我廠從德國某公司進口了一套高速硬盒卷煙包裝機組，RC是該機組的透明紙小盒包裝機，其電氣控製為獨立的計算機控製係統，插接模塊、變頻器等器件安裝在機器上，為機電一體化結構。在實際使用中，原電控係統存在備件采購困 難，上位機為英文操作界麵等缺點，且變頻器也多次出現故障，嚴重影響了正常生產，對其電氣控製係統進行國產化改造非常必要。為此,我們決定采用PLC控製係統替代原RC的計算機係統。

1係統組成

PLC選用某公司中型、高速可編程 控製器，其基本指令執行時間為0.1俸;選用NT631C彩色液晶觸摸屏作為上位機，通過RS232C 口與PLC通訊。

PLC係統由CPU底板及擴展底板組成。CPU底板配置3塊DC輸入模板，用於傳感器、按鈕等輸入；1塊高速DC輸入模板,用於軸編碼器輸入;1塊中斷輸入模塊;1塊DC輸出模板；3塊繼電器輸出模板。擴展底板配置7塊溫度控製模板，1塊模擬輸出模板。

2係統功能

2.1操作方式

PLC控製係統的操作方式與原係統的操作方式一 樣，保留了按鈕開關、急停開關的原控製功能。

2.2角度控製

角度信號由絕對型軸編碼器（分辨率512度）產 生,編碼器輸出的9位格雷碼經高速模板進入 PLC,通過軟件處理得到與機械角度相一致的角度信號（分辨率1度）。角度信號是RC機器材料檢測、機械保護檢測的基礎，透明紙卷自動換紙及次品煙的剔 除也離不開角度的控製。

2.3 溫度控製

PLC係統采用7塊溫度控製模板對13路 加熱器的溫度進行PID控製，保證了溫度控製的可靠 性。檢測加熱器的溫度值輸入到TC101,通過軟件設置加熱器的工作溫度和模塊的PID參數，模板根據設定的溫度使加熱器的溫度穩定在設定溫度值上。每丄路加熱器的溫度控製都具有溫度自動報警 功能，當加熱器的實際溫度小於或大於設定溫度15Y 時，機器自動停止,並在觸摸屏的故障顯示窗口自動顯 示具體的加熱器故障。

2.4透明紙檢測

2.5透明紙後部檢測

當透明紙前後不對稱或後部光電管在正常角度檢 測不到透明紙時，機器製動停止。

2.6拉線檢測

拉線用盡、斷裂或拉線歪斜超出設置範圍時，機器 自動停止，相應的次品煙在剔出口剔除。

2.7機械保護檢測

當下述部件發生機械故障時,機器製動停止：

①轉塔輸入推板；②下折邊器;③煙盒提升器;④ 皮帶輸入推板;⑤轉塔輸出推板;⑥煙盒剔除器;⑦煙 盒分離器;⑧鉤煙棘輪;⑨保護門。

2.8電器保護檢測

當電櫃內出現任何一路自動開關故障、斷路器故 障時，機器製動停止。

2.9加熱器的移動控製

機器停車後，長縫加熱器(3個)和兩端加熱器(4個)同時按各自的滯後時間通過電磁閥控製的氣動機 構移開，手動盤車或機器運行時,加熱器合上。

2.10聯機控製

下遊機FHZ停,RC停，主機DT停。DT正常時在RC上能啟動DT。RC在觸摸屏上有屏蔽FHZ和DT機的功能。

2.11主電機的速度控製

RC主電機為三相交流電機，由CT變頻器驅動， CT變頻器安裝在'機器上，機器運行狀態下的振動及灰 塵不可避免地影響到CT變頻器的正常運行。為此， 選用三墾變頻器(IHF5.5kW)替代CT變頻器，並安裝 在電控櫃內。

RC主電機的速度控製即為變頻器的頻率給定信 號的控製，變頻器的頻率給定采用外部模擬量控製方 式，根據RC輸入煙包通道的煙包情況,軟件係統使模 擬輸出模塊DA003輸出不同的等級電壓，從而有效地 控製RC的運行速度。RC有以下幾種速度：

1. RC低速。RC處於待料狀態，當輸入通道上煙 盒輸入光電管處有煙，且速度檢測光電管1探測到有 煙時,RC延遲Is以低速運行。
2. RC高速。RC處於低速運行狀態，當速度檢測 光電管2處有煙時,RC延遲Is後以高速運行。
3. RC與主機聯機高速。當RC與主機聯機運 行,RC速度由(1).(2)遞增。當RC高速運行1.2s後， RC速度轉為聯機高速運行，此時RC運行速度由主機 確定。為使RC聯機高速與主機匹配，軟件上主機增 加了速度給定值，以確保RC聯機高速要比主機速度 稍高一些。
4. RC聯機低速。RC處於聯機高速狀態，當速度 檢測光電管2檢測不到煙盒時,RC立即變換到聯機低 速運行，此時的速度值為主機的給定速度值減去軟件 設定的數值，即使速度檢測光電管2處煙盒頻繁變化， RC速度也不致變化太大，從而保證了 RC的正常運 行。
5. RC待料停車速度。當主機出現故障停車，RC 輸入皮帶上煙盒未包完時，RC速度變換到RC高速、 RC低速；當煙盒輸入光電管處有煙盒而速度檢測光電 管1處無煙盒時,RC速度變換到待料停車速度；當煙 盒輸入光電管檢測不到煙盒時,RC滑行停止在設定的 停車角度，以保證轉塔模盒與長縫加熱器錯開一個角 度。
6. 手動速度。在觸摸屏按屏蔽主機按鈕，RC以 手動速度獨立運行。

2.12輸入皮帶電機控製

(DRC運行時，皮帶電機運行;RC停止，皮帶電機 停止。

2. 在操作麵板上按皮帶電機啟動按鈕或RC啟 動按鈕，皮帶電機運行2s後停止。
3. 手動盤車皮帶電機運行，停止盤車皮帶電機延 遲2s後停止。
4. 主機DT啟動時，皮帶電機運行;DT停車，皮帶 電機延遲2s停止。

2.13透明紙軸卷更換控製

由包裝材料檢測傳感器檢測左、右盤透明紙是否 用盡，當檢測到透明紙用完時延時2s產生請求換紙信 號,該信號使主機DT、RC速度降到低速運行,3s後使 卷盤電機運行，執行換紙功能。當按手動換紙按鈕時， 也能產生上述控製過程，同時換紙信號進入移位寄存 器，使換紙處所包裝的煙包在剔岀口剔除，保證RC的 包裝質量。

2.14上位機

上位機采用某公司NT631C液晶彩色觸摸 屏，安裝在原顯示屏位置。其操作界麵為中文界麵，主 要功能有：

1. 展擬機器界麵。該畫麵為RC的整體結構畫 麵,RC的主要功能部件、生產工藝流程及傳感器位置 在畫麵上可詳細表示出來。RC運行中故障停車，相應 的故障點在畫麵上以紅色閃爍表示，同時畫麵下部自 動出現文字說明指岀具體的故障。
2. 故障查詢。可顯示RC當前存在的所有故障。
3. 維修窗口。該窗口供維修人員使用，輸入密碼 才能進入,並可對以下參數進行設置或修改。角度參 數:輸入推板（轉塔）；下折邊器；透明紙檢測；提升器; 輸入推板（輸出皮帶）；剔除器；煙盒垛分離器；煙盒剔 除;長邊加熱器退離；兩側加熱器退離；拉線加熱器退 離;煙盒止動器。速度參數:RC高速;RC低速。

（4） 數據統計窗口。RC數據統計有以下內容:停 機時間；運行時間；合格煙盒數;剔除煙盒數；RC停機 次數。

（5） 溫度窗口。可顯示RC共13路加熱器的設定 溫度和實際溫度,並可對設定溫度進行設置和修改。

3改造效果

整個係統在保持原有的控製功能基礎上,增加和 改進了部分功能，如煙盒入口檢測，避免了以往兩盒煙 同時進入或無煙盒不停機狀況，大大增強了機器的保 護功能，並為今後完善功能預留了多個接口。改造采 用的所有電器元件均為通用元件，易於采購，係統接線 線號清晰明了，方便了日常維護,整個係統運行效果良 好。