基于PLC的自动贴标机控制系统设计

王子源 刘黎

摘要：贴标机是当前包装不可或缺的重要工具之一，在当今时代得到了广泛的应用，成为工业自动控制的首选产品。在自动贴标机行业中面对复杂多变的控制要求和客户紧迫的供货周期，PLC更是体现出了其自身的优势。

关键词：自动贴标机;PLC控制系统;设计

引言

伴随着经济的发展和人们生活条件的改善，在人们的日常生活用品中各种商货都需要标明各自的编号条形码以及产品的描述和生产场地和日期，这种标签如果都需要人为贴标的话，人力物力和效率太低，所以就需要一种自动机械来替代人为贴标，本设计主要研究的是平面物体的贴标机器，不仅整体效果完善的好，最主要的是替代了人为贴标，这极大的省下了人力和物力更极大的提高了效率。直到现在各个行业的自动贴标机一般都采用PLC，这种自动贴标机的设置参数过多，在实地测试的时候，参数设定就是一大问题，如果设定的不合理就会影响标签机贴标的错误率和稳定性能。

1控制要求

本控制系统主要由可编程控制器S7-200PLC、光电传感器接口电路、对象传感器、标签传感器、电动机和标签轮组成[1]。当要固定的物品运输到传送带上时，传送带以发动机驱动的规定速度移动，并将要固定到标签位置的物品发送出去。设计后的标签必须满足以下功能要求：它可以可靠地粘到物体的上表面。要实现此功能，系统必须执行以下操作：运输和准确定位标记物品、准确提供标记材料、标记标签、从标签带上拆下标签、牢固地将标签贴在对象上，并在标记后进行准备。全自动连续标记。标记过程中的所有操作均自動完成，无需人工干预，可由控制系统管理，以便完成每个操作的协调控制和连续执行。降低设计和生产成本。使用传感器、PLC控制器和熔断器进行装配设计具有应用少、匹配合理等特点，降低了整个贴标机的设计和生产成本，使其更加普及。它是紧凑的机械结构。根据PLC控制机制的特点和伺服发动机的运动，简化便携式贴标机设备，合理配置不同的贴标机机制，并且适合使用。

2硬件设计

本设计所需输入端口为6个，输出端口为2个，根据所需I/O接口，采用的CPU型号为CPU224AC/RLY[2]。由于PLC控制器的输出电压为220V，因此送标轮和传送带都选定的电动机的型号为JX5622的220V交流电动机[3]。结合实际情况，在自动贴标机的工作过程中，由于货物批次颜色的不同。需要筛选出不符合颜色传感器的货物，这就需要气动阀自动踢出。由于物体重量最高为2KG，因此气动阀选用了MDZK-AT-Q614-16PT型气动阀[4]。登记传感器和零位传感器选用的是M18激光漫反射光电开关，型号为SYM18J-D50N1，NPN三线常开，检测距离为50cm。

3软件设计

分配I/O端口是编写PLC程序的第一个先决条件，也是现场布线和故障排除错误的重要基础。结合智能窗帘控制系统的控制要求，完成I/O端口分配。I/O端口分配表，如表1所示。

4程序设计

辅助线圈M0.0的控制程序：按下启动按钮后，辅助线圈M0.0得电。

送标轮电动机的控制程序：M0.0常开触点闭合，电动机1得电动作，也可选择手动控制。

传送带电动机的控制程序：当登记传感器检测到标签时，电动机2动作，并形成自锁。也可选择手动控制。

辅助线圈M0.1的控制程序：电动机2得电动作，并且零位传感器在也得电的情况下，辅助线圈M0.1得电。

定时器的参数与控制程序：当电动机1和电动机2同时得电动作时，定时器动作，延时2S。

气动阀的控制程序：当颜色传感器检测到不同颜色物体时，气动阀得电动作。

计数器的参数与控制程序：当登记传感器检测到标签时，计数器记一次数，计数器的设定计数次数为50次。计数器未达到给定值时，循环动作。达到给定值时，贴标结束。

5总结

本设计主要描述了标注平面箱体的自动贴标设备管理的系统，全面考虑了贴标机方案的整体设计、自动贴标机的硬件系统设计和自动贴标机的软件设计，优化了自动贴标机系统并在实际工作中进行了验证。

参考文献

[1]Dae-Hyun Cho，Bharat Bhushan.Tribology International. Fric-tion and wear of various polymer pairs used for label and wiper in labeling machine[J]，2019：7（23）4-16.

[2]杨存祥，马庆华等.基于PLC的自动贴标机控制系统的研制[J].组合机床与自动化加工技术，2020（01）：30-51.

[3]迟永滨，岑明等.一种高速模内贴标机械手[J].机械工程，2019（07）：26 -58.

[4]黎文安.电气设备手册（第2版）[M].中国水利水电出版社，2016.

[5]成大先.机械设计手册第5版（第2卷）[M].化学工业出版社，2018.