【正文】 開關 、真空 開關 等 )、人機操作接口 (按 鈕 、指示 燈 等 )、控制 組 件 (交流接觸器、 變頻 器、 電 磁 閥 等 )以及 執(zhí) 行 組 件 (電 機和氣缸等 )。 碼 垛機所使用的托 盤 由托 盤倉 和托 盤輸 送機根據(jù)程序自 動 提供。 當自 動裝 袋機完成上袋 后，發(fā)出訊號 ，使 稱 重箱 打開 卸料翻 門 ，向 包裝 袋 內 投料，卸料后 稱 重箱 關閉 翻 門 ， 裝 袋機 張開夾 袋器， 包裝 袋通 過夾 口整形機和立袋 輸 送機 進 入自 動 折 邊 機， 包裝袋經(jīng) 折 邊 后， 進 入 縫口 機， 當設 在 縫口 機旁 邊 的光 電開關檢測 到 包裝 袋后， 縫紉 機 開始 工作， 縫 合 包裝 袋， 當包裝 袋離 開縫紉 機后， 縫紉 機停止，并自 動切斷縫 合 線。 PLC 控制系統(tǒng)設計 包裝碼垛自動生產(chǎn)線工藝流程 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 可自 動 完成 稱 重、供袋、取袋、 裝 袋、 縫口 、 輸 送、金屬檢測 、重量 檢測 及 碼 垛等功能。即使用 I/O 指令的 話 ， 輸 入 過 程影像寄存器的值不 會被 更新，程序直接 從 I/O模 塊 取值， 輸 出 過 程影像寄存器 會被立即 更新， 這 跟立即 輸 入有些 區(qū)別 。 用戶程序執(zhí)行階段 在用 戶 程 序執(zhí) 行 階 段， PLC 總 是按由上而下的 順 序依次地 掃 描用 戶 程序(梯形 圖 )。 輸入采樣階段 在輸 入采 樣階 段， PLC 以 掃 描方式依次 地讀 入所有 輸 入 狀態(tài) 和 數(shù) 據(jù)，并 將 它們 存入 I/O 映象 區(qū) 中的相 應 得 單 元 內 。有的 PLC 能向外部提供 24V 的直流 電 源，可 給輸 入 單 元所 連 接的外部 開關 或 傳 感器 供電 。 輸 出 單 元 將經(jīng)過 CPU 處 理的微弱 電 信 號 通 過 光 電 隔離、功率放大等 處 理 轉換 成外部 設備 所需要的 強電 信 號 ，以驅動 各 執(zhí) 行 組 件，如指示 燈 的亮 滅 ， 電動機啟 停和正反 轉 ， 設備 的 轉動 、平移、升降， 閥門的關閉等 。因 為運 行中 數(shù) 據(jù)不 斷變 化，所以 這 種 內 存必 須 可擦 寫 。系 統(tǒng) 程序相 當 于 計 算機操作系 統(tǒng) ，主要包括 檢 查程序、 編譯 程序和 監(jiān) 控程序，是 PLC 廠家根據(jù) 選用 的 CPU 的指令系統(tǒng)編寫 的，并固化到 ROM 里，用 戶 不能修改其 內 容。它按照 PLC 系 統(tǒng) 程序 賦 予的功能接收并存 儲從編 程器 鍵入 的用 戶 程序和 數(shù) 據(jù)； 檢 查 電 源、 內 存、 I/O 以及警戒定 時 器的 狀態(tài) ，并能 診斷 用 戶 程序中的 語 法 錯誤 。 ［ 9］［ 10］ PLC 的基本結構 PLC 的 類 型繁多，但其 結 構和工作原理 則大 同小異，一般是由中央 處理單 元(CPU)、 內 存、 輸 入 /輸 出 單 元、 編 程器、 電 源等主要部分構成的。 10 第 3 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線 PLC 控制系統(tǒng)設計 在 包裝過 程中，自 動 完成 稱 重、供袋、取袋、 裝 袋、 縫口 、 輸 送、金 屬檢測 、重量 檢測 及 碼 垛等多 個動 作， 動 作多， 運動 復 雜，而 所 處工 作 環(huán) 境 惡 劣 (高 溫 、振動 、粉 塵 )， 這就要 求控制系 統(tǒng) 具有很 高的可靠性、良好的 節(jié) 能措施、很 強 的故障診斷 能力，確保生 產(chǎn) 的 穩(wěn) 定 運 行。垛 盤輸 送 機是將 空托 盤輸 送至升降機的升降托叉 上進行碼 垛，而后 將滿 垛后的垛 盤輸 送至下一垛 盤輸 送機 (無動 力 )的 設備 。 剪叉式升降機是靠剪刀式支承架的展開與折迭來完成貨物平臺的升降，其動力是通過油缸的伸縮來推動剪刀的展開與折迭。 9 分層碼垛機的組成和工作原理 分 層碼 垛機是由滑板機構、整形 裝 置和端 擋 板 組 成。推 袋壓袋機是將 已 編組的 料袋 組 推至 緩沖區(qū) 或 碼 垛 區(qū) ，并在分 層碼 垛 時對一 層 料袋 進 行五面整形，使垛形保持良好。 當 完成二袋 豎放或 三 袋橫 放 時 ，推袋 裝 置便 把 這組 料袋推到 緩 停板上 暫 存。 編組 機主要由 輸 送機 、緩 停板、前 擋 板及左 右擋 板 組 成。 轉 位機構由機架 、轉 位 電 機 、轉軸、轉 體、 夾緊 氣缸、 夾 板等 組 成。它 是將緩 停機送 來 的料袋按 預 定的 編組 程序 對 料袋 進 行 輸 送和 轉 位。在主氣缸行程 兩 端安 裝有緩沖 器，使主氣缸在行程端 點 得以 緩沖 并使 裝袋機振 動減輕 。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 機的中心 在線 ，等待裝 袋 機將包裝 袋取走?？沾姆胖们?況由檢測裝 置 進 行 檢測 。 自動供袋機的組成和工作原理 自 動 上袋機 組 包括：自 動 供袋、自 動 取袋、自 動夾 袋與上袋、自 動開袋 、自動 送袋等機構 ,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) 。 ［ 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 組 成如 圖 2l 所示 : 動電 子定量秤 動 供袋機 動裝 袋機 口整形機 動 折 邊 機 動縫口 機 輸 送機 屬檢測 機 檢 機 動撿選 機 墨打印機 渡 輸 送機 輸 送機 整形機 盤倉 位 輸 送機 盤輸 送機 機 袋壓袋 機 層碼 垛機 盤輸 送機 垛機控制柜 機控制柜 子秤控制柜 控制系 統(tǒng) 統(tǒng) 塵 系 統(tǒng) 圖 21 包裝碼垛自動生產(chǎn)線 7 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 機起始部機，其作用是完成物料的定值 稱 重、投料等作 業(yè) 。 來自 主廠 房的 物料 傳感 器稱 重料 斗 倉 庫 封 口 機 電子 稱重 機組 碼垛 系統(tǒng) 6 第 2 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線機械系統(tǒng)的工作原理 概述 本 課題 所 設計 的 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 是一 個 典型的機 電 一體化系 統(tǒng) 。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 量提高的巨大障 礙 ,已不能 滿 足 現(xiàn) 代化大生 產(chǎn) 的需要。 包裝碼 垛生 產(chǎn)線簡單 地 講 ，它是由 包裝 機械 和碼 垛機械 組成的，其中的主要部分 還 是 包裝 機械 ，碼 垛機械是 從包裝 生 產(chǎn)在線 分離出 來而發(fā)展起 來 的。 該設備 具有操作 簡單 ， 運 行可靠， 維 修方便等優(yōu) 點 。 工業(yè) 機器人與其它 專用 自 動機的主要 區(qū)別 在于， 專用 自 動 機是 適應 于大量生 產(chǎn) 的 專用 自 動 化 設備 ，而 工業(yè) 機器人是一種能 適應產(chǎn) 品 種類變 更，具有多自由度 動 作功能的柔性自 動 化 設備 。 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) 機器人。 （ 2） 強大 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 個設備、 幾條 生 產(chǎn)線 的 PLC 控制，而是要求 實現(xiàn)對 全工廠的自 動 化，所以提高 PLC 控制系 統(tǒng)的網(wǎng) 絡功 能成 為 PLC 的發(fā) 展 趨勢。作 為 控制 裝 置，它在 許 多工業(yè)領 域都得到 廣泛 的 應 用。我 國 90%的 PLC 市 場 由 國 外占 領 ，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。 國際 市 場 :當 今世界的 PLC 生 產(chǎn) 廠家 約 200 多家，生 產(chǎn) 400 多種 PLC。 這樣 ， PLC 就可以 組 成范 圍 很大的控制網(wǎng) 絡 ，整 個 工廠，甚至整 個系統(tǒng) 都可以 實現(xiàn) 自 動 化， 從 而提高生 產(chǎn) 的效率。 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 調試 周期。 這 種面向控制過 程的 編 程方式，與目前微機控制常用 的匯編語 言相比， 雖然 在 PLC 內 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 電 控制 設備來說 ， 這 種 時 耗是微不足 道的。 這樣 ，控制系 統(tǒng)就 不再需要大量硬件 裝 置，用 戶 只需根據(jù)控制需要 設計 PLC 的硬 件配置和 I/O 的外部接 線 即可。 ［ 1］［ 2］ PLC 的優(yōu)點 PLC 是 傳統(tǒng)的繼電 器技 術 和 計 算機技 術相結合 的 產(chǎn) 物，所以在 工業(yè) 控制方面，它具有 繼電 器控制或通用 計 算機所 無 法 比擬的 特 點 。 20 世 紀 80年代至 90年代中期，是 PLC 發(fā) 展最快的時 期，年增 長率 一直保持 為 30～ 40%。更高的 運 算速度、超小型體 積 、更可靠的 工業(yè)抗干擾 設計 、仿真量 運 算、 PID 功能及極高的性價比奠定了它在 現(xiàn) 代 工業(yè)中的地位。人 們 很快 將 其引入可 編 程控制器，使 PLC 增加了 運 算、 數(shù) 據(jù) 傳 送及 處 理等功能，完成了真正具有 計 算機特征的工業(yè) 控制 裝 置。它以微 處 理器 為 核心， 用編寫 的程序 不僅可以 進 行 邏輯控 制 ，還 可以 定時 、 計數(shù) 和算 術運 算等，并通 過數(shù) 字量和模 擬 量的輸 入 /輸 出 來 控制機械 設備 或生 產(chǎn)過 程。s unceasing development, mechanical device oneself changes the automatic control gradually by the manual operation, the equipment itself also develops into the integration of machinery plex pound. Programmable controller (PLC) is take the microprocessor as a core, the prehensive puter technology, the automated technology and the munication develop one new industry automatic control device. After more than 30 years development, at present, the programmable controller has bee in the industrial automation domain to be most important, to apply most control devices, oneself leaps to the industrial production automation four big props (programmable controller, numericallycontrolled machine tool, robot, puteraided design and manufacture) the first place. Its application39。 該 系 統(tǒng) 的核心部分是 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 的控制系 統(tǒng) ，其控制系 統(tǒng) 主要是以可 編 程控制 器 (PLC)為基礎進 行集成控制的?？?編 程控制 器 (PLC)是以微 處 理器 為 核心 ，綜 合 計 算機技 術 、自 動 化技 術 和通信技 術發(fā) 展起 來 的一種新型 工業(yè) 自 動 控制裝 置。 隨著工業(yè) 水平的不 斷發(fā) 展，機械 設備己 逐步地由手 動操 作改 為自動 控制，設備 本身也 發(fā) 展成 為 機 電 一體化 的綜 合體。 本 論 文共分四章， 從 可 編 程控器 (PLC)基 礎 到整 個系統(tǒng) 的 規(guī) 劃 設計 ，以及 PLC控制系 統(tǒng) 的硬件、 軟 件的 開發(fā)，給 出全面、 詳細 的 設計 思路。 關鍵詞： PLC；控制系 統(tǒng) ； 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 Abstract The traditional mechanical device and the product, many are by the machinery primarily, is electrical, the hydraulic pressure or the pneumatic co ntrol mechanical device. Along with the industry level39。Palletizing automatic production line I 目 錄 第 1 章 緒論 ................................................... 1 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展、優(yōu)點、應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 ................. 1 包裝碼垛自動生產(chǎn)線的發(fā)展 .................................. 4 課題主要研究內容 .......................................... 5 第 2 章 包