基于PLC控制技术的塑料膜热合系统的设计与实现

摘 要：塑料热合系统要求将滴水管热合到塑料膜上，使其能够任意长热合并能够自动裁断，任意停止后再启动能够保证热合缝连续。本文基于plc控制技术，介绍了该系统的组成和实现过程。

关键词：PLC技术 塑料热合系统

在校企结合过程中，某企业需生产一种塑料膜热合机械，要求达到无缝热合，可以生产任意长度的产品且实现自动裁断。接到任务后，笔者结合对PLC的研究进行了分析与设计，经过反复调试后完成了这一自动化控制系统。

一、基于PLC控制系统的基本组成

笔者计划采用伺服电动机来实现精确计长，而自动裁断则采用步进电动机来实现。由于采用了前两种电动机，所以必须采用晶体管输出PLC，以便输出高频信号来控制伺服和步进电动机，因此PLC采用了FX2N-48MT。自动裁断的位置控制采用光电传感器，可以提高感应的灵敏度，同时抗干扰能力和寿命也比较长。

二、控制要求分析及实现

针对控制要求（长度可任意设定、速度和生产数量可调），必须要有参数设定系统。为了使用方便，笔者采用了MT4404触摸屏系统，使用时可以方便地设置参数和相关的控制按钮。根据控制要求设置了如下控制按钮：手动启动、手动停止――主要用于开始阶段调试；自动启动、自动停止――主要用于自动运行；暂停――用于中间调试或排除故障；切刀手动、切刀自动――主要用于切刀的控制；计数开始、计数取消――用于计件处理，达到计件数便自动停止。

三、PLC的设计思路

1.伺服电动机的控制

通过设置电子齿轮，伺服电动机达到每输入一个脉冲前进1毫米。在编程过程中，采用PLSY指令进行伺服电动机的控制。本条指令的优点在于可以无限长输出，并且伺服电动机的速度可以随时改变。通过C235显示、记录进料长度并进行长度的控制。PLSY D40 K0 Y0在本条脉冲输出指令中，D40存放伺服电动机的脉冲频率，其值由触摸屏输入（单位为米/分），然后通过PLC运算指令转换为毫米/秒转移至D40以控制伺服电动机的速度。输出长度通过C235 D200实现控制，D200由触摸屏输入（单位为米），由PLC内部运算程序转换为毫米，然后再由比较指令控制伺服电动机停止和步进电动机的启动。

2.步进电动机的控制

采用PLSY指令，因为其长度固定所以采用定长输出指令。如：DPLSY D30 K89876 Y1，该指令中D30存放步进电动机的即时速度，由PLC内的运算指令提供，以达到其加速提速和减速停止的要求；K89876为其固定长度，达到该长度时自行停止；与步进电动机配合的是两个定位传感器，主要用于确定步进电动机的位置并控制步进电动机的正反转。

3.暂停的设计

笔者认为本系统中暂停的处理比较得当。在出现意外情况时，如果想中间停下来，又不想中断工作，只要按暂停即可。在故障排除后想要恢复工作时，只要再按一下暂停即可。在PLC程序中通过两个计数器就比较简单地解决了该问题。按下暂停后有两个计数器同时计数，C1计数一次，C2计数2次；C1动作后用其常闭触点控制各器件停止，C2动作后则复位C1和C2从而完成暂停工作。本系统在暂停结束时，为了保证使热合线连续，必然考虑到要使加热压角落下加热一段时间后伺服电动机再启动，这样才能达到热合需要的温度；否则，压角落下和电动机启动同步，中间必然会有一段没有热合好。在PLC程序中，通过加入一段延时程序，使压角落下后停留一段时间伺服再启动，就很好地解决了这个问题。

4.计数的设计

按下计数开始，则可以在触摸屏中设置计数的次数并显示已加工的产品数；按下计数取消，则停止计数，不能输入计数值也不再显示产品数。在PLC程序中主要通过辅助继电器来触发触摸屏中的计数和显示单元，并通过比较指令实现控制程序，当达到计数值时自动停止。本功能的设置可有效控制每天的产量，或对工人进行有效的计件量化。

5.自动运行的实现

按下自动启动时，压角和皮轮全部落下，伺服电动机同时全速运行。如果没有设置固定长度则进行无限长输出，如果设置了定长，则进行定长控制――达到长度时，自动裁断。自动裁断时，伺服停止运行，加热压角抬起，裁断结束后压角先下落，延时一定时间后伺服全速运行。当按下自动停止时，设备不是立即停止，而是自动运行一个周期，即完成一块产品的裁断后才停止，这样可有效降低废品率。

通过本次PLC程序的设计，笔者丰富了实践经验，提高了理论与实践的结合能力，同时也为今后的PLC教学工作积累了丰富的素材。在今后工作中，笔者将寻找更多的机会加强与企业的合作，争取使学生有更多接触实践的机会，从而加深学生对PLC实际作用的理解，并能进一步增加学生的感性认识，提高学生的动手能力。

（作者单位：即墨市技工学校）