摘要：我國的聚丙烯(PP)產(chǎn)量占世界產(chǎn)量的10％以上，而長期以來國內(nèi)聚丙烯產(chǎn)品的包裝卻一直處于人工套袋的半自動(dòng)包裝狀態(tài)。針對(duì)PP樹脂的特點(diǎn)，專門設(shè)計(jì)了全自動(dòng)包裝碼跺生產(chǎn)線工藝流程，介紹了以PLC為基礎(chǔ)的全自動(dòng)包裝碼跺生產(chǎn)線控制系統(tǒng)，重點(diǎn)說明了控制系統(tǒng)的硬件配置、輸入輸出分配和軟件設(shè)計(jì)。全自動(dòng)包裝碼垛線改變了國內(nèi)PP產(chǎn)品包裝的落后局面，值得在PP包裝領(lǐng)域推廣。
關(guān)鍵詞：全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線；PLC；控制系統(tǒng)；聚丙烯
聚丙烯具有耐溫、耐油、抗沖擊等特性，有良好的加工性能。以往聚丙烯包裝主要分為人工稱量、手封口、人工堆放等。當(dāng)閃蒸釜中的物料經(jīng)閃蒸結(jié)束，乙烯氣檢驗(yàn)合格后，打開釜底的氣動(dòng)球閥和手動(dòng)球閥，包裝工手拿包裝袋，撐開袋口，袋底擱在磅秤上(事先定為50 kg)讓聚丙烯物料靠重力的作用自由落料進(jìn)入包裝袋。包裝工在接料的同時(shí)用眼睛盯著磅秤，當(dāng)磅秤的秤砣稍稍翹起，即迅速換上另一只包裝袋進(jìn)入下一袋的包裝。稱量完畢手封口，由工人搬到倉庫堆放好。這樣計(jì)量誤差大，效率低。若包裝工的動(dòng)作過于迅速，包裝袋中的物料極有可能低于實(shí)際值，給用戶造成損失，引起糾紛。若動(dòng)作過慢物料超出定量值，無疑會(huì)給廠方造成一定經(jīng)濟(jì)損失。由于聚丙烯自身極易產(chǎn)生靜電，加上所需包裝的是粉狀物料，包裝現(xiàn)場粉塵較大，對(duì)工人的健康是有害的。整個(gè)包裝過程全靠手工來完成，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。所以聚丙烯包裝生產(chǎn)中采用PLC控制系統(tǒng)可以節(jié)省原料，提高包裝速度，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，同時(shí)還降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
1 聚丙烯包裝生產(chǎn)線的工藝概述
聚丙烯包裝生產(chǎn)線具體分為稱重、封口、推倒傳輸、檢驗(yàn)、碼垛等部分，相比而言稱重和碼垛是最重要、最復(fù)雜的兩個(gè)部分。圖1是包裝線的工藝流程圖。

系統(tǒng)的運(yùn)行方式共分為手動(dòng)、單步、周期及自動(dòng)4種操作方式。
1)手動(dòng) 各工步都可單獨(dú)點(diǎn)動(dòng)，按鈕釋放即停止運(yùn)行；
2)單步 按下啟動(dòng)按鈕，運(yùn)行一個(gè)工步，到位即停。再按啟動(dòng)，則進(jìn)入下一工步運(yùn)行；
3)周期 從初始位置開始，按啟動(dòng)按鈕，程序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后返回到第一步開始位置停止；
4)自動(dòng) 按啟動(dòng)按鈕，程序完成一個(gè)周期的動(dòng)作后又接著從第一步開始運(yùn)行，自動(dòng)循環(huán)。在自動(dòng)方式下，中途若按下復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)要繼續(xù)運(yùn)行到第一步開始位置才停止；若按下停止按鈕，則運(yùn)行立即停止，此時(shí)若再按啟動(dòng)，系統(tǒng)即從該位置運(yùn)行到第一步開始處停止。
根據(jù)聚丙烯包裝系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，本系統(tǒng)采用自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式。與運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，還必須考慮停止運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)。可編程控制器的停運(yùn)方式有正常停運(yùn)、暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn)3種。根據(jù)控制系統(tǒng)要求，由于包裝系統(tǒng)運(yùn)行期間采用循環(huán)工作方式，只有在工作結(jié)束或接收到操作人員的停止運(yùn)行指令或設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)才停止，因此本系統(tǒng)采用硬件切斷電源，使系統(tǒng)立即停車。

2 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)硬件框圖如圖2所示。

2．1 電子稱量部分的組成
電子秤主要由秤體和電子稱量控制系統(tǒng)兩個(gè)部分組成。其秤體部分又是由貯料倉、給料裝量、稱量斗、夾袋器等組成。電子秤量控制系統(tǒng)則是由稱量傳感器、稱重控制儀表和控制執(zhí)行元件組成，如圖3所示，其中稱重傳感器是很重要的組成部件。

包裝秤給料裝置以大小兩種流量向稱量斗供給物料。稱重傳感器將重量信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并傳送給稱重控制儀表。稱重控制儀表測量重量值并對(duì)整個(gè)稱量過程進(jìn)行程序控制，構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)稱量控制系統(tǒng)。

根據(jù)該過程的流程要求設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中開關(guān)量輸入信號(hào)有啟動(dòng)按鍵、停機(jī)鍵、斗門狀態(tài)、夾袋夾緊等檢測信號(hào)。開關(guān)量輸出有粗細(xì)進(jìn)料電磁閥、放料電磁閥、夾袋器等控制信號(hào)和一些顯示、報(bào)警輸出信號(hào)。數(shù)字量通道接收傳感器重量輸入信號(hào)，其中稱重斗門關(guān)閉和夾袋夾緊檢測用接近開關(guān)，緩沖料門、稱重斗門和夾袋由電磁閥帶動(dòng)氣缸來控制。稱重過程圖如圖4所示。