【正文】 ，只需修改程序即可。（3）面向控制過程的編程語言，容易掌握PLC的編程語言采用繼電器控制電路的梯形圖語言，清晰直觀。雖然PLC是以微處理器為核心的控制裝置，但是它不需要用戶具有很強(qiáng)的程序設(shè)計能力，只要用戶具備一定的計算機(jī)軟、硬件知識和電器控制方面的知識即可。這種面向控制過程的編程方式，與目前微機(jī)控制常用的匯編語言相比，雖然在PLC內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時間，但對大多數(shù)的機(jī)電控制設(shè)備來說，這種時耗是微不足道的。（4）易于安裝、調(diào)試、維修在安裝時，由于PLC的輸入/輸出接口已經(jīng)做好，因此可以直接和外部設(shè)備相連，而不再需要專用的接口電路。而且PLC的軟件功能取代了原來繼電器控制中的中間繼電器、定時器、計數(shù)器等一些器件，所以硬件安裝上的工作量相應(yīng)減少。PLC的調(diào)試可先在實(shí)驗(yàn)室模擬完成，模擬調(diào)試完成后再現(xiàn)場安裝、調(diào)試。這樣就可以避免可能在現(xiàn)場會出現(xiàn)的一些問題，從而縮短調(diào)試周期。在維修方面，PLC完善的診斷和顯示功能，可以通過模塊上的顯示或編程器等很容易地找出故障的模塊，而且由于模塊化設(shè)計，因此只需要對出錯的模塊進(jìn)行更換即可。（5）網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大PLC具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。PLC不僅能做到遠(yuǎn)程控制、進(jìn)行PLC內(nèi)部通信與上位機(jī)進(jìn)行通信，還具備專線上網(wǎng)、無線上網(wǎng)等功能。這樣，PLC就可以組成范圍很大的控制網(wǎng)絡(luò)，整個工廠，甚至整個系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)自動化，從而提高生產(chǎn)的效率。（6）體積小、重量輕由于PLC內(nèi)部電路主要采用微電子技術(shù)設(shè)計，因此它具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。［3］ PLC的應(yīng)用可編程控制器是“專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的”工業(yè)控制計算機(jī)，由于其具有很強(qiáng)的抗干擾能力，很高的可靠性，能在惡劣環(huán)境下工作的大量的I/0接口，因此，伴隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，始終保持著旺盛的市場生命力。可編程控制器的出現(xiàn)，除了取代傳統(tǒng)的繼電器控制外，正在逐步占領(lǐng)DCS和PID市場份額。國際市場:當(dāng)今世界的PLC生產(chǎn)廠家約200多家，生產(chǎn)400多種PLC。全球最大的5家PLC制造商，德國SIEMENS公司、美國AB公司、SCHNEIDER公司、日本的MITSUBISHI公司、OMRON公司、三菱公司約占全球市場銷售額的67%。我國對可編程控制器的研制始于1974年，目前全國有幾十個生產(chǎn)廠家，但產(chǎn)品多為128個開關(guān)量I/O點(diǎn)以下的小型機(jī)。我國應(yīng)用PLC還處于初級階段，而且局限于鋼鐵、化工、汽車、機(jī)床、煤炭、電站等領(lǐng)域，其它行業(yè)的應(yīng)用尚未普及，中國尚有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域等待開拓。我國90%的PLC市場由國外占領(lǐng)，中、大型PLC中，幾乎100%是國外產(chǎn)品，以美國MODICON公司、GE公司、西德SIEMENS，日本富士公司為主。我國的飲料包裝設(shè)備在許多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果。［4］［5］ PLC控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點(diǎn)。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約為200家，生產(chǎn)300多個品種。作為控制裝置，它在許多工業(yè)領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用。隨著微處理器技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。PLC的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。（1）高速度、高I/O容量、功能強(qiáng)大隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，相應(yīng)地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的增加，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多。（2）強(qiáng)大的PLC聯(lián)網(wǎng)能力隨著人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對幾個設(shè)備、幾條生產(chǎn)線的PLC控制，而是要求實(shí)現(xiàn)對全工廠的自動化，所以提高PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能成為PLC的發(fā)展趨勢。以后人們不僅能通過通信模塊進(jìn)行PLC與PLC、PLC與上位機(jī)之間的連接，還能通過撥號或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。（3）編程軟件多樣化PLC的梯形圖語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好地實(shí)現(xiàn)控制要求，但是在處理一些高級功能（復(fù)雜運(yùn)算、報表生成和打印等功能）時存在明顯的不足，所以就要求高級語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不僅可以通過梯形圖語言、助記符語言和功能模塊語言來編寫程序，也可以通過高級語言來編程。 包裝碼垛自動生產(chǎn)線的發(fā)展包裝碼垛自動生產(chǎn)線屬于工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是在第二次世界大戰(zhàn)期間發(fā)展起來的，始于40年代的美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室的搬運(yùn)核原料的遙控機(jī)械操作手。工業(yè)機(jī)器人是一種能自動控制、可重復(fù)編程、多功能、多關(guān)節(jié)的操作機(jī)。它可以是固定式或移動式的，用于工業(yè)自動化作業(yè)中。工業(yè)機(jī)器人與其它專用自動機(jī)的主要區(qū)別在于，專用自動機(jī)是適應(yīng)于大量生產(chǎn)的專用自動化設(shè)備，而工業(yè)機(jī)器人是一種能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化設(shè)備。包裝碼垛生產(chǎn)線是機(jī)電儀一體化高技術(shù)產(chǎn)品，適用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)。它可實(shí)現(xiàn)對粉、粒、塊狀物料（如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等）的稱重、供袋、裝袋、折邊、封袋、倒袋整形、金屬檢測、重量復(fù)檢、批號打印、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動化。通過可編程控制器，對整個生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時、出垛不及時等，進(jìn)行聲光報警。該設(shè)備具有操作簡單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)用戶要求，配上通訊接口和打印機(jī)，有打印日、月累計報表的功能。還可與上位機(jī)或觸摸屏連接，對包裝碼垛自動生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷和網(wǎng)絡(luò)化管理。包裝碼垛自動生產(chǎn)線以PLC為控制核心，以鍵盤、按鈕或觸摸屏為輸入設(shè)備，PLC通過總線進(jìn)行通信，完成對各電機(jī)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向及各個接觸器、中繼器等的控制。包裝碼垛生產(chǎn)線簡單地講，它是由包裝機(jī)械和碼垛機(jī)械組成的，其中的主要部分還是包裝機(jī)械，碼垛機(jī)械是從包裝生產(chǎn)在線分離出來而發(fā)展起來的。其流程圖如圖11所示。［6］來自主廠房的物料傳感器稱重料斗倉庫封口機(jī)電子稱重機(jī)組 碼垛 系統(tǒng)圖11 包裝碼垛生產(chǎn)線流程圖 課題主要研究內(nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,生產(chǎn)力水平的不斷提高,人們對降低勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境日益重視起來。石油化工、煤化工、化肥、糧食、港口等行業(yè)對包裝質(zhì)量和勞動效率的要求也日益提高,從而促進(jìn)了這些企業(yè)的現(xiàn)代化改造。而傳統(tǒng)的人工包裝由于其生產(chǎn)效率低下而成為這些行業(yè)產(chǎn)量和包裝質(zhì)量提高的巨大障礙,已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。因此對包裝碼垛自動生產(chǎn)線的應(yīng)用研究具有重大的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實(shí)意義。本課題主要研究PLC在包裝碼垛生產(chǎn)線自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。該課題主要完成以下四個方面的工作:(1)掌握PLC控制原理及編程；(2)熟識包裝碼垛生產(chǎn)線的工藝過程及動作流程；(3)PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計；(4)包裝碼垛生產(chǎn)線的程序調(diào)試。第2章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線機(jī)械系統(tǒng)的工作原理 概述本課題所設(shè)計的包裝碼垛自動生產(chǎn)線是一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化技術(shù)又稱機(jī)械電子技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由五大要素構(gòu)成，即動力源、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行組件和電子計算機(jī)。全自動包裝碼垛生產(chǎn)線是集機(jī)、電、儀于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，它主要應(yīng)用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料(如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等)的全自動包裝，即對包裝過程中的稱重、供袋、裝袋、折邊、封口、倒袋整形、批號打印、檢測、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動化。［7］ 包裝碼垛自動生產(chǎn)線系統(tǒng)組成包裝碼垛自動生產(chǎn)線主要由以下各部機(jī)組成如圖2l所示: 圖21 包裝碼垛自動生產(chǎn)線 全自動電子定量秤的組成和工作原理全自動電子定量秤是包裝機(jī)起始部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱重、投料等作業(yè)。本生產(chǎn)線采用凈重式電子稱重方式，這樣稱量結(jié)果不受容器皮重變化的影響，稱量精度高，同時采用雙秤交替的運(yùn)行模式。給料系統(tǒng)采用氣動控制的二級投料方式，即全自動電子定量秤進(jìn)入自動運(yùn)行狀態(tài)后,稱重控制系統(tǒng)打開給料門開始加料，該給料裝置分為粗給料狀態(tài)、細(xì)給料狀態(tài)兩級給料方式；首先粗給料門完全打開，當(dāng)?shù)竭_(dá)給定粗給料重量時，關(guān)閉給料門，留一條狹縫,進(jìn)入細(xì)給料狀態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)給定細(xì)給料重量時,完全關(guān)閉給料門，經(jīng)過一定的空中落料,稱量斗穩(wěn)定,并且卡袋機(jī)構(gòu)卡緊時,卸料門打開,物料進(jìn)入放料斗,再落入袋內(nèi),給料結(jié)束。 自動供袋機(jī)的組成和工作原理自動上袋機(jī)組包括：自動供袋、自動取袋、自動夾袋與上袋、自動開袋、自動送袋等機(jī)構(gòu),以及氣動系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、光電檢測裝置和電氣控制系統(tǒng)。自動供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成。供袋機(jī)為裝袋機(jī)提供空包裝袋，操作人員將空包裝袋放置在給袋器上后，其余的動作均由設(shè)備自動完成。該部機(jī)采用雙盤自動切換工作方式，每盤可存儲200個以上空袋(編織袋或紙袋)，取袋時配有真空檢測系統(tǒng)?？沾姆胖们闆r由檢測裝置進(jìn)行檢測。帶有真空吸盤的吸袋器從供袋器上把包裝袋吸住，然后向上提升到位后，傳送給傳送器。傳送器將袋子輸送到供袋機(jī)的斜板上。在導(dǎo)向板、接袋器、吸盤和光電開關(guān)的作用下，確保包裝袋在斜板上保持正確的位置和形狀。取袋器撿起斜板上的包裝袋，在取袋器四連桿的作用下，包裝袋定位在包裝機(jī)的中心在線，等待裝袋機(jī)將包裝袋取走。［8］ 自動裝袋機(jī)的組成和工作原理自動裝袋機(jī)是由過渡料斗、取袋開袋夾送裝置、翻門縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成。過渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接全自動電子定量秤的過渡裝置，它可以存儲一袋物料，提高全自動電子定量秤的稱重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動傳遞到全自動電子定量秤上。取袋開袋夾送裝置將自動供袋機(jī)的取袋器取好的袋子夾住，開袋吸盤吸住袋子的兩面，在主氣缸推動下送到翻門縮口裝置的下面并將袋口拉開(此動作是和翻門縮口動作同時進(jìn)行)為填裝物料做準(zhǔn)備，同時將己裝好物料的料袋送到夾口整形機(jī)內(nèi)。在主氣缸行程兩端安裝有緩沖器，使主氣缸在行程端點(diǎn)得以緩沖并使裝袋機(jī)振動減輕。翻門縮口裝置將送過來的料袋通過夾袋手爪夾住袋子的兩上邊，通過縮口動作收縮袋口(此動作與開袋動作同時進(jìn)行)使翻門插入袋口，并在檢測系統(tǒng)檢測到料袋位置正確后向全自動電子定量秤和過渡料斗發(fā)出卸料請求指令，投下物料，完成裝袋。每次裝填完物料后翻門關(guān)閉，夾袋手爪將袋口繃緊，松開，放到輸送機(jī)上，再由取袋夾送裝置在取袋的同時夾送到夾口整形機(jī)內(nèi)。 轉(zhuǎn)位輸送機(jī)的組成和工作原理轉(zhuǎn)位輸送機(jī)是由輸送機(jī)和料袋轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)組合而成。它是將緩?fù)C(jī)送來的料袋按預(yù)定的編組程序?qū)α洗M(jìn)行輸送和轉(zhuǎn)位。料袋的轉(zhuǎn)位是通過光電信號控制轉(zhuǎn)位裝置，在料袋輸送過程中使料袋實(shí)現(xiàn)90176。的轉(zhuǎn)位。料袋所需回轉(zhuǎn)的角度是以保證料袋口向內(nèi)為準(zhǔn)，從而能夠保證垛形整齊、美觀。轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)由機(jī)架、轉(zhuǎn)位電機(jī)、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)體、夾緊氣缸、夾板等組成。當(dāng)料袋按工作程序要求實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位時，夾緊氣缸伸出，帶動夾板將料袋夾住，轉(zhuǎn)位電機(jī)帶動轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)體使料袋旋轉(zhuǎn)90176。，當(dāng)料袋不需轉(zhuǎn)位時，氣缸將夾板收回，夾板不擋料袋。 編組機(jī)的組成和工作原理編組機(jī)是碼垛機(jī)組中的重要部機(jī)之一，對提高碼垛質(zhì)量和速度起到關(guān)鍵的作用。編組機(jī)主要由輸送機(jī)、緩?fù)０濉⑶皳醢寮白笥覔醢褰M成。編組機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來的料袋按碼垛要求實(shí)現(xiàn)23編組和32編組，即垛型每層為二袋豎、三袋橫或三袋橫、二袋豎并交替進(jìn)行。當(dāng)位于輸送帶入口處的光電開關(guān)檢測到一個料袋