【正文】 7。包裝袋經(jīng)過 倒袋 整形機(jī) 進(jìn) 入金 屬檢測 機(jī)及重量復(fù)檢 機(jī)，如果 檢測 不合格，在 包裝 袋通 過 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 自 動(dòng)撿選 機(jī)，再 經(jīng)噴 墨打印機(jī)、 過 渡 輸 送機(jī) 、緩 停機(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。 13 輸出刷新階段 當(dāng)掃 描用 戶 程序 結(jié) 束后， PLC 就 進(jìn) 入 輸 出刷新 階 段。 輸 入采 樣結(jié) 束后， 轉(zhuǎn) 入用 戶 程 序執(zhí) 行和 輸出刷新 階 段。 （ 4） 電 源部分 電 源部件能 將 外部 供電電 源 轉(zhuǎn)換 成供 PLC 的 CPU、 內(nèi) 存、 I/0 接口等 電 子 電 路工作所需要的直流 電 源，使 PLC 能正常工作。 用 戶 程序 內(nèi) 存：用 來 存放用 戶 根據(jù)控制要求 編 制的程序。如果把 PLC 看作一 個(gè)系統(tǒng) ，外部的 開關(guān) 信 號(hào)均為輸 入 變 量，它 們經(jīng)輸 入接口存到 PLC 內(nèi) 部的 數(shù)據(jù)存 儲(chǔ) 器中，而后 經(jīng)過邏輯運(yùn) 算或 數(shù) 據(jù) 處 理以 輸出變 量的形式送 到輸 出接口， 從而控制 輸 出 設(shè)備 。托 盤倉 的主氣缸用以 頂 起托 盤 。料袋 在編組 機(jī)上排列好后 ,通 過 推袋 機(jī)將 料袋推到分 層 機(jī)上 ,分 層 機(jī)先通 過 整形板 對 已 編組的 料袋 組進(jìn) 行整形，然后，分 層 機(jī)再 將 整形后的一 層 料袋 投放到升降機(jī)上的托 盤 上，完成一 層料袋 的碼 垛。如果 計(jì)數(shù)達(dá)到一 層 (二袋 豎 加三 袋橫 或三 袋橫 加二袋 豎 )時(shí) ，推袋 裝 置就 將 二部分料袋一起推到 碼 垛 區(qū) 。 當(dāng) 料袋按工作程序要求 實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn) 位 時(shí) ， 夾緊氣缸伸出， 帶動(dòng)夾板將 料袋 夾 住， 轉(zhuǎn) 位 電 機(jī) 帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn) 體使料袋旋 轉(zhuǎn) 90176。翻 門縮 口 裝 置 將 送 過來 的料袋通 過夾 袋手爪 夾 住袋子的 兩上邊 ，通 過縮 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 檢測系 統(tǒng)檢測 到料袋位置正確后向全自 動(dòng)電 子定量秤和 過 渡料斗 發(fā) 出卸料 請 求指令， 8 投下物料，完成 裝 袋。 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。本生 產(chǎn)線 采 用凈 重式 電 子 稱 重方式， 這樣稱 量 結(jié) 果不受容器皮重 變 化的影 響 ， 稱 量精度高，同 時(shí) 采用 雙 秤交替的 運(yùn) 行模式。因此 對包裝碼 垛自 動(dòng) 生 產(chǎn)線 的 應(yīng) 用研究具有重大的 經(jīng)濟(jì)意義 和 現(xiàn)實(shí) 意 義 。根據(jù)用 戶 要求，配 上通訊 接口和打印機(jī)，有打印日、月累 計(jì)報(bào) 表的功能。 工業(yè) 機(jī)器人是在第二次世界大 戰(zhàn) 期 間發(fā) 展起 來 的，始于 40 年代的美 國橡樹 嶺 國家實(shí)驗(yàn) 室的搬 運(yùn) 核原料的 遙 控機(jī)械操作手。 隨著 微 處 理器技 術(shù) 和 現(xiàn) 代通信技 術(shù)的發(fā) 展， PLC 也 4 得到了迅速 發(fā) 展，其技 術(shù) 和 產(chǎn) 品日 趨 完善。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%。 在 維 修方面， PLC 完善的 診斷 和 顯 示功能，可以通 過 模 塊 上的 顯 示或 編 程器等很容易地找出故障的模 塊，而且 由于模 塊 化 設(shè)計(jì) ，因此只需要 對 出 錯(cuò) 的 模 塊進(jìn)行更 換即 可。而在 PLC 控制系 統(tǒng) 中， 當(dāng) 控制要求改 變時(shí) ，不改 動(dòng) PLC 外部接 線 ，只需修改程序即可。在 這時(shí) 期， PLC 在 處 理模 擬 量能力、數(shù) 字 運(yùn) 算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng) 絡(luò) 能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進(jìn) 入 過程控制 領(lǐng) 域，在某些 應(yīng) 用上取代了在 過 程控制 領(lǐng) 域 處 于 統(tǒng) 治地位的 DCS系 統(tǒng) 。此 時(shí) 的 PLC為 微機(jī)技 術(shù)和繼電 器常 規(guī)控 制概念 相結(jié)合 的 產(chǎn) 物。s depth and the breadth have bee weigh a national industry to be advanced and automaticity height symbol. This thesis consists of four chapters, from the programmable logic controller (PLC) based planning and design of the entire system, and PLC control system hardware, software development, give full and detailed design ideas. The core of the system is Palletizing automatic production line control system, the control system is mainly based on programmable logic controller (PLC) as the basis for integrated control. Automatic Palletizing production line is mainly used in chemical, food, food and pharmaceutical industries in the flour, grain, bulk materials (such as plastics, fertilizers, synthetic rubber, food, etc.) of the automatic packaging, ie packaging process weight for bags, bagging, folding, envelope, plastic bags down, batch printing, testing, transfer grouping, stacking, pallets, and stack operations such as disk full automated transmission. With PLC based fully automatic palletizing packaging production line, control system is simple, easy maintenance, strong adaptability, high automation, saving manpower, can greatly increase productivity. Key word:PLC。 經(jīng)過 30 多 年的發(fā) 展，目前，可 編 程控制 器已成 為工業(yè) 自 動(dòng) 化 領(lǐng) 域中最重 要、應(yīng) 用最多的控制 裝 置，己 躍居工業(yè) 生 產(chǎn)自動(dòng) 化四大支柱 (可 編 程控器、 數(shù) 控機(jī)床、機(jī)器人、 計(jì) 算機(jī) 輔 助 設(shè)計(jì) 與制造 )的首位。其 應(yīng) 用的深度和 廣 度已成 為 衡量一 個(gè)國家 工 業(yè) 先 進(jìn) 與自 動(dòng) 化程度高低的 標(biāo) 志。Control System。個(gè) 人 計(jì) 算機(jī) 發(fā) 展起 來 后， 為 了方便和反映可 編 程控制器的功能特 點(diǎn) ，可 編 程控器定名 為 Programmable Logic Controller（ PLC）。 20世 紀(jì) 末期，可 編 程控制器 的發(fā) 展特 點(diǎn) 是更加 適應(yīng) 于 現(xiàn) 代 工業(yè) 的需要。 （ 3）面向控 制過 程的 編 程 語 言，容易掌握 PLC 的 編 程 語 言采用 繼電 器控制 電 路的梯形 圖語 言，清晰直 觀 。 （ 5）網(wǎng) 絡(luò)功 能 強(qiáng)大 PLC 具有 強(qiáng)大 的網(wǎng) 絡(luò)功 能。我國對 可 編 程控制器的研制始于 1974 年，目前全 國 有幾十 個(gè) 生 產(chǎn) 廠家，但 產(chǎn) 品 多為128 個(gè)開關(guān) 量 I/O 點(diǎn) 以下的小型機(jī)。 PLC 的主要 發(fā) 展 趨勢 主要表 現(xiàn) 在以下幾 個(gè) 方面。 工業(yè) 機(jī)器人是一種能自 動(dòng) 控制、可重復(fù) 編 程、多功能、多 關(guān)節(jié) 的操作機(jī)。 還 可與上位 機(jī)或觸摸屏 連 接， 對包裝碼 垛自 動(dòng) 生 產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān) 控、 遠(yuǎn) 程診斷 和網(wǎng) 絡(luò) 化管理。本 課題 主要研究 PLC 在 包裝碼 垛生 產(chǎn)線自動(dòng) 控制系 統(tǒng)中的 應(yīng) 用。 給 料系 統(tǒng)采 用氣 動(dòng) 控制的二級 投料方 式，即全自 動(dòng)電 子定量秤 進(jìn) 入自 動(dòng)運(yùn) 行 狀態(tài) 后 ,稱 重控制系 統(tǒng)打開給 料 門開始 加料， 該給 料 裝 置分 為 粗 給 料 狀態(tài) 、 細(xì)給 料 狀態(tài)兩級給 料方式；首先粗 給 料門 完全 打開 ， 當(dāng) 到 達(dá)給 定粗 給 料重量 時(shí) ， 關(guān)閉給 料 門 ，留一 條狹縫 ,進(jìn) 入 細(xì)給 料 狀態(tài) 。 傳 送器 將 袋 子輸 送到供袋機(jī)的斜板上。每次 裝 填完物料后翻 門關(guān)閉 ， 夾 袋手爪 將袋口繃緊 ，松 開 ，放到 輸 送機(jī)上，再由取袋 夾 送 裝 置在取袋 的同 時(shí)夾 送到 夾 口整形 機(jī)內(nèi) 。 當(dāng)料袋不需 轉(zhuǎn) 位 時(shí) ，氣缸 將夾 板收回， 夾 板不 擋 料袋。由于 緩 停板的 設(shè) 置 減 少一次 來回 推袋的 時(shí)間 ， 從 而提高了 碼 垛效率。 升降機(jī) 的組成和工作原理 升降機(jī)主要由升降平臺(tái)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和配重體組成。 側(cè) 面 還裝有兩個(gè) 小氣缸，小氣缸控制叉板 開 合，保 證 托 盤的 提取。 PLC 的基本 結(jié) 構(gòu)如 圖 31 所示。不同 類 型的 PLC，其存 儲(chǔ) 容量也不一 樣 。 PLC 中一般配有 開關(guān) 式 穩(wěn)壓電 源 為內(nèi) 部 電 路 供電 。在 這兩個(gè)階 段中，即使 輸 入 狀態(tài) 和 數(shù) 據(jù) 發(fā) 生 變 化， I/O 映象 區(qū) 中的相 應(yīng)單 元的 狀態(tài) 和 數(shù) 據(jù)也不 會(huì) 改 變。在此期 間 ， CPU 按照 I/O 映象 區(qū)內(nèi)對應(yīng) 的 狀態(tài) 和 數(shù) 據(jù)刷新所有的 輸 出 鎖 存 電 路，再 經(jīng)輸 出 電 路驅(qū)動(dòng) 相 應(yīng) 的外 設(shè) 。 這樣包裝 袋便以 2 袋直或 3 袋橫 的形式 進(jìn)入 編組 機(jī)，最后由 碼 垛 機(jī)將包裝 袋堆 碼 到托 盤 上，一般以 碼 8 層為 一垛。 這樣系統(tǒng) 的 總點(diǎn)數(shù)為 320 點(diǎn) ，其中 輸 入 點(diǎn) 152 個(gè) ， 輸 出 點(diǎn) 168 個(gè) ，可以 滿 足系 統(tǒng) 的要求。下面 給 出的是程序的 梯形 圖 ，使用三菱公司全系列 編 程 軟 件GXDeveloper 編輯 ， 編 程方式是梯形 圖 。自 動(dòng) 取袋流程 圖 如 圖 36 所示。 自 動(dòng)裝 袋流程 圖 如 圖 38 所示。倒袋、 輸 送流程 圖 如 圖 312所示。 當(dāng)計(jì)數(shù) 值 為 3～ 8時(shí) ， 轉(zhuǎn) 位機(jī) 不動(dòng) 作，使袋直接通 過轉(zhuǎn) 位機(jī)。 圖 316 轉(zhuǎn)位、編組流程圖 開始 編組機(jī)忙嗎 到設(shè)定值嗎 到達(dá)設(shè)定數(shù)嗎 達(dá)到一層數(shù)值 料袋等待 光電開關(guān)檢測料袋計(jì)數(shù) 夾緊氣缸 伸出 夾板夾住 料袋 料袋轉(zhuǎn)位 氣缸復(fù)位 夾板收回 料袋由轉(zhuǎn)位機(jī)向前移動(dòng) 光電開關(guān)檢測料袋計(jì)數(shù) 料袋前移設(shè)定距離編組 推料袋到緩?fù)０鍟捍? 推料袋到碼垛區(qū) 氣缸復(fù)位 N N N N Y Y Y Y 27 a) 子 梯形圖 28 b) 子 梯形圖 圖 317 轉(zhuǎn)位、編組梯形圖 (8)推袋 /分 層 控制 邏輯 和梯形 圖 編組機(jī)滿 信 號(hào) 激 發(fā) 一次推袋 動(dòng) 作，推袋前 進(jìn) 之前，推 袋擋 板 關(guān)閉 。若 層數(shù) 小于 8 時(shí) ， 進(jìn) 行分 層碼 垛 動(dòng) 作； 當(dāng)層數(shù)為 8 時(shí) ，觸 發(fā) 一次排垛 動(dòng) 作。 當(dāng)實(shí)垛 盤 未到 達(dá) 垛 盤輸 送機(jī) 時(shí) ，托 盤輸 送機(jī) 繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) 。托 盤倉 上升 時(shí) ， 當(dāng) 上升到一定位置到 達(dá) 托盤倉 上位 時(shí) ，到 達(dá) 托 盤倉 中位，托 盤 叉 打開 ，托 盤倉繼續(xù) 上升，直到 頂 部。 這樣即 可放一 個(gè) 空托 盤 到待 傳 位上。然后， 啟動(dòng) 托 盤倉動(dòng) 作，自 動(dòng) 放一 個(gè) 空托 盤 到待 傳 托 盤 位置上。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，并觸 發(fā) 垛 盤輸 送機(jī)排垛。 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 。 當(dāng)計(jì)數(shù) 值 為 5 和 10 時(shí) ，激 發(fā)層滿 有效。 圖 312 倒袋輸送流程圖 圖 313 倒袋輸送梯形圖 開始 光電開關(guān) 檢測料袋 倒袋氣缸 伸出 料袋推倒 氣缸復(fù)位 料袋向前 移動(dòng) 整形 25 (6)金 屬檢測 、重量 檢測 控制 邏輯 和梯形 圖 料袋通 過 金 屬檢測輸 送機(jī) 時(shí) ，如 果發(fā)現(xiàn) 袋中有金 屬 物體， 檢測 器 將發(fā) 出警 報(bào) ，含金 屬 料袋 將 由自 動(dòng)撿選 機(jī)剔除。 21 圖 38 自動(dòng)裝袋流程圖 開始 限位開關(guān) 閉合 抱板與大 夾子閉合 橫進(jìn)裝置 移動(dòng) 取袋開袋 器夾袋 橫進(jìn)裝置 移動(dòng) 開袋氣缸 運(yùn)動(dòng) 開袋吸盤吸住袋子兩面 卸料門打 開裝料 拍打