基于PLC的自动贴标机控制系统设计

基于PLC的自动贴标机控制系统设计

０．引言

随着微机技术的不断深入发展，以微机技术为基础的可编程控制器(Programmable Logical Controller)也在不断地发展和成熟，它以高可靠性、优越的抗干扰能力、强大的功能和使用简单方便程序开发周期短等巨大优越性，在工业控制领域得到了广泛的应用，成为工业自动控制的首选产品。在自动贴标机行业中面对复杂多变的控制要求和客户紧迫的供货周期，PLC更是体现出了其自身的优势，本文将详细介绍基于PLC的自动贴标机控制系统的设计以及PLC在此系统中的优势体现。

1.系统硬件设计

本控制系统主要是由可编程控制器、人机界面、伺服电机、调速电机以及光电传感器组成。

根据控制要求,该控制系统主要由四部分组成:

·控制部分:松下电工FP0R-C16型PLC。

人机界面:维纶电子MT6070IH人机界面(HMI)。

·执行部分:单相调速电机、台达伺服电机。

·传感部分:日本基恩士光纤传感器。

系统结构框图如图1所示。

图1 系统结构框图

1.1 系统控制部分

系统关键的控制器PLC选用的是松下电工的小型机FP0R-C16型，该型号是一种性能和价格比很高的可编程控制器，由于其结构紧凑小巧、执行速度快、指令集丰富及价格低廉等特点，符合本系统各方面要求。在该系统中，其独特的高速脉冲发生指令简单而容易地实现了对伺服电机的控制。I/O点分配如表1所示:

表1 I/O点分配如表

1.2 系统操作部分

人机界面选用的是维纶通的MT6070IH机型，该产品取代了传统按钮指示灯控制方式，大大节省了PLC的I/O点资源并且简化了系统的配线，减少了故障率，实现了数字设定、信息显示、功能设定等功能。

1.3 系统执行部分

1.3.1输送带系统

输送带系统是被贴物在机器上通过的通道，被贴物从上一工序由输送到接到贴标机上并在贴标机上匀速通过，在通过贴标头时贴上不干胶标签，最后离开贴标机进入下一工序。输送带由调速电机驱动，速度可根据生产线的前后工序速度进行调整。

1.3.2分瓶系统

分瓶系统安装于输送带上的前端位置，其作用是将被贴物在无序的状态下变为有利于贴标的具有固定间隔距离的状态，以便于后续的贴标工作。分瓶系统也是由调速电机驱动，调整其速度可得到理想的被贴物间隔距离。

1.3.3压标系统

压标系统的作用是将被贴物旋转起来，并配合贴标头将贴标头输送出来的标

签压在被贴物上，贴标过程原理见下图。压标系统的动力也是由调速电机所提供，其速度的调整依据是贴标头的输送出来的标签的速度。

1.3.4贴标系统

贴标系统是本机的核心部分，其动力是台达伺服电机，控制方式是由PLC 发给伺服驱动器高速脉冲信号，伺服电机在此脉冲的驱动下进行运作，将标签由剥离板平稳的剥离开并贴附到被贴物上。

2.控制系统工艺流程

根据贴标的原理与机器的运行过程，设计如下系统控制流程，如图2所示。

图2 系统控制流程图

3.系统软件设计与实现

系统软件由两方面组成:即人机交互界面（HMI）程序和主控PLC程序。HMI 程序完成操作人员同PLC之间的对话，主要是各个操作画面之间的相互切换和每个操作画面各个按键动作所对应的PLC程序的控制位以及将PLC内部的运行参数反应出来显示在操作者面前；PLC程序主要是驱动机器自动运行，开机后PLC根据外部传感器的信号以及操作者通过触摸屏（HMI）输送给PLC的参数进行自动运转。

维纶触摸屏中集成了大多数市面上比较流行的PLC的驱动，在其系统参数设置项当中很容易设置触摸屏与与PLC的通讯，建立好通讯后在触摸屏中的元件与PLC中的位与数据区可方便的建立连接，不需要用户做更多的事情，只是在触摸屏上设置一些属性即可，例如在触摸屏上增加一个按钮，这个按钮对应PLC中的R0位，点击这个按钮后R0将进行变化，而且按钮的响应形式也可自由选择，如下图3所示：

图3

在触摸屏中主要的操作包括页面切换、PLC中位状态的设置与显示、PLC 中数据区的写入与显示三种，其操作过程与上述位状态的设置类似。

PLC程序的设计主要是伺服电机驱动脉冲的设计，此脉冲的频率要求可调，因为频率值将决定伺服电机的运行速度，此程序的脉冲发生程序如下图4、5所示：

图4

图5

程序中的DT1653与触摸屏中参数调整菜单中的出标速度相对应，可在触摸屏中随时修改，并且DT1653是FP0-C16 PLC中的掉电保持区，所以修改后此数据可长期保存。

上图程序段中所实现的功能还有点动出标与出标长度、出标延时设置。点动出标的功能是调整好出标长度、出标速度等参数后验证一下参数的调整是否合适时，点击一下点动出标后，贴标系统将按修改的参数自动出一张标签后停止，若用户觉得参数不合适可以继续修改，修改后可立即测试，如下图6所示：图6

参数修改与点动出标设计如图将大大方便用户的调整，在同一界面中即可完成。

4.结束语

本文所设计的系统简单，易于操作,在客户多种多样的要求下可快速的修改功能。机器的运行全部由PLC进行控制，故障率极低，并且触摸屏上设计的画面可根据用户的要求进行个性化设计，极大地提高了机器的美观性。是一种简

便易用，性能稳定可，修改性强的系统。

【参考文献】

［１］松下电工株式会社．FP系列编程手册．

［２］威纶通科技有限公司．EB8000使用手册．