大于总袋长脉冲时的计算LDD= 恒速脉冲数:VD5200, 0LPSMOVD PTO 脉冲值:VD5028, LD0AENO/D +2, LD0AENOMOVD LD0, 加减速脉冲:VD5196LPPDTI 加减速脉冲:VD5196, LW410AENOMOVW +200, PTO 周期值:VW5020-I LW4, PTO 周期值:VW50204、附图色标电眼附图一、放膜系统结构示意图11附图二、应用案例中螺杆包装机外型图附图三、包装机放膜机构12附图四、包装机送膜机构5、总结本文给出了关于西门子 S7-200 与伺服之间利用 PTO 来完成运动曲线的控制过程，及在食品包装中有关伺服控制方面的几个特点与难点在编程过程中遇到的问题和解决方法。具有很大的实用性，可以用于实际项目中。-
