包装机的步进电机控制系统.pdf

收稿日期 2002 12 31 作者简介 刘国启 1973 男 黑龙江肇州人 远达药业集团助理工程师 大学专科 主要从事药业设备自动化控制及计算机联机 管理等工作 控制工程 Control Engineering of China May 2 0 0 3 Vol 1 0 S0 2003年5月 第10卷 增刊 文章编号 167127848 2003 S020184202 包装机的步进电机控制系统 刘国启 刘铁生 孟昭臻 远达药业集团 黑龙江 哈尔滨 150086 摘 要 为了提高小袋包装机的包装质量 满足生产的需要 将小袋包装机的机械传 动部分 改为步进电机控制 再用步进电机控制器控制步进电机工作 其特点是机械传动 部分简单 控制系统比较先进 人为误差较小 故障率较低 操作简单 包装材料利用率提 高 容易维修 它能够降低生产成本 在食品 保健品等行业使用的同类包装机均可推广 使用 关 键 词 步进电机 控制系统 包装机 中图分类号 TP 273 文献标识码 A 1 引 言 当前已用于医药 食品包装的小袋三面封包 装机 其袋长大多采用机械超载离合器控制 这 种方式误差较大 且机械故障率高 随着行业竞 争的加剧 产品的外在质量显得极为重要 这就给 包装设备提出了更高的要求 针对这种现状 笔 者将用于药品颗粒包装的10台小袋包装机的机 械传动部分改成步进电机带动 再用步进电机控 制器控制步进电机工作 经一年多的运行 收到了 十分显著的效果 2 包装机的结构 1 原有包装机结构 它是由送纸系统 计量 系统 成型器 控制系统 制袋系统 袋长调整器等 组成 2 改造后的结构及工作过程 改造后保留 送纸系统 计量系统 成型器3部分 去掉了袋长 调整器 将控制系统 制袋系统做了主要改动 工作过程 包装材料通过送纸系统经成型器 对折后 被安装在热封臂上的 L 形热风器封合 成口袋 计量器在旋转中将计量好的物料充填入 袋 随后口袋被制袋系统拉下一个袋长 袋长完全 靠控制系统控制 精度非常高 热封器又一次做 封合动作 将前一个口袋的上口封合 同时也完成 了下一个口袋下底和纵边的封合 并由裁刀将已 充填封合的口袋在正确的封道位置上切断 从而 制成包装成品 如此循环完成包装作业 在整个 过程中 控制系统 制袋系统在这台设备上起着至 关重要的作用 3 控制系统的设计 1 硬件组成 控制系统的硬件主要由步进 电机 控制器 驱动电源等组成 考虑到系统工作 性能及可靠性 输入信号主要包括光电传感器 包 装机启动信号 仪表定值输出信号等 输出信号主 要包括脉冲信号 电机转向电平信号等 控制系 统结构如图1所示 图1 控制系统结构 2 控制系统功能 自检功能 每次送电后系统将所有输入信 号逐一检测 并在控制器上点亮指示灯 以检测电 气系统是否完好 报警功能 在自动运行中 仪表出错误或 没读到光标而袋长超长时报警 以便将故障排除 或将不合格物品挑选出去 以保证系统的正常运 行和产品的质量 1995 2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co Ltd All rights reserved 3 控制效果及其分析 原有包装机机械传 动部分采用超载离合器 通过光电检测装置控制 电磁铁来修补偏差量 实际控制袋长要比标准袋 长短0 5 1 0 mm 这种袋长很难控制稳定 由于 机械传动部分的复杂性导致影响袋长的因素增 多 而且出现故障极难排除 在无故障情况下 实 际袋长在标准袋长附近周期变化 理论偏差为 0 5 mm 这 种 情 况 下 的 成 品 袋 一 般 要 相 差 3 0 mm左右 很难达到要求 改造后的机械传动部分采用步进电机带动 由主轴上的光电开关发出的启动信号Q 和成型 器上端的光电检测器发出的停止信号T 送至步 进电机控制器进行处理 控制步进电机工作 完成 制袋功能 其特点是机械传动部分简单 由于控 制系统比较先进 所以人为误差极小 故障率极 低 操作简单 易维修 改造前后的有关性能对比见表1 表1 改造前后性能的对比 性 能改造前改造后 包装质量一般优 包装速度 袋 min 1 551080100 设备操作复杂简单 故障率 32102100 包材利用率 92 099 80 袋差 mm 2 0 0 20 标准偏差 mm4 10 38 4 结 语 设备在远达集团公司经过一年多的运行 效 果非常好 比原来的效率明显提高 具有非常好的 改造价值 在食品 保健品等行业使用的同类颗 粒 片剂及液体包装机均可利用推广 设备性能达 到国内先进水平 Control System of Packer Walking Beam Motor L IU Guo2qi L IU Tie2sheng M EN G Zhao2zhen Yuanda Pharmaceutical Group Harbin 150086 China Abstract For improving the quantity of small bag packer satisfying the production demand The engineering transmission of the small bag packer can be changad to walking beam control It has characteristics of simple transmission advanced control system smallest artificial error margin rate failure simple utilization increasing of packing materials easiy maintaining It can re2 duce production cost and can be used in same kindpacker of food and health care food etc Key words walking beam motor control system packer 上接第55页 2 张红芳 张金淦 腾小羽 CAN总线和Device Net 协议及其在变电站监控系统中的应用 J 电力系 统自动化 1998 27 6 52254 3 李庆军 赵黎明 戴文晶 浅谈CAN总线技术及其 在电站监控中的应用 J 继电器 2000 30 10 38241 4 谭文恕 远动的无缝通信体系结构 J 电网技 术 2001 25 8 7210 5 洪宪平 走向网络化的远动系统 J 电力系统自 动化 2001 25 6 123 Design and Implementation of Telecontrol System Based on Network Transmission WAN G Jing L IU Di2chen YIN Xiao2gong College of Electric Engineering Wuhan University Wuhan 430072 China Abstract With the development of data communication and networks technology network transmission of telecontrol informa2 tion has been the trend of automatic electricpower systems To ensure the functions of dispatching automation for power sys2 tems and the real time nature and reliability of the telecontrol system transmission modesof the telecontrol system are analyzed and the development of telecontrol systems based on CAN bus is presented The system configuration and the methods of soft2 ware design were presented and the communication between RT