施耐德全套方案在连续式垂直包装机上应用的介绍———施耐德电气

机器概述
连续式包装机和间歇式垂直包装机主要应用在粉末和碎颗粒包装行业，譬如日常生活中用到的袋装奶粉、洗衣粉、糖、盐等。间歇式垂直包装机的一般运行速度在60~80包/分钟，标准袋长为250mm的袋子，如果用到插角的立式袋速度还要低一些，国内大部分OEM客户主要生产间歇式包装设备。连续式垂直包装机以前在国内几乎没有OEM客户生产，现在伊利、蒙牛、三元之类的乳制品客户（包奶粉）以及宝洁、联合利华日用化工产品客户（包洗衣粉）主要使用从Rovema、TNA或UVA之类的境外厂商生产的设备。设备的机构示意图如下。


1－薄膜卷筒2－浮动辊3－压辊4－张力单元5－翻领成型器
6－纵向封口7－橡胶带8，9－横向封口

间歇式垂直包装机的横封装置固定在一个位置上，每次封口的时候，拉薄膜的动作定制，封口达到一定时间以后才能脱开再继续拉薄膜，而连续式垂直包装机则可以不停止拉薄膜动作，在实施完全压合动作过程中整个横封台保持与薄膜牵引一致的速度，完成以后退开横封台，到一定位置后再飞快退回到上面的位置上。
施耐德电气为国内某设备制造商设计并实施一套连续式垂直包装机的方案，调试后该设备的运行速度可以达到120包/分钟以上，标准袋长为250mm的袋子，令厂商非常满意，在电气成本增加在客户可以接受的情况下，机械成本增加不大。
包装的过程中的示意图如下所示：
（1）包装主动作示意图：


（2）包装机结构示意图：

机器系统组成


在本方案中使用施耐德电气的Modicon Premium PLC作为控制核心，采用Lexium 05作为牵引驱动，两个ATV31变频器作为放卷和驱动打印之用。采用两个Twin Line 的TLC6驱动，来实现最主要的横封台动作，两者配合完成一个“D”字形的动作（该动作也同时完全适合高速的连续式水平枕式包装机，适合高速包装更大的块状物的包装）。如果需要使用螺杆式方式来投料，则可以在此方案的基础上可以通过CANopen总线通讯再扩展一台Lexium 05伺服驱动就可以达到。

本方案PLC产品使用了Premium PLC，Twin Line伺服驱动、Lexium 05伺服驱动以及ATV31变频器都挂在CANopen总线，总线可扩展性非常好，通讯速度也非常快。HMI产品XBTGT触摸屏和PLC之间通过工业以太网进行通讯，还可以同过该以太网很方便得给PLC和HMI产品下载程序，还可以通过以太网读取屏内保存的数据文件。

由于在拉袋子的过程中有打滑现象的存在，必然会导致拉的袋子与得到的编码器反馈值之间有一个偏差现象，所以必须在Twin Line的伺服驱动程序中做一个补偿：就是把上一个切袋子的偏差在下一个周期（袋子）做补偿，要不然累计偏差会导致切的袋子偏差越来越大，最后切不出一个完整的袋子来。也可以用滤波的方式做补偿，这样更容易看出打滑的趋势，过滤掉“锯齿”的现象。

在方案中，用到了施耐德电气旗下的HMI、PLC、SERVO、VSD等电子类产品，通过CANopen通讯把这些产品集成到整个方案中，控制容易，集成度高（变频器、伺服驱动等集成的CANopen通讯接口，无需增加成本）。