基于PLC高速全自动包装机的控制系统设计
按下SB1， KA得电，KMr2得电，M2正转，轴向电机开始前进，前进到位夹紧结束松开SB1，KA断电，mKMr1通电，M1反转（放松），放松到位。如此自动循环。
KMr2断电，M2停转 压动SQb
KMf1通电，M1正转， KOC动作 KMr2再得电，轴向电机M2继续前进，前 加紧，加紧到位 进到位，压动SQk，KMr2断电，M2停止
压动SQa
KMf1断电，M1停转，加紧结束
M1停，放松结束 KMf2通电，M2反转，轴 M2停转，后退结束 向电机后退，后退到位 压动SQd
KMr1得电，M1反转，再继续放松，放松到位， 压动SQc，KMr1断电，M1停止
4.3 卸料工位3分析
运行置工位三时，卷纸己经通过支撑平台，所以出于重力作用，自然的下落到产品库里。
4.4 放卷、分切部分的张力控制
卷纸包装机有一套传动系统，包括放卷，切断，每个部分由一台电动机带动。从放卷到切断，包装纸是连续的，当机器起动时，由上位机发出命令，主速节点的电机开始转动，同时通知其它各节点开始协调动作，以保证各段包装纸的线速度一致，从而使张力趋于稳定，停机时同样如此。在升降速过程中，主速节点必须发送升降速标志给其它各节点，使他们在控制各自张力时作出相应的补偿，这个过程要求响应快。当某一段张力出现允许范围内的抖动时，系统也应该作出上述反应。由主速节点测量到的包装纸线速度必须实时传到放卷节点，当某一轴上的包装纸即将放完时，该部分的另一轴应该提前转动起来，并且线速度和主速节点传过来的速度值保持一致，这样才能实现无速度差转接，以减少废料。机器运行过程中，一旦某个部分出现故障，其测控节点应将信息立即传往上位机，上位机发出急停命令使下位机各节点同时对各自电机进行直流制动。
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在分切的过程中，由于放卷辊上包装纸的直径越放越小，放卷机系统的转动惯量的变化范围很大，采用一般的控制方法难以取得满意的控制效果。而采取基于PLC的自适应控制方法则可消除系统转动惯量变化的影响，达到优良的控制效果。
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5 同步控制系统分析
卷纸机设备的同步控制系统框，机械动力在提供给产品供送系统的同时还提供给差速器，把差速器的输出提供给包装材料的供送（无同步控制的设备是直接把机械动力传输到包装材料的供送系统）[13]。把产品供送与包装材料供送的信号反馈到同步控制电路，对比两者是不是同步进行的。如果是同步进行，伺服电机停止不进行动作，差速器把输入的速度输出来给包装材料供送系统[14]。不然当包装材料供送比产品的供送慢时，伺服电机正转，差速器在正常输出的速度基础上叠加一个正补偿，增加包装材料的供送速率，直到两者在同步范围之内；当包装材料供送速度比产品的供送速度快时，伺服电机进行反转，使包装材料的供送速度减慢，这样二者速度一样5.1 送料过程中的同步控制
在高速全自动包装机运作的一系列动作中，产品的供送及包装材料的供送全部是连续实行的，并且它们分别收到外在因素的影响，举例来说：生产中速度的调换、包装材料的张力变化以及拉伸率不均匀等等，所以这两个系统相互之间有一个需要随时调整速度的同步控制问题[16]。 5.2 信号的获取
当包装材料需要按照固定长度裁断时，比如单个卫生卷纸的包装，包装材料以卷筒的形式放置在原料架上，且每隔一段固定长度都会印有一个色标。在卫生卷纸供送的同时，包装材料还要执行一个切断程序，这就大大加大了同步供送的复杂性[17]。如图5.2-1所示：包装材料每供送到要求长度时，光电传感器识别到色标信号，把色标信号作为同步信号送给比较器，同时把信号输送给切纸机构，由于切纸机构和包装材料在水平方向上是同步的（关于切纸机构和包装材料的同步控制在此不进行一一论述），所以他并不对送料速度产生影响。产品供送系统的信号依靠接近开关取出。如
包装材料 色标 光电传感器 [15]
。
差速器 比较器 伺服电机 机械动力 产品供送信号的获取 产品供送系统 图5.2-1 同步控制方法
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图5.2-1所示，在产品的供送系统驱动轴上放置一个半圆形金属片1，在侧面放置一个接近开关J的小型探头，如图所示的瞬间，快要接近开关时无法感应到金属片1，我们假设输出状态是1，当产品供送轴3开始作旋转动作时，半圆金属片挡住了接近开关，此时接近开关的输出状态J是0，所以产品的供送轴每作旋转动作一圈，靠近开关的1与0输出状态大概分别占一半的时间。假设光电传感器S检测到有色标信号时的输出状态是1，而无色标信号时输出是0，此时只需判断每次光电传感器检测到色标时靠近开关的输出状态，就可以得到产品供送系统比包装材料供送系统是滞后还是超前。在图5.2-1所示时刻，此时光电传感器S输出是1时，接近开关J的输出也是1，因此能够认为产品供送滞后，当J为0时，也就是半圆金属片遮当住了接近开关时，S是1，则产品供送是超前的。我们可以根据这样的判断来控制伺服电机对产品供送系统的速度进行补偿。一旦两个系统正好同步，在图5.2-1的同步范围内，要求伺服电机既不正转也不反转，处于停止状态。具体作法是让控制电路在超前和滞后的转换时，由跳变信号触发，给出一段延时时间，在这段时间内获得色标信号S表示同步，控制伺服电机不进行动作。这段延时时间的长短是可供随时调节的，因此达到同步精度可调的目的。在这段延时结束后，如果获得S信号，则表时产品供送超前，发出调控动作[18]。
5.3 同步控制电路原理的分析
由图5.3-1所示，J端被链接在靠近开关的输入接口，S端被连接在光电传感器的输入端口。根据要求选74LS10集成电路中的二个三输入与非门组成，反相器挑中74LS00集成电路。555时作基电路，R1延时调到T10。
因为T1时间越少，同步准确度就突出。发光二极管LED1的作用是调整T1。当555的2脚获取负脉冲，高电位在3脚被输出。为让与非门74LS10的5脚的功能不能实现，所以需要反相器来控制。与非门的结果功能输出是让556构成的两个延时电路，他们的功能作用是控制电机的正反转。反转补偿时间由R与C9一起控制，正转补偿时由R7与C7共同控制，R8与R7的数据一样，C9和C7的数值也一样，因此电机的正反向补偿时间是相通的。BG1与BG2各自带动继电器K1与K2，达到电机正反转的效果。二极管D2与D3具有担保功能。正反转的工作状态可由发光二极管LED2与LED3显示。产品供送和包装材料的供送同步精度调节要根据包装质量的要求，生产速度，正反方向的补偿情况等因素综合考虑。调节R1可必变精度的大小，如果同步精度要求高，生产时间短且要求速度快，此时要合理调小R1的阻值。除此之外，调节R7与R8，调整伺服电机每次进行补偿的具体时间[19]。假如伺服电机进行的正反向动作交替过于频繁，表明补偿量已经超过需要，这时可以合理减少补偿的时间。假如伺服电机所做的单方面动作过于频繁，表明这一方向的补偿时间不够，此时可以适当增加补偿的时间。完美情况下的补偿伺服电机所进行的动作补偿不能太过频繁，同
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时正反向的协动作交替都是不可少的。所以，要把R1, R7以及R8配合起来统一调节。从实际的操作运行不难看出，这种控制方式的原理以及电路均是合理的，且可以满足现实需要，同步控制精度可以在不停机的情况下实现在线调节，控制效果大大优于常规的凸轮控制出，这控制方法的原理与电路是可行的，达到我们的预期所需效果，同步控制的精确度能在不停机的环境下完成在线调整，这就是这系统的优势特点[20]。
图5.3-1 控制电路原理
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