【正文】 敦實 料門關(guān)閉 各氣缸復(fù)位 結(jié)束 時間到了嗎 移動到位了嗎 移動到位了嗎 時間到了嗎 停止嗎 N N N N N Y Y Y Y Y 22 圖 39 自動裝袋梯形圖 (4)折 邊 、 縫口 控制 邏輯 和梯形 圖 橫進(jìn)裝 置向 包裝線裝 料方向移 動 ， 經(jīng)過減 速 過 程， 橫進(jìn)裝 置到位，抱板與大夾 子 夾緊 ， 縮 口 夾 子 張開 ， 為 送袋操作做好準(zhǔn) 備 。 圖 36 自動取袋流程圖 開始 光電開關(guān) 打開 光電檢測器檢測袋底 斜托板下降 各氣缸復(fù)位 防滑吸盤 吸袋 光電 檢測器檢測袋口 橫進(jìn)裝置 移動 磕頭裝置 傾斜移動 真空 電 磁 閥接通 從斜托板 上取袋 到斜限位了嗎 移動到位了嗎 到斜限位了嗎 真空閥設(shè)定值 N N N N Y Y Y Y 20 圖 37 自動取袋梯形圖 (3)自 動裝 袋控制 邏輯 和梯形 圖 這時開袋 、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 ，同 時 移 動過 程中有 減 速 過 程，到位后，限位 開關(guān)閉 合，抱板與大 夾 子 閉 合。同 時 ， 傾 斜氣缸 開始 返回，完成吸袋操作， 這個過 程不 斷 重復(fù) 進(jìn) 行。 ［ 15］ 圖 33 I/O 擴展連接示意圖 (3)分配 輸 入 /輸 出 點 一般 輸 入 點 與 輸 入信 號 、 輸 出 點 與 輸 出控制是一一 對應(yīng) 的。 碼 垛機所使用的托 盤 由托 盤倉 和托 盤輸 送機根據(jù)程序自 動 提供。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 包裝碼垛自動生產(chǎn)線工藝流程 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 可自 動 完成 稱 重、供袋、取袋、 裝 袋、 縫口 、 輸 送、金屬檢測 、重量 檢測 及 碼 垛等功能。 用戶程序執(zhí)行階段 在用 戶 程 序執(zhí) 行 階 段， PLC 總 是按由上而下的 順 序依次地 掃 描用 戶 程序(梯形 圖 )。有的 PLC 能向外部提供 24V 的直流 電 源，可 給輸 入 單 元所 連 接的外部 開關(guān) 或 傳 感器 供電 。因 為運 行中 數(shù) 據(jù)不 斷變 化，所以 這 種 內(nèi) 存必 須 可擦 寫 。它按照 PLC 系 統(tǒng) 程序 賦 予的功能接收并存 儲從編 程器 鍵入 的用 戶 程序和 數(shù) 據(jù)； 檢 查 電 源、 內(nèi) 存、 I/O 以及警戒定 時 器的 狀態(tài) ，并能 診斷 用 戶 程序中的 語 法 錯誤 。 10 第 3 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 在 包裝過 程中，自 動 完成 稱 重、供袋、取袋、 裝 袋、 縫口 、 輸 送、金 屬檢測 、重量 檢測 及 碼 垛等多 個動 作， 動 作多， 運動 復(fù) 雜，而 所 處工 作 環(huán) 境 惡 劣 (高 溫 、振動 、粉 塵 )， 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(chǎn) 的 穩(wěn) 定 運 行。 剪叉式升降機是靠剪刀式支承架的展開與折迭來完成貨物平臺的升降，其動力是通過油缸的伸縮來推動剪刀的展開與折迭。推 袋壓袋機是將 已 編組的 料袋 組 推至 緩沖區(qū) 或 碼 垛 區(qū) ，并在分 層碼 垛 時對一 層 料袋 進(jìn) 行五面整形，使垛形保持良好。 編組 機主要由 輸 送機 、緩 停板、前 擋 板及左 右擋 板 組 成。它 是將緩 停機送 來 的料袋按 預(yù) 定的 編組 程序 對 料袋 進(jìn) 行 輸 送和 轉(zhuǎn) 位。取袋器 撿起 斜板上的 包裝 袋，在取袋器 四連 桿的作用下， 包裝 袋定位在 包裝 機的中心 在線 ，等待裝 袋 機將包裝 袋取走。 自動供袋機的組成和工作原理 自 動 上袋機 組 包括：自 動 供袋、自 動 取袋、自 動夾 袋與上袋、自 動開袋 、自動 送袋等機構(gòu) ,以及氣 動 系 統(tǒng)、 真空系 統(tǒng)、光電檢測裝 置和 電氣 控制系 統(tǒng) 。 來自 主廠 房的 物料 傳感 器稱 重料 斗 倉 庫 封 口 機 電子 稱重 機組 碼垛 系統(tǒng) 6 第 2 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線機械系統(tǒng)的工作原理 概述 本 課題 所 設(shè)計 的 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 是一 個 典型的機 電 一體化系 統(tǒng) 。 包裝碼 垛生 產(chǎn)線簡單 地 講 ，它是由 包裝 機械 和碼 垛機械 組成的，其中的主要部分 還 是 包裝 機械 ，碼 垛機械是 從包裝 生 產(chǎn)在線 分離出 來而發(fā)展起 來 的。 工業(yè) 機器人與其它 專用 自 動機的主要 區(qū)別 在于， 專用 自 動 機是 適應(yīng) 于大量生 產(chǎn) 的 專用 自 動 化 設(shè)備 ，而 工業(yè) 機器人是一種能 適應(yīng)產(chǎn) 品 種類變 更，具有多自由度 動 作功能的柔性自 動 化 設(shè)備 。 （ 2） 強大 的 PLC 聯(lián) 網(wǎng)能力 隨著 人 們對工業(yè) 自 動 化的要求越 來 越高，人 們 已 經(jīng) 不再 滿 足 對 幾 個設(shè)備、 幾條 生 產(chǎn)線 的 PLC 控制，而是要求 實現(xiàn)對 全工廠的自 動 化，所以提高 PLC 控制系 統(tǒng)的網(wǎng) 絡(luò)功 能成 為 PLC 的發(fā) 展 趨勢。我 國 90%的 PLC 市 場 由 國 外占 領(lǐng) ，中、大型 PLC中，幾乎 100%是 國 外 產(chǎn) 品，以美 國 MODICON 公司、 GE 公司、西德 SIEMENS，日本富士公司 為 主。 這樣 ， PLC 就可以 組 成范 圍 很大的控制網(wǎng) 絡(luò) ，整 個 工廠，甚至整 個系統(tǒng) 都可以 實現(xiàn) 自 動 化， 從 而提高生 產(chǎn) 的效率。 這 種面向控制過 程的 編 程方式，與目前微機控制常用 的匯編語 言相比， 雖然 在 PLC 內(nèi) 部增加了 解釋程 序，增加了程 序執(zhí) 行 時間 ，但 對 大多 數(shù) 的機 電 控制 設(shè)備來說 ， 這 種 時 耗是微不足 道的。 ［ 1］［ 2］ PLC 的優(yōu)點 PLC 是 傳統(tǒng)的繼電 器技 術(shù) 和 計 算機技 術(shù)相結(jié)合 的 產(chǎn) 物，所以在 工業(yè) 控制方面，它具有 繼電 器控制或通用 計 算機所 無 法 比擬的 特 點 。更高的 運 算速度、超小型體 積 、更可靠的 工業(yè)抗干擾 設(shè)計 、仿真量 運 算、 PID 功能及極高的性價比奠定了它在 現(xiàn) 代 工業(yè)中的地位。它以微 處 理器 為 核心， 用編寫 的程序 不僅可以 進(jìn) 行 邏輯控 制 ，還 可以 定時 、 計數(shù) 和算 術(shù)運 算等，并通 過數(shù) 字量和模 擬 量的輸 入 /輸 出 來 控制機械 設(shè)備 或生 產(chǎn)過 程。 該 系 統(tǒng) 的核心部分是 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 的控制系 統(tǒng) ，其控制系 統(tǒng) 主要是以可 編 程控制 器 (PLC)為基礎(chǔ)進(jìn) 行集成控制的。 隨著工業(yè) 水平的不 斷發(fā) 展，機械 設(shè)備己 逐步地由手 動操 作改 為自動 控制，設(shè)備 本身也 發(fā) 展成 為 機 電 一體化 的綜 合體。 關(guān)鍵詞： PLC；控制系 統(tǒng) ； 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線 Abstract The traditional mechanical device and the product, many are by the machinery primarily, is electrical, the hydraulic pressure or the pneumatic co ntrol mechanical device. Along with the industry level39。 20 世 紀(jì) 70 年代初出 現(xiàn)了微處 理器。 這標(biāo) 志 著可編 程控制器已步入成熟 階 段。 （ 2）應(yīng)用靈 活、使用方便 模 塊 化的 PLC 設(shè)計 ，使用 戶 能根據(jù)自己控制系 統(tǒng) 的大小、 工藝 流程和控制要求等 來選擇 自己所需的 PLC 的模 塊 并 進(jìn) 行 資 源配置和 PLC 編 程。 PLC 的 調(diào)試 可先在 實驗 室模 擬完 成，模 擬調(diào)試 完成后再 現(xiàn)場 安 裝 、 調(diào)試 ?？?編程控制器的出 現(xiàn) ，除了取 代傳統(tǒng)的繼電 器控制外，正在逐步占 領(lǐng) DCS 和 PID 市 場份額 。目前，全世界 PLC 生 產(chǎn) 廠家 約 為 200 家，生 產(chǎn) 300 多 個 品種。 這樣不僅 可以通 過 梯形 圖語 言、 助 記符語 言和功能模 塊語 言來編寫程 序，也可以通 過 高 級語 言 來編 程。通 過 可 編 程控制 器， 對 整個 生 產(chǎn)線 的工作 過 程 進(jìn) 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(jìn) 行 聲光報 警。石油化工、煤化工、化肥、 糧食 、港口等行 業(yè)對包裝質(zhì) 量和 勞動 效率的要求也日益提高 ,從 而促 進(jìn) 了 這 些企 業(yè) 的 現(xiàn) 代化改造。全自 動包裝碼 垛生 產(chǎn)線 是集機、 電 、 儀 于一體的高技 術(shù)產(chǎn) 品，它主 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 動包裝 ，即 對包裝過 程中的 稱 重、供袋、 裝 袋、折 邊 、封口、倒袋整形、批 號打 印、 檢測、轉(zhuǎn) 位 編組 、 碼 垛、托 盤和 垛 盤的輸 送等作 業(yè)全部 實現(xiàn) 自 動 化。 該 部機采用 雙盤 自 動 切 換 工作方式，每 盤 可存 儲 200 個 以上空袋(編織 袋或 紙 袋 )，取袋 時 配有真 空檢測 系 統(tǒng) 。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(jìn) 行 )為 填 裝 物料做準(zhǔn) 備 ，同 時將 己 裝好 物料的料袋送到 夾 口整形 機內(nèi) 。料袋所需回 轉(zhuǎn) 的角度是以保 證料 袋口向 內(nèi)為 準(zhǔn)， 從 而能 夠 保 證 垛形整 齊 、美 觀 。在下一 個 料袋到 來時 ，光 電開關(guān) 又重新 啟動電 機重復(fù)上述 動 作。整 個 推袋 過 程都是在位置信 號控 制下 進(jìn) 行的，即其各段行程的 運 行速度是不同的， 從 而保 證 了碼 垛 質(zhì) 量和工作效率。托 盤輸 送 機將托盤倉 中存 儲 的托 盤 輸 送到 碼 垛工位。本 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線動作關(guān) 系復(fù) 雜， I/0 點數(shù)較 多，以 開關(guān) 量控制 為 主， 選擇 日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC 為 控制核心部件。 （ 2） 內(nèi) 存 根據(jù) 內(nèi) 存存 儲內(nèi) 容的不同， 我們 把 內(nèi) 存分 為： 系 統(tǒng) 程序 內(nèi) 存：用 來 存放系 統(tǒng) 程序的 內(nèi) 存。 這 些信 號經(jīng)過輸 入 電 路的 濾 波、光 電 隔離、電平轉(zhuǎn)換 等 處 理， 變 成 CPU 能 夠 接收和 處 理的信 號 。也可以 說，繼電 器控制 裝 置是根據(jù) 輸 入和 邏輯控 制 結(jié) 構(gòu)就可以直接得 到輸 出，而 PLC 控制 則 需要 輸 入采 樣 、用 戶 程 序執(zhí) 行和 輸 出刷新三 個階 段才能完成控 制過 程。 在程 序執(zhí) 行的 過 程中如果使用立即 I/O 指令 則可 以直接存取 I/O 點 。 當(dāng) 秤斗中的物料重量 達(dá) 到最 終設(shè) 定值 時 ， 稱 重 終 端 發(fā) 出停止加料信 號 ，待空中的 飛 料全部落入秤斗后此 次稱 重循 環(huán)結(jié) 束，此 時電 子 包裝 秤等 待裝 袋機的投料信 號 。由于 包裝 生 產(chǎn)線 的各種控制 為開關(guān) 量， 動作關(guān)系復(fù) 雜， I/O 點數(shù)較 多， 選擇 日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC。全自 動包裝碼 垛生 產(chǎn)線 控制系 統(tǒng)包裝 部分及 碼 垛部分 輸 入 輸 出接口如表 3 32 所示。 18 圖 34 自動供袋流程圖 圖 35 自動供袋梯形圖 開始 吸盤吸住 袋子 垂直氣缸 下降 真空閥設(shè)定值 吸袋真空 裝置接通 吸袋氣缸 上升 傾斜氣缸 運動 袋子送入 供袋輥子 各氣缸復(fù)位吸盤斷真空 到上限位了嗎 到斜限位了嗎 N Y N Y N Y 19 (2)自 動 取袋控制 邏輯 和梯形 圖 袋子通 過 供袋 輥 子送到斜托板上， 當(dāng) 斜托板上的光 電開關(guān)檢測 到袋底 時 ，支持袋底的斜托板 開始下 降， 當(dāng) 光 電開關(guān)檢測 到袋口 時 ，斜托板上的防滑吸 盤 吸住袋子。如果通 過 加 緊壓力檢測 袋子被 夾 住，真空 開袋 把袋口確 實打開 ， 則關(guān)閉 真空和 壓力裝置，卸料 門打開 ， 進(jìn) 行 裝 袋操作。折 邊縫口 流程 圖 如 圖 310 所示。金 屬檢測 、重量 檢測 流程 圖 如 圖 314 所示。 緩 停機的 運轉(zhuǎn)由轉(zhuǎn) 位機和 緩 停機是否占位有關(guān)， 其中 兩 者都占位 時 ， 緩 停機 暫 停 傳輸 。推袋、分 層 流程 圖 如 圖 318 所示。 升降機控制梯形圖 如 圖 321 所示。 托盤輸送流程圖 如 圖 323 所示。 圖 324 托盤倉控制流程圖 開始 托盤倉升降機上升 到設(shè)定值了嗎 托盤叉打開 托盤倉升降機上升到頂 傳托盤到位 托盤倉升降機下降 托盤叉合