【正文】 原來(lái)在課本上學(xué)到的東西當(dāng)實(shí)際用起來(lái)時(shí)才知道相差甚遠(yuǎn)，盡管實(shí)驗(yàn)室里完成了調(diào)試，但到了現(xiàn)場(chǎng)依然問題不斷。接下來(lái)是送紙二動(dòng)作，動(dòng)作工作原理相同與送紙一相同，再接著是壓紙切紙動(dòng)作，再是下料動(dòng)作，完成后抽板動(dòng)作將顆粒聊落到包裝紙中，最后是封口動(dòng)作，這樣就完成了所有機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)順序。 4. 程序?qū)懭?PLC 將你的程序?qū)懭肟删幊炭刂破鳌? GX Developer 可編程控制器上裝程序到編程器和其它操作，需在編程設(shè)備和可編程控制器之間建立連接。使用它可以對(duì)具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程。如常見的鍵盤掃描方式或 I/O 掃描方式，有鍵按下或 I/O 動(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，無(wú)鍵按下則繼續(xù)掃描。根據(jù) PLC 實(shí)施控制的基本點(diǎn)的分析，PLC 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是 CPU、 RAM、 ROM 和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成 [10] 如圖 所示。不需氣罐，排出氣體可不含油 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 19 跟據(jù)上表我們選用活塞式容積壓縮機(jī)。 XGB 型漩渦氣泵用來(lái)抽除密閉容器的氣體的基本設(shè)備之一。由于固定板 4和下料板 5是連在一起的，因此沖紙過程中固定板 4也會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)，為了保證內(nèi)管 2與固定板之間的完好的連接，且為了保證動(dòng)作過程中的運(yùn)動(dòng)精度因此在內(nèi)管 2 的外面加一個(gè)外管 3，以避免在運(yùn)動(dòng)中引起位置誤差而孔與孔之間不能很好的配合。為了保證將箱體內(nèi)的顆粒料搖均勻，在箱體兩邊采用對(duì)稱的裝置，即在箱體左側(cè)也設(shè)計(jì)一個(gè)氣缸，給氣缸一個(gè)信號(hào)，氣缸將箱體左側(cè)升上去，完成如上相同的動(dòng)作。壓紙桿 6在氣缸的驅(qū)動(dòng) 下下壓將紙緊緊地壓在送紙架 5上，同時(shí)在送紙架上設(shè)計(jì)一個(gè)真空裝置。除了可以擴(kuò)展 輸入輸出，還具有模擬量控制和通訊鏈接功能的等擴(kuò)展性。在自動(dòng)方式下，中途若按下復(fù)位按鈕，則系統(tǒng)要繼續(xù)運(yùn)行到第一步開始位置才停止；若按下停止按鈕，則運(yùn)行立即停止，此時(shí)若再按啟動(dòng)，系統(tǒng)即從該位置運(yùn)行到第一步開始處停止。當(dāng)顆粒填充完畢以后，料斗閥門閉合且插紙桿繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)插紙桿碰到上位傳感器時(shí)，插紙桿動(dòng)作結(jié)束。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 6 第 2 章 顆粒料包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 顆粒料包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 顆粒料包裝機(jī)主要功能是將顆粒料物品以一定的速率包裝成為蝌蚪狀。 PLC 在包裝機(jī)械上應(yīng)用和前景 當(dāng)今 ，我國(guó)的包裝食品機(jī)械行業(yè)取得了世人矚目的發(fā)展，顆粒料物品在我們生活中隨處可見，不管是在食品行 業(yè)還是在工業(yè)行業(yè)方面都有很大程度的應(yīng)用。 (3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。 PLC 的特點(diǎn)及工作過程 在現(xiàn)代工業(yè)中，技術(shù)逐漸高度機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展，大多采用自動(dòng)技術(shù)完成，其過程離不開離不開自動(dòng)控制裝置和自動(dòng)控制技術(shù)。將來(lái)會(huì)全部使用 64 位 RISC 芯片，實(shí)現(xiàn)多 CPU 并行 處理或分時(shí)處理或分任務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。但不久，西德的西門子 (SIEMENS)公司、 BBC 公司就開始研制 PLC，當(dāng)時(shí)主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上。18 空氣壓縮機(jī)選型 11 壓紙切紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 8 控制系統(tǒng)主要器件的選擇 設(shè)計(jì)工作的任務(wù)包括包裝機(jī)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)分析，控制部分的硬件選擇，電氣 原理圖的繪制和三菱 PLC 程序編寫，以及各個(gè)電氣元器件的選擇與安裝，最終給出了 PLC 控制包裝機(jī)系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)，其中包括 PLC 選型、 I/O地址分配、 I/O 端子接線、程序設(shè)計(jì)和控制原理。 經(jīng)過我們的努力，顆粒料包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。 7 控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) 20 第 4 章 系統(tǒng)的編程和設(shè)計(jì) PLC 的結(jié)構(gòu)及其工作原理 22 PLC 的軟件設(shè)計(jì) 70年代初，日本的 OMRON 也推出了他們的 PLC。這樣 PLC 執(zhí)行指令的速度將達(dá)到納秒級(jí)。同時(shí)， PLC 性能的優(yōu)劣，將山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 3 直接影響到產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量及成本。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的新型包裝機(jī)是市場(chǎng)的迫切需求。被包裝的顆粒直 徑最大為 4mm，平均為 3mm，且被包裝的顆粒的硬度大。 當(dāng)插紙桿碰到上位傳感器時(shí)，封口電磁閥得電開始封口 動(dòng)作，封緊程度由電接點(diǎn)壓力表控制，達(dá)到預(yù)設(shè)壓力則鎖紙板返回，碰到傳感器則停止運(yùn)動(dòng)。 根據(jù)顆粒料包裝機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，本系統(tǒng)采用自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式。所以 ， FX1N 系 列可以廣泛應(yīng)用于一般的順序控制。送紙架再一次在氣缸的驅(qū)動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，這樣前吸后夾地帶著紙向前前進(jìn)到壓紙切紙的位置。為 了提高生產(chǎn)效率，在箱體內(nèi)開 50 個(gè)孔，好一次能完成 50 個(gè)包裝物。沖紙動(dòng)作完成以后導(dǎo)料板 1 上的抽板完成動(dòng)作，顆粒料落到導(dǎo)料管中而充填到窩形的包裝紙中完成了充填動(dòng)作。它可以單獨(dú)使用，也可作為增壓泵、擴(kuò)散泵、分子泵的前級(jí)泵使用。再依據(jù)是氣動(dòng)系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)，確定空壓機(jī)的輸出壓力 cp 和吸入流量 cq ，最終選取空壓機(jī)的型號(hào) ()cp p p MPa??? ，一般境況下，令 ( 0 .1 5 ~ 0 .2 ) ( )p M P a?? p —— 氣動(dòng)執(zhí)行元件的最高使用壓力， MPa cp —— 輸出空氣的絕對(duì)壓力， MPa p? —— 氣動(dòng)系統(tǒng)的總壓力損失， MPa ( ) 5 0 . 2 5 . 2cp p p M P a M P a? ? ? ? ?? 設(shè)氣罐 b saqq? 3( / m in)cbq kq m? （標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)） bq —— 向氣動(dòng)系統(tǒng)提供的流量， 3/minm saq —— 氣動(dòng)系統(tǒng)的平均耗 氣量， 3/minm cq —— 空壓機(jī)的吸入流量， 3/minm k —— 修正系數(shù)，主要考慮氣動(dòng)元件、管接頭等各處的漏損、多臺(tái)氣動(dòng)設(shè)備不一定同時(shí)使用的利用率以及增添新的氣動(dòng)設(shè)備的可能性等因素。 開關(guān)或傳感器繼電器觸電行程開關(guān)模擬量輸入地址總線 控制總線照明電磁裝置、電動(dòng)機(jī)其他執(zhí)行裝置或接觸器編程單元輸入接口中央處理單元存儲(chǔ)器輸入輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)輸出接口 圖 PLC 的一般結(jié)構(gòu) 中央處理機(jī) 中央處理機(jī)是 PLC 的大腦，它由中央處理器 (CPU)組成。 PLC 則采用循環(huán)掃描工作方式，在 PLC 中，用戶程序按先后順序存放， CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結(jié)束符后又返回第一條。 PLC 程序的總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng)采用的 PLC 軟件是三菱公司的 GX Developer， GX Developer 編程軟件可對(duì)硬件和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)組態(tài)，具有簡(jiǎn)單、直觀、便于修改等特點(diǎn)。為建立在線連接，編程設(shè)備和可編程控制器必須通過合適的接口相連。 5. 編輯調(diào)試修改你的程序 (邏輯及語(yǔ)法檢查）； END，分段調(diào)試程序； 。各動(dòng)作工作原理相同特別搖箱動(dòng)作始終貫穿于整個(gè)工作周期中，即一個(gè)周期來(lái)回?fù)u兩次箱。所有這些，都使我深深認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。學(xué)到了很多的實(shí)踐的知識(shí)，特別是 PLC 的編程以及各個(gè)接口的接線。送紙一動(dòng)作到位后，碰到傳感器，傳感器給 PLC 一個(gè)輸入信號(hào)， PLC 再接著動(dòng)作下一個(gè)動(dòng)作。（列表） 3. 設(shè)計(jì)控制原理圖 a. 設(shè)計(jì)出較完整的控制草圖； b. 編寫你的控制程序； c. 在達(dá)到你的控制目的的前提下盡量簡(jiǎn)化程序。打開一個(gè)空的塊，然后用語(yǔ)句表，梯形圖 或順序功能圖輸入程序。 塊圖 (SFC)是 GX Developer 編程語(yǔ)言的圖形表達(dá)方式，順序功能流程圖編程是一種圖形化的編程方法，又稱功能 圖。微 機(jī)一般采用等待命令的工作方式。這就要求 I/O 系統(tǒng)電路專門設(shè)計(jì)。 min 功率 /KW 振動(dòng) 噪音 維護(hù)量 排氣壓力脈動(dòng) 價(jià)格 排氣方式 活塞式 ～ 30 ～220 大 大 大 大 較低 斷續(xù)排氣，需設(shè)氣罐 螺桿式 ～ 67 ～ 370 小 小 小 無(wú) 高 連續(xù)排氣。 我們所選用的真空泵只需要滿足送紙過程中的吸真空，初步選用擴(kuò)散泵中的XGB 型漩渦氣泵。根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)的沖紙導(dǎo)料機(jī)構(gòu)如下圖： 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 15 1導(dǎo)料板 2內(nèi)管 3外管 4固定板 5下料板 6導(dǎo)料管 7放刀板 8壓紙板 圖 下料裝置結(jié)構(gòu)圖 工藝過程 通過傳感器知道壓紙板 放刀板 7 完成壓紙切紙以后，此時(shí)氣缸驅(qū)動(dòng)下料板 5 向下運(yùn)動(dòng)而將紙沖成窩形狀，在此裝一個(gè)傳感器，當(dāng)一碰到此傳感器就完成了沖紙動(dòng)作。因此在水平位置安裝一個(gè)傳感器，箱體到達(dá)此位置即完成了搖箱動(dòng)作。為了確保這段空行程位置的準(zhǔn)確度在 30mm 處安裝一個(gè)位置傳感器，當(dāng)送紙架達(dá)到此位置就停下來(lái)。 FX1N 系列是最多可控制 128 點(diǎn)的普及型微型 PLC。再按啟動(dòng)，則進(jìn)入下一工步的運(yùn)行； ：從初始位置開始，按啟動(dòng)按鈕，程序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后返回到第一步開始位置停止； ：按啟動(dòng)按鈕，程序 完成一個(gè)周期的動(dòng)作后又接著從第一步開始運(yùn)行，自動(dòng)循環(huán)。然后在插紙短氣缸繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)（插紙二）到目標(biāo)位置時(shí)才開始往上返回到原位。通過對(duì)各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用 PLC控制系統(tǒng)。 (3).第三個(gè)過程是集中輸出 再一次掃描執(zhí)行完用戶所有程序后， PLC 將輸出映像區(qū)中的內(nèi)容同時(shí)送入到輸出鎖存器中，然后由鎖存器驅(qū)動(dòng)繼電器的線圈，這樣輸出端子上的信號(hào)變成本次工作周期運(yùn)行結(jié)果的實(shí)際輸出。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征。 （ 2） CPU 處理速度的加快 目前 PLC 的 CPU 與微型計(jì)算機(jī)的 CPU 相比，還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在 80486 一級(jí)。最初， PLC 主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。23 GX Developer 開發(fā)工具的特點(diǎn) 3 PLC 在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景 通過對(duì)小型全自動(dòng)顆粒料包裝機(jī)工藝過程的分析 ，克服了傳統(tǒng)小型包裝機(jī)傳動(dòng)方案的缺陷 ，提出了 PLC 控制的柔性化包裝機(jī)的構(gòu)想。并且經(jīng)過了嚴(yán)格的測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室的模擬運(yùn)行中，取得了良好的控制效果。15 主要電氣 元器件的選擇 真空發(fā)生裝置的選型 21 PLC 的一般結(jié)構(gòu) 23 PLC 程序的總體結(jié)構(gòu) 三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了 PLC 制造者的行列。 （ 3）可編程控制技術(shù)的智能化 提高一個(gè)系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。下面接少俠 PLC 的主要特點(diǎn)及工作過程。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。顆粒料包裝機(jī)是一種用途十分廣泛的機(jī)械設(shè)備，它的研制成功可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，促進(jìn)國(guó)內(nèi)化工、糧食等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化，因此，顆粒料包裝機(jī)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 各加工工位的動(dòng)作是通過順序邏輯控制電磁閥，以壓縮空氣、氣體推動(dòng)氣缸，從而帶動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。此時(shí)包扎好的成 品在自重的作用下掉到收集箱內(nèi)，完成了整個(gè)包裝過程。與運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)，還必須考慮停止運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)。 FX1N