【正文】 ，斜限位開關閉合后，傾斜氣缸停止運動，吸袋真空吸盤斷真空，袋子開始進入供袋輥子。其主要工藝流程如下 :物料自儲料斗進入包裝秤的給料裝置，通過粗、細給料，實現(xiàn)粗、細兩級加料。5％， 50Hz。 圖 是 I/0 擴展連接示意圖。其主機稱為基本單元，為主機備有可擴充輸入輸出點數的 “擴展單元 (電源 I/0)和擴展模塊 (I/0)”，此外，還可以連接特殊擴展設備，用于特殊控制。然后 ,進行相應的運算 ,運算結果再存入元件映像寄存器中 。 PLC 采用集中采樣 、 集中輸出的工作方式 ,減少了外界干擾的影響 。 采用高級語言編程后 ,用戶可以像使用普通微形計算機一樣操作 PLC。 當今世界上各國的 PLC 制造廠家所生產的 PLC 大都采用梯形圖語言編程。 這類 PLC 的規(guī)模較小 ,它的輸入輸出點數一般從 20 點到 128 點 。 通常 ,可以按照結構形式的不同及功能的差異進行大致的分類 : (1)按照結構形式的不同 ,PLC 可分為整體式和模塊式兩種 。 ③ 采用模塊化結構 ； 為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數 PLC 均采用模塊化結構。 （ 4）采用性能優(yōu)良的 開關電源。 用簡易編程器編程時 ,編程器必須與 PLC 相連接 。 這些信號經過輸入電路的濾波 、 光電隔離 、 電平轉換等處理 ,變成 CPU 能夠接收和處理的信號 。 。 圖 31 PLC 基本結構 (1)中央處理單元 (CPU) CPU是 PLC 的核心部件 ,它類似人的大腦 ,能指揮 PLC 按照預先編好的系統(tǒng)程序完成各種任務 。也可用來檢測能轉換成光量變化的其他非電量，如零件直徑、表面粗糙度、應變、位移、振動、速度、加速度以及物體的形狀、工作狀態(tài)的識別等。根據經驗，一般應使傳感器工作在其 30%~70%量程內，但有較大沖擊力的衡器，在選用傳感器時，一般要使傳感器工作在其量程的 20%~30%之內，才能保證傳感器的使用安全和壽命。 碼垛機的氣路系統(tǒng) :碼垛機氣路系統(tǒng)中重要部分為托盤倉的氣缸升降系統(tǒng)。 開口吸袋器在行進時，啟動真空裝置，并通過真空檢測器檢測真空度。氣缸是執(zhí)行機構的基本元件，承擔負載、輸出力及轉矩。 圖 28 托盤倉結構簡圖 包裝碼垛自動生產線系統(tǒng)組成 17 包裝碼垛自動生產線氣動部分 包裝碼垛生產線各部分功能的執(zhí)行機構為氣缸、電磁閥、氣電轉換器、氣源處理裝置、真空系統(tǒng)等組成的氣體系統(tǒng)。由于緩停板的設置減少一次來回推袋的時間，從而提高 了碼垛效率。該機實現(xiàn)料袋水平面內回轉 +90度 , 90度， 180度三種角度 ,料袋所需回轉的角度是以保證料袋口向內為準 , 保證垛形整齊、美觀。但機械結構較復雜，且對袋子的材料、尺寸和質量以及往備用袋倉中碼放袋子時袋口的方位等都有一定的要求。 包裝碼垛自動生產線系統(tǒng)組成 9 自動供袋機是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、 取袋器等部件組成。 包裝碼垛自動生產線主要應用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料的全自動包裝碼垛。 （ 4） 包裝碼垛生產線的調試 。 我國包裝機械起步較晚，解放后輕工業(yè)開發(fā)了一批專用包裝設備，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)機器人與其他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的專用自動化設備，而工業(yè)機器人是一種能適應產品種類變更 ,具有多自由度動作功能的柔性自動化設備。 包裝碼垛自動生產線設計的內容 包裝碼垛自動生產線的應用現(xiàn)狀 在工業(yè)生產中，有很多地方需要對粉末狀或小顆 粒狀散狀固體的流量進行準確的測量和控制，再配以給料設備組成定量給料控制系統(tǒng)。 隨著計算機科學的發(fā)展和工業(yè)自動化愈來愈高的需求，可編程控制技術得到了飛速的發(fā)展，其技術和產品日趨完善。 3． 靈活通用 4． 使用方便，維護簡單 PLC 的應用現(xiàn)狀 可編程控制器是 “ 專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的工業(yè)控制計算機 ” ，由于其具有很強的抗干擾能力，很高的可靠性，能在惡劣環(huán)境下工作的大量的 I/O 接口，因此，伴隨著新產品、新技術的不 斷涌現(xiàn)，始終保持著旺盛的市場生命力。用 可編程控制器已經可以構成包括邏輯控制 、 過程控 制 、 數據采集 、 圖形工作站等的綜合控制系統(tǒng) 。 包裝機械保證包裝產品質量高 、 生 產效率高 、 品種多 、 生產環(huán)境好 、 生產成本低 、 環(huán)境污染小 ,因而獲得較強的市場競爭能力 ,帶來巨大的社會效益和經濟效益 。 隨著人類社會的進步 ,國 民經濟的發(fā)展 ,人民生活水平的提高 ,人們越來越重視包裝的質量 、 品種類型 ,包裝機械在包裝領域中起著重要的作用 。該設備具有操作簡單，運行可靠，維修方便等優(yōu)點。它是集喂料、流量測量和控制于一身的設備。 與人民生活和工農業(yè)生產密切相關的生活日用品 、 營養(yǎng)食品 、 藥品 、 種子 、 化肥 、 農藥 、 化工原料等工農業(yè)生產用品 ,都需要精確的定量包裝 。降低勞動強度 ,改善勞動條件 。 PLC 概述 PLC 的產生 上世紀六十年代末，美國最大的汽車制造商 —— 通用汽車公司 (GM)為滿足市場需求，適應汽車生產工藝不斷更新的需要，提出了著名的十條技術指標公開向社會招標，要尋求一種比繼電器更可靠，響應速度更快、功能更強大的通用工業(yè)控制器。 PLC 及其有關設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。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％。趨勢如下： （ 1）系統(tǒng)構成規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展。定量給料在工業(yè)生產中發(fā)揮著越來越重要的作用，正因為其應用的廣泛性，如果能提高給料系統(tǒng)的精度、自動化程度，就有著重要的現(xiàn)實意義。通過可編程序控制器，對整個生產線的工作過程進行自動控制，對運行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時、出垛不及時等，進行聲光報警。 以 PLC為基礎組成的自動包裝碼垛生 產線 ,控制系統(tǒng)簡潔方便 ,自動化程度較高 ,可極大提高生產效率。該系統(tǒng)由機械系統(tǒng) (機構 )、電子信息處理系統(tǒng) (計算機 )、動力系統(tǒng) (動力源 )、傳感檢測系統(tǒng) (傳感器 )、執(zhí)行元件系統(tǒng) (如電機 )等五大子系統(tǒng)組成。碼垛部分實現(xiàn)轉位編組、推袋壓袋、碼垛及托盤的提供和垛盤的輸送等功能。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。取袋開袋夾送裝置將自動供袋機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行 )為填裝物料做準備，同時將已裝好物料的料袋送到夾口整形機內。 圖 24 裝袋機結構示意圖 包裝碼垛自動生產線系統(tǒng)組成 12 編組機 是將轉位輸送機送來的料袋按碼垛要求實現(xiàn) 23編組和 32編組，即垛型每層為二袋豎、三袋橫或三袋橫、二袋豎并交替進行。當緩沖區(qū)一層滿信號到位 ,分層機左右擋板打開 ,壓袋氣缸動作 ,將料袋組放至升降機托盤上 , 分層機關 ,推板復位 , 推袋小車歸位 ,減速 電機制動 ,完成一個循環(huán)。排水過濾器將壓縮空氣中的臟物和水分 濾出，由減壓閥把空氣壓力降到預定壓力，然后攻擊電磁閥和氣缸。 橫進裝置（開袋、壓緊固定）：橫進裝置是包裝機的重要組成部分，它的主 要作用是在取袋裝置取來袋子后，從兩側 夾 住袋口，在用真空把持住袋子的同時，向投料口移動，該裝置在往返行程上裝有一個氣墊裝置。 棄袋有兩種情況：一是真空未達到設定值；而是伸縮料門擊偏或擊倒了袋子。 真空系統(tǒng) :真空系統(tǒng)由真空泵、真空電子閥、真空檢測器、真空管路等組成。在某些要求傳感器能長期使用而又不能輕易更換或標定的場合，所選用的傳感器穩(wěn)定性要求更嚴格，更能經受長時間的考驗。由于包裝生產線的各種控制為開關量，而目前流行的 PLC 具有結構小巧、運行速度高、通用性好、可靠性高等特點，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場的高溫、振動、粉塵等惡劣環(huán) 境下的開關控制。在程序運行過程中若發(fā)現(xiàn)錯誤 ,則立即報警或停止程序的執(zhí)行 。 一般要用后備電池 (鏗電池 )進行掉電保護 ,以防掉電時丟失程序 。 PLC 中一般配有開關式穩(wěn)壓電源為內部電路供電 。 圖形編程器分手持式和臺式 。 （ 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高。 ⑤ 安裝簡 單，維修方便 ； 工業(yè)環(huán)境下直接運行。模塊式結構又稱積木式 ,這種結構的特點是把 PLC 的每個工作單元都制成獨立的模塊 ,如 CPU 模塊 、 輸入模塊 、 輸出模塊 、 電源模塊 、 通訊模塊等 。 PLC 程序的表達方式 與計算機的工作原理一樣 ,PLC 的操作是按其程序要求進行的 ,而程序是用程序語言 表達的 。 (3)邏輯符號圖 ,采用邏輯符號圖表示控制邏輯時 ,首先定義某些邏輯符號的功能和變量函數 ,它類似于 “ 與 ”、“ 或 ”、“ 非 ” 邏輯電路結構的編程方式 。 用戶程序通過編程器或其它輸入設備輸入存放在 PLC 的用戶存儲器中 。 此時 ,輸入映像寄存器被刷新 。 包裝碼垛自動生產線控制系統(tǒng)硬件設計 25 PLC 控制系統(tǒng)硬件設計 PLC 控制系統(tǒng)示全包裝生產線的核心部 分，而在包裝過程中，動作多，運動復雜，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，確保生產的穩(wěn)定運行。 （ 2）特殊擴展設備和 PLC 使用 PLC 的 FROM 和 T0 指令進行數據信息交換，但是輸入輸出繼電器不占序號 。 FX2N型 PLC 的輸入 /輸出通道號采用自由配置、固定通道方式。普通電機的主回路包括交流接觸器和熱繼電器 ， 制動電機還包括制動單元的輔助回 路。包裝袋經過倒袋整形機進入金屬檢測機及重量復檢機，如果檢測不合格，在包裝袋通過自動撿選機時將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過自動撿選機，再經噴墨打印機、過渡輸送機、緩停機等設備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉位機根據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)做轉位處理。 開始 供袋 取袋 送袋 斜板 抓袋 橫進取袋 橫進送袋 縫紉機 夾口折邊 充填托起 縮袋口 放料門 開袋 夾袋口 抱夾 立袋輸送 推到壓平 金屬檢測 復檢稱 剔除 爬坡過度 爬坡 緩停 升降機 垛盤輸送 托盤輸送 層計數 分層 整形 推袋 緩停壓平 轉位輸送 轉位 編組 叉裝架 排垛 托盤氣缸 開盤托盤叉 結束嗎 結束 包裝碼垛自動生產線控制系統(tǒng)軟件設計 32 開始 垂直氣缸 下降 吸袋真空 裝置接通 吸盤吸住袋子 N Y 真空閥到 N 設定值？ Y 圖 自動供袋流程圖 ② 自動取袋控制邏輯 袋子通過供袋輥子送到斜托板上，當斜托板上的光電開關檢測到袋底時，支持袋底的斜托盤開始下降，當光電開關檢測到袋口時，斜托板上的防滑吸盤吸住袋子。從放料門插入，打開袋口，然后秤卸料總定時器開始起動， 總定時器的時間設定裝袋、拍打、墩實的時間，當定時到裝料總時間的三分之二時，拍打板上升，進行墩實總的定時時間到后，放料門關閉，裝料操作完畢。 開始 橫進裝置移動 移動到位置 了嗎？ 限位開關閉合 抱板與大夾子閉合 縮口夾子張開 折邊、縫袋口 氣缸復位 包裝碼垛自動生產線控制系統(tǒng)軟件設計 36 圖 倒袋、輸送流程圖 ⑥ 金屬檢測、重量檢測控制邏輯 料袋通過金屬檢測輸送機時，如果發(fā)現(xiàn)袋中有金屬物體，檢測器將發(fā)出警報，含金屬料袋將由自動撿選機剔除。 (3)積袋機構：采用皮帶輸送機集中編排好的包裝袋。由卸包機將編碼好的一層包裝袋卸入事先備好的托盤上進行分層碼垛 。第 1 只包裝袋不旋轉直接進入排包工序 ,第 2 只包裝袋做 180176。 Y N N Y 圖 金屬檢測、