【正文】 方式，從上述意義上來(lái)講， PLC 最適合于需要大量中間繼電器的場(chǎng)合。這些因素都是影響水泥包裝的效率和誤差的因素。 水泥自動(dòng)稱量包裝系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)的水泥包裝系統(tǒng)經(jīng)歷了從手動(dòng)到半自動(dòng)到自動(dòng)的發(fā)展歷程，現(xiàn)階段我國(guó)自行研制的新型水泥包裝系統(tǒng)已逐步應(yīng)用于生產(chǎn)，新型的水泥包裝系統(tǒng)無(wú)論是在機(jī)械結(jié)構(gòu)還是在電控上都有較大的改進(jìn)。而一些相對(duì)比較新的計(jì)量系統(tǒng)，由于所選元件可靠性不高，或者設(shè)計(jì)上的一些不足導(dǎo)致誤差也比較大，因?yàn)樗鄰S的粉塵污染、高溫、強(qiáng)電磁干擾等因素，使計(jì)量系統(tǒng)的計(jì)量精度和可靠性受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 眾所周知水泥 廠的生產(chǎn)環(huán)境是十分惡劣的，工人在這里工作受到的最大危害是粉塵污染，如果水泥粉塵被吸如，進(jìn)入呼吸道和肺，會(huì)嚴(yán)重影響到身體的健康，而日益增大的水泥需求量提高了水泥廠工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，如果控制的自動(dòng)化程度不高，既增加了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，又使生產(chǎn)效率低下。s mastercontrol unit. Has pleted the hardware circuit and the cement automatic weighing packing system39。 本文首先對(duì)水泥自動(dòng)稱量包裝 系統(tǒng)的工作流程進(jìn)行了分析，給出了設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)方案中選用日本三菱公司的 Fx2N 系列 PLC 作為系統(tǒng)的主控制器，完成了硬件電路和水泥自動(dòng)稱量包裝系統(tǒng)的梯形圖程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)供袋、自動(dòng)取袋、自動(dòng)裝袋的控制功能，最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，提出了今后的工作要求。6 3 氣動(dòng)及真空系統(tǒng) 4 水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 水泥自動(dòng)稱量包裝系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 據(jù)我所知， 除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含其他個(gè)人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。2 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容 18 PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 28 I 基于 PLC 的袋裝水泥自動(dòng)稱重包裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 隨著城鄉(xiāng)建設(shè)步伐的加快，國(guó)家在基礎(chǔ)設(shè)施方面投資的增加，水泥的需求日益增大，這對(duì)水泥包裝系統(tǒng)的要求，尤其是在計(jì)量精度、自動(dòng)化程度和包裝環(huán)境方面的要求越來(lái)越高。s design proposal automatically. This article first has carried on the analysis to the cement automatic weighing packing system39。隨著城鄉(xiāng)建設(shè)步伐的加快，國(guó)家在基礎(chǔ)設(shè)施方面投資的增加，水泥的需求量日益增大，對(duì)水泥包裝的要求 ,尤其是對(duì)計(jì)量精度和包裝環(huán)境的要求越來(lái)越高。傳統(tǒng)的控制方式是分散控制，包裝工藝上的各設(shè)備都單獨(dú)啟動(dòng)和停止。在一定程度上解決青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 當(dāng)前水泥包裝中的一些突出問(wèn)題。在控制方面新型的水泥包裝系統(tǒng)仍是采用傳統(tǒng)的控制方式，因此在控制方面存在很多不足之處，如不能電機(jī)調(diào)速，電機(jī)不能調(diào)速的后果是操作員不能根據(jù)實(shí)際情況和自己的要求調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，這樣影響了水泥包裝的精度和效率。從物理介質(zhì)方面來(lái)講，前者是要用具體的電氣元件來(lái)組合，而后者只是 PLC 的內(nèi)部寄存 器，在 PLC 編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。 5) 可靠性高 。 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容 ，明確背景知識(shí)與選型根據(jù) 。因此在水泥生產(chǎn)企 業(yè)得以廣泛采用，水泥包裝成為水泥生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)中重要的組成部分。其工作流程如下：水泥散料容器輸出口→水泥包裝系統(tǒng)→皮帶輸送機(jī)。秤體采用雙傳感器的并聯(lián)組秤方式，秤體結(jié)構(gòu)采用鋼絲懸拉等減振措施，可以提高稱重精度。傳送器將袋子輸送到供袋機(jī)的斜板上。翻門縮口裝置將送過(guò)來(lái)的料袋通過(guò)夾袋手爪夾住袋子的兩上邊，通過(guò)縮口動(dòng)作收縮袋口 (此動(dòng)作與開袋動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行 )使翻門插入袋口， 并在檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)到料袋位置正確后向電子稱重機(jī)和過(guò)渡料斗發(fā)出卸料請(qǐng)求指令，投下物料，完成裝袋。電磁閥控制氣體通斷及執(zhí)行機(jī) 構(gòu)換向。橫進(jìn)裝置氣路簡(jiǎn)圖如圖 33 所示。二是伸縮料門擊偏或擊倒了袋子。如電子稱重機(jī)、吸袋、取袋等。 圖 41 PLC 的基本結(jié)構(gòu) Basic structure of PLC (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(yù)先編好的系統(tǒng)程序完成青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 各種任務(wù)。存儲(chǔ)器可以分為以下 3 種 : ①系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序是廠家根據(jù)其選用的 CPU的指令系統(tǒng)編寫的，它決 定了 PLC的功能。 (3)輸入 /輸出單元 輸入 /輸出 (1/0)單元是 PLC與外部設(shè)備相互聯(lián)系的窗口。 (5)編程器 編程器是生產(chǎn)廠家提供的與本公司 PLC 配套的編程工具。圖形編程器的優(yōu)點(diǎn)是操作方便、屏幕大，顯示功能強(qiáng)，且可脫機(jī)編程，但是其價(jià)格顯貴。 (2)按功能、輸入輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)器容量不同， PLC 可分為小型、中型 和大型三類。也有將這兩種方式結(jié)合起來(lái)表示 PLC 程序。這是國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)頒布的 PLC 編程語(yǔ)言之一。 PLC 的掃描可按固定順序進(jìn)行，也可按用戶程序規(guī)定的可變順序進(jìn)行。接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無(wú)論信號(hào)如何變化其內(nèi)容保持不變直到下一掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。由于包裝的各種控制為開關(guān)量，動(dòng)作關(guān)系復(fù)雜， I/O 點(diǎn)數(shù)多，選擇日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC。 41 水泥自動(dòng)稱量包裝 I/O 接口分配 輸入 輸出 吸袋垂直氣缸 X001 垂直氣缸下降 Y001 吸袋真空裝置 X002 垂直氣缸上升 Y002 吸袋真空閥 X003 吸盤 Y003 上限位開關(guān) X004 垂直氣缸傾斜 Y004 傾斜汽缸電磁閥 X005 斜托板下降 Y005 斜限位開關(guān) X006 防滑吸盤吸袋 Y006 斜托板光電開光 X007 磕頭裝置傾斜 Y007 光電開關(guān) X010 真空吸袋 Y010 橫進(jìn)裝置減速開關(guān) X011 磕頭裝置立起 Y011 橫進(jìn)裝置裝袋點(diǎn)限位 X012 斜托盤上升 Y012 傾斜限位 X013 抱板閉合 Y013 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 橫進(jìn)裝置到位信號(hào) X014 大夾子閉合 Y014 橫進(jìn)裝置取袋點(diǎn)限位 X015 料斗下縮口夾子張開 Y015 夾抱限位 X016 取袋真空裝置打開 Y016 橫進(jìn)裝置移動(dòng)限位開關(guān) X017 縮口夾子向里收 Y017 開袋真空檢測(cè) X020 夾棍氣缸動(dòng)作 Y020 夾袋壓力檢測(cè) X021 開袋 Y021 打開袋口 X022 抱袋 Y022 40 千克傳感器 X023 張開 Y023 千克傳感器 X024 縮口夾子張開 Y024 傳出制定位置限位開關(guān) X025 大放料門插入 Y025 小放料門插入 Y026 折邊 Y027 縫口 Y030 輸送帶傳出電機(jī) Y031 注：鑒于 PLC 的輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)可以選擇 PLC 系列中的 Fx2N64MR001 型號(hào)。 程序控制邏輯 (1)自動(dòng)供袋控制邏輯，流程圖如圖 44 所示。 移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？開 始橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)限 位 開 關(guān) 閉 合抱 板 與 大 夾 子 閉 合取 袋 開 袋 器 夾 袋開 袋 吸 盤 吸 住 袋 子 兩 面大 小 裝 料 門 打 開 裝 料大 裝 料 門 關(guān) 閉 小裝 料 門 繼 續(xù) 裝 料橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)小 裝 料 門 關(guān) 閉開 袋 汽 缸 運(yùn) 動(dòng)各 汽 缸 復(fù) 位4 0 k g 到 了嗎 ？移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？結(jié) 束4 9 . 5 k g 到了 嗎 ？停 止 嗎 ？YYYYYNNNNN延 時(shí) 5 秒 圖 46 自動(dòng)裝袋流程圖 Flow chart of automatic bagging 這時(shí)開袋、抱板與大 夾子應(yīng)處于張開位置，橫進(jìn)裝置向包裝線取袋方向移動(dòng)，同時(shí)移青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 動(dòng)過(guò)程中有減速過(guò)程，到位后，限位開關(guān)閉合，抱板與大夾子閉合。 此部分設(shè)計(jì)為電子稱重機(jī)中的兩個(gè)稱重傳感器，分別為 40 千克智能稱重傳感器、 千克智能稱重傳感器，前者接 PLC 的 X23， 40 千克之前是低電平，之后是高電平；后者接 PLC 的 X24， 千克之前是低電平，之后是高電平。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 49 水泥自動(dòng)稱量包裝梯形圖 Cement automatic weighing packing trapezoidal chart 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 5 總結(jié)與展望 在本次水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)的研制 設(shè)計(jì)中，低成本、高可靠性、可擴(kuò)展和模塊化為主要設(shè)計(jì)原則。 本設(shè)計(jì)對(duì)水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)只是做了一些初步工作，目前水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)功能還很不完善，還有許多問(wèn)題尚待解決，如 : (1)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)情況有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。導(dǎo)師那淵博的學(xué)識(shí)、開闊的思路、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、大膽創(chuàng)新及求實(shí)精神，使我深受影響并受益非淺。 感謝為我畢業(yè)論文評(píng)閱的各位老師！ 最后，衷心地感謝各位老師在百忙之中參加我論文的評(píng)審工作！ 。這是我能夠順利完成畢業(yè)論文的堅(jiān)實(shí)后盾。 (2)控制系統(tǒng)中的故障診斷和故障處理應(yīng)進(jìn)一步完善。在水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)采用 PLC 替代原來(lái)的繼電器，提高了控制的可靠性和自動(dòng)化程度，文章中給出了水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)具體控制電路、硬件和軟件設(shè)計(jì)。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？開 始橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)限 位 開 關(guān) 閉 合抱 板 與 大 夾 子 閉 合縮 口 夾 子 張