【正文】 升降機(jī)控制流程圖如圖320所示。若分層機(jī)空和壓袋機(jī)返回到位，分層機(jī)開始關(guān)閉。轉(zhuǎn)位傳輸電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)由編組機(jī)是否忙有關(guān)，若編組機(jī)占位，袋至轉(zhuǎn)位機(jī)后，停止傳輸，處于等待狀態(tài)。合格料袋繼續(xù)向前輸送。這樣完成送袋操作，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)，開袋、抱袋、張開，開袋真空檢測(cè)和夾袋壓力檢測(cè)工作，如果沒有夾住袋子或沒有把袋口打開，縮口夾子則松開，開袋真空和夾袋壓力斷開，然后進(jìn)行吹袋操作。自動(dòng)供袋梯形圖如圖35所示。輸入輸出繼電器可自由選擇，與輸入點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為輸入繼電器，與輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的即為輸出繼電器。［13］開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)夾口折邊充填托起放料門開袋報(bào)夾夾袋口縮袋口立袋輸送推倒壓平金屬檢測(cè)復(fù)檢稱剔除爬坡過渡爬坡緩?fù)佑?jì)數(shù)分層整形推袋編組轉(zhuǎn)位轉(zhuǎn)位輸送緩?fù)浩浇Y(jié)束嗎?停止開始YN升降機(jī)叉裝架托盤氣缸排垛托盤輸送垛盤輸送開合托叉圖32 全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線工藝流程圖 PLC控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)是全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的核心部位，而在包裝過程中，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)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(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。其主要工藝流程如下:物料自儲(chǔ)料斗進(jìn)入包裝秤的給料裝置，通過粗、細(xì)給料，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)兩級(jí)加料。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其它輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或資料的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只有該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時(shí)，該線圈觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作，而且每次它只能執(zhí)行一條指令，這也就是說PLC以“串行”方式工作的，這種工作方式可以避免繼電器控制的觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配等問題。輸入單元接收現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備向PLC提供的信號(hào)，例如由按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)、接近開關(guān)、撥碼器等提供的開關(guān)量信號(hào)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。托盤倉用來儲(chǔ)存一定數(shù)量的托盤,根據(jù)需要及時(shí)準(zhǔn)確地將托盤分配給托盤輸送機(jī)確保生產(chǎn)線能連續(xù)工作。推袋機(jī)完成一個(gè)推袋的全過程是分兩次進(jìn)行的，第一次是將編組機(jī)輸送帶上的半層料袋(二袋豎或三袋橫)推至緩?fù)０迳虾?，推料小車退回原位，第二次將另一半層料袋連同緩?fù)０迳系陌雽恿洗客频酱a垛區(qū)。當(dāng)位于輸送帶入口處的光電開關(guān)檢測(cè)到一個(gè)料袋到來時(shí)，立即啟動(dòng)減速電機(jī)將料袋向前拖動(dòng)到預(yù)定距離，而后停止運(yùn)轉(zhuǎn)。的轉(zhuǎn)位。過渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接全自動(dòng)電子定量秤的過渡裝置，它可以存儲(chǔ)一袋物料，提高全自動(dòng)電子定量秤的稱重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時(shí)保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動(dòng)傳遞到全自動(dòng)電子定量秤上。供袋機(jī)為裝袋機(jī)提供空包裝袋，操作人員將空包裝袋放置在給袋器上后，其余的動(dòng)作均由設(shè)備自動(dòng)完成。機(jī)電一體化系統(tǒng)通常由五大要素構(gòu)成，即動(dòng)力源、傳感器、機(jī)械結(jié)構(gòu)、執(zhí)行組件和電子計(jì)算機(jī)。［6］來自主廠房的物料傳感器稱重料斗倉庫封口機(jī)電子稱重機(jī)組 碼垛 系統(tǒng)圖11 包裝碼垛生產(chǎn)線流程圖 課題主要研究?jī)?nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,生產(chǎn)力水平的不斷提高,人們對(duì)降低勞動(dòng)強(qiáng)度、改善工作環(huán)境日益重視起來。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、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。（3）編程軟件多樣化PLC的梯形圖語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好地實(shí)現(xiàn)控制要求，但是在處理一些高級(jí)功能（復(fù)雜運(yùn)算、報(bào)表生成和打印等功能）時(shí)存在明顯的不足，所以就要求高級(jí)語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。［4］［5］ PLC控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡(jiǎn)單、體積小、重量輕等特點(diǎn)。［3］ PLC的應(yīng)用可編程控制器是“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)，由于其具有很強(qiáng)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/0接口，因此，伴隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，始終保持著旺盛的市場(chǎng)生命力。而且PLC的軟件功能取代了原來繼電器控制中的中間繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等一些器件，所以硬件安裝上的工作量相應(yīng)減少。在軟件方面，PLC的監(jiān)控定時(shí)器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運(yùn)算處理器的延遲，保證在程序出錯(cuò)和程序調(diào)試時(shí)，避免因程序錯(cuò)誤而出現(xiàn)死循環(huán)；當(dāng)CPU、電池、I/O口、通信等出現(xiàn)異常時(shí)，PLC的自診斷功能可以檢測(cè)到這些錯(cuò)誤，并采取相應(yīng)的措施，以防止故障擴(kuò)大；停電時(shí)，后備電池和正常工作時(shí)一樣，進(jìn)行對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的保護(hù)，確保信息不丟失。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程控制器PDP14，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)在線試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程控器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。以PLC為基礎(chǔ)的全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、適應(yīng)性強(qiáng)，自動(dòng)化程度高，節(jié)約人力，可極大提高生產(chǎn)效率。摘 要傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)備與產(chǎn)品，多是以機(jī)械為主，是電氣、液壓或氣動(dòng)控制的機(jī)械設(shè)備。全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線主要應(yīng)用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料（如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等）的全自動(dòng)包裝，即對(duì)包裝過程中的稱重、供袋、裝袋、折邊、封袋、倒袋整形、批號(hào)打印、檢測(cè)、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 PLC的產(chǎn)生和發(fā)展、優(yōu)點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) PLC的產(chǎn)生和發(fā)展1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。（1）高可靠性PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個(gè)方面：在硬件方面，由于采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源，并且對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，加上合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后加固、簡(jiǎn)化安裝，因此PLC具有很強(qiáng)的抗振動(dòng)沖擊性能；無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來完成大量的開關(guān)動(dòng)作，就不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的器件老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等問題；所有的輸入/輸出（I/O）接口都采用了光電隔離措施，使外部電路和PLC內(nèi)部電路能有效的進(jìn)行隔離；PLC模塊式的結(jié)構(gòu)，可以在其中一個(gè)模塊出現(xiàn)故障時(shí)迅速地判斷出故障的模塊并進(jìn)行更換，這樣就能盡量縮短系統(tǒng)的維修時(shí)間。（4）易于安裝、調(diào)試、維修在安裝時(shí)，由于PLC的輸入/輸出接口已經(jīng)做好，因此可以直接和外部設(shè)備相連，而不再需要專用的接口電路。（6）體積小、重量輕由于PLC內(nèi)部電路主要采用微電子技術(shù)設(shè)計(jì)，因此它具有體積小、重量輕等特點(diǎn)。我國(guó)的飲料包裝設(shè)備在許多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果。以后人們不僅能通過通信模塊進(jìn)行PLC與PLC、PLC與上位機(jī)之間的連接，還能通過撥號(hào)或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。包裝碼垛生產(chǎn)線是機(jī)電儀一體化高技術(shù)產(chǎn)品，適用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)。其流程圖如圖11所示。機(jī)電一體化技術(shù)又稱機(jī)械電子技術(shù)，是機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物。自動(dòng)供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成。［8］ 自動(dòng)裝袋機(jī)的組成和工作原理自動(dòng)裝袋機(jī)是由過渡料斗、取袋開袋夾送裝置、翻門縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成。料袋的轉(zhuǎn)位是通過光電信號(hào)控制轉(zhuǎn)位裝置，在料袋輸送過程中使料袋實(shí)現(xiàn)90176。編組機(jī)的工作原理是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來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)料袋進(jìn)入壓平輸送機(jī)和壓平裝置時(shí),上下皮帶將料袋向前輸送的同時(shí),壓整裝置本身重量的一部分作用在料袋上,使袋內(nèi)物料分布均勻。 托盤倉的組成和工作原理托盤倉主要由機(jī)架、叉板、主氣缸、光電開關(guān)組成。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(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)境下的開關(guān)控制。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序內(nèi)存中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。（3）輸入/輸出單元輸入/輸出(I/0)單元是PLC與外部設(shè)備相互聯(lián)系的窗口。［12］ PLC的工作原理PLC與繼電器構(gòu)成的控制裝置的重要區(qū)別之一就是工作方式不同，繼電器控制是并行運(yùn)行方式，即如果輸出線圈通電或斷電，該線圈的觸點(diǎn)立即動(dòng)作，只要形成電流通路，就有可能有幾個(gè)電器同時(shí)動(dòng)作。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的機(jī)械系統(tǒng)主要包括全自動(dòng)稱重單元、包裝單元、輸送檢測(cè)單元、碼垛單元。包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線工藝流程如圖32所示。分配好后，按系統(tǒng)配置的信道與接點(diǎn)號(hào)，分配給每一個(gè)輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，即進(jìn)行編號(hào)。自動(dòng)供袋流程圖如圖34所示。當(dāng)夾抱限位開關(guān)閉合后，料斗下縮口夾子應(yīng)張開，同時(shí)取袋裝置真空打開，橫進(jìn)裝置向包裝線裝袋位置移動(dòng)，同樣經(jīng)過減速過程，然后由限位開關(guān)控制到位，抱板與大夾子把裝滿料的帶子送到輸送袋上，夾輥氣缸動(dòng)作，完成夾送動(dòng)作。當(dāng)橫進(jìn)裝置向包裝線裝料方向移動(dòng)時(shí)，同時(shí)把裝滿料的袋子送到輸送帶上，進(jìn)行折邊、縫袋口操作。合格料袋繼續(xù)向前進(jìn)入重量檢測(cè)輸送機(jī)，如果料袋重量不合格，也將由自動(dòng)撿選機(jī)剔除。料袋至編組傳輸位，編組傳輸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。若托盤處于分層碼垛位置時(shí)，分層機(jī)打開，升降機(jī)開始下降，壓袋機(jī)壓到位后，壓袋和側(cè)面整形氣缸返回，升降機(jī)停止下降。當(dāng)排垛未完成時(shí)，升降機(jī)上升或下降動(dòng)作均無效。當(dāng)垛盤叉裝位置或垛盤緩沖位置有空而托盤輸送機(jī)占位時(shí)，垛盤輸送機(jī)將自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，將實(shí)垛盤送到垛盤緩沖位置上。托盤倉控制流程圖如圖324所示。(2)創(chuàng)建新工程單擊“工程（F）”→“創(chuàng)建新工程（N）”，要求選擇“PLC系列”和“PLC類型”以及選擇“程序類型”。圖42 梯形圖邏輯測(cè)試工具對(duì)話框 監(jiān)控程序點(diǎn)擊工具欄“在線（O）”，彈出下拉菜單，點(diǎn)擊“調(diào)試（B）”→“軟組件測(cè)試（D）”，則彈出位組件測(cè)試如圖43所示。圖44 監(jiān)控元器件狀態(tài) 時(shí)序圖監(jiān)控點(diǎn)擊“時(shí)序圖(T)”→“啟動(dòng)(R)”,則出現(xiàn)時(shí)序圖監(jiān)控，如圖45所示。經(jīng)過此次設(shè)計(jì)，最大的收獲是對(duì)理論和實(shí)際相結(jié)合的重要性有了深刻的認(rèn)識(shí)。楊老師不僅學(xué)習(xí)上幫助了我，而且她用她那顆善良的心和嚴(yán)緊的生活作風(fēng)、還有對(duì)工作那種熱忱，我們每一個(gè)她指導(dǎo)的學(xué)生她都認(rèn)真的、手把手的指導(dǎo)，不放過每一個(gè)錯(cuò)誤，不錯(cuò)過每一次創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它