1、引言
纯净水现在逐渐进入了千家万户。但传统的纯净水是瓶装包装，为了节约资源，就像袋装饮料一样，未来的纯净水也将采用袋装。由此，出现了专门用来对纯净水进行袋装的包装机。这种包装机机械简单，造价低，同时生产效率高，前景相当可观。
2、系统设计
包装机执行机构采用气动组件组成光机电气一体化系统，用于实现多规格袋装饮料柔性化包装。对包装膜的长宽、横封时间、纵封时间以及横封加热时间、纵封加热时间进行外部人机界面设定。包装膜送膜通过变频器驱动异步电机，在送膜辊上加装200线的计长编码器。通过编码器进行定长控制。包装膜被动放卷，为保证薄膜不会走偏，机械上加装了纠偏电机。横封、纵封都使用气动组件（气缸）推动相应的机械部件完成动作。加热通过控制微波加热器完成。电控系统构成参见图1。
图1 电控系统构成示意图
3、系统设计
3.1方案设计
本方案中主要包括三个自动化部分。
（1）自动清洗。自动清洗是对薄膜进行喷淋工艺清洗过程，由生产过程控制。
（2）自动纠偏。自动纠偏适时调整薄膜在传动设备上的左右偏差。考虑到薄膜的透明度选用不同的光电传感器进行控制。如果薄膜过于透明可在薄膜上加色标（或接近开关）。
（3）生产过程。生产过程是最主要的工艺过程。
·编码器定长.操作工人在人机上设定袋长.将薄膜放到一个袋子的长度或设备检测到薄膜上的色标后在执行其它动作。
·薄膜拆卷后通过设备管子被卷成对等的两部分（翻领成型）。
·垂直封袋,横封、纵封定时控制;横封加热、纵封加热定时控制。
·灌装定量的水,定时控制。
·水平封袋，并切断。为下一个袋子的底部做好密封。
3.2 分部设计
（1）定量给料。采用水泵的定时控制。这里需要水泵的转速流量进行计算以确保计量的精确性。这种方法的误差可能比较大。
（2）定长控制。长度的控制使用编码器进行回馈控制。编码器联在传动轴上反馈到可编程控制上。200线编码器.装在送膜辊上.送膜辊周长L=Πd,高速計數到200，即送膜長度為L。設定送膜長度为X,則需要高速計數為：X=200×袋长／L。
（3）电机传动。传动使用变频器带变频电机。变频器通过R485通信和可编程控制器进行连接。这样可以在人机界面上设定运行速度。考虑到薄膜放卷部分的控制可能还需要对放卷电机进行控制（放卷部分可以使用磁粉方式加张力控制）。
（4）封合控制。封合控制在可编程控制器中可完成。
（5）温度控制。温度需要恒温。可以在可编程控制器中做自动整定就可以完成。也可以使用温控表单独控制。
3.3硬件配置设计
设备选型基于台达机电自动化技术平台（表1）。
表1 硬件配置选型
| 序号 |
名称 |
型号 |
数量 |
出 品 |
|
1 |
PLC |
主机 |
DVP10SX00T |
1 |
台达机电 |
|
扩展 |
DVP16SP |
1 |
|
2 |
温度控制器 |
待定 |
1 |
台达机电 |
|
3 |
变频器 |
VFD007M43A |
1 |
台达机电 |
|
4 |
人机界面 |
DOP57GSTD |
1 |
台达机电 |
|
5 |
光电开关 |
待定 |
4 |
待定 |
|
6 |
旋转编码器 |
待定 |
1 |
待定 |
|
7
8 |
低压电器
放卷部分（磁粉或变频张力控制） |
待定
待定 |
待定
1 |
待定
|
4、程序设计
4.1人机操作画面设计
4．2 PLC程序设计
I/O与变量表设计参见表2。
表2 I/O与变量表
5、调试过程
系统相对比较简单，主要难点是定长控制。因为考虑成本问题,选用变频器+编码器结构，所以在变频器停止运行不象伺服系统会瞬间停转，因此当长度高速计数到达后，将离合器动作，使得电机虽然一直在运行，而送膜辊会在离合器动作的瞬间停止运转，这样在很大程度上减小了误差，精度能够满足客户的要求。
6、结束语
本项目在电气方面使用了人机操作界面、PLC、变频器。台达机电产品正在以较高的性价比和优良的售后服务体系以及值得信赖的技术优势赢得了客户的青眯。本项目基于台达机电自动化平台以最快的速度将整套系统开发成功，在包装行业里新兴的设备中争得了先机。 |
