【正文】 nd sale their products. Automatic bagging amp。 PLC 概述 上世紀(jì)六十年代末，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商 —— 通用汽車(chē)公司 (GM)為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車(chē)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，提出了著名的十條技術(shù)指標(biāo)公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快、功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。國(guó)際市場(chǎng)：當(dāng)今世界的 PLC 生產(chǎn)廠家約 200 多家，生產(chǎn) 400 多種 PLC。今后， PLC將主要朝 著以下兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展；另一個(gè)是向高速多功能和分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。目前，作為許多生產(chǎn)設(shè)備的定量給料控制系統(tǒng)己廣泛應(yīng)用于水泥、冶金、建材、電力、化工、食品、礦山、糧食等各行各業(yè)。它可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)、重量復(fù)檢、批號(hào)打印、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤(pán)和垛盤(pán)的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線的應(yīng)用現(xiàn)狀 從專業(yè)化程度看，目前國(guó)內(nèi)包裝設(shè)備廠專業(yè)化程度還不高， 57%的企業(yè)是兼業(yè)生產(chǎn)，僅上海、山東、江蘇、遼寧、浙江、廣東等省市專業(yè)廠較多。該系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng) (機(jī)構(gòu) )、電子信息處理系統(tǒng) (計(jì)算機(jī) )、動(dòng)力系統(tǒng) (動(dòng)力源 )、傳感檢測(cè)系統(tǒng) (傳感器 )、執(zhí)行元件系統(tǒng) (如電機(jī) )等五大子系統(tǒng)組成。碼垛部分實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位編組、推袋壓袋、碼垛及托盤(pán)的提供和垛盤(pán)的輸送等功能。帶有真空吸盤(pán)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。取袋開(kāi)袋夾送裝置將自動(dòng)供袋機(jī)的取袋器取好的袋子夾住，開(kāi)袋吸盤(pán)吸住袋子的兩面，在主氣缸推動(dòng)下送到翻門(mén)縮口裝置的下面并將袋口拉開(kāi) (此動(dòng)作是和翻門(mén)縮口動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行 )為填裝物料做準(zhǔn)備，同時(shí)將已裝好物料的料袋送到夾口整形機(jī)內(nèi)。 編組機(jī)是是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來(lái)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)緩沖區(qū)一層滿信號(hào)到位 , 分層機(jī)左右擋板打開(kāi) , 壓袋氣缸動(dòng)作 , 將料袋組放至升降機(jī)托盤(pán)上 , 分層機(jī)關(guān) , 推板復(fù)位 , 推袋小車(chē)歸位 , 減速電機(jī)制動(dòng) , 完成一個(gè)循環(huán)。本包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線動(dòng)作關(guān)系復(fù)雜， I/O 點(diǎn)數(shù)較多，以開(kāi)關(guān)量控制為主，所以選 擇日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC 為控制核心部件。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 在組織 FX2N 系列時(shí)，須考慮下述各點(diǎn) : 輸入輸出總點(diǎn)數(shù)控制在 256 點(diǎn)以內(nèi)，其中輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)均不能超過(guò)184 點(diǎn)； DC24V 電源和 DC5V 電源的容量，基本單元和擴(kuò)展單元內(nèi)部裝有電源，可以對(duì)擴(kuò)展模塊供給 DC24V 電源，對(duì)特殊模塊供給 DC5V 電源，因此擴(kuò)展模塊和特殊模塊的耗電量應(yīng)該控制在基本單元及擴(kuò)展單元的電源范圍以內(nèi)； 對(duì)于 FX2N 基本單元，外接特殊單元和特殊模塊的數(shù)量，最多不超過(guò) 8 臺(tái)。FX2N 型 PLC 的輸入 /輸出通道號(hào)采用自由配置、固定通道方式。普通電機(jī)的主回路包括交流接觸器和熱繼電器，變頻調(diào)速電機(jī)包括交流接觸器、熱繼電器和變頻器，制動(dòng)電機(jī)還包括制動(dòng)單元的輔助回路。包裝袋經(jīng)過(guò)倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測(cè)機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，如果檢測(cè)不合格，在包裝袋通過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)時(shí)將被剔除 ，而合格的包裝袋則順利通過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印機(jī)、過(guò)渡輸送機(jī)、緩?fù)C(jī)等設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)碼垛工藝要求將料袋依次按“ 2 袋豎 3 袋橫”和“ 3 袋橫 2 袋豎”循環(huán)做轉(zhuǎn)位處理。 開(kāi)始 供袋 取袋 送袋 斜板 抓袋 橫進(jìn)取袋 橫進(jìn)送袋 縫紉機(jī) 夾口折邊 充填托起 縮袋口 放料門(mén) 開(kāi)袋 夾袋口 抱夾 立袋輸送 推到壓平 金屬檢測(cè) 復(fù)檢稱 剔除 爬坡過(guò)度 爬坡 緩?fù)? 升降機(jī) 垛盤(pán)輸送 托盤(pán)輸送 層計(jì)數(shù) 分層 整形 推袋 緩?fù)浩? 轉(zhuǎn)位輸送 轉(zhuǎn)位 編組 叉裝架 排垛 托盤(pán)氣缸 開(kāi)盤(pán)托盤(pán)叉 結(jié)束嗎 結(jié)束 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 17 開(kāi)始 垂直氣缸 下降 吸袋真空 裝置接通 吸盤(pán)吸住袋子 N Y 真空閥到 N 設(shè)定值？ Y 圖 42 自動(dòng)供袋流程圖 ② 自動(dòng)取袋控制邏輯 袋子通過(guò)供袋輥?zhàn)铀偷叫蓖邪迳?，?dāng)斜托板上的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到袋底時(shí)，支持袋底的斜托盤(pán)開(kāi)始下降，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到袋口時(shí)，斜托板上的防滑吸盤(pán)吸住袋子。從放料門(mén)插入，打開(kāi)袋口，然后秤卸料總定時(shí)器開(kāi)始起動(dòng)，總定時(shí)器的時(shí)間設(shè)定裝袋、拍打、墩實(shí)的時(shí)間，當(dāng)定時(shí)到裝料總時(shí)間的三分之二時(shí)，拍打板上升，進(jìn)行墩實(shí)總的定時(shí)時(shí)間到后，放料門(mén)關(guān)閉，裝 料操作完畢。 開(kāi)始 橫進(jìn)裝置移動(dòng) 移動(dòng)到位置 了嗎？ 限位開(kāi)關(guān)閉合 抱板與大夾子閉合 縮口夾子張開(kāi) 折邊、縫袋口 氣缸復(fù)位 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 21 圖 46倒袋、輸送流程圖 ⑥ 金屬檢測(cè)、重量檢測(cè)控制邏輯 料袋通過(guò)金屬檢測(cè)輸送機(jī)時(shí)，如果發(fā)現(xiàn)袋中有金屬物體，檢測(cè)器將發(fā)出警報(bào)，含金屬料袋將由自動(dòng)撿選機(jī)剔除。 (2)排袋機(jī)構(gòu)。 碼垛工作過(guò) 程 :由包裝線上送來(lái)的包裝袋 ,其封口處于包裝袋前進(jìn)方向的末端。第 2 層包裝袋 的運(yùn)行程序?yàn)?:當(dāng)?shù)?2 層的第 8 只包裝袋依次進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)后 ,在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) 90176。料袋進(jìn)入分層機(jī)后，側(cè)面整形擋板合上，然后壓袋機(jī)向下壓袋。升降機(jī)根據(jù)所碼層數(shù)確定是否排垛，當(dāng)碼完 8 層后，升降機(jī)下降到達(dá)下限位置后，停止下降，并發(fā)托盤(pán)輸送機(jī)排垛。’。 當(dāng)垛盤(pán)叉裝位置或垛盤(pán)緩沖位置有空而托盤(pán)輸送機(jī)占位時(shí)，垛盤(pán)輸送機(jī)將自開(kāi)始 空托盤(pán)移至碼垛位 升降機(jī)上升 分層機(jī)分層碼垛 升降機(jī)下降 氣缸復(fù)位 提取空托盤(pán) 垛盤(pán)輸送機(jī)排垛 到上限位了嗎？ 到下限位了嗎？ 層數(shù)到設(shè)定值了嗎？ 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 25 動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，將實(shí)垛盤(pán)送到垛盤(pán)緩沖 位置上。 開(kāi)始 垛盤(pán)位是否有空？ 垛盤(pán)是否到位？ 垛盤(pán)輸送機(jī)等待 垛盤(pán)輸送機(jī)排垛 氣缸復(fù)位 讀盤(pán)輸送機(jī) 提取托盤(pán)移動(dòng) 聲光報(bào)警 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 26 N Y N Y 圖 411 托盤(pán)倉(cāng)控制流程圖 PLC 控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是基于 PLC 集成控制的系統(tǒng)，根據(jù)本節(jié)敘述的內(nèi)容中的系統(tǒng)整體控制流程圖及系統(tǒng)的輸入和輸出信號(hào)，來(lái)編制 PLC 的梯形圖。 (2)完成了包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)硬件和軟件的設(shè)計(jì)。 我還要特別感謝 我的同學(xué)， 給予了我無(wú)私的幫助， 在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友 ， 正是 他們 的 鼓勵(lì)和幫助之下，我得以順利完成論文 。不過(guò)幸好在老師和同學(xué)的幫助下完成了設(shè)計(jì)并學(xué)到了很多知識(shí)。操作盤(pán)面上均有多個(gè)狀態(tài)顯示窗口和故障顯示窗口，以便于操作人員了解設(shè)備所處的狀態(tài)。這樣即可放一個(gè)空托盤(pán)到待傳位上。若空托盤(pán)到位和排垛完畢后，托盤(pán)輸送機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。________一 壓袋機(jī)向下移動(dòng) ____________。當(dāng)層數(shù)為 8 時(shí)，觸發(fā)一次排垛動(dòng)作。若滿半層時(shí)，推袋到滑臺(tái)位置，推袋擋板打開(kāi)，然后推袋機(jī)返回 。此時(shí)承載托盤(pán)下降一層包裝袋高度的行程 ,至此完成第 1 層的碼垛工作。 (5)托盤(pán)庫(kù)。 (1)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。 N Y 圖 45折邊縫口流程圖 ⑤ 倒袋、輸送控制邏輯 料袋由縫口機(jī)進(jìn)入倒袋輸送機(jī)，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到料袋后，倒袋氣缸伸出，將料推倒，進(jìn)入整形部分，此后重復(fù)上述各種操作。同時(shí)空袋子袋口被大夾子夾緊，這時(shí)縮口夾袋壓力接通，縮口夾子向里收，同時(shí)，開(kāi)袋、抱袋、張開(kāi)，開(kāi)袋真空檢測(cè)和夾袋壓力檢測(cè)工作，如果沒(méi)有夾住袋子或沒(méi)有把袋口打開(kāi)，縮口夾子則松開(kāi)，開(kāi)袋真空和夾袋壓力斷開(kāi)，然后進(jìn)行吹袋操作。同時(shí)，傾斜氣缸開(kāi)始返回，完成吸袋操 作，這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)進(jìn)行。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)， 稱重終端發(fā)出停止加料信號(hào)，待空中的飛料全部落入秤斗后此次稱重循環(huán)結(jié)束，此時(shí)電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號(hào)。上電源經(jīng)總的低壓斷路器 “QF0”為整機(jī)供電。 前段 后段 圖 31 I/0 擴(kuò)展連接示意圖 ④ 分配輸入 /輸出點(diǎn)信號(hào)、輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。 ② FX2N 系列 PLC 輸入輸出擴(kuò)展方法 ， FX2N 系列 PLC 是由電源、 CPU、輸入輸出和程序存儲(chǔ)器組成的單元型可編程控制器。⑤ 安裝簡(jiǎn)單，維修方便 ； 工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進(jìn)一步提高。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開(kāi)關(guān)量，而目前流行的 PLC 具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境下的開(kāi)關(guān)控制。 推袋壓袋、分層、升降機(jī) : 推袋機(jī)將編號(hào)的料袋推至緩沖區(qū) , 并在分層碼垛河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 7 時(shí)整形壓平 , 推到分層機(jī) , 分層機(jī)將料袋投放到升降機(jī)上的托盤(pán) , 完成一層料袋的碼垛。當(dāng)料袋到達(dá)轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)板下方時(shí) , 光電開(kāi)關(guān)給出信號(hào) , 輸送機(jī)電機(jī)制動(dòng) , 繼電器輸出 , 氣缸動(dòng)作 , 推動(dòng)夾板夾住 , 轉(zhuǎn)位電機(jī)根據(jù)編組工序需要 , 通過(guò)同步帶傳動(dòng)將料袋旋轉(zhuǎn)至所需角度。 自動(dòng)裝袋機(jī)是由過(guò)渡料斗、取袋開(kāi)袋夾送裝置、翻門(mén)縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成。全自動(dòng)包裝供袋工作是由供袋機(jī)械自動(dòng)完成，操作人員只要將空袋子按要求碼放到上袋機(jī)的備用倉(cāng)中就可以了。包裝碼 垛自動(dòng)生產(chǎn)線可分為包裝部分和碼垛部分。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 包裝碼垛生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 5 2 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 概述 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。 我國(guó)包裝機(jī)械起步較晚，解放后輕工業(yè)開(kāi)發(fā)了一批專用包裝設(shè)備，為啤酒廠、飲料廠、卷煙廠、火柴廠配套，尚未形成行業(yè)。工業(yè)機(jī)器人與其他專用自動(dòng)機(jī)的主要區(qū)別在于，專用自動(dòng)機(jī)是適應(yīng)于大量生產(chǎn)的專用自動(dòng)化設(shè)備，而工業(yè)機(jī)河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論 3 器人是一種能適應(yīng)產(chǎn)品種類(lèi)變更，具有多自由度動(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化設(shè)備。 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展、應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問(wèn)題 包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展 在工業(yè)生產(chǎn)中，有很多地方需要對(duì)粉末狀或小顆粒狀散狀固體的流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量和控制，再配以給料設(shè)備組成定量給料 控制系統(tǒng)。 隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來(lái)愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。 可編程控制器是 “ 專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制計(jì)算機(jī) ”