20090404003_陳嬌_基于plc的自動(dòng)裝箱機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-全文預(yù)覽
【正文】 足夠的 I/O 點(diǎn)數(shù)，并且應(yīng)有 10%～15%的 I/O 點(diǎn)數(shù)冗余，以備后用。（2）相應(yīng)的功能要求 （3）響應(yīng)速度要求 響應(yīng)速度是衡量 PLC 控制速度的重要指標(biāo)。PLC 的機(jī)型選擇主要從 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)、用戶程序存儲(chǔ)器容量、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。隨著 PLC 技術(shù)的的快速發(fā)展，PLC 的發(fā)展異常迅猛，產(chǎn)品的種類也日益繁多。自動(dòng)裝箱機(jī)最終設(shè)計(jì)要求：準(zhǔn)確度高、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單、動(dòng)作平穩(wěn)，機(jī)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)。圖 自動(dòng)裝箱機(jī)的結(jié)構(gòu)圖紙箱導(dǎo)向裝置旋轉(zhuǎn)裝置 2旋轉(zhuǎn)裝置 1產(chǎn)品傳送輥輪產(chǎn)品側(cè)推裝置 1側(cè)推裝置 2 盒類產(chǎn)品自動(dòng)裝箱過程設(shè)計(jì)自動(dòng)裝箱機(jī)要完成的動(dòng)作分為三部分：（1）將準(zhǔn)備裝箱的盒類產(chǎn)品傳送至指定位置，經(jīng)過計(jì)數(shù)并按照一定的整形方式整理，最后裝入指定箱中；（2）成形的紙箱傳送至指定位置，以確保產(chǎn)品可以無誤裝進(jìn)紙箱內(nèi)；（3）按要求裝好的紙箱傳送至下一生產(chǎn)線。（5）側(cè)推裝置 2：由氣缸帶動(dòng)側(cè)推裝置運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)品經(jīng)導(dǎo)向裝置推入箱內(nèi)。（3）旋轉(zhuǎn)裝置 2：伺服電機(jī)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置旋轉(zhuǎn)，將裝箱完成的箱子旋 90176。 自動(dòng)裝箱機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及各裝置作用設(shè)計(jì)參數(shù)要求：生產(chǎn)能力：5～10 箱/分鐘 盒子尺寸：10 cm10 cm15cm箱子尺寸： 22 cm32 cm32cm功率：50Hz 380V 重量：每盒約 100g盒類產(chǎn)品進(jìn)箱方式：水平盒裝產(chǎn)品個(gè)數(shù)：422＝16根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的設(shè)計(jì)參數(shù)要求，自動(dòng)裝箱機(jī)主要包括產(chǎn)品輸送裝置，導(dǎo)向裝置，旋轉(zhuǎn)裝置 1，側(cè)推裝置 1，側(cè)推裝置 2，旋轉(zhuǎn)裝置 2，積貨報(bào)警裝置。比如瓶類、盒類袋類、桶類系列。一般，該設(shè)備還具有開箱、封箱、捆扎等功能。這就需要對(duì)產(chǎn)品排列、計(jì)數(shù)及包裝等工作流程設(shè)計(jì)出一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線，來代替人工操作。國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)與世界先進(jìn)水平還有很大的差距，還不能滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求，適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。由此可見，裝箱機(jī)在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)極為廣闊。國(guó)內(nèi)一些跨國(guó)公司和外資企業(yè)大多使用從國(guó)外進(jìn)口的自動(dòng)裝箱設(shè)備。此外，該機(jī)采用 PLC 控制，可以垂直輸送紙箱，自動(dòng)更換多種規(guī)格的輔助裝置，設(shè)有安全自鎖，積貨自動(dòng)停機(jī)等多種功能。該設(shè)備較傳統(tǒng)裝箱機(jī)的優(yōu)越性體現(xiàn)在：（1）由 PLC 控制，采用伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器，啟動(dòng)和停止均緩慢平穩(wěn)；（2）切換到一個(gè)不同的瓶型，只需要更換抓瓶器；（3）用變頻器對(duì)裝箱的速度進(jìn)行無級(jí)調(diào)速，能有效契合工廠流水線的生產(chǎn)速度。比如，我國(guó)江西德賽特包裝機(jī)械設(shè)備有限公司研發(fā)成功的多功能全自動(dòng)裝箱機(jī)的多項(xiàng)性能指標(biāo)都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。裝箱完成后，對(duì)有特殊要求的產(chǎn)品包裝還配備了封箱和捆扎等輔助功能，自動(dòng)進(jìn)行封箱和捆扎。 國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自動(dòng)裝箱機(jī)可以對(duì)盒類產(chǎn)品、瓶類、枕形袋等產(chǎn)品進(jìn)行包裝。裝箱機(jī)是一種將沒有包裝的產(chǎn)品或者小包裝的產(chǎn)品經(jīng)過按照一定的方式排列、計(jì)數(shù)半自動(dòng)或者自動(dòng)裝入包裝容器，目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的自動(dòng)裝箱機(jī)可以對(duì)盒類產(chǎn)品、玻璃瓶、塑料瓶、異形瓶、塑料桶、金裝的一種設(shè)備。而瓶子、易拉罐等剛性產(chǎn)品經(jīng)過排列計(jì)數(shù)，由自動(dòng)裝箱機(jī)的抓手按夾緊產(chǎn)品后送入入包裝容器內(nèi)。最近幾年，隨著科技的發(fā)展和創(chuàng)新，國(guó)產(chǎn)自動(dòng)裝箱機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、裝箱效率和技術(shù)創(chuàng)新方面取得了較大的發(fā)展。在控制方面，它采用伺服系統(tǒng)，因此定位準(zhǔn)確可靠、動(dòng)作穩(wěn)定，可以自動(dòng)完成瓶子的抓取、提升、移動(dòng)、下降等裝箱動(dòng)作，對(duì)于有分區(qū)的紙箱，抓瓶器還可以將瓶子自動(dòng)抓取放進(jìn)紙箱的分區(qū)內(nèi)。下面以國(guó)外新進(jìn)自動(dòng)裝箱設(shè)備為例，介紹國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)（該資料參考中國(guó)包裝聯(lián)合會(huì)紙包裝委員會(huì)專家委員會(huì)發(fā)布的《裝箱機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)》）：德國(guó)一公司研制的自動(dòng)裝箱機(jī)，能夠連續(xù)包裝不同規(guī)格，不同型號(hào)，不不同尺寸的多種產(chǎn)品，該機(jī)裝箱速度較快，對(duì)于盒類產(chǎn)品裝箱速度可以達(dá)到每分鐘 25 箱。而全球包裝機(jī)械市場(chǎng)上的設(shè)備大約有 35%來自德國(guó)，其余大部分來自于是美國(guó)、日本等國(guó)家。據(jù)調(diào)查，全國(guó)生產(chǎn)罐裝產(chǎn)品的企業(yè)有一千多家，假如每個(gè)企業(yè)配置 2 至4 臺(tái)裝箱機(jī)，那么市場(chǎng)將達(dá)到 2022～4000 臺(tái)，銷售額可達(dá) 12～24 億人民幣。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造裝箱機(jī)的企業(yè)較少。 2 自動(dòng)裝箱機(jī)總體設(shè)計(jì)構(gòu)想目前，我國(guó)產(chǎn)品的生產(chǎn)模式越來越趨近于現(xiàn)代化，規(guī)?；?。裝箱機(jī)是一種將沒有包裝的產(chǎn)品或者小包裝的產(chǎn)品經(jīng)過按照一定的方式排列、計(jì)數(shù)半自動(dòng)或者自動(dòng)裝入包裝容器。（3）可適用于多種產(chǎn)品裝箱。（6）裝箱精確性要高。將產(chǎn)品由水平方向變?yōu)樨Q直方向，以適應(yīng)裝箱要求。氣缸運(yùn)動(dòng)方向由兩位四通電磁閥控制，氣缸運(yùn)動(dòng)速度由流量控制閥控制。（7）積貨報(bào)警裝置：當(dāng)產(chǎn)品傳送輥輪上積壓貨物時(shí)，指示燈閃爍，提醒操作人員，以免發(fā)生安全問題。這樣可以大大方便操作、管理，減少生產(chǎn)人員及勞動(dòng)強(qiáng)度。其可靠性高，靈活性強(qiáng)、使用方便的，這些優(yōu)點(diǎn)使 PLC 成為先進(jìn)的、應(yīng)用勢(shì)頭最強(qiáng)的工業(yè)控制器。因此，選則合適的 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和實(shí)用價(jià)值有著重要意義。整體式 PLC 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，價(jià)格低，每一個(gè) I／O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，一般用于工業(yè)生產(chǎn)中的單機(jī)控制；而組合式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便，在 I／O 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O 模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，但價(jià)格高，體積大，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng) ?1?。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。其具有 60 個(gè) I/O 輸入輸出點(diǎn)數(shù)，包括 36 個(gè)輸入點(diǎn)，24 個(gè)輸出點(diǎn)。臺(tái)達(dá) PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都是按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。急停開關(guān)也屬于主令控制電器的一種，當(dāng)機(jī)器即將發(fā)生安全故障時(shí)，可以按下急停開關(guān)以切斷電源，使設(shè)備停止運(yùn)行，以免發(fā)生安全故障。按鈕的觸頭允許通過的電流很小，一般不超過 5A。具體型號(hào)見附錄四元器件的型號(hào)選擇（2）行程開關(guān)的選擇行程開關(guān)用于監(jiān)測(cè)工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)行方向或行程長(zhǎng)短。 ②當(dāng)檢測(cè)體是非金屬材料時(shí)，如木材、紙片、液體、非晶體等，選用電容型接近開關(guān)。選擇側(cè)推裝置 2 復(fù)位檢測(cè)為霍爾式接近開關(guān)。選擇旋轉(zhuǎn)裝置 1 行程開關(guān) SQ2 為滾動(dòng)式行程開關(guān)。選擇檢測(cè)是否積貨接近開關(guān)為電容型接近開關(guān)。且兩電機(jī)均要求高精度，高響應(yīng)速度，所以旋轉(zhuǎn)裝置 1 和旋轉(zhuǎn)裝置 2 的電機(jī)均選擇伺
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