卞盛﹑秦雪峰﹑王华强
摘要：本文介绍了Horner公司XLE小型一体化PLC在DXD系列自动包装机上的应用。
关键词：自动包装机、一体化控制器、XLE
1前言
近年来，随着经济的迅速增长和人民生活水平的不断提高，作为传统行业之一的包装工业，呈快速发展态势，是人们普遍看好的“朝阳产业”，随之而来的就是包装机应用需求的大幅增长。自动化控制技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。
在自动化技术迅速发展的今天，随着科学技术的发展，包装机已全部实现了自动化。自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种，由人工供给包装材料和内装物，但能自动完成其它包装工序的机器称为半自动包装机，自动完成主要包装工序和其它辅助包装工序的机器称为全自动包装机。
本文介绍了Horner公司新一代小型一体化控制器XLE013在DXD系列全自动包装机上的应用，该应用在提高包装机自动化方面取得了很好效果，具有很好的推广前景。其产品外形如下：
2系统概述
DXD系列全自动包装机、颗粒自动包装机适用于制药、食品、植物种子、化妆品、化工等产品中的松散状无粘性粗粉状、颗粒状物料的自动包装，如：冲剂、小丸、味精、白糖、汤料、麦片等，颗粒自动包装机可以在包装过程中自动完成计量、拉袋、充填、封口、切断、计数、热压批号等全部工作，是医药制药、食品、化工等行业广大客户实现生产自动化、提高生产效率的优选设备。北京某包装机械制造有限公司是生产DXD系列自动包装机及灌装机的专业厂家，其生产的DXD系列自动包装机及灌装机行销海内外，得到用户的普遍好评。Horner公司技术工程师在认真研究了包装机工作原理之后，提出了基于XLE103小型一体化PLC的控制系统。其具体说明如下：
DXD全自动包装机要求加料、充填、拉袋、封口、剪切、撕口、热压批号等工序全自动完成，包装速度、制袋长度可以人为调整。采用XLE103控制的DXD全自动包装机是集PLC控制器、人机界面、温度PID控制、高速I/O、步进电机控制等多种功能于一体的多用途自动包装机，该包装机具有自动给料、高速计数、袋长可调、温度可自调节，并且具有性能稳定、操作维护方便、效率高等特点，保证了包装袋的长度稳定，图形美观。根据工艺要求，DXD全自动包装机采用XLE103进行自动控制，包含一个关键的步进电机的协调运行。XLE103是一款高度集成的一体化控制器，它本身集成12路数字量入，12路数字量出，4路高达10KHz的高速计数器输入，2路最大道100KHz的PWM（高速脉冲）输出，2路14位的模拟量输入，自身可支持8路的PID数字调节。此外还集成2个串口，可以支持MODBUS协议和其他的串口协议。并且编程软件免费，编程电缆用户可自己制作。其外观如下：
3系统设计
采用XLE103控制的DXD全自动包装机可以实现自动上料、自动计量、自动制袋、自动封装、无纸报警、无料报警等多项功能，并可对生产过程中的封口温度、包装袋数等关键数据进行实时监控，完成自动诊断、自动报警和数据存储等功能。其人机互动界面如下：
图1
人机界面操作及显示系统如图1所示。根据用户要求，设定打包袋数、每分钟的包装速度，系统可精确显示出实际产量（当前完成袋数）和准确封口温度（摄氏度），能够对计量数手动清零，具有正常的启动、停止及点动按钮。并且可以根据用户要求设置画面带有权限保护。
下面对DXD全自动包装机的各控制部分做一简单说明：
制袋控制系统：制袋过程的启停有两种控制方式，即机侧按钮和人机界面操作。无论采用哪种方式，当操作者按下启动按钮时，拉袋步进电机根据XLE103设定的各种参数工作，步进电机进给，XLE103实时检测步进电机的进给量。当达到设定范围时，开始检测拉袋停止传感器，传感器信号为ON时，拉袋到位，步进电机进给停止，计数加1。然后进入下一次拉袋准备。在整个制袋过程中，XLE103实时跟踪、显示各个数据变化，一旦有故障（如电机堵转等）或是不合理的数据出现，整个机器就会停止，并强行在屏幕上显示并报警，并接通警报器，及时通知操作人员。参数设定参见图2。
图2
封装及剪切控制系统： PLC根据实时采集到的数据进行计算，每袋在进料结束后输出封装。根据XLE设定的值进行对比，条件满足输出完成剪切。包装机封装和剪切过程保证不在制袋过程中进行，必须加以互锁。
4系统其他功能
该系统可以对包装机的所有电机状态进行时时监控，也可以根据运行的状况进行点动操作。尤其使拉袋得点动操作，可以使操作员能方便快速的上袋。其监控画面见图3：
图3
5结束语
经过长时间的调试和生产实验，XLE103已在DXD全自动包装机上得到实际应用。系统在包装机上的成功运行表明，Horner系列小型一体化PLC功能完善、性能可靠，是小型PLC的优秀代表，具有先进、经济、实用、可靠、灵活的显著特点，不仅提高了系统的安全性和经济性，而且大大提高了系统的灵活性，为不同客户的不同需求提供了灵活的解决方案。