西门子模块6ES340-1CH02-0AE0

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    1中包装形式的比较

    1.1纸盒包装

    用纸盒作中包装属传统与老式的包装方式，需预先按中包规格与要求定制纸盒，并另需购买批号打印机在纸盒上打批号，或者另印上贴标并贴在纸盒。

    特点：只要略添置批号打印机或其它工具，并提供工作和简单的工作台即可，其操作简单,普通工人即可操作。

    缺点：(1)纸盒需由专业制造厂定制(或有的需印刷)，纸盒成本高；(2)操作人员较多，还至少需打批号(或有的贴标)，工作效率低，人员工资与管理成本也高；(3)用纸盒中包装的生产成本也高(有人统计过，其约是透明膜三维包装的10倍以上)；(4)包装质量不稳定，防潮性能差，不利于长期储存。

    1.2热收缩膜包装

    用热收缩膜作中包装属上世纪较先进的包装方式，经机械码垛后用PVC收缩膜封合后，再进收缩烘箱收缩包装膜。

    特点：设备价格一般，可包装不同形状与规格的药品，效率较高，可实现自动化连续生产,设备结构相对简单。同时，包装工人数较少，与纸盒中包装相比其降低了包装生产成本。

    缺点：(1)热收缩膜包装设备与透明膜三维包装相比，其设备体积较大(由于还要置有收缩烘箱的位置)，占地面积也相对大；(2)包装成本相对高，是透明膜三维包装的2倍左右；(3)热收缩膜包装的外形不美观，经收缩后的小包装盒子会发生变形；(4)PVC热收缩膜需打孔排气，因此其中包装的防潮性能差；(5)被包装物需进烘箱加热进行收缩，对药品有一定影响，特别是生化类、脂溶性类及热敏性类药品；(6)生产过程中的PVC膜热封切与收缩烘箱所产生有害气体，对工作环境造成污染和伤害工人的身心健康，而且还会产生大量热量对车间的温度控制造成不利影响；(7)不能满足药典中对生产、储存环境的温度有严格限定的生化类药、脂溶性类和疫苗的包装。

    1.3透明膜三维包装

    用透明膜三维作中包装属近年来中包装的新趋势，其是借鉴包装而引入的。药品经机械码垛后放入塑膜中，经过送进、切膜、折包、端封、折角、侧封、整形、输出等动作完成中包装。

    特点：(1)生产效率和自动化程度高，可实现连续自动生产，能和的装盒机和后端的装箱机实现联动均衡生产；(2)选用BOPP或PVC膜作包装材料，与纸盒包材相比，材料成本仅为白版纸盒的1/10和热收缩膜的1/2；(3)由于操作工少，大大降低了中包装生产成本和相应的管理成本；(4)用透明膜三维中包装的成品外形美观，档次高，有利于提高产品形象；(5)用透明膜三维中包装的成品防潮性能好，便于运输和储存，能适应药典中对生产、储存温度有严格限定的生化类、疫苗和脂溶性类的包装；(6)设备对工作环境无污染，占地面积小。 1.4三种中包装形式的比较

    综上所述，在纸盒包装、热收缩膜包装、透明膜三维包装三种中包装形式中，从综合性角度来看，透明膜三维中包装属较佳的选择。近年来，用透明膜三维作中包装的产品将呈现出与高档次的特点，深受广大客商的青睐。

    2透明膜三维中包装在生产的应用分析

    在寻找生产降的方法中，较为直观方法便是降低包装方面成本的潜力，然而包装涉及的面较广，包装中的中包装环节就是其中之一。由于国内制造透明膜三维包装机的厂商较多，为了说明问题将以某公司所生产的全自动透明膜三维包装机为例，分析其在制药生产的应用，目的能让包装有一个节省成本的途径。

    本文将选用中包装规格尺寸为200mm×85mm×60mm的集合包装为分析基础。其基本数据：(1)用白版纸盒包装材料费用约0.40元/包（已属比较差的纸盒）；(2)用热收缩膜包装材料费用约0.08元/包；(3)用全自动透明膜三维包装机包装材料费用仅0.04元/包。

    按照生产时间，300天/年、8小时/天、25包/分计算：

    300天/年×8小时/天×60分钟/小时×25包/分=3600000包/年，

    即每年每台全自动透明膜三维包装机可以包装360万包。

    从上计算可以看到：(1)与纸盒中包装形式相比，每包比纸盒包装节约0.36元，即年节约可达3600000×0.36=1296000.00元，相当于10台全自动透明膜三维包装机的价格，其中不包括所省掉的相当可观的人工工资；(2)与热收缩膜中包装形式相比，每包比热收缩膜包装节约0.04元，即年节约可达3600000×0.04=144000.00元，相当于1台全自动透明膜三维包装机免费送你使用了。

    3.全自动透明膜三维包装机的应用前景

    以某公司所生产的全自动透明膜三维包装机为例，从洁净区域出来的药品进入装盒工序后，只要装盒外形呈长方体或正方体即可进入全自动透明膜三维包装机进行中包装。全自动透明膜三维包装机就会按工艺要求规格自动进行码垛，并供料装入BOPP膜或PVC膜中进行切膜、折包、端封、折角、侧封、整形与输出等动作完成三维的透明膜（纸）中包成品，其中塑膜为自动完成循环供料、送膜、切膜等动作。

    设备特点：(1)包装速度、包装尺寸与热封温度均可调；(2)采用无级调速，带人机界面的PLC控制，并有故障诊断提示功能；(3)采用进口伺服电机完成自动下膜动作，下膜顺畅、准确；(4)采用气缸驱动，运行平稳、同步准确、调节方便、封口牢固；(5)结构紧凑、操作维护简便。

    透明膜三维包装是国外中较广的中包装方式，代表着国际中包装的发展趋势，这也是上述谈及透明膜三维包装所固有的特点所致，因此近年来其也逐步为国内制药企业所接受与采用，特别是透明膜三维包装机能方便地与装盒机、装箱机等机械联动生产。由此看来，全自动透明膜三维包装机十分适宜各类制药企业的应用，不管是制药企业是为降低生产成本而选用，也不管是制药企业后道全自动包装生产线所配套选用，更不管是提高产品档次所选用，全自动透明膜三维包装机都属可以选择，其应用前景广阔。

    全自动透明膜三维包装机也可应用于食品、、茶叶、化妆品、礼品、文具用品、音像制品等行业中的各种盒式（长、正方体）物品的单件或多件（集合包装）自动包装，替代纸中盒可降低包装成本95%左右。

    特别是全自动透明膜三维包装机能自动粘贴防伪金色拉线，方便了拆包。该机的应用对产品包装起到防伪、防潮、防尘等作用，并提高了产品档次，增加了产品附加值。

    4.结论

    本文从比较分析中包装形式入手，对目前流行的透明膜三维中包装形式作了比较性分析，进而叙述了其在制药工业的应用前景。从中可得到结论：

    (1)透明膜三维中包装形式是当前中包装形式中较佳选择，也是包装成本较低的中包形式，同时又是与国际中包装形式接轨的中包形式；

    (2)全自动透明膜三维包装机的自动化与化决定了其能方便地与装盒机、装箱机等机械联动生产，是药品后道全自动包装生产线的必需中包装设备。

    1、设备原理和结构

    全自动收缩包装机是一种气动元件和机械装置相结合的，由plc和其它外围线路控制的自动包装设备。该设备的执行元件是气缸。由二位五通电磁阀控制其前进和后退。气缸的工作位置由磁性开关和接近开关检测并反馈给plc，由plc通过程序发出控制命令给相应气缸的电磁阀，从而控制气缸的动作。

    2、故障维修

    2.1plc故障

    plc故障主要有输出点继电器接点粘连。如果该点控制电机，故障现象为有信号启动电机后，电机运转，但停止信号发出后，电机却不停止运转，当plc停电后，电机才停止运转。如果该点控制电磁阀。故障现象为电磁阀线圈不断电，气缸不复位。如果用外力撞击plc使粘连点分开的方法，可以协助判断该故障。

    plc输出点故障的维修方法有两种，比较方便的一种是用编程器修改程序，将损坏的输出点修改为备用输出点，同时调线。如控制电磁阀的1004点损坏，改为备用点1105点。可用编程器找到1004点的相关语句，keep（014）01004为keep（014）01105。控制电机的1002点损坏，改为备用点1106，修改1002点相关语句out01002为out01106，同时调线即可。

    如果没有编程器，则可采用比较麻烦的*二种，拆下plc，拆开plc将备用点的输出继电器拆下换到损坏的输出点上。再按原线号安装即可。

    2.2接近开关故障

    收缩机包装机有五个接近开关。三个用于保护，二个用于控制上下膜放膜电机。其中用于控制保护的，偶尔一二次误动作，就会打断正常的运转过程，且由于故障出现的次数少，时间短，给故障的分析、排除带来一定的困难。故障典型表现为偶尔出现熔下降未到位又自动抬起。故障原因是熔在下降过程中没有遇到被包装物，而熔升位接近开关失去信号，就与护板接触到被包装物一样，熔自动向上返回。

    故障维修方法，可将熔升位接近开关并联安装一个同型号的开关，双开关并联工作，以提高其可靠性。

    2.3磁性开关故障

    磁性开关用于检测气缸的位置和控制气缸的行程。叠层、推包、压包和熔四个气缸动作相互关联，用磁性开关来检测和控制它们的位置。故障主要表现为后续气缸不动作，原因是气缸速度较快，导致磁性开关不能到信号。如推包气缸速度太快，推包复位后，压包和熔气缸不动作。

    故障维修方法，可调整气缸及其二位五通电磁阀上的节流阀，调小压缩空气流量，降低气缸运行速度，直至磁性开关可以检测到信号为止。

    2.4电磁阀故障

    电磁阀故障主要表现为气缸不动作或不复位，原因是该气缸电磁阀不能换向或窜气。如果电磁阀窜气，由于进路相通，机器的空压压力达不到工作压力，梁上升不到位。梁保护接近开关不工作，全机运行的先决条件不成立，机器不能运行，这很容易与电气故障相混淆。电磁阀窜气都存在漏气声，仔细听声源和用手搜寻漏气点，一般可以很容易找出窜气的电磁阀。

  引言：随着科学技术的不断进步，人们利用各种控制器来的进行工作和生产，比如说控制加热炉的温度，控制灌溉的流量，控制物品移动的距离等。PLC的AO模块或DCS系统输出的模拟量电流或电压信号直接去控制远程的执行设备，往往会因为长距离的传输造成信号的衰减、失真，有时还会因为其他外界信号干扰造成信号出错，影响整个系统的正常工作。因此利用RS-485数字信号进行远程传输，然后利用远程模拟信号输出模块ISODA输出模拟信号，在工业现场中得到了越来越多的应用。

    1、模拟信号输出模块ISODA的工作原理概述

    ISODA系列产品实现主机RS-485/232接口信号隔离转换成标准模拟信号，用以控制远程设备。ISODA系列产品可应用在RS-232/RS-485总线工业自动化控制系统，4-20mA，0-5V，0-10V等标准信号输出，用来控制工业现场的执行设备，控制设备以及显示仪表等等。

    产品包括电源隔离，信号隔离、线性化，D/A转换和RS-485串行通信。每个串口较多可接256只ISODA系列模块，通讯方式采用ASCII码通讯协议或MODBUSRTU通讯协议，其指令集兼容于大多数同类模块，波特率可由代码设置，能与其他厂家的控制模块挂在同一RS-485总线上，便于计算机编程。

    ISODA系列产品是基于单片机的智能监测和控制系统，所有的用户设定的校准值，地址，波特率，数据格式，校验和状态等配置信息都储存在非易失性存储器EEPROM里。

    ISODA系列产品按工业标准设计、制造，信号输出/通讯接口之间隔离，可承受3000VDC隔离电压，抗干扰能力强，可靠性高。工作温度范围-45℃～+80℃。

1引言

现代生活、生产和的蓬勃发展，大大推进了电梯技术的发展，从而对电梯控制系统提出了越来越高的要求。

可编程序控制器（PLC）与变频（VVVF）调速技术相结合的电梯控制系统，以其运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强、调速性能优等特点被中小型电梯厂家广泛采用。此类系统对电梯运行曲线的控制大多采用速度端子组合的多段速控制方式输出固定的电梯运行曲线，电梯平层之前均有慢速爬行的过程。

国际电梯业成员多采用自行研发的电梯**控制器，采用距离控制的直接停靠方式。而PLC因其自身编程指令及程序扫描时间的限制，很难编制距离控制的程序。艾默生CT推出的EV3100电梯**变频器，不仅具备通用变频器的调速功能及普通的电梯**功能。*有的层高数据寄存器，通过参数设置即可实现距离控制。

2距离控制的基本原理

传统的给定减速距离的控制方式的运行曲线如图1所示[1]，x轴为电梯运行过程的时间、y轴为运行速度。当电梯接收到系统的启动信号后，系统加速到额定速度以后，匀速运行，当系统收到减速信号后开始减速，到达门区后开始爬行，至平层后停止。整个运行曲线表现为S型。

图1  给定减速距离的运行曲线

上述运行曲线是由控制系统预先设定好的，一般额定速度为1m/s的时候运行单条曲线，速度为1.5m/s的时候运行两条曲线。而由控制系统根据停车距离自动生成电梯运行曲线的控制方式一般称之为“距离控制”，其运行曲线如图2所示。

图2  距离控制运行曲线

3控制系统硬件设计

3.1控制系统组成

图3  系统组成

由图3可知，该系统主要由以下几部分组成：PLC、变频器、曳引机、门机等。PLC是控制系统的核心。[2]PLC根据输入的呼梯信号和目前电梯所处的位置自动确定电梯的运行方向及速度，变频器根据PLC的速度指令控制曳引电动机的转速，到达目的层后，自动平层、停车、开关门，在运行过程中输出电梯的楼层位置和运行方向，同时完成对呼梯信号的登记、保存和等工作。对电梯运行中的一些特殊情况（如急停、**载、冲**、蹲底等）自动进行处理和报警。

3.2硬件选型

以一栋15层大楼为例，其电梯控制系统实际需要输入60点，输出62点。选用三菱公司的FX2N-128MR型PLC。这种机型有编程指令100多条，内置8K步RAM寄存器，并配有相应的编程软件GX Developer，不仅可以通过手持编程器对PLC编程，也可在个人PC机上进行编程[3]。在电梯运行过程中，可通过程序内部辅助继电器的状态监控电梯运行状态，现场调试十分方便。

变频器选用艾默生CT的EV3100电梯**变频器。除了矢量控制、转差补偿和负载转矩自适应等功能，还具有抱闸控制及、电梯**速等电梯**功能。为实现闭环矢量控制、提高系统的动态性能和实现零速抱闸控制，在曳引电动机轴端加装旋转编码器。该编码器信号不仅作为曳引电动机的速度反馈，利用EV3100变频器的分频功能，还可实现对电梯的数字位移控制。系统硬件电路如图4所示。[4]

图4 系统硬件电路

4距离控制运行原理

（１）变频器在接收到控制器发来的运行命令(FWD)和设定楼层指令(FLE, F1～F6)时，输出接触器吸合指令(CR)；

（２）变频器检测到接触器吸合(CSM)后，再经过延时，打开变频器，输出释放抱闸的命令(BR)，和变频器运行中信号(Y2)；

（３）经过抱闸打开延时时间T2后，抱闸完全打开，变频器开始按S曲线加速运行；

（４）电梯运行过程中可以不断响应其它设定楼层指令(FLE,F1～F6)，变频器会根据能否正常减速停车来选择较优楼层停靠；

（５）到达曲线减速点后，变频器开始减速停车。进入平层一定距离（F4.07平层距离调整）后，速度减为0，经延时后，变频器输出抱闸关闭命令(BR)，同时输出电梯停车信号(Y1)，要求控制器切除运行命令(FWD)；

（６）控制器接收到电梯停止信号后，经时间延时切除运行命令(FWD)，变频器封锁PWM后输出停机状态信号(Y2)；

（７）停机状态(Y2)有效后，经时间延时，输出电流为0，变频器输出释放接触器命令(CR)，至此一次运行过程结束。

５结束语

实践证明，在EV3100电梯**变频器的基础上开发的采用距离控制技术的控制系统已被某电梯公司批量采用，系统稳定、可靠运行，对中小规模的电梯制造厂开发通用性的电梯控制产品也有借鉴价值。

其中上位机主要根据控制规律进行计算、处理、逻辑判断和存储，实现转台控制的集中监控、综合管理，主要实现系统实时在线综合管理、性能检测、安全保护及监控管理以及数据采集与处理功能。在转台系统运行过程中，上位机完成转台系统性能参数的图形显示、数据处理，得出系统工作所必需的指令和参数。由于工业控制计算机抗震性和抗干扰能力强,工作可靠性高，目前被广泛用于现场数据采集处理及伺服系统的上位计算机。本系统采用研华工控机作为上位机，集中控制多套伺服系统。
下位机是转台控制系统的直接控制级，构成转台内、中、外框三个独立的伺服控制回路。下位机完成伺服控制系统的数据采集与处理、控制律的实施并实现与上位机实时通信。本系统中下位机由PMAC充当，PMAC控制卡通过标准总线与上位机相联，码盘等测速或测角机构通过PMAC上的DD接口传递位置、速度等信息，经PMAC处理，并按上位机给出的控制要求通过PMAC上的DA接口输出合适的电平信号控制转台上的电机运动，从而构成控制闭环。
另外，PMAC通过总线向上位机交换转台位置、运行安全等信息，并从上位机获得程序运行所需要的命令，如程序开始、结束和系统复位等。由于PMAC自身的特性，使诸如码盘信号换算、行程限位等功能可以很方便地实现，且PMAC的可编程特性使系统具有很强的扩展能力，整个系统构成要比普通的上下位机系统显得简单实用。而PMAC的使用也使系统更具通用性，只需作少量调整即可应用于其他设备。
4 运动控制系统软件设计
本课题中下位机选用PMAC运动控制卡。该运动控制卡是现在使用的比较普遍、可靠性很高的多轴运动控制器，它的核心硬件是DSP与FPGA，提供运动控制、逻辑控制、数据、信息处理、同主机交互等强大的资源，其较大的特点是软硬件的开放性。PMAC可以通过执行软件（PEWIN）实现各种控制的基本操作及系统调试，从而实现执行运动程序、执行PLC程序、伺服环更新、资源管理等主要功能。
对于转台的控制系统，系统功能实现实际由工控机和PMAC卡共同分担完成，运动控制软件包括2个部分：工控机主要完成人机界面、系统任务管理、视频显示、方位角度计算与发送等功能；MAC卡主要实现所要求的运动控制、I/O管理、PLC等功能。
４．1上位机控制软件的开发
对于转台控制系统上位机的工控机,基于bbbbbbsＸＰ操作系统，利用VisualC++6.0开发系统开发了转台运动控制系统软件，具有视频显示、转台控制方式选择、转台运动状态显示、GPS信号显示、异常报警等功能，利用下位机封装好的各类运动控制函数和参数设置功能函数，在上位机软件开发时实现“下位机透明”式的开发，使上位机界面开发以及和其他功能集成时无须关注运动控制层的细节，从而更着重于其他方面功能的实现。
４.2下位机控制软件的开发
下位机控制系统中PMAC卡上集成了丰富的运动控制指令和算法，为转台的运动控制提供了方便，对于转台控制下位机软件的开发，充分利用PMAC卡的开放性，主要包括位置伺服模块、PLC监控模块等，位置伺服模块可通过设置PMAC卡内部PID参数实现，PLC监控模块用于实时提取转台运行状态信号，包括当前的运行方位、运行速度及是否都达到位置限位等,主要包括PMAC的设置和PMAC运动程序的编写。
４.3 工控机与PMAC卡的通信软件
外部信号通过计算机串口送入工控机，转换成方位角度后送入PMAC卡，转台的运动方位信息实时通过工控机进行显示，同时，各种控制指令也是通过工控机传给PMAC卡，从而实现各种控制目的，本系统利用PMAC卡提供的PCOMM32通信套件，采用动态链接库方式，便于上下位机软件的模块化和封装并使得上位机编程环境的选择更加自由。
本课题以PMAC卡为核心对三轴转台的硬件及软件进行了设计，通过PMAC构建转台控制系统，具有实时能力强、系统稳定、易操作等优点。将PMAC作为转台的控制器在理论和实际上都是可行的，使系统设计和应用程序的设计大大简化，设计者只需要较少的代码就可以达到目的。另外，当整个系统投入使用并进入维护阶段，采用PMAC这样的标准部件也减少了软／硬件维护的困难,作为三轴转台的改造设计是一个非常好的方法。