西门子6ES7222-1HF22-0XA8传授代理瓦楞纸印刷开槽模切机组属于瓦楞纸箱生产线中的中后道工序，其主要功能是将前道生产出的瓦楞纸板经过印刷为纸板上色，再通过开槽、模切两道工序将纸板做成便于折叠、钉接、粘接成纸箱的形态。工艺描述：送纸机组：整个系统中的前端机组，主要由进纸工作台、真空吸附装置、送纸装置、前门移动装置、侧挡板移动装置、弹性送纸辊等组成。从前道生产线上下来的瓦楞纸板送到送纸机组的工作台上并依靠前门及左右侧挡板进行定位，由真空吸附装置吸平纸板，由送纸装置将纸板送入弹性送纸辊，进入下道印刷工序。印刷机组：由送纸机组送来的纸板进入印刷部进行印刷。主要由印刷滚筒、夹送装置、油墨循环装置、传墨装置、印刷滚筒的周向、轴向调节装置、墨辊升降定位装置等组成。根据终用户对色彩的需求，可配置3～5台印刷机组，分别完成3～5色的印刷工艺。开槽、模切机组：印刷好的纸板经夹送辊送入开槽机组，首先进入压痕装置进行压痕，经压痕后的装置进入开槽模切装置，一般以上下切刀在回转过程中利用对滚而进行切纸的，相当于简化了的圆压模切装置，通过开槽模切机组将瓦楞纸板裁切成适合粘钉成纸箱的形态。工艺流程图：工艺难点：瓦楞纸板从送纸机组进纸到开槽模切机组出纸，每道机组中都需要由上下两根送纸辊将纸板夹住通过对滚往后道机组送，另外，还有压痕、开槽等工序也是由上下压痕辊、上下开槽辊将纸板固定并在回转过程中利用对滚进行压痕、开槽的，如图所示:因此，一般都会要求上下送纸辊、上下压痕辊、上下开槽辊等能根据纸板的层数、厚度及纸质的优劣来调节上下两根辊的间隙，间隙太紧会导致纸板的变形，间隙太松又会导致印刷、压痕、开槽等工艺产生偏移，如何准确而高效地调整上下辊的间隙是瓦楞纸板生产厂家一直在探讨的课题。目前自动化较高的方法是通过凸轮带动辊进行上下运动，用旋转编码器检测凸轮的旋转角度如图2所示，通过曲率计算得出上下辊之间的间隙距离。因此，需要数量众多的旋转编码器进行数据检测，同时需要数量众多的高速计数单元对编码器的数据进行采集。OMRON的CP1H系列小型PLC内置四路100kHz高速计数通道，能很好满足瓦楞纸生产线对高速计数的需求。欧姆龙整体解决方案及其优势：通信网络：Controller bbbb网络优势：Controller bbbb是OMRON的主要的FA级别的网络，它支持在PLC之间及PLC和上位机之间的自动数据链接，也可以使用信息服务进行可编程的数据传送，可实现高容量(20K字)、柔性数据链接及高容量的数据传送，对低成本的通信系统，可使用双绞线电缆或光缆PLC：OMRON多功能一体机CP1H优势：内置四路高速计数，单相100kHz，相位差50kHz内置USB编程口，另可扩展2个串行端口，可自由选择RS232C、RS485。当高速计数通道或I/O点数不足时，可采用RS485通过PCbbbb协议将几台CP1H串连，大可达到9台(主站1台，从站8台)备有丰富的指令用语，可进行浮点运算、三角函数演算指令等，适合瓦楞纸生产线中所需的计算指令。同时支持梯形图和ST(文本结构)两种编程语言，可穿插搭配灵活应用。高速的指令运算速度，基本指令仅需0.1μs，应用指令也仅需0.3μs由于CP1H的运算能力已经相当于中大型机，在进行系统配置时，无需像以往一样在送纸机组中配制中大型PLC，将其余机组采集的数据通过总线传送到大型PLC中进行计算，再通过总线传回各机组。每台CP1H都可进行独立高效的计算，因此每台机组都只需配置CP1H即可，既可对数据进行实时运算提高了效率，又节省了整套系统的配置成本HMI：OMRON的的彩色触摸屏NS系列优势：具备丰富的画面种类，画面分辨率高达32768色与欧姆龙控制器之间具有极强的兼容性支持41个国家的语言，一个画面多可显示16国语言支持多达1000种配方功能装载了60MB容量的图像存储器，可大量使用实时的照片选用具有以太网功能的NS系列人机界面，可与上位机系统进行通信Inverter：高功能紧凑型变频器3G3MZ系列优势：支持开环矢量控制和V/f控制，可以确保电机在较低的转速能够高转矩运行，有150%的过负载能力内置了Modbus协议通信(RS485接口)，还可以选择现场总线卡适配DeviceNet、Profibus-DP、CANopen等多种高速通信内置EMI噪声滤波器，可以有效降低3G3MZ产生的电磁干扰，达到Class B等级旋转编码器：E6B2-C系列优势：外径_40备有2000P/R的分辨率具备使Z相对简单化的原点位置显示功能。实现轴负重、径向30N、推力向20N附有逆接、负荷短路保护回路，改善了可靠性(也备有线性驱动输出)OMRON完善的产品体系几乎涵盖了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非常高的兼容性，客户在使用OMRON整套系统解决方案后不仅节省了工作量与开发成本，同时又大大提高了机械的整体性能。枕式包装机是食品、医药等包装行业中应用比较广泛的一种包装机械，日常生活中使用到大量的日常用品和食品的包装大多是枕式包装机封装而成。目前国内许多低端枕式包装机功能简单，只能简单代替集体手工操作，且产品功能单一性，存在低水平重复开发、低价格拼杀的格局。在借鉴了国外枕式包装机的先进理念后，国内的轻工机械厂家根据市场的需求，采用OMRON的运动控制器CJ1W MCH71推出了高性能的国产包装机。工艺描述：往复式枕包机的四轴伺服是整个控制系统的核心，其功能分别为：轴1(送料)：送料轴通过速度控制进行送料，检测到传感器1后判断是否有包装请求，有的话继续进给，没有则停止等待。轴2(送膜)：送膜轴为系统主轴，以速度控制方式送出包装膜，每次送膜时通过色标传感器2作为检测每个膜长的触发信号，通过编码器采集实际膜长，从而能对机械滑差进行补偿。轴3：张力控制轴跟随主轴运行，并可以实时调节同步速度比，从而控制包装膜张力。轴4：飞剪端封轴跟随主轴运行，以凸轮同步方式进行同步控制，并且可以根据包装袋长度实时调节凸轮速度比。工艺流程图：工艺难点：如果因为机器滑差或者张力调节适调导致的包装膜错位，从而导致在端封轴没有在色标处端封，必须能够有自检能力进行色标追踪。如果包装物在包装袋有滑动，必须检测出，从而防止误切，直到物料在包装袋端封位置中。如果包装袋中没有包装物，必须检测出，从而防止空切，直到物料在包装袋端封位置中。欧姆龙整体解决方案及其优势：PLC：OMRON模块式PLC--CJ1系列优势：综合的快速处理，将机器的性能提高到大限度。支持FB(梯形图/结构化文本)与元器件连接性更好，开发率更高，维护性更好，应用更广。通过使用小型存储卡，即使在海外现场，也可以通过邮寄或者Mail实现快速改变。可以实现多跨越8层网络，包括元器件层、控制器层和信息层的无缝信息通信。运动控制单元：OMRON总线式运动控制单元CJ1W-MCH71优势：在伺服驱动器和分布模块中使用高速MECHATRObbbb-II伺服通讯，可通过更少的配线实现多轴控制.伺服控制所需的限位开关和原点传感器置入伺服驱动器内，进一步改善了多轴系统中的分布控制。通过使用高速伺服通讯可设定运动程序、系统参数、系统数据以及驱动器参数，并且可以通过在个人电脑上运行支持软件以读取这些参数。支持位置控制、同步控制(电子齿轮、电子凸轮、跟踪装置)、速度控制以及扭矩控制，应用广泛。可以使用八个运动任务同时执行运动程序。HMI：OMRON彩色触摸屏NS系列优势：具备丰富的画面种类与欧姆龙控制器之间具有极强的兼容性丰富的SAP程序库功能，与OMRON本厂的一些器件(如温控器)通信只需从SAP库中将部件粘贴在画面上即可，不需要制作画面或梯形图支持41个国家的语言，一个画面多可显示16国语言支持多达1000种配方功能Servo：OMRON W系列伺服优势：具有定位时间短，定位精度高的特点。可以通过数据线与OMRON的伺服监控软件Cx-Driver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。可对应网络。分散控制、多轴、同步控制可通过省布线方式构筑。Sensor：E3X-DAC光纤传感器优势：搭载彩色传感引擎，通过RGB三原色处理工件本身的色彩信息来达到检测工件的目的增强对抗工件检测现场实物产生抖动等偏差能力，减少由距离变化造成的误动作判定的影响采用白色LED，应对各种检测工件都无需更换光源，能够更简单、安心、准确地进行检测 经过现场测试后，当系统采用2把飞剪端封滚刀，系统大速度可以稳定达到200包/分钟，如果采用单把飞剪端封滚刀，系统大速度可以稳定达到120包/分钟。 OMRON完善的产品体系几乎涵盖了整个枕式包装机上需要的所有工控产品，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非常高的兼容性，客户在使用OMRON整套系统解决方案后不仅节省了工作量与开发成本，同时又大大提高了机械的整体性能。FY113回收机是在引进ITM公司DEPLPHI400技术基础上，转化设计的国产化设备．该设备能实现卷包设备产生的不合格烟支或跑条烟进行烟丝回收利用，其加工处理能力为40kg/h．考虑到该设备与上下游机连接与配置较为灵活，与FY113配套的喂料机、压纸机、除尘器、拆包机等可能是第三方提供的设备，这对系统在用户处调试提出了较高的要求．为解决此问题，系统程序设计需在原有系统方案上进行改进，采取模块化、结构化处理方式[1] ，以增强设备控制程序功能上的独立性及程序接口的通用性，减少现场代码修改工作量，方便程序调试．1 烟丝回收系统工作原理及工艺流程分析废烟支中烟丝的加工回收按工艺流程可分为5部分[2] ：烟支喂料、排序、剖切、开松、分离输送、除尘部分．喂料部分将废品烟支送入喂料机料斗中，通过陡角提升带将废烟支提升落入排序装置，排序装置将输送过来的杂乱无序的烟支进行纵向排列，以确保烟支顺利进入剖切装置．剖切装置上方的旋转切刀将排序过的烟支纵向打孔剖开．松开装置是将剖切过的烟支进一步疏松，分离输送装置将剖切装置剖开掉落的烟丝直接从剖切轮送到分离输送装置的一级分离振筛上，又将经过开松装置处理的烟丝混合物由二级分离振筛输送到送丝皮带上．此时烟纸和滤嘴则经过二级分离振筛输送，落到烟纸收集箱，烟末及烟灰进入烟末集中箱，烟丝则可以通过下游机送丝带进入烟丝供丝料仓中完成烟丝循环再利用．为减轻设备操作劳动强度，用户可以自行配置专用的物流小车进行烟支的喂料，经回收机处理过的烟纸和滤嘴可以配置压纸机统一回收处理，对包装机引起的废烟也可以配置拆包机进行处理，减少废烟包人工拆散工作量，对回收机除尘部分用户也可以选择集中除尘或独立除尘.2 西门子STEP7 S7-300/400系统程序组织块特点[3]西门子STEP7支持及提供的块有OB（组织块）、FC（功能）、FB（功能块）、DB（数据块）、系统功能及功能块（SFC/SFB）等，用户做的主要工作是根据设备工艺特点把系统控制任务合理地划分不同功能和功能块．用户不需要设计操作系统调用程序、系统循环扫描监控出错等额外程序，但这些系统都能提供接口做到对用户透明，尽量减轻用户编程负担这为系统PLC程序的设计实现模块化、结构化处理提供很大的支持及系统优势．3 烟丝收回控制系统任务功能及模块划分实现以上工艺流程需求，可以把程序处理任务进行以下划分（图1）：3.1 系统中起执行作用的控制对象控制系统中控制对象主要是设备执行元件，通过以上分析不难发现系统控制对象就是指各个工序电机．而每一道工序都有属于自己动作和当前工况状态，即工序对象的行为和属性．在程序处理上把系统中所有工序电机的语句抽象提取出来，归纳控制属性、工位属性、状态属性、故障显示属性等，列出执行元件属性表，把这些属性封装成通用的功能块FB来满足设备上所有所用工序电机的控制要求．详细分析如下：要做成设备通用的功能模块，首先须提取设备上每一道工序相同的控制对象．在烟丝回收系统中根据物料的流动顺序即从一个工序输送到下一个工序，每工序都只有一个控制对象电机．工序电机的控制，是通过程序输出接触器信号来启动电机运转．通常电机基本控制模式有两种：自动模式和手动模式．在手动调试模式下，工序电机的启动首先必须通过触摸屏进行选取，再由触摸屏上的软件按钮触发，分为手动启动，手动停止、全部停止；而在自动控制模式下，这任务由启动程序来完成．在实际生产现场给出电机状态信号和电机故障信息指示，能极大地减少设备维护的工作量．因此把电机运行状态、电机故障指示也作为建立该功能模块的输出．包括模式选择、模式工位指示、对象功能测试按钮、电机故障显示、电机状态显示．形成输出执行元件属性表1．再针对具体每个工序电机，分配相应的背景数据DB，记录当前特定控制工序电机的相应特征属性，以实现相应功能在STEP7程序中的调用[4] ．3.2 系统中起工艺工序流程传递的功能划分与组织3.2.1启停控制程序该设备启动时应按序依次启动，先启动除尘电机→输送带电机→开松装置电机→分离振筛电机→切刀电机→剖切轮电机→排序振筛电机→后启动喂料部分供料电机；停车时应该先停止喂料部分，后才能停止分离振筛．程序上这样设计是为了尽量减少对来料的浪费．同样原因，除开有立即停机外，停机程序延时也按工艺固有顺序将废烟支按一定的次序撤出，尽量将分离的烟丝输送出来，工序之间的投入通过程序延时进行传递．如图2所示．3.2.2 工艺配方处理程序对FY113喂料部分、切刀装置、开松装置工艺配方的管理，程序上采取牌号处理方式．在HMI触摸屏上建立20个牌号管理空间，支持牌号编辑、牌号选择、当前牌号读写等功能．根据模块化编程的特点，同样是采取功能块编程方式来处理，首先程序上开辟20个牌号的数据管理区DB（1～20），定义功能块相关输入参数：牌号读数据区编号、牌号写数据区编号、数据区长度、牌号源信息、牌号目标信息．采取地址指针方式读写所要管理的牌号，这样大大简化程序繁杂度，提高程序的可读性．3.2.3 堵塞保护处理程序对回收机切刀装置、开松装置高速旋转运动部件进行保护，利用运动部件产生的高频信号进行计数[5] ，低于程序设定值来判定该装置是否堵塞，防止损坏高速旋转的运动部件．3.2.4 设备操作管理权限处理程序对设备供应商、设备管理员、设备操作员分别分配不同操作使用权限，主要对特殊工艺配方进行管理及系统异常情况下系统参数的保护与恢复．4 总结采用模块化方式进行编程，可以大大减少程序编辑量，缩短程序开发时间，降低编程误操作发生率，在设备功能扩展的时候，也只要针对性地修改相应功能块，而无需大范围的调整程序结构，提高了程序的移植性与重用性，这给控制系统程序的调试与管理带来不少方便，极大地缩短了产品的开发时间．