制袋机 控制系统说明书(改) PLC 制袋机 包装机械 说明书 编写

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制
袋
机
控
制
系
统
江阴市双融机械有限公司JIANGYIN S HUANGR ONG MACHINE R Y CO,.LTD.
TEL: +86-510-86327448
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目录 (1)
安全操作须知 (2)
维护与检查 (4)
系统概述 (5)
操作说明 (7)
手动调整 (9)
操作使用 (11)
系统参数 (14)
故障检查及处理 (19)
系统配置 (19)
输入输出定义 (20)
接插件定义 (20)
附录：49键键盘定义 (25)
系统简介
复合薄膜制袋机控制系统，在工业控制计算机控制下，由全数字式双交流伺服系统同步定长、光电传感器定位、全数字式交流伺服控制主电机，变频调速器控制放料电机、电脑温度控制板及固态继电器调节上下热封电热块温度，加上内含的纠偏控制器校准放料的对切等完成对整个系统的控制。

具有操作简单、结构紧凑、稳定可靠、保护完善、易于维护、抗干扰能力强等优点。

该系统速度快、精度高，在国内制袋机行业最早采用双交流伺服系统实现同步定长控制。

由于没有凸轮和扇面等机械传动部件，大大简化了机械系统结构，克服了机械惯性、放料负载变化等引起的调整困难；最为突出的就是双伺服系统在同
步定长的同时，实现对塑料薄膜的中间张力控制以及自动放料控制和放料张力控制。

这也
是该系统真正实现高速度、高精度、高稳定性的保证。

该系统采用工业级小键盘（或鼠标）进行操作和管理，彩色显示器(CRT)或者液晶显示器显示工作状态等信息，且具有掉电数
据保护及通电数据恢复功能、能够保存和调出9999组制袋数据，能制作白袋和色袋；色
袋制作时，光电传感器能适应各种色标。

此外，为了调整和维护方便，设置了手动辅助功
能：如点动、快速走袋、寻找色标等,自动长度测量.
系统原理
伺服运动
从工作过程的要求来看，伺服电机的拖袋运动应在上
限期间完成，即伺服电机只能在t1时间内运转，热合操
作应在下限期间完成，即压块与切刀只能在t2时间内作用，时序如图1所示∶ 控制系统应保证两部分的功能运动严格有序地按上述的时序关系进行，即伺服的运动以及必须在下限到来前停止的关系由工业控制计算机内含的位置控制模块保证，压块的压合时间由热封时间决定。

主电机的速度是可调的，影响整个工作周期的循环时间，进而影响各工况的工作时间，而上述控制关系并不改变。

热封压合
制袋机的热封压合，是由金属加热块完成，由于热压块较大，有较大的热惯性，可以采用断续加热
的方法，以满足一定温度的热压合工艺的要求。

热压块是由热阻丝加热，通过热电偶检测其温度，通电
则加温，断电则停止，这一温度的调节由本控制系统中集成的温度控制器完成。

制袋机控制系统除完成两个主要控制功能外，还完成对批电机的控制，当加工完成一个批次的成品
袋后，成品袋运输托盘将移动一定的位置。

控制系统在制袋过程中完成一个制袋，批计数器加一，当达
到设置的批量数时则启动一次批电机，令运输托盘移动一定位置，同时将批计数器清零。

该控制功能称
批袋控制。

全自动制袋机可以加工多种尺寸、多种材料的包装袋，因此则要求用户可以自己设定制袋节拍、制
袋尺寸、制袋方式、加热温度等各种工艺参数的能力。

全自动高速制袋机控制系统提供专用键盘和彩色显示器(CRT)或者LCD 监视器，满足用户参数的
输入和运行状态的显示、制袋尺寸、制袋方式、加热温度各种工艺参数的修改要求。

温度控制
温度控制是工业控制中致关重要的环节。

在制袋机控制系统中，要求温度在整个系统正常运行时比
系统概述
较稳定；在升温时能快速响应；在接近预设温度时上升逐渐变缓，降低过冲量。

实际工作中温度偏
低会导致薄膜不能烫牢，偏高会导致薄膜被烫变形，本系统中的温度控制是通过控制电热块的通
断电时间、通断电比例并且在不同的控制阶段采用不同的控制方式实现的；采用与上位机的通讯，能
够在显示器上显示、操作温控界面的状态。

操作人员能够通过按键对温度进行设定。

本系统中温度控
制部分有预设定温度，实际温度测量和单路温度开关三个状态。

设定温度是该路要求达到的温度，是
由用户通过键盘或鼠标输入的；实际温度是该路当前的测量温度，是通过热电耦探头检测到的，是一
个实际变化的量，用户不能更改；单路温度开关能够打开或关闭该通道的温度，也可以通过温度总开
关来打开或关闭温度。

在使用过程中，由于电热块的性能指标各有差异，系统针对每一路都设置了可
适时修改的P I D 参数，能够更有效的控制好每一路温度。

上限下限t 1t 2图1 时序图
辅助功能
(1)采用比较人性化的专用键盘可对本系统的相关动作和功能进行测试和调节.
(2)系统的控制窗口也可完成对这些功能的调整,并且可以通过鼠标来实现.
系统组成
全自动高速制袋机控制系统是由微型计算机系统、内置智能位置控制、内置PLC 控制等部件
组成。

其功能为∶制袋节拍、拖袋控制、加热块控制、批处理控制、工艺参数的输入和运行状态
的监视。

硬件配置(基本配置)
(1) 微机控制板一块;
(2) ZDJB2智能位置控制板一块；
(3) 彩色显示器(CRT)；
(4) 工业级键盘一块;
(5) 输出继电器板和固态继电器板各1块 (6) I/O 电源各一块;
(7) 主电源一台;
(8) 温度电源一块 (9) 纠偏控制仪
(10) 联动放料单元 图1 系统结构图
(11) 16路温度控制模块(可由用户选择)
(12) 交流伺服驱动单元4套(含伺服电机及伺服变压器) (可由用户选择)。

X Y 驱动 伺服
器 显示 按钮
控制驱动键
盘控制驱动单元放料按钮控制 逻辑 温度 控制 C Z 驱动 伺服 工业控制PC 机
操作台面板上有64个小键盘
实施对系统的控制，介绍如下：
∶按此键光标上移；
∶按此键光标下移；
∶按此键光标左移；
∶按此键光标右移；
∶按此键当前参数存入EEPROM内；点击此键可出现如上图界面，输入数据按确认键二次，可以将参数保存至指定的位置；
：按此键可将存入EEPROM中的参数调出；按确认键二次，可以将参数调出至指定的位置；
∶按此键由主屏幕切换到另一个屏幕；
：点击此键输入密码1234，按确认键显示系统参数1画面，可以修改系统参数。

：点击此键输入密码86327448，按确认键显示系统参数2画面，可以修改系统参数。

：点击此键可改变袋长设置，按确认键可以设定制袋尺寸。

：点击此键可以切换色袋/白袋两种工作方式。

：点击此键可以直接设置热封时间，即改变速度，此值大，速度慢，此值小，速度快。

∶按此键改变色标X有效极性，按一次’亮’有效，再按一次’暗’有效；
∶双跟制袋时，改变色标Y的极性，按一次’亮’有效，再按一次’暗’有效；
∶按此键改变冲孔允许条件，按一次允许，再按一次禁止；
：点击此键系统监测屏将转换“每次冲”和“隔次冲”，“每次冲”为开机时每切一个袋冲孔动作一次，“隔次冲”为开机时每切两个袋冲孔动作一次。

∶机器处于停止状态，且冲孔允许时，按下此键冲孔一次；
：按此键可选择倍送次数，按一次切换为2倍送，再按一次切换为3倍送，再按一次切换为4倍送，再按一次切换为1倍送;设置为“1”为不作倍送运行。

：倍送选择后点击此键倍送汽缸动作一次。

：点击此键可以关闭已全部开通的温度通道，再点击可以打开上次关闭的通道，如果该通道被关闭则不打开。

：将光标移至选定的温度通道，点击此键可以开或关此路温度。

X∶按此键改变边料电机开关状况，按一次为‘开’，再按一次为‘关’；
∶此键改变伺服锁紧条件，按一次为‘锁紧’，再按一次‘松开’，系统处于运行状态时无效；∶此键改变制袋跟踪方式，按一次为‘双跟’制袋，再按一次‘正常’制袋；
∶此键可打开或关闭温度报警，按一次为‘允许报警’，再按一次‘不允许’；打开温度报警时，温度加温不到设定值或误差大于稳定温度带调定值时会报警。

∶机器处于停止状态时，按此键一次，向前送料2毫米；
：机器处于停止状态时，按此键送料胶辊将薄膜回退2毫米。

：机器处于停止状态时，按此键一次，向前送料2毫米；
：机器处于停止状态时，按此键送料胶辊将薄膜回退2毫米
∶机器处于停止状态时，按下此键压辊以30转/分速度运转, 再按一次或按按键运转停止；
：机器处于停止状态时，按下此键压辊以30转/分运转, 再按一次或按按键运转停止；
：调整好切刀口和光电头灵敏度后，遇到色标后自动停止。

如没找到要跟踪色标继续按色标搜索直到找到要跟踪的色标为止。

：点击此键薄膜将根据上次记忆的色标运行到调整好的切刀口。

：双跟踪制袋前，搜索到X色标后点击此键Y轴伺服单独运转，遇到色标时运转停止；
F4∶按下此键批电机运转一次；
∶按下此键制袋节拍数加2；
∶按下此键制袋节拍数减2；
∶机器处于停止状态时，在主屏幕输入清总产量密码后，按下此键总产量清零，批电机运转“批袋时间”参数设定的时间停止；
∶机器处于停止状态时，按下此键系统发出警示后主电机以设定的节拍／分钟的速度运转，再按一次或按按键主电机停止运转；
：计算机命令输入的执行键，计算机语句的开始和结束键，输入数值时的认可键；
：点击此键可将屏幕上光标处的数据加10，进入控制窗口时等同键；
：点击此键可将屏幕上光标处的数据减10，进入控制窗口时等同键；
：点击此键可将屏幕上光标处的数据加1，进入控制窗口时等同键；
：点击此键可将屏幕上光标处的数据减1，进入控制窗口时等同键；
：输入数值后，按键认前，可对输入的数值进行修改；
：按此键系统返回主屏幕。

：按此键可以切换系统的显示语言，按一次显示中文，再按一次显示英文：按此键系统自动测量长度开始；
：点击此键机器作正常开机运行。

：点击此键机器停止工作。

：计算机的热启动键，本系统中很少用到；
手动调整
倍送实验：选择好倍送次数后每按一次倍送汽缸动作一次。

长度测量：调整好X光电头，确认色标X极性，按按钮，伺服电机运转，碰到色标并且色标X有效，电机停止，蜂鸣器发出警示，如果此标记为运行时跟踪的标记则按键或开机按钮，伺服电机继续运转，当下一次找到运行时跟踪的标记再按键或开机按钮，此时系统提示
“长度测量结束”；如果所找的标记不是运行时跟踪的标记则按键或停机按钮，伺服电机继续运转。

具体测量方法参照以下流程图（以键盘操作为例）
长度测量流程图
按键
开始测量，电机运转，
找到标记，蜂鸣器响，电机停止运转
确认是否
正常运行时跟踪的标记
？
不是
是
按键按键按键
电机继续运转，开始搜索标记
找到标记，蜂鸣器响，电机停止运转
确认是否
正常运行时跟踪的标记
？不是
是
按键
系统提示
袋长测量结束
显示测量袋长
图2长度测量流程图
上电
向上扳动电柜内的空气开关，控制系统上电，监视器出现显示；向下扳动电柜内的空气开关，控制系统断电。

屏幕菜单操作
控制系统上电后，将自动进入主屏幕，系统主屏幕主要提供工作时的基本数据，以及工作方式、
运行状态等，初始上电后运行状态栏正常显示为“X位置反馈断线或Y位置反馈断线”按键可清除。

采用鼠标操作时直接点击屏幕下方的按钮，根据系统提示可以进入相应的屏幕。

图3系统主屏幕
制袋尺寸：设定精度为0.1mm，制作白袋时为袋子的实际长度；制作色袋时为袋长的近似值，如果制袋过程中袋长误差平均值不为0，应相应修改制袋尺寸的数值；即平均误差大于
0时增加制袋尺寸数值，平均误差小于0时减少制袋尺寸数值；此参数可以由键盘输
入也可由系统自动的测量并自动输入。

制袋节拍：制袋机工作时，切刀每分钟动作的次数。

正常工作时制袋节拍为60～180次每分钟。

左边显示的是实际制袋节拍，右边显示的是指令制袋节拍。

热封时间：热封刀下压的时间。

此值大，节拍慢，此值小，节拍快。

等待时间：在保证热封刀下压的时间不变时，减小等待时间也可加快制袋节拍。

主电机采用变频器时该参数设置为零，主电机为伺服时此值不能为零。

批产量：制袋计数，当达到设定“批量数目”时批电机运行一次且清零。

总产量：制袋时批量数目的累积，具有掉电自动保存功能。

控制功能及工作方式
手动调试
手动调试的功能也是系统运行前的自检测功能，除了通过专用键盘进行操作外，系统还可通过“控制窗口”屏幕进行操作。

按按键两次或通过鼠标点击主屏幕下方的“”进入控制窗口屏幕，系统初始状态为点亮如上图所示，通过，，，键选择需要操作的功能项，光标到该项之处后会自动变成桃红色，然后按键对该项功能进行操作，系统会执行此项功能，再按一次键停止执行此项功能；或者根据系统提示完成。

如在位置处按键后系统提示如图：
输入代码后系统提示按键保存；代码最
大数值为9999，即最多可以存储9999种袋子
的所有工艺参数。

操作使用
自动加工
手动调试的功能完成后，用专用键盘输入工艺参数，选择好工作方式后，按运行按钮或键盘上的键，制袋机将根据设定的数值自动投入连续制袋工作，监视器上显示工作状况。

制袋机连续
制袋过程中，按’’键加快制袋节拍，按’’键减慢制袋节拍；在主控屏幕利用、、
、将光标条移到温度设定值上按’’键可修改温度设定值，或利用鼠标点击设定值,系统弹出数字键盘对话框(如右图) 根据提示输入即可，
此时还可通过键选择该通道温度是否工作。

按停机按钮或键盘上的键，制袋机停止运行。

制袋机正常工作后按键一次可进入系统监控屏幕；通过观察系统监控屏可以很直观的了解系统的整个运转情况，逻辑输入输出的状态；如下图所示：
加工方式
(1) 白袋加工∶按定长加工制袋
(2) 色袋加工∶按色标识别加工制袋
(3) 色袋双跟∶按定长加工制袋，由色标检测修正实际加工长度(此功能在倍送参数不为1时无
效，即倍送制袋时不能进行双跟踪制袋
系统参数
参数修改
考虑到用户机床的结构不同会导致加工精度不一，并且正常工作时，某些固定的参数值对不同的机型会有改变，本控制系统专门设计了
“系统参数1”屏幕、“系统参数2”屏幕供
用户维修人员修改；系统参数1中设置的是
基本参数，系统参数2中设置的是比较重要
的参数，用户须注意；直接按按键或采用
鼠标点击主屏幕上的“”按钮
系统提示如右图；
根据提示输入密码后弹出系统参数1屏幕：
利用、、、键选择需要修改的参数，桃红色光标相应移动到该参数项，按
按钮后桃红色光标后的数值无显示(),此时系统等待输入数值,按键盘上的数字键输入相应
的数值,输入过程中按错数字或多输数字可通过按键进行修改,数字输入正确后再按键将数值写入系统,此项参数修改完成。

利用鼠标输入时只须点击需要修改的参数的数值系统弹出数字键盘后按照系统提示即可
系统参数1
纠偏时间：如设定为15，则纠偏电机的每次动作时间为约120(15*8=120)毫秒。

加速时间：伺服速度从零增加到设定速度的时间。

如设定为25，则加速时间为50(25*2)毫秒。

批量数目：连续制袋时，切刀每动作该参数规定的次数，批电机动作一次，成品袋运输托盘的皮带将移动一定的位置以将这一批袋码放在一边等待运输；然后批产量计数器清零，开
始下一批次的计数。

X色标区：设定精度为0.1mm，色袋方式时伺服电机搜索色标的长度范围。

例如，色标区长度设定为2.8mm，制袋尺寸设定为210mm，则伺服在207.2~212.8mm之间搜索色标，如
上述区间没有色标，则出现’无色标信号’报警。

色标区速度：伺服搜索色标时的运动速度，如设定为20，则搜索速度大约为6m/min。

Y色标区：双跟踪制袋时，如果在“色标区长度”参数设定的范围内没有搜索到色标Ｙ信号，则Ｙ轴相对于Ｘ轴增加或减少此参数设定的长度，以mm为单位。

张力补偿Z：三牵引系统中Ｚ轴相对于Ｙ轴增加或减少此参数设定的长度，以mm为单位
冲孔时间：冲孔电机每次动作的时间。

例如冲孔时间设定为7，则冲孔电机每次动作的时间约为56(7*8)毫秒。

倍送控制：设定为1时为没有倍送；设置为2时为两倍送，设置为3时为三倍送。

纠偏报警：如设定为500，则纠偏报警的动作时间约为 (500*8=4000)毫秒。

摆杆位置：即放料摆杆上下动作的中间值。

放料增益：见联机放料单元参数表
张力最大值：张力Y、Z信号输入后，Y、Z轴补偿的最大限值。

.
高位延时：调节此参数数值大小可将机器停止在适当的高位位置。

停机次数：机器制袋速度超过60次/min停机时，控制系统自动先将制袋速度降到60次/min，并以该速度做完本参数规定的袋子个数，再将机器停到高位位置以实现停机。

批处理时间：批电机每次动作的时间，如果该参数设定为125，则批电机每次动作的时间为1秒(125*8毫秒=1000毫秒=1秒)。

温控周期：温度控制器读取温度测量值时的时间间隔，以８ms为单位
温控1、2、3零漂：通过修改零漂能调节温度测量值，使之和当前室温一致。

温控1、2、3类型：不允许改变。

温控1、2、3增益：不允许改变。

通道号：1~24数值可选。

温控比例带：
积分时间：能调节温度的响应曲线，提高温度控制的精确度。

微分时间：
稳定温度带：当任意一通道的测量值和设定值大于该参数之值时，温度报警。

Feed Fwd：不允许改变。

温度设定值：当前通道预想要求达到的温度。

温度测量值：温度控制器通过热电耦探头检测到的当前通道的温度值。

输出功率：温度控制器根据当前实际温度变化的量计算出的功率输出百分比。

系统参数2
系统参数2屏幕：
Language：有两种选择，0—显示中文，1显示英文。

压辊直径：设定精度为0.1mm，用于调整设定袋长和实际袋长的误差。

例如压辊直径设定为
64.0mm，制袋尺寸设定为200mm，而实际制袋袋长为205mm，则应将压辊直径重新
设为205.0/200.0*64.0=65.6mm。

主电机速度：调节主电机的运转速度,当实际节拍与设定节拍不一致时,增大此参数速度减小,减小此参数主电机速度加快
热封脉冲:主电机采用伺服电机时保证热封和烫压时间,此参数不可修改.
伺服比例:用户不可修改该参数
压辊周脉冲/4: 用户不可修改该参数
张力比例Z: 伺服电机的补偿次数
脉冲WIDTH: 用户不可修改该参数
放料比例值:加大此参数放料电机快，减小此参数放料电机慢。

放料点动值:改变此值可改变放料的快慢。

最大增量值: 改变此值可改变放料的响应时间。

送料脉冲: 与热封脉冲配合使用,用户不可修改该参数
无色标数目:跟踪色袋时系统在此参数设定的袋子只数内没有找到色标则提示无色标信号,并且系统自动停机
其他控制:系统设定的报警开关以及相应配置的选择,将桃红色光标移动到此处按“”键系统弹出如下系统开关屏幕
输入极性: 系统设定的各按钮及输入信号功能的选择.
系统遇到异常会发出相应的报警提示，用户可以通过对“系统开关”屏幕中的各项进行设置使得该项的报警“有效”或“无效”用“、、、”键将光标移动到任意一项按“”键可以切换该项目开关状态。

系统设定的各按钮输入信号及传感器输入信号的极性选择，有低电平有效和高电平有效两种选择，用“、、、”键将光标移动到任意一项按“”键切换该项的状态。

以上各屏幕中的参数只有在机床某些参数及加工条件要求改变的情况下，才允许维修人员输入密码进行修改，通常情况下不允许随便改动，否则不能保证正常的加工。

编辑参数
连续按‘B’键，依次出现主屏幕，系统监控屏幕，控制窗口屏幕，主屏幕并循环，按‘’‘’并输入相应的密码进入后按‘’‘’‘’’’箭头键选择相应工作参数，按’’键进入修改相应参数状态。

此时，用数字键’0’～’9’和小数点键’.’可输入相应参数，输入完毕后，再按’ ’键对输入数值进行确认；输入过程中，可用’’键对错误输入进行改正，若按’’键则放弃输入数值。

参数修改完毕后，按’’键返回到主屏幕；若按’健则所作修改由系统保存，否则下次’上电’或者’系统复位’后参数仍然为修改之前的数值。

故障检查及处理
当机床发生故障时，本控制系统会自动停机保护，以避免更大的事故发生。

故障产生时，主屏幕中’运行状态’一栏显示故障类型，按’Esc’键清除故障显示。

故障显示类型如下∶
序号故障名称解决方法
1 启动被停止检查停机按钮、检查输入极性参数屏参数
2 下限提前减少加速时间、加大色标区速度、检查下限开关
3 无色标信号重新调整色标位置、确认走料是否平整和光电头灵敏度
4 Ｘ位置偏差过大伺服驱动器与主控板间的连线、伺服故障
5 Ｙ位置偏差过大伺服驱动器与主控板间的连线、伺服故障
6 Ｘ或Ｙ位置反馈断线伺服驱动器与主控板间的连线、伺服故障
7 无上下限信号检查上下限开关、检查主电机
8 纠偏时间太长检查纠偏部分线路，输入极性是否相反和光电眼跟踪光标是
否正常
9 保存参数失败主控制板故障
启动被停止
1 按启动按钮时，控制面板或制袋机上的停机按钮没有松开。

松开停机按钮，再次启动。

2 停机按钮损坏。

更换停机按钮。

下限提前
下限信号到来时，伺服电机还在运转。

1 伺服加速时间太长。

减小加速时间，以提高伺服的加减速性能。

2 色袋搜索色标时速度太低。

适当增加色标区速度的数值。

3 下限信号故障。

更换下限接近开关。

无色标信号
色袋方式制袋时，控制系统在规定的区间内找不到色标信号。

1 颜色误差太小。

调整色标光电开关灵敏度或者从新调整光点所对位置。

2 光电开关损坏。

更换光电开关。

故障检查及处理
Ｘ位置偏差过大，Ｙ位置偏差过大，Ｘ或Ｙ位置反馈断线
1 检查伺服50芯插头到ZDJB2主控制板的连线是否阻力太大。

2 更换主控制板。

3 更换伺服驱动单元及伺服电机。

无上下限信号
1 更换上下限接近开关。

2 更换主电机及主机伺服驱动单元。

纠偏时间太长
1 手动调整好纠偏线位置后再投入自动纠偏。

2 更换纠偏光电开关。

3 更换纠偏电机。

保存参数失败
更换主控制板。

配置单
二伺服、双牵引系统、配备联机放料单元
三伺服、双牵引系统、配备联机放料单元
三伺服、三牵引系统、配备联机放料单元
四伺服、三牵引系统、配备联机放料单元
温控部分配备1～２４路，可供用户选择
系统配备联机放料单元时与其相关的参数如下表：
参数所
在屏幕
参数名称参数意义
系统参数１摆杆位置
根据机械厂家放料浮动辊摆动幅度的大小而定。

即认为放料摆动辊碰
到放料传感器时为零位到放料摆动辊水平位时的编码器计数的数值，
出厂设定位“300”
放料增益联机放料时放料变频器指令输入的放大倍数，出厂设定位“1000”
系统参数２放料比例值
运行时放料变频器指令输入的校正。

调整该参数使变频器放料的线速
度与制袋的线速度一致（制袋节拍*制袋长度=制袋线速度），出厂设定
位“3000”
放料点动值
按F3拖料时放料变频器指令输入的校正。

调整该参数使变频器放料的
线速度与拖料时的线速度一致，出厂设定位“17”
最大增量值运行时放料变频器指令输入的调节范围，出厂设定位“300”。