【正文】 。 23 圖 310 折邊縫口流程圖 圖 311 折邊縫口梯形圖 開始 橫進(jìn)裝置 移動 氣缸復(fù)位 折邊縫袋口 縮口夾子 張開 抱板與大夾子閉合 限位開關(guān) 閉合 移動到位了嗎 Y N 24 (5)倒袋、 輸 送控制 邏輯 和梯形 圖 料袋由 縫口 機(jī) 進(jìn) 入倒袋 輸 送機(jī)，光 電開關(guān)檢測 到料袋后，倒袋氣缸伸出， 將料袋推倒， 進(jìn) 入整形部分，此后重復(fù)上述各種操作。 轉(zhuǎn)位、編組梯形圖 如 圖 317 所示。若 無 空， 則聲光報(bào) 警， 輸 送機(jī) 處 于等待 狀態(tài) ；一旦有空， 則啟動 排垛 輸 送。托 盤倉 控制流程 圖 如 圖 324 所示。 當(dāng) 排垛未完成 時 ，升降機(jī)上升或下 降動 作均 無 效。料袋至 編組傳輸 位， 編組傳輸電 機(jī) 運(yùn)轉(zhuǎn) 。 當(dāng)橫進(jìn)裝 置向 包裝線裝 料方向移 動時 ，同 時把裝滿 料的袋子送 到輸 送 帶 上， 進(jìn) 行折 邊 、 縫袋口 操作。自 動 供袋流程 圖 如 圖 34 所示。 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線工藝流程如 圖 32 所示。在 掃 描每一 條 梯形 圖時 ，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 對 由觸 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 儲區(qū)中對應(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。 （ 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。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)場的 高 溫 、振 動 、粉 塵等惡 劣 環(huán) 境下的 開關(guān) 控制。 當(dāng) 料袋 進(jìn) 入 壓平輸 送機(jī)和 壓平裝 置 時 ,上下 皮帶將 料袋向前 輸 送的同 時 ,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 。料袋的 轉(zhuǎn) 位是通 過 光 電 信 號控 制 轉(zhuǎn) 位裝 置，在料袋 輸 送 過 程中使料袋 實(shí)現(xiàn) 90176。自 動 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。其流程 圖 如 圖 11 所示。 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 或者 無線 的方式使 PLC 聯(lián) 網(wǎng)。 （ 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) 。 （ 1）高可靠性 PLC 的高可靠性主要表 現(xiàn) 在硬件和 軟 件 兩個 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 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 化安 裝 ，因此 PLC 具有很 強(qiáng) 的抗振 動沖擊 性能； 無 觸 點(diǎn) 的半 導(dǎo) 體 電 路 來 完成大量的 開關(guān)動 作，就不 會 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 模 塊 出 現(xiàn) 故障 時 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 時間 。 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 PLC 的產(chǎn)生和發(fā)展 1968 年美 國 通用汽 車 公司提出取代 繼電 器控制 裝 置的要求。 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 控制的機(jī)械設(shè)備 。 1969 年，美 國數(shù)字設(shè)備 公司研制出了第一臺可 編 程控制器 PDP14，在美 國 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 PLC。 在 軟 件方面， PLC 的 監(jiān) 控定 時 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 和程 序調(diào)試時 ，避免因程 序錯誤而 出 現(xiàn) 死循 環(huán) ； 當(dāng) CPU、電 池、 I/O 口、通信等出 現(xiàn) 異常 時 ， PLC 的 自診斷功 能可以 檢測 到 這 些 錯誤， 并采取相 應(yīng) 的措施，以防止故 障擴(kuò) 大；停 電時 ，后 備電 池和正常工作 時 一 樣 ， 進(jìn) 行 對用 戶 程序及 動態(tài)數(shù) 據(jù)的保 護(hù) ，確保信息不 丟 失。 ［ 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 生命力。 （ 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 功能（復(fù) 雜運(yùn) 算 、報(bào) 表生成和打印等功能） 時 存在明 顯 的不足，所以就要求高 級語 言（ BASIC、 C、 FORTRAN 等）、 圖 形 語言、 匯編語 言兼容。 ［ 6］ 圖 11 包裝碼垛生產(chǎn)線流程圖 課題主要研究內(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 們對降低勞動強(qiáng) 度、改善工作 環(huán) 境日益重 視 起 來 。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 作均由設(shè)備 自 動 完成。的 轉(zhuǎn) 位。推袋機(jī)完成一 個 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 停板上后，推料小 車 退回原位，第二次 將 另一半 層 料 袋連 同 緩 停板上的半 層 料袋全部推到 碼 垛 區(qū) 。所以 選用 PLC 作 為 控制系 統(tǒng) 的核心部件。 輸 入 單 元接 收現(xiàn)場設(shè)備向 PLC 提供的信 號 ，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 。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 會對 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 個掃 描周期 才能對 排在其上面的程序起作用。 ［ 13］ 14 圖 32 全自動包裝碼垛生產(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 動包裝 生 產(chǎn)線 的核心部位，而在 包裝過 程中， 動 作多，運(yùn)動 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。自 動 供袋梯形 圖 如 圖 35 所 示。 這樣 完成送袋操作，此后重復(fù)上述各種操作。 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) 。升降機(jī)控制流程 圖 如 圖320 所示。 托盤倉控制流程圖 如 圖 325 所示。 31 圖 320 升降機(jī)控制流程圖 開始 空托盤移到碼垛位 升降機(jī)上升 到上限位了嗎 分層機(jī)分層碼垛 層數(shù)到設(shè)定值 升降機(jī)下降 到 下限位了嗎 垛盤輸送機(jī)排垛 提取空托盤 氣缸復(fù)位 N N N Y Y Y 32 圖 321 升降機(jī)控制梯形圖 (10)托 盤和 垛 盤輸 送機(jī)控制 邏輯 和梯形 圖 當(dāng) 升降機(jī)排垛 時 ，托 盤和 垛 盤輸 送機(jī)是否起 動 排垛，取 決 于垛 盤 位是否有空。 轉(zhuǎn) 位、 編 組 流程 圖 如 圖 316 所示。 折邊縫口梯形圖 如 圖 311 所示。 這時橫進(jìn)裝 置 應(yīng) 在生 產(chǎn)線 取袋位置，如果不在， 應(yīng)向該 方向移 動 ，移 動過程中，由 減 速 開關(guān) 控制 減 速 運(yùn)動 ，由到位限位 開關(guān) 控制到位。 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 復(fù)檢稱 剔除 爬坡過渡 爬坡 緩?fù)? 層計(jì)數(shù) 分層 整形 推袋 編組 轉(zhuǎn)位 轉(zhuǎn)位輸送 緩?fù)浩? 結(jié)束嗎 ? 停止 開始 Y N 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 15 (1)硬件配置 硬件配置包括 FX2N 基本 單 元、 FX2N 擴(kuò) 展 單 元、 檢測組 件 (光 電開關(guān) 、接近 開關(guān) 、真空 開關(guān) 等 )、人機(jī)操作接口 (按 鈕 、指示 燈 等 )、控制 組 件 (交流接觸器、 變頻 器、 電 磁 閥 等 )以及 執(zhí) 行 組 件 (電 機(jī)和氣缸等 )。即使用 I/O 指令的 話 ， 輸 入 過 程影像寄存器的值不 會被 更新，程序直接 從 I/O模 塊 取值， 輸 出 過 程影像寄存器 會被立即 更新， 這 跟立即 輸 入有些 區(qū)別 。 輸 出 單 元 將經(jīng)過 CPU 處 理的微弱 電 信 號 通 過 光 電 隔離、功率放大等 處 理 轉(zhuǎn)換 成外部 設(shè)備 所需要的 強(qiáng)電 信 號 ，以驅(qū)動 各 執(zhí) 行 組 件，如指示 燈 的亮 滅 ， 電動機(jī)啟 停和正反 轉(zhuǎn) ， 設(shè)備 的 轉(zhuǎn)動 、平移、升降， 閥門的關(guān)閉等 。 ［ 9］［ 10］ PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 的 類 型繁多，但其 結(jié) 構(gòu)和工作原理 則大 同小異，一般是由中央 處理單 元(CPU)、 內(nèi) 存、 輸 入 /輸 出 單 元、 編 程器、 電 源等主要部分構(gòu)成的。 9 分層碼垛機(jī)的組成和工作原理 分 層碼 垛機(jī)是由滑板機(jī)構(gòu)、整形 裝 置和端 擋 板 組 成。 轉(zhuǎn) 位機(jī)構(gòu)由機(jī)架 、轉(zhuǎn) 位 電 機(jī) 、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn) 體、 夾緊 氣缸、 夾 板等 組 成。空袋的放置情 況由檢測裝 置 進(jìn) 行 檢測 。而 傳統(tǒng) 的人 工包裝 由于其生 產(chǎn) 效率低下而成 為這 些行 業(yè)產(chǎn) 量和 包裝質(zhì) 量提高的巨大障 礙 ,已不能 滿 足 現(xiàn) 代化大生 產(chǎn) 的需要。 包裝碼垛自動生產(chǎn)線的發(fā)展 包裝碼 垛自 動 生 產(chǎn)線屬于工業(yè) 機(jī)器人。 國際 市 場 :當(dāng) 今世界的 PLC 生 產(chǎn) 廠家 約 200 多家，生 產(chǎn) 400 多種 PLC。 這樣 ，控制系 統(tǒng)就 不再需要大量硬件 裝 置，用 戶 只需根據(jù)控制需要 設(shè)計(jì) PLC 的硬 件配置和 I/O 的外部接 線 即可。人 們 很快 將 其引入可 編 程控制器，使 PLC 增加了 運(yùn) 算、 數(shù) 據(jù) 傳 送及 處 理等功能，完成了真正具有 計(jì) 算機(jī)特征的工業(yè) 控制 裝 置。可 編 程控制 器 (PLC)是以微 處 理器 為 核心 ，綜 合 計(jì) 算機(jī)技 術(shù) 、自 動 化技 術(shù) 和通信技 術(shù)發(fā) 展起 來 的一種新型 工業(yè) 自 動 控制裝 置。Palletizing automatic production line I 目 錄 第 1 章 緒論 ................................................... 1 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 ................. 1 包裝碼垛自動生產(chǎn)線的發(fā)展 .................................. 4 課題主要研究內(nèi)容 .......................................... 5 第 2 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線機(jī)械系統(tǒng)的工作原理 ...................... 6 概述 ...................................................... 6 包裝碼珠自動生產(chǎn)線系統(tǒng)組成 ................................ 6 第 3 章 包裝碼垛自動生產(chǎn)線 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ....................... 10 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ............................................ 10 PLC 的主要組成部