1、项目工艺介绍
立式包装机是将卷筒状的挠性包装材料制成袋筒，充入物料后，进行封口，三个功能自动连续完成的机器。配合上道的计量冲填机械，立式包装机常用于包装块状、片状、粒状、梗枝状、粉状以及流体和半流体物料。目前市场上的立式包装机空机运转基本可达到120bpm(bags/min)，配合上道计量充填机械，速度可达到60-80bpm。
2、项目应用的产品
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产品名称
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型号
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数量
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PLC
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XC3-24RT-E
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1
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伺服
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DS2-20P4
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1
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变频器
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VB5 -20P7
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1
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触摸屏
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TH765-MT
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1
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3、系统硬件的构成
系统的工艺流程图：
4、工艺说明
立式包装机的特点是被包装物料的供料筒设置在制袋器内侧，制袋与充填物料由上到下沿竖直方向进行。立式包装机主要由计量装置、传动系统、横封和纵封装置、成型器、充填管及薄膜牵拉供送机构等部件组成。
其工作原理为：放在支承装置上的卷筒薄膜，绕经导棍组、张紧装置，由光电检测控制装置对包装材料上商标图案位置进行检测后，通过成型器卷成薄膜圆筒裹包在充填管的表面。先用纵向热封器对卷成圆筒的接口部位薄膜进行纵向热封，得到密封管筒，然后筒状薄膜移动到横向热封器处进行横封，构成包装袋筒。计量装置把计量好的物品，通过上部充填管充填入包装袋内，再由横向热封器热封并在居中切断，形成包装袋单元体，同时形成下一个筒袋的底部封口。
5、控制方案
控制原理：
如图是包装机电气原理图，整个设备工艺过程主要分为抬刀、定位、封切三个部分，整个工艺过程由热封切刀、伺服装置、变频装置、牵引皮辊、承切皮辊联动完成。热封切刀安装在传动轴上，该轴由变频装置驱动，做上下往复运动；伺服装置驱动牵引皮辊，按照一定的速度，保证热封切刀在离开承切皮辊并再次到达承切皮辊之前，将所设定长度的塑料袋送过切刀；随后，热封切刀到达承切皮辊，将塑料袋封口，并切开。
硬件连接图：
人机界面：
触摸屏，界面上可设置定长封切或色标封切、切袋长度、送袋速度等，当选择为定长封切时，色标封切无效。
优势：
信捷的6万色TH系列触摸屏使用在包装机上，双口独立通信，与信捷控制器与器件之间进行了简易化的连接和画面制作，大幅度节约了产品开发时间。
ＰＬＣ：
核心程序的载体，控制各执行机构的运转与协调。根据伺服机构的机械传动比、伺服驱动器的电子齿轮比、伺服电机编码器的线数以及出料辊的周长，PLC程序计算出伺服驱动器接收一定数量的脉冲，伺服电机驱动出料辊转动，带出一定长度的胶袋，实现定长控制。
优势：
采用了信捷的小型PLC XC3，它有着高速的指令运算，内置了2路200kHZ的高速脉冲输出，且配有PTO指令(填表式脉冲指令)，无需另加任何模块，为客户大大节省了电气成本。XC3本体具有RS232、485两种串口，方便各种上位机监控。而且，XC3还具有强大的外部中断功能，客户的送膜程序可放在输入中断的中断程序内，使得送膜起始和停止不受程序循环扫描周期的影响，加上使用PTO指令，快速完成送膜。
色标传感器：到位信号，负责时间的判断与控制信号的发出。
主变频：
负责热封刀的连续上下运动，同时控制出袋速度与效率。
优势：
因为本方案中用到的变频器还需要与ＰＬＣ进行通讯，因此选用了信捷的VB3系列变频器。该变频器内置RS485通信功能，结合ＰＬＣ的ＢＬＯＣＫ通信功能块，通信显得非常方便，省去PLC的通信编程，减少PLC程序，提高速度。
伺服：
由驱动器、伺服电机构成，作为主要运动机构，主要任务是完成定位精度的控制，严格执行来自PLC的脉冲指令控制，同时，保证在频繁启动负载下自身运动的平稳性与快速响应性，使伺服电机的一次送料转速满足切刀上下运行的时间要求。伺服性能直接反映了这台设备的整机性能与质量。
优势：
在本方案里选用信捷 DS2系列伺服控制送膜，送膜具有定位时间短，定位精度高的特点。DS2系列的伺服可以通过数据线与信捷的伺服监控软件相连，可实现参数的快速设置以及伺服运行时性能的实时监控，帮助客户在故障产生时快速准确地找到问题所在。宽调速比，恒转矩输出，三倍过载能力，额定转速3000rpm，配置2500线编码器。
总结
信捷完善的产品体系几乎涵盖了整个包装机械上需要的工控产品，且每样产品既具有其自身的独立优势，又具有本厂产品之间高度的兼容性。这不仅节省了工作量与开发成本，又同时大大提高了机械的整体性能。
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