1 引言

隨著作為可編程序控制器的控制核心微控器（MCU）技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器的功能也越來越強(qiáng)大。現(xiàn)在的可編程序控制器不但工作速度快—邏輯指令執(zhí)行時(shí)間為每條零點(diǎn)幾個us、高級應(yīng)用指令每條為幾個或幾十個us;而且功能強(qiáng)—強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算功能、豐富的數(shù)學(xué)計(jì)算功能以及可靠的遠(yuǎn)程通信功能。西門子S7-200PLC就是其中一種具備以上功能的小型PLC。本文主要介紹S7-200PLC在GDX2高速包裝機(jī)煙包外包裝質(zhì)量缺陷檢測中的應(yīng)用示例。

2 問題提出

現(xiàn)在的卷煙市場競爭十分激烈，各廠家都使出渾身解數(shù)來提高自己的產(chǎn)品質(zhì)量和維護(hù)自己品牌的聲譽(yù)，所以各廠家都想盡辦法使自己進(jìn)入市場的產(chǎn)品為零缺陷。在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中廠家對產(chǎn)品質(zhì)量的把關(guān)非常嚴(yán)格，特別是對卷煙的最后一道工序-包裝工序的包裝質(zhì)量要求更為嚴(yán)格，往往對同一種材料進(jìn)行多次缺陷檢測，以避免次品流入市場。原產(chǎn)意大利的GDX2包裝機(jī)是世界上目前最好的卷煙包裝機(jī)，也是業(yè)內(nèi)的主力包裝機(jī)型，它具有包裝質(zhì)量好，有效作業(yè)率高，人機(jī)安全可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。盡管它檢測功能多，但仍然不是十分完善，不能滿足廠家的質(zhì)量要求，有必要增加一些的煙包外包裝質(zhì)量缺陷檢測功能。如在煙包的薄膜包裝部分增加翻蓋完好檢測，薄膜包裝散開檢測，薄膜短搭口不對稱檢測等。

3 方案選擇

盡管GDX2的電控系統(tǒng)是開放式的，采用類似VB的GDLAN語言來編寫程序的，但對用戶是不開放的，因此要增加外電路來實(shí)現(xiàn)新增的檢測功能。由于檢測電路的功能不復(fù)雜，主要功能是將檢測器檢測到的壞煙包移位到剔除位置，使剔除電磁閥動作，將其剔除。采用邏輯電路，單片機(jī)電路，PLC電路3種方案之一都可實(shí)現(xiàn)該功能。方案比較如附表所示。

通過比較，顯然選擇方案3，PLC電路最好，盡管成本高些，但其他性能最好。

4 方案實(shí)施

PLC的輸入的點(diǎn)數(shù)為4個，其中3個為檢測信號，1個為同步信號;輸出的點(diǎn)數(shù)只需1個，為剔除信號。考慮點(diǎn)數(shù)冗余和日后功能增加問題，選擇8個輸入點(diǎn)，6個輸出點(diǎn)、型號為CPU222的S7-200PLC可滿足方案要求。PLC硬件設(shè)計(jì)如圖1，其中PLC的電源220VAC和傳感器24VDC取自包裝機(jī)內(nèi)，B1為接近開關(guān)，B2為高解析度色標(biāo)光電檢測器，B3為輕觸微動開關(guān)。

5 程序設(shè)計(jì)

程序分為壞包檢測和移位剔除兩部分。在壞包檢測部分，同步信號高電平有效時(shí)使檢測信號有效，當(dāng)檢測到壞包時(shí)，將要移位的位置1。在移位剔除部分，由于第一的檢測位到剔除位要移位12包煙包，因此采用1個16位的字如VW0來作移位寄存器，并將檢測位裝載到移位寄存器的對應(yīng)位上，當(dāng)V1.3為“1”時(shí)接通Q0.0，Q0.0觸點(diǎn)接通手動剔除按鈕，剔除閥動作剔除壞煙包。

//GDX2-CH小包透明紙包裝機(jī)外觀包裝檢測器程序//
LD I0.0 file://同步時(shí)鐘//
A I0.1 file://翻蓋檢測//
ON V1.0 file://缺翻蓋煙包//
LD I0.0 file://同步時(shí)鐘//
A I0.2 file://薄膜搭口檢測//
ON V1.7 file://薄膜搭口不對稱煙包//
LD I0.0 file://同步時(shí)鐘//
A I0.3 file://薄膜散開檢測//
ON V0.1 file://薄膜散開煙包//
LD I0.0 file://同步時(shí)鐘//
SLW VW0,1 file://一個時(shí)鐘脈沖左
移1位的16位寄存器//
LD V0.3 file://剔除位//
ON Q0.0 file://剔除信號//
END_OB1 file://程序結(jié)束//

6 結(jié)束語

GDX2-CH小包透明紙包裝機(jī)外觀包裝檢測器經(jīng)過一年的使用情況來看，故障率為零，壞煙包剔除準(zhǔn)確率為百分之百，好煙包誤剔除率也只有萬分之一左右。

采用S7-200PLC制作檢測器的成本較低，程序編寫簡單，可靠性高，可維護(hù)性好。