高速精确喷胶控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高速精确喷胶控制系统，包括烟机工控机控制模块、编码器、编码器信号采集模块，输入输出模块，喷胶执行模块，其中所述烟机工控机控制模块中设置有可编程控制器；所述可编程控制器读取编码器信号与预设的喷胶位置进行比对，通过编程进行处理，在速度变化的条件下正确控制输出模块导通，并驱动喷胶执行模块进行喷胶。本发明专利技术的选用的通用型的PLC处理器，在完成喷胶功能的同时还负责整个机器的电气控制及各种数据通讯，降低了成本，提高了控制精度，简化了安装调试，获得了良好的使用效果。

High speed precision spraying control system

The invention relates to a high speed and accurate spraying control system, which includes the control module of the tobacco machine industrial control machine, the encoder and the encoder signal acquisition module, the input and output module and the spray execution module, in which the programmable controller is set in the control module of the tobacco machine industrial control machine. The position of the spray glue is compared and processed by programming. The output module is properly controlled under the condition of the speed change, and the glue execution module is driven. The universal PLC processor of the invention is responsible for the electrical control of the whole machine and all kinds of data communication at the same time. It reduces the cost, improves the control precision, simplifies the installation and debugging, and obtains good use effect.

【技术实现步骤摘要】
高速精确喷胶控制系统
本专利技术涉及烟业自动化控制领域，特别涉及一种高速精确喷胶控制系统。
技术介绍
目前国内引进的烟机包装机组如GD公司的X6S和FOCKE公司FC800等都采用喷胶方式上胶。这两家公司都采用了带有微处理器的特定功能模块或卡板来实现对喷胶装置的控制。这样的特定功能模块或卡板需要接入编码器信号指示机器运行的位置以及一些光电信号指示材料行进的位置，并预先设置好喷胶点位置参数。图1示出了现有技术的喷胶控制系统的各个模块工作关系示意图。如图所示，现有技术中，IPC主处理器并不直接控制喷胶，而是将胶点位置以参数形式预设进KL5121定制模块中，输入输出模块用来传送喷胶开始指令和协处理器完成喷胶反馈，这些特定功能模块或卡板不但价格昂贵且调试过程繁复。随着目前国内烟机设备上使用的工控机和嵌入式PLC性能越来越强，只要进行巧妙的编程和精确的计算，完全可以用主控PLC来实现对高速喷胶装置的控制，从而节约了成本简化了调试。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，提供一种利用烟机组已有的控制器达到在机器额定工作速度内精准控制胶点位置的系统。为解决上述技术问题，本专利技术的高速精确喷胶控制系统包括烟机工控机控制模块、编码器、编码器信号采集模块，输入输出模块，喷胶执行模块，其特征在于：所述烟机工控机控制模块中设置有可编程控制器；所述输入模块输出信号至可编程控制器；所述编码器信号采集模块接收编码器的脉冲信号，通过脉冲计数确定编码器位置，并输出信号至可编程控制器；所述可编程控制器通过编码器信号采集模块得到编码器的位置，当编码器位置与预先设置的点位置一致时输出信号至输出模块；所述输出模块输出信号至喷胶执行模块，当所述喷胶执行模块收到信号后执行喷胶。优选地，所述输出模块还输出反馈信号至输入模块，用以调整胶枪打开时机，并在超限时报错。优选地，所述可编程控制器读取编码器信号与预设的喷胶位置进行比对，通过编程进行处理，在速度变化的条件下正确控制输出模块导通，并驱动喷胶执行模块进行喷胶，该可编程控制器的工作过程包括如下步骤：步骤一、计算所需要的输入信息；步骤二、检查输入信息的合法性；步骤三、当步骤二判断输入信息有误或参数设置超出范围时,报错并对超限参数重新赋值；步骤四、对喷胶模式进行判断，如果为测试模式则进入步骤五；步骤五、按一定频率间歇输出脉冲信号，控制超采样模块输出信号；步骤六、判断是否在正常喷胶模式开启状态，如果不是则程序结束；步骤七、根据机器当前速度及补偿时间计算出提前量，比对设置的胶点位置找到输出开始的位置，并对输出模块的40个超采样输出值按计算出的开始位置进行赋值；步骤八、读取输入模块的值，对在编码器旋转一圈位置内该输入模块接收到的接通信号的编码器位置和次数进行记录，并与设定值核对，如果在允许误差范围内则对补偿值进行调整，如果超出最大值或连续超出误差则报警停机。优选地，在步骤一中的所述输入信息包括：上胶测试使能、常规喷胶使能、编码器数值、胶点位置预设值、机器速度、速度补偿使能、错误复位。优选地，在步骤二中所述的检查输入信息的合法性的内容包括：两种喷胶方式不能同时使能、胶点位置设置不能超出编码器读数最大范围且不能在材料长度之外、相邻的两次编码器读数相差值不能超出最高速度允许的范围。优选地，所述步骤七还包括，在控制程序编程中，测算喷胶驱动卡及整个喷胶系统中延迟时间，并换算到在机器速度不断波动时的动作提前量。优选地，还包括：步骤九、将一个周期的输出等分成多个采样输出再等时分步输出。优选地，还包括：步骤十、设置反馈信号给输入模块，进一步调整胶枪打开时机，并在超限时报错。优选地，所述编码器采用增量型脉冲信号，每转产生1000个脉冲，可倍频至4000个步数，编码器转动一圈运送商标纸的部件走过400mm长度。优选地，所述可编程控制器，为德国倍福公司的CX2030，或CX2040。优选地，所述输入模块，为德国倍福公司的EL1262。优选地，所述输出模块，为德国倍福公司的EL2262。优选地，所述编码器信号采集模块，为德国倍福公司的EL5151或EL5101、EL5001。优选地，所述喷胶执行模块包括阀驱动模块，电源，胶枪，其中，当所述阀驱动模块接收到输出模块的输出信号，输出一个大电流用以导通胶枪阀，并且在关闭时给出反向电压快速关闭胶枪阀，从收到信号到胶枪贴近包装材料并喷出胶水的时间是固定的。优选地，所述大电流电压值为54VDC，每次导通0.8ms，每2次导通或关闭胶枪阀的时间间隔不小于2ms。优选地，所述阀驱动模块为HHS公司的V-E04-F。优选地，所述电源为HHS公司的SV-E04-F。优选地，所述胶枪为HHS公司的V4-814-SP2-F、V4-814-SP2-F、HME-414-FO-SP2或HME5-414-FO-SP3。本专利技术的选用的通用型的PLC处理器，在完成喷胶功能的同时还负责整个机器的电气控制及各种数据通讯，降低了成本，提高了控制精度，简化了安装调试，获得了良好的使用效果。采用本专利技术的喷胶控制，理论误差小于0.1mm，当喷胶驱动卡和胶枪能够保持足够的稳定，即每次的延迟时间相同时，喷胶点的位置精确度能够达到0.1mm。本专利技术的喷胶装置不接触包装材料,即节省胶水量又卫生容易清洗,喷胶的速度和准确性也随着机器速度的提升而逐步提高。附图说明图1为现有技术的喷胶控制系统的各个模块工作关系示意图。图2为本专利技术一较佳实施例的高速精确喷胶控制系统中各元器件及设备协同工作的关系示意图。图3为本专利技术一较佳实施例的高速精确喷胶控制系统中可编程控制器实现的工作流程图。具体实施方式本专利技术的一较佳实施例的高速精确喷胶控制系统，包括烟机工控机控制模块、编码器、编码器信号采集模块，输入输出模块，喷胶执行模块，其中，所述烟机工控机控制模块中设置有可编程控制器；所述输入模块输出信号至可编程控制器；所述编码器信号采集模块接收编码器的脉冲信号，通过脉冲计数确定编码器位置，并输出信号至可编程控制器；所述可编程控制器通过编码器信号采集模块得到编码器的位置，当编码器位置与预先设置的点位置一致时输出信号至输出模块；所述输出模块输出信号至喷胶执行模块，当所述喷胶执行模块收到信号后执行喷胶。图2是本专利技术的较佳实施例的高速精确喷胶控制系统中各元器件及设备协同工作的关系示意图。控制器：BECKHOFF公司的CX2030(图2(6))编码器信号采集模块：BECKHOFF公司的EL5151(图2(5))输入输出模块：BECKHOFF公司的EL1262，EL2262(图2(4)(7))阀驱动模块：HHS公司的V-E04(图2(8))电源：HHS公司的SV-E04-F胶枪：HHS公司的V4-814-SP2-F(图2(9))编码器(图2(2))采用增量型脉冲信号，每转产生1000个脉冲，可倍频至4000个step，编码器转动一圈运送商标纸的部件走过大概400mm长度。以设计600包/分钟的速度为例，1ms走过40step即4mm材料长度。当胶点的位置误差小于0.5mm时，能够达到有效粘贴且不会溢胶。EL2262(图2(7))是2通道的超采样数字量输出模块，用于输出信号到阀驱动模块HHSV-E04(图2(8))。阀驱动模块HHSV-E04(图2(8))在收到信号后，输出一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速精确喷胶控制系统，包括烟机工控机控制模块、编码器、编码器信号采集模块，输入输出模块，喷胶执行模块，其特征在于：所述烟机工控机控制模块中设置有可编程控制器；所述输入模块输出信号至可编程控制器；所述编码器信号采集模块接收编码器的脉冲信号，通过脉冲计数确定编码器位置，并输出信号至可编程控制器；所述可编程控制器通过编码器信号采集模块得到编码器的位置，当编码器位置与预先设置的点位置一致时输出信号至输出模块；所述输出模块输出信号至喷胶执行模块，当所述喷胶执行模块收到信号后执行喷胶。

【技术特征摘要】
1.一种高速精确喷胶控制系统，包括烟机工控机控制模块、编码器、编码器信号采集模块，输入输出模块，喷胶执行模块，其特征在于：所述烟机工控机控制模块中设置有可编程控制器；所述输入模块输出信号至可编程控制器；所述编码器信号采集模块接收编码器的脉冲信号，通过脉冲计数确定编码器位置，并输出信号至可编程控制器；所述可编程控制器通过编码器信号采集模块得到编码器的位置，当编码器位置与预先设置的点位置一致时输出信号至输出模块；所述输出模块输出信号至喷胶执行模块，当所述喷胶执行模块收到信号后执行喷胶。2.如权利要求1所述的高速精确喷胶控制系统，其特征在于，所述输出模块还输出反馈信号至输入模块，用以调整胶枪打开时机，并在超限时报错。3.如权利要求2所述的高速精确喷胶控制系统，其特征在于，所述可编程控制器读取编码器信号与预设的喷胶位置进行比对，通过编程进行处理，在速度变化的条件下正确控制输出模块导通，并驱动喷胶执行模块进行喷胶，该可编程控制器的工作过程包括如下步骤：步骤一、计算所需要的输入信息；步骤二、检查输入信息的合法性；步骤三、当步骤二判断输入信息有误或参数设置超出范围时,报错并对超限参数重新赋值；步骤四、对喷胶模式进行判断，如果为测试模式则进入步骤五；步骤五、按一定频率间歇输出脉冲信号，控制超采样模块输出信号；步骤六、判断是否在正常喷胶模式开启状态，如果不是则程序结束；步骤七、根据机器当前速度及补偿时间计算出提前量，比对设置的胶点位置找到输出开始的位置，并对输出模块的40个超采样输出值按计算出的开始位置进行赋值；步骤八、读取输入模块的值，对在编码器旋转一圈位置内该输入模块接收到的接通信号的编码器位置和次数进行记录，并与设定值核对，如果在允许误差范围内则对补偿值进行调整，如果超出最大值或连续超出误差则报警停机。4.如权利要求3所述的高速精确喷胶控制系统，其特征在于，在步骤一中的所述输入信息包括：上胶测试使能、常规喷胶使能、编码器数值、胶点位置预设值、机器速度、速度补偿使能、错误复位。5.如权利要求3所述的高速精确喷胶控制系统，其特征在于，在步骤二中所述的检查输入信息的合法性的内容包括：两种喷胶方式不能同时使能、胶点位置设置不能超出编码器读数最大范围且不能在材料长度之外、相邻的两次编码器读数相差值不...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘蔚钰，张红代，龚佳伟，王熙康，陈华，杜卫丹，
申请(专利权)人：中烟机械技术中心有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31