所属技术领域
本发明涉及一种多功能自动信封机电气控制系统，适用于机械领域。
背景技术：
多功能自动信封机是一种具有高效率、高质量制作各类信封的专用设备，该机在同一台机器上实现信封的开窗、贴膜、预涂口胶、折叠、烘干等功能，目前，国外只有德国w+d公司、美国f.l.smita等少数几家公司能生产自动一体化联动信封机器，在国内这一领域的设计研究尚属空白，还没有成熟的产品投放市场。传统的信封包装机大都采用一台电机拖动机械总轴，各单元通过齿轮箱挂接到总轴上的方式来实现各单元的同步运行，这种方式受电机功率的限制，系统的总体输出功率小，总轴易出现震荡，各单元结构固定不利于系统的灵活调节。
技术实现要素：
本发明提出了一种多功能自动信封机电气控制系统，采用模糊pid控制的从电机，对主电机有较好的速度跟随性能，相对于传统的机械式传动系统结构简单，调整方便，控制精度高。
本发明所采用的技术方案是。
所述控制系统以plc为核心，包括流程检测单元、人机接口、同步控制单元以及气泵等辅助设备。
所述控制系统主控单元采用西门子公司cpu315-2dp高性能plc，电源模块采用ps307，数字量模块sm323，主要用来接收来自现场操作台的按钮信号和光电传感器信号以及控制现场的气泵、吸废电机等执行机构的信号。
所述控制系统的流程检测单元主要由5个光电传感器组成，通过分布式i/o模块et200与plc相连。
所述控制系统同步控制单元采用主从结构profibus-dp方式将plc和5个变频器组成一个总线网络，plc作为主站，其控制指令通过总线以数字量方式传送给变频器，从而有效地消除现场产生的干扰信号。
本发明的有益效果是：该电气控制系统具有高效率、高质量、连续化、高度自动化等特点。
附图说明
图1是本发明的信封机机械结构图。
图2是本发明的控制系统结构图。
图3是本发明的硬件组态图。
图4是本发明的同步控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，多功能自动信封机是一个多单元协调运行的机械包装设备，其功能部件包括：输纸单元、横压痕单元、纵压痕单元、涂胶单元以及搭叠单元，每个单元都由1台电机来驱动，要求各单元之间能够以一定的速度比同步协调运行，否则在生产的过程中将发生堵纸、涂胶不均匀等故障而影响生产，因此多电机的协同控制是本系统的关键环节。另外，系统还包括流程检测、吸废和气泵电机组以及操作单元等部分。
如图2，控制系统以plc为核心，包括流程检测单元、人机接口、同步控制单元以及气泵等辅助设备。
主控单元采用西门子公司cpu315-2dp高性能plc，电源模块采用ps3075，数字量模块sm323，主要用来接收来自现场操作台的按钮信号和光电传感器信号以及控制现场的气泵、吸废电机等执行机构的信号。plc通过其自带的profibus接口与同步控制单元通过profi-bus总线相连，读取和修改各个变频器的运行参数，通过一定的控制算法来实现同步控制单元中各电机速度的同步协调控制。
流程检测单元主要由5个光电传感器组成，通过分布式i/o模块et200与plc相连。其中1至4号传感器安装在输纸单元，纵压痕单元、横压痕单元和涂胶单元，用来检测生产过程是否发生堵纸或者空张等故障，通过plc中的控制程序来实现故障报警及停机，并且显示故障的位置等信息。5号传感器安装在设备尾部，用来对成品信封进行计数，实现定量生产。
人机界面采用触摸屏来实现。触摸屏除了可以实现操作台上的各按钮功能外主要用来进行相关生产参数的设定，生产状态的显示以及故障报警等。触摸屏与plc通过mpi通讯口进行通信连接。
同步控制单元采用主从结构profibus-dp方式将plc和5个变频器组成一个总线网络，plc作为主站，其控制指令通过总线以数字量方式传送给变频器，从而有效地消除现场产生的干扰信号，变频器采用西门子公司的simo-vertmasterdrives工程型变频器，通过插接通信板cbp2作为从站连入profiubs网络，编码器信号送人变频器来控制单个电机的稳定运行，plc通过总线来不断地读取和修改变频器内部运行状态信息，以此来完成对5台电机的同步控制。
辅助单元主要包括吸废电机和气泵等设备，通过接触器与plc输出相连。其中吸废电机用来吸收生产产生的废料纸张，气泵用来驱动设备的气阀等装置。
如图3，系统的硬件组态主要在step7软件的hwconfig中完成硬件组态，机架的1号槽位的电源模块采用ps3075a，2号槽位是cpu315-2dp，4号槽位安装数字量模块sm323di8/d08x24v/0.5a，包括8点输入和8点输出，主要用来采集本地机柜上的数字量输入和输出信号，分布式i/o安装2个sm323di16/d016x24v/0.5a模块，用来接收来自现场操作台和传感器的信号。
如图4，plc通过profibus总线控制变频器的启动，调用功能块sfc14(读dp从站功能块)不断读取主从电机转速值，计算误差e和误差变化率ec，在plc中建立数据块db用于存放控制表，通过查表的方式，模糊控制器根据误差和误差变化率从db中找出新的pid参数，再通过调用功能块sfc15(写dp从站功能块)将整定后的pid参数写入到变频器中。