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基于S7-300PLC的剔除控制系統

1 引言

　　剔除控制是灌裝、數粒等瓶裝產品包裝線典型的自動化品控工藝。隨著在線空瓶自動檢測速度的不斷提高，空瓶檢測系統對精確剔除不合格瓶的要求也不斷提高。現在的空瓶檢測技術已達到每小時3~4萬瓶的速度，甚至有的國外檢測設備已達到6~7萬瓶/小時，而且是連續的流水在線檢測。因此，如何將在傳送帶上不斷流動的空瓶中檢測出來的不合格瓶準確的剔除便成為一個關鍵技術點，也是衡量整套在線檢測系統性能好壞的一個重要指標。

　　本文所介紹的基于西門子s7-300plc的剔除控制系統主要用于對在線空瓶檢測裝置檢測出來的不合格瓶進行準確的剔除，并對檢測過程的一些重要環節進行控制，如連續剔除過多報警、傳送帶傳送過程中的倒瓶報警以及實時顯示系統運行狀態等。西門子s7-300系列plc是模塊化的中小型plc，適用于中等性能的控制要求［1］，因此完全符合本系統的需求。本系統主要針對玻璃啤酒瓶的檢測剔除，同時也適用于其它圓口圓身玻璃瓶。

2 系統整體介紹

　　系統由核心控制模塊、執行剔除模塊、現場數據采集模塊、人機界面顯示和報警模塊等幾部分組成。核心控制模塊主要由s7-300plc組成，包括一個cpu315-dp/pn、一個16點的數字量輸入模塊sm321、一個16點的數字量輸出模塊sm322以及一個高速計數模塊fm350-1［2］，主要用于接收現場采集的信號以及檢測系統發出的不合格信號并進行相應的處理，控制現場設備的動作，如電磁閥的開關、報警燈的報警動作等；執行剔除模塊主要由電磁閥、氣動剔除器以及空氣壓縮機組成，由空氣壓縮機產生的氣壓作為剔除器的動力，電磁閥的開關控制剔除器的剔除動作；現場數據采集模塊包括分布在現場各處的光電傳感器和旋轉編碼器組成，用于對現場的信號如到瓶觸發信號、倒瓶信號以及空瓶在傳送過程中的位置信號進行采集，并傳送到plc中進行處理；人機界面顯示和報警模塊包括op77a操作顯示面板和報警燈，用于顯示系統運行狀態、修改參數和故障報警等。系統整體結構如圖1所示。

　　根據空瓶在傳送鏈道的傳送方向，空瓶依次要經過如下區域：檢測區域，觸發檢測光電，并由空瓶檢測系統對其進行檢測，其檢測結果信號傳送給plc進行存儲，同時plc根據旋轉編碼器脈沖數以及fm350-1的計數值計算該瓶的位置信息進行存儲；倒瓶檢測區域，由于此區域的傳送鏈道兩旁沒有護欄，因此此處易出現倒瓶現象，需要在此區域進行倒瓶檢測；剔除區域，當該瓶到達剔除器處時，若該瓶為不合格瓶，則剔除器動作將其剔除，同時清除到達剔除器處的所有瓶子的檢測結果信息以及位置信息；剔除確認區域，該處為一剔除確認光電，用于檢測是否有沒剔除的不合格瓶，有則進行報警。空瓶傳送的路線示意圖如圖2所示。