运动控制器在自动包装线中的应用

【摘要】随着科技进步和生产生活需求增加，生产规模化日益加强，工业生产技术也不断发展。自动包装线也成功使用了运动控制器，大大提高了生产效率。文章通过对运动控制技术和自动生产线简单概述，提出了自动包装线运动控制软件技术和控制系统抗干扰措施，以期有益于生产技术的改进。

【关键词】运动控制器 自动包装线 控制系统 抗干扰

引言

包装生产线早已广泛用于原材料包装、食品包装等各个工业部门，运用自动包装线包装产品大大提高了生产效率，降低了人工成本，适应了大规模批量生产的需要。随着科技的不断发展，对自动包装生产线的要求也越来越高，运动控制技术在自动包装生产线中取得了阶段性成功。

1 运动控制技术及自动生产线概述

1.1 运动控制技术。通用运动控制器可以分为三大类：（1）嵌入式结构的运动控制器。数字信号处理器和ARM嵌入式微处理器的功能强大，且具有体积小、成本低等特点，并采用了非常稳定的总线连接方式，更加适合工业使用。（2）基于计算机标准总线的运动控制器。这种控制器CPU大多采用DSP或者微机芯片，支持DOS系统-2windows平台，用户可根据开放的函数库定制不同的应用软件，组成各种运动控制系统。（3）SOFT型开放式运动控制器。这种运动控制软件封装的更为良好，并且提供给用户巨大的灵活性，用户可以在Window$平台或其他操作系统下，根据运动控制器提供的各种软件功能模块，构成各种类型的高性能运动控制系统。

1.2 自动包装线。自动包装生产线的产品有几种。（1）根据生产的产品不同，自动包装生产线可以分类为：饮料生产线、食品包装生产线和塑料包装生产线。（2）根据生产工序的特点，自动包装生产线可以分为：充填机、封口机、裹包机等。（3）根据生产自动化程度不同，自动包装生产线可以分为：自动化包装生产线和半自动包装生产线等。

2 自动包装线运动控制系统

自动包装线运动控制系统分为上位机和下位机近制两个层次，其中下位机控制中又包括整理机运动控制器和三伺服包装机运动控制。

上位机触摸屏一般采用EVIEW EV5000系列软件，它可以方便有效的对包装袋长度和包装速度、切点、纵、横封温度等技术参数进行设置调整，使得操作员可以更高效的进行工作。

整理机运动控制器检测各传感器，通过补偿算法及入料位置调整，将上手生产线送入的物料有序整齐的送入三伺服包装机，并在运行过程中与三伺服包装机实时通讯，确保整理机包装的协调运。

三伺服通用运动控制器通过I/O接口检测各传感器及按钮的输入信号，并发出对电磁阀及指示灯的输出控制信号。在设备运行过程中，通过MODBUS协议实现与各模块的通讯，并保证在快速的运行过程当中，实时的实现电子凸轮、误差补偿、空包检测、自动供料和自动接膜等运动控制算法。

3 自动包装线运动控制软件设计

3.1 上位机软件设计。触摸屏程序设计应以最大限度的满足用户使用要求，确保用户能在最短的时间内熟悉其使用的方法。其基本组成结构主要分为主画面、电动画面、功能选择画面、温控画面、帮助画面、警报画面等。在与下位机的通讯方面，上位机要保证能对包装速度、袋长、产量、切点、料位位置等各种参数断电保存。设备运行过程中，通过定时刷新的方式获取速度、产量实时信息。通过触摸屏自带的宏运算功能，实现对温度偏差的监控并在出现异常时显示报警画面。

3.2 下位机软件设计。自动包装线的下位机包括温控模块、整理机运动控制器、三伺服包装机运动控制器等。对自动包装线中下位机进行用例建模，包装机与整理机的例图基本一致，通过以包装机为例进行说明，包装机运动控制器的参与者除了操作者外还包括：上位机触摸屏、传感器、伺服编码器反馈及整理机。

4 自动包装线运动控制系统抗干扰技术研究

4.1 软件抗干扰技术。由于软件抗干扰设计灵活，节省硬件资源，操作起来方便易行，因此软件抗干扰越来越受到人们的重视。目前常用的软件抗干扰技术主要有以下几种：（1）数字滤波技术；（2）指令冗余技术；（3）软件陷阱技术；（4）“Watchdog”技术。

4.2 硬件抗干扰技术。良好的硬件抗干扰能力是保证运动控制系统软件稳定运行的基础，硬件的抗干扰技术常用的有以下两种。（1）接地技术：所谓接地即将电路、设备机壳等与作为零电位的一个公共参考点实现低阻抗的连接。（2）屏蔽技术：所谓屏蔽是指利用导电或导磁材料制成盒状屏蔽体，将干扰源或干扰对象包围起来，从而隔开或削弱干扰磁场的空间耦合通道，阻止其电磁量的传递。

结语

运动控制技术在自动包装线中的广泛运用的成功实践，极大推动了生产技术革新和生产效率提高。相信，随着科技的不断发展，运动控制技术会更加完善，更加高效的促进生产发展。

参考文献

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