西门子S7-200系列PLC在GDX2包装机烟包检测中的应用

1 引言
随着作为可编程序控制器的控制核心微控器（MCU）技术的发展，可编程序控制器的功能也越来越强大。现在的可编程序控制器不但工作速度快—逻辑指令执行时间为每条零点几个us、高级应用指令每条为几个或几十个us;而且功能强—强大的逻辑运算功能、丰富的数学计算功能以及可靠的远程通信功能。西门子S7-200PLC就是其中一种具备以上功能的小型PLC。本文主要介绍S7-200PLC在GDX2高速包装机烟包外包装质量缺陷检测中的应用示例。
2 问题提出
现在的卷烟市场竞争十分激烈，各厂家都使出浑身解数来提高自己的产品质量和维护自己品牌的声誉，所以各厂家都想尽办法使自己进入市场的产品为零缺陷。在产品生产过程中厂家对产品质量的把关非常严格，特别是对卷烟的最后一道工序-包装工序的包装质量要求更为严格，往往对同一种材料进行多次缺陷检测，以避免次品流入市场。原产意大利的GDX2包装机是世界上目前最好的卷烟包装机，也是业内的主力包装机型，它具有包装质量好，有效作业率高，人机安全可靠性高等优点。尽管它检测功能多，但仍然不是十分完善，不能满足厂家的质量要求，有必要增加一些的烟包外包装质量缺陷检测功能。如在烟包的薄膜包装部分增加翻盖完好检测，薄膜包装散开检测，薄膜短搭口不对称检测等。
3 方案选择
尽管GDX2的电控系统是开放式的，采用类似VB的GDLAN语言来编写程序的，但对用户是不开放的，因此要增加外电路来实现新增的检测功能。由于检测电路的功能不复杂，主要功能是将检测器检测到的坏烟包移位到剔除位置，使剔除电磁阀动作，将其剔除。采用逻辑电路，单片机电路，PLC电路3种方案之一都可实现该功能。方案比较如附表所示。
通过比较，显然选择方案3，PLC电路最好，尽管成本高些，但其他性能最好。
4 方案实施
PLC的输入的点数为4个，其中3个为检测信号，1个为同步信号;输出的点数只需1个，为剔除信号。考虑点数冗余和日后功能增加问题，选择8个输入点，6个输出点、型号为CPU222的S7-200PLC可满足方案要求。PLC硬件设计如图1，其中PLC的电源220VAC和传感器24VDC取自包装机内，B1为接近开关，B2为高解析度色标光电检测器，B3为轻触微动开关。

5 程序设计
程序分为坏包检测和移位剔除两部分。在坏包检测部分，同步信号高电平有效时使检测信号有效，当检测到坏包时，将要移位的位置1。在移位剔除部分，由于第一的检测位到剔除位要移位12包烟包，因此采用1个16位的字如VW0来作移位寄存器，并将检测位装载到移位寄存器的对应位上，当V1.3为“1”时接通Q0.0，Q0.0触点接通手动剔除按钮，剔除阀动作剔除坏烟包。

//GDX2-CH小包透明纸包装机外观包装检测器程序//
LD I0.0 file://同步时钟//
A I0.1 file://翻盖检测//
ON V1.0 file://缺翻盖烟包//
LD I0.0 file://同步时钟//
A I0.2 file://薄膜搭口检测//
ON V1.7 file://薄膜搭口不对称烟包//
LD I0.0 file://同步时钟//
A I0.3 file://薄膜散开检测//
ON V0.1 file://薄膜散开烟包//
LD I0.0 file://同步时钟//
SLW VW0,1 file://一个时钟脉冲左
移1位的16位寄存器//
LD V0.3 file://剔除位//
ON Q0.0 file://剔除信号//
END_OB1 file://程序结束//
6 结束语
GDX2-CH小包透明纸包装机外观包装检测器经过一年的使用情况来看，故障率为零，坏烟包剔除准确率为百分之百，好烟包误剔除率也只有万分之一左右。
采用S7-200PLC制作检测器的成本较低，程序编写简单，可靠性高，可维护性好。