隨著噴墨打印機(jī)的廣泛應(yīng)用，墨盒的需求也越來越大，各種各樣的墨盒也隨之在市場(chǎng)上出現(xiàn)。為了滿足大批量，多工藝的生產(chǎn)需求，我們開發(fā)了基于PLC的墨盒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)，同時(shí)也為下一步的聯(lián)線生產(chǎn)打下了基礎(chǔ)。
1、控制系統(tǒng)介紹：
本例中控制系統(tǒng)采用西門子S7－200系列PLC及人機(jī)界面TD200。SIMATIC S7－200是西門子公司生產(chǎn)的具有很高性價(jià)比的微型可編程序 控制器 。其具有結(jié)構(gòu)小巧，運(yùn)行速度快及多功能和多用途等特點(diǎn)，在專用機(jī)械設(shè)備，食品加工工業(yè)，農(nóng)業(yè)，輕工業(yè)、制藥行業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用。根據(jù)工藝要求及今后擴(kuò)展的需要，我們?cè)诒纠兄鳈C(jī)選用CPU224 AC/DC/繼電器 ，本機(jī)I/O點(diǎn)為14輸入，10輸出。*多可擴(kuò)展7個(gè)模塊。選用TD200中文文本顯示器，其具有連接簡(jiǎn)單，操作方便，可對(duì)過程參數(shù)進(jìn)行顯示和修改等許多特點(diǎn)。
2、工藝流程概況：
本噴墨灌裝機(jī)主要實(shí)現(xiàn)四個(gè)工藝，注墨、灌裝、單步清洗，連續(xù)清洗。下面我們分別加以介紹：
灌裝工序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)墨盒的抽真空和注墨，工序開始首先進(jìn)入抽墨步驟，啟動(dòng)按鈕按下，模具電磁閥打開，模具帶動(dòng)墨盒向上運(yùn)動(dòng)，使注墨針頭插入墨盒并使墨盒處于密封
狀態(tài)，同時(shí)墨（水）缸閥打開，墨缸柱向下運(yùn)動(dòng)，將墨抽入墨缸內(nèi)。當(dāng)墨缸柱向下運(yùn)動(dòng)到下限位時(shí)，抽真空電磁閥打開，抽真空管通過針頭對(duì)墨盒進(jìn)行抽真空。當(dāng)真空抽到設(shè)定值后（由真空開關(guān)設(shè)定和判斷），注墨閥打開等待注墨。延時(shí)0.1秒后墨（水）缸閥關(guān)閉，墨缸柱向上運(yùn)動(dòng)將墨缸中的墨打入墨盒內(nèi)，墨缸柱向上運(yùn)動(dòng)的同時(shí)等待0.2秒后關(guān)閉抽真空閥，停止對(duì)墨盒進(jìn)行抽真空。墨缸柱向上運(yùn)動(dòng)到上限位后完成對(duì)墨盒注墨工作，下面進(jìn)入放氣（卸壓）步驟，放氣閥打開，機(jī)械系統(tǒng)開始卸壓。放氣一段時(shí)間后，所有閥門關(guān)閉，墨盒回到原始位置，整個(gè)工序完成。
注墨工序是為了適應(yīng)一些品牌的墨盒不需要抽真空步驟而設(shè)計(jì)的。所以注墨工序在墨缸柱向下移動(dòng)到達(dá)下限開關(guān)后直接進(jìn)入注墨步驟。
單步清洗工序中主要包括兩個(gè)步驟：抽水和注水。灌裝機(jī)啟動(dòng)后水缸柱向下運(yùn)動(dòng)進(jìn)行抽水，到達(dá)下限后，水缸電磁閥關(guān)閉，水缸柱向上運(yùn)動(dòng)。同時(shí)注水閥打開，開始注水，從而達(dá)到清洗的目的。
連續(xù)清洗工序是在單步清洗的基礎(chǔ)上，按下啟動(dòng)按鈕后，灌裝機(jī)一直運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行清洗，直到按下復(fù)位按鈕后，才能停止。
這里需要提到的一點(diǎn)是在工藝敘述中提到的墨缸柱和水缸柱，墨缸閥和水缸閥及注墨閥和注水閥實(shí)際上指的是同一執(zhí)行機(jī)，只是不同的工序中不同的名稱而已。
3、程序?qū)崿F(xiàn)：
程序流程圖如圖1所示：根據(jù)工藝的特點(diǎn)控制程序采用順序繼電器指令按圖1要求編寫，此處不贅述。需要說明的是為了節(jié)約輸入點(diǎn)，工序的選擇是通過TD200（HMI）來執(zhí)行的。
圖1略
TD200的程序設(shè)計(jì)：
在程序編寫中，將功能鍵F1、F2、F3、F4分別定義為注墨工序，灌裝工序，單步清洗工序，連續(xù)清洗工序。當(dāng)送電后，程序初始化等待工序選擇。選擇工序后使程序進(jìn)入不同的程序段。但在沒有啟動(dòng)前（即沒有按下啟動(dòng)按鈕前），還可以實(shí)現(xiàn)工序轉(zhuǎn)換（連續(xù)清洗工序除外）。TD200畫面顯示包括四種工序名稱，注墨和灌裝工序日計(jì)數(shù)和月計(jì)數(shù)，延時(shí)時(shí)間顯示等。工序選擇后，TD200畫面上便會(huì)顯示當(dāng)前工序的名稱和已完成數(shù)量。定義功能鍵F5，F(xiàn)6分別為注墨和灌裝工序日計(jì)數(shù)和月計(jì)數(shù)復(fù)位鍵。工人每天定時(shí)對(duì)當(dāng)天各工序完成量分別計(jì)數(shù)后，按復(fù)位鍵將計(jì)數(shù)器清零。在實(shí)際編程中，將復(fù)位鍵按下后使運(yùn)行程序跳入計(jì)數(shù)器所在段，同時(shí)復(fù)位該程序段，具體程序?yàn)椋?/p>
……………………
Netwok17 //注墨日計(jì)數(shù)復(fù)位
LD M0.4
SCRT S0.6
Netwok18 //注墨月計(jì)數(shù)復(fù)位
LD M0.5
SCRT S0.6
……………………
Netwok30 //放氣步驟
LSCR S0.6
Netwok31 //打開放氣閥
LD S0.6
= Q0.4
TON T34, VW500
Netwok32 //延時(shí)5妙 關(guān)閉所有閥門
LD T34
R Q0.0, 5
Netwok33
LD T34 //注墨日計(jì)數(shù)
LD M0.4 //注墨日計(jì)數(shù)復(fù)位
CTU C0, +5000
Netwok34
LD T34 //注墨月計(jì)數(shù)
LD M0.5 // M0.5
CTU C1, +30000
Netwok35 //運(yùn)行結(jié)束跳出本程序段
LD T34
O M0.4 //日計(jì)數(shù)復(fù)位后直接跳出本程序段
O M0.5 //月計(jì)數(shù)復(fù)位后直接跳出本程序段
SCRT S0.1
R M0.4, 2 //復(fù)位日、月計(jì)數(shù)復(fù)位位
程序中，M0.4 為注墨日計(jì)數(shù)復(fù)位位變量（TD200的F5功能鍵），M0.5為注墨月計(jì)數(shù)復(fù)位位變量（TD200的F6功能鍵） ，Q0.4 為放氣閥輸出變量，T34為定時(shí)器，C1、C2為計(jì)數(shù)器。
在順序控制繼電器程序中，不同段的程序不會(huì)同時(shí)運(yùn)行，所以將灌裝和注墨的計(jì)數(shù)復(fù)位定為同樣的按鍵。這樣給操作工帶來了方便，同時(shí)也節(jié)省TD200的功能鍵（TD200只有8個(gè)功能鍵）。
4、PLC外接線
圖2略
如圖2所示，在接線中，為**起見采用24伏為繼電器供電。利用PLC本身的24伏為輸入信號(hào)供電，在真空開關(guān)的茶黑線端接一個(gè)繼電器，以驅(qū)動(dòng)真空輸入信號(hào)。如不添加繼電器，必須采用兩個(gè)電源為真空開關(guān)供電。具體接法如圖3所示：
圖3略
5、結(jié)束語：
該控制系統(tǒng)發(fā)揮了S7-200PLC緊湊、可靠、操作簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn)，較好的滿足了控制要求。在灌裝精度，多種品牌灌裝的實(shí)現(xiàn)上都很好的滿足了客戶的需要。同時(shí)為下一步實(shí)現(xiàn)多機(jī)聯(lián)網(wǎng)打下了基礎(chǔ)。
公安機(jī)關(guān)備案號(hào)：
