隨著噴墨打印機的廣泛應用，墨盒的需求也越來越大，各種各樣的墨盒也隨之在市場上出現。為了滿足大批量，多工藝的生產需求，我們開發了基于PLC的墨盒灌裝機控制系統，同時也為下一步的聯線生產打下了基礎。

1、控制系統介紹：
本例中控制系統采用西門子S7－200系列PLC及人機界面TD200。SIMATIC S7－200是西門子公司生產的具有很高性價比的微型可編程序 控制器 。其具有結構小巧，運行速度快及多功能和多用途等特點，在專用機械設備，食品加工工業，農業，輕工業、制藥行業等方面有廣泛的應用。根據工藝要求及今后擴展的需要，我們在本例中主機選用CPU224 AC/DC/繼電器 ，本機I/O點為14輸入，10輸出。*多可擴展7個模塊。選用TD200中文文本顯示器，其具有連接簡單，操作方便，可對過程參數進行顯示和修改等許多特點。

2、工藝流程概況：
本噴墨灌裝機主要實現四個工藝，注墨、灌裝、單步清洗，連續清洗。下面我們分別加以介紹：
灌裝工序主要實現對墨盒的抽真空和注墨，工序開始首先進入抽墨步驟，啟動按鈕按下，模具電磁閥打開，模具帶動墨盒向上運動，使注墨針頭插入墨盒并使墨盒處于密封
狀態，同時墨（水）缸閥打開，墨缸柱向下運動，將墨抽入墨缸內。當墨缸柱向下運動到下限位時，抽真空電磁閥打開，抽真空管通過針頭對墨盒進行抽真空。當真空抽到設定值后（由真空開關設定和判斷），注墨閥打開等待注墨。延時0.1秒后墨（水）缸閥關閉，墨缸柱向上運動將墨缸中的墨打入墨盒內，墨缸柱向上運動的同時等待0.2秒后關閉抽真空閥，停止對墨盒進行抽真空。墨缸柱向上運動到上限位后完成對墨盒注墨工作，下面進入放氣（卸壓）步驟，放氣閥打開，機械系統開始卸壓。放氣一段時間后，所有閥門關閉，墨盒回到原始位置，整個工序完成。
注墨工序是為了適應一些品牌的墨盒不需要抽真空步驟而設計的。所以注墨工序在墨缸柱向下移動到達下限開關后直接進入注墨步驟。
單步清洗工序中主要包括兩個步驟：抽水和注水。灌裝機啟動后水缸柱向下運動進行抽水，到達下限后，水缸電磁閥關閉，水缸柱向上運動。同時注水閥打開，開始注水，從而達到清洗的目的。
連續清洗工序是在單步清洗的基礎上，按下啟動按鈕后，灌裝機一直運轉進行清洗，直到按下復位按鈕后，才能停止。
這里需要提到的一點是在工藝敘述中提到的墨缸柱和水缸柱，墨缸閥和水缸閥及注墨閥和注水閥實際上指的是同一執行機，只是不同的工序中不同的名稱而已。

3、程序實現：
程序流程圖如圖1所示：根據工藝的特點控制程序采用順序繼電器指令按圖1要求編寫，此處不贅述。需要說明的是為了節約輸入點，工序的選擇是通過TD200（HMI）來執行的。

圖1略

TD200的程序設計：
在程序編寫中，將功能鍵F1、F2、F3、F4分別定義為注墨工序，灌裝工序，單步清洗工序，連續清洗工序。當送電后，程序初始化等待工序選擇。選擇工序后使程序進入不同的程序段。但在沒有啟動前（即沒有按下啟動按鈕前），還可以實現工序轉換（連續清洗工序除外）。TD200畫面顯示包括四種工序名稱，注墨和灌裝工序日計數和月計數，延時時間顯示等。工序選擇后，TD200畫面上便會顯示當前工序的名稱和已完成數量。定義功能鍵F5，F6分別為注墨和灌裝工序日計數和月計數復位鍵。工人每天定時對當天各工序完成量分別計數后，按復位鍵將計數器清零。在實際編程中，將復位鍵按下后使運行程序跳入計數器所在段，同時復位該程序段，具體程序為：

……………………
Netwok17       //注墨日計數復位
LD     M0.4  
SCRT   S0.6
Netwok18       //注墨月計數復位
LD     M0.5  
SCRT   S0.6
……………………

Netwok30      //放氣步驟
LSCR   S0.6
Netwok31      //打開放氣閥
LD     S0.6
=      Q0.4
TON    T34, VW500
Netwok32        //延時5妙 關閉所有閥門
LD     T34   
R      Q0.0, 5
Netwok33
LD     T34     //注墨日計數
LD     M0.4    //注墨日計數復位
CTU    C0, +5000
Netwok34
LD     T34     //注墨月計數
LD     M0.5    // M0.5
CTU    C1, +30000
Netwok35        //運行結束跳出本程序段
LD     T34     
O      M0.4     //日計數復位后直接跳出本程序段
O      M0.5     //月計數復位后直接跳出本程序段
SCRT   S0.1
R      M0.4, 2   //復位日、月計數復位位
    程序中，M0.4 為注墨日計數復位位變量（TD200的F5功能鍵），M0.5為注墨月計數復位位變量（TD200的F6功能鍵） ，Q0.4 為放氣閥輸出變量，T34為定時器，C1、C2為計數器。 
在順序控制繼電器程序中，不同段的程序不會同時運行，所以將灌裝和注墨的計數復位定為同樣的按鍵。這樣給操作工帶來了方便，同時也節省TD200的功能鍵（TD200只有8個功能鍵）。

4、PLC外接線
 圖2略

如圖2所示，在接線中，為**起見采用24伏為繼電器供電。利用PLC本身的24伏為輸入信號供電，在真空開關的茶黑線端接一個繼電器，以驅動真空輸入信號。如不添加繼電器，必須采用兩個電源為真空開關供電。具體接法如圖3所示：
 
圖3略

5、結束語：
   該控制系統發揮了S7-200PLC緊湊、可靠、操作簡單、造價低廉等優點，較好的滿足了控制要求。在灌裝精度，多種品牌灌裝的實現上都很好的滿足了客戶的需要。同時為下一步實現多機聯網打下了基礎。