【導讀】隨著城鄉(xiāng)建設步伐的加快，國家在基礎設施方面投資的增加，水泥的需求日益增大，然而大多數(shù)中小水泥生產(chǎn)企業(yè)，其水泥包裝仍然采用。傳統(tǒng)的包裝工藝和生產(chǎn)設備，其自動化程度和包裝的計量精度可想而知。計量精度差，工作人員勞動強度大，生產(chǎn)效率低。這嚴重影響了水泥生產(chǎn)企業(yè)的效益和信。舊的水泥包裝系統(tǒng)已遠遠不能適應新的要求，需要研制一種自動化程度高、計量精度。據(jù)此，本文提出了一套具有自動稱重、自動包裝的新型。水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)的設計方案。自動縫口的控制功能，最后對全文進行了總結，提出了今后的工作要求。

　　

【正文】 當秤斗中的物料重量達到最終設定值時，稱重終端發(fā)出停止加料信號，給料門全部關閉。當載物活塞完成上袋后發(fā)出訊號，使卸料門打開，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后卸料門關閉，發(fā)出信號，載物活塞在重力作用下自動回落，水泥袋回到水平位置，推袋氣缸推送其進入皮帶傳送帶上，進行縫 口，縫口結束后，皮帶傳送帶輸送離開。 開始 放料門 稱重 卸料門 頂袋 吸袋 送袋 開袋 裝袋 放袋 推袋 封口機 輸送 結束 重慶理工大學畢業(yè)論文 35 程序控制邏輯 （ 1）自動稱量部分控制邏輯，流程圖如下所示。 圖 23 自動稱量部分程序流程圖 開始 軟硬件初始化 給料門關？ 重量為零？ 卸料門關？ 自動狀態(tài)？ 開大給料氣缸 大給料量到？ 小給料量到？ 大給料門留細縫， 開小給料門 大小給料門全關 袋子檢測到位 卸料門開 重量為零？ 卸料門關 結束 Y Y Y Y Y Y N N N N N N Y Y Y N N 重慶理工大學畢業(yè)論文 36 按下啟動按鈕，大放料門電機啟動，在大放料門全開行程開關的作用下，大放料門正轉全部打開。當稱重儀稱重達到 40kg 時，由于稱重儀與 PLC 端口連接，40kg 信號輸入 PLC，大放料門在半開行程開關作用下，留下一條狹縫，同時，小放料門電機啟動，在小放料門全開行程開關的作用下， 小放料門正轉全部打開。當稱重儀稱重達到 48kg 時， 48kg 信號輸入 PLC，此時，大放料門將全部關閉，小放料門繼續(xù)放料。當稱重儀稱重達到 時， 信號輸入 PLC，小放料門電機反轉，小放料門在全閉行程開關作用下，完全關閉，放料稱重結束。 （ 2）自動裝袋部分控制邏輯，流程圖如圖所示。 圖 24 裝袋部分程序流程圖 當動吸盤到位發(fā)出信號，頂袋氣缸動作，將裝袋活塞頂起至動吸盤底下與之接觸，此時，包裝 到位信號發(fā)出，抽氣機 1 運行，使動吸盤開始吸附包裝袋，開始 動吸盤到位 推袋氣缸啟動 吸盤吸起袋子 光電檢測袋子 真空吸盤匯合吸開袋口 載物臺氣缸上升送袋 光電檢測袋子 卸料門打開卸料 重量為零 卸料門關閉 結束 重慶理工大學畢業(yè)論文 37 延時兩秒，起袋氣缸動作，動吸盤旋轉，將包裝袋吸起，此時包裝袋由水平變成垂直，包裝袋的遮擋將動吸盤袋吸起光電傳感器觸發(fā)，動吸盤袋吸起信號產(chǎn)生，送袋臂氣缸動作，推送動吸盤與定吸盤匯合，產(chǎn)生動定吸盤匯合信號，抽氣機 2也開始運行，延時兩秒，動吸盤在送袋氣缸的作用下，與定吸盤分離，將包裝袋袋口拉開，動吸盤袋撐開信號產(chǎn)生，載物活塞上升氣缸動作，將載物活塞向上推送，包裝袋落到載物活塞上，一直上升遮擋下料口袋有無檢測光電傳感器，此時，在光電傳感器的檢測下，發(fā)現(xiàn)有包裝袋之后 ，卸料門打開，開始放料。這個過程實現(xiàn)了卸料供袋的過程。其中，主要由電磁閥控制的氣缸完成的一系列的動作，共有 4 個位置檢測，同時，光電傳感器的檢測為此過程的順利實現(xiàn)提供了方便。 （ 3）縫口、傳送部分控制邏輯，流程圖如圖所示 圖 25 縫口、傳送部分程序流程圖 推袋氣缸向包裝線傳送帶方向移動，推袋氣缸到位，為送袋操作做好準備。 當推袋氣缸向包裝線傳送帶方向移動時，同時把裝滿水泥的 袋子送到輸送帶上，進行縫袋口操作。這樣完成送袋操作，此后重復上述各種操作。 載物氣缸下到位 推袋氣缸推送水泥袋 皮帶輪傳送水泥袋 縫口開始位置信號 包裝袋縫口 縫口結束位置信號 縫口結束 皮帶輪運走水泥袋 開始 結束 重慶理工大學畢業(yè)論文 38 PLC 控制系統(tǒng) 程序設計 水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)是基于 PLC 集成控制的系統(tǒng)，根據(jù)本節(jié)敘述的內(nèi)容中的系統(tǒng)整體控制流程圖及系統(tǒng)的輸入和輸出信號，來編制 PLC 的梯形圖。 PLC采用循環(huán)掃描方式，按梯形圖從上而下，從左而右的先后順序予以執(zhí)行。下面給出的是程序的梯形圖，使用西門子全系列編程軟件編輯，編程方式是梯形圖，見附錄。 重慶理工大學畢業(yè)論文 39 4 總 結與展望 在本次水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)的研制設計中，低成本、高可靠性、可擴展和模塊化為主要設計原則。本包裝系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)的包裝系統(tǒng)的效率低、可靠性低等缺點。在水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)采用 PLC 替代原來的繼電器，提高了控制的可靠性和自動化程度，文章中給出了水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)具體控制電路、硬件和軟件設計。 在本課題設計工作中，除了鍛煉了自己的能力外，也積累了不少經(jīng)驗，現(xiàn)總結如下 : (1)掌握了 PLC 控制原理及編程方式，設計了水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)的工藝過程及動作流程。 (2)完成了水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計，使系統(tǒng)能夠按預期的目標正常地運行。 (3)全部程序均采用模塊化設計思想，程序的注釋和文檔也比較充足，不僅在設計時使結構清晰，易于檢查和修改。而且為以后軟件的維護和改進提供了方便。 (4)對系統(tǒng)的可靠性進行了充分的考慮，加入了各種保護措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。 本設計對水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)只是做了一些初步工作，目前水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)功能還很不完善，還有許多問題尚待解決，如 : (1)實時監(jiān)控現(xiàn)場情況有待于進一步加強。在下一步改進中可以引 入 CUD 攝像頭，將現(xiàn)場情形直接顯示到顯示器上，這樣就可以降低工人操作的復雜性，并使界面更加漂亮直觀。 (2)控制系統(tǒng)中的故障診斷和故障處理應進一步完善。設計中采用了熱繼電器，變頻器及電機等也都有過熱恢復，擬在以后的設計中加入聲音報警功能，即當變頻器或電機過熱時，程序利用蜂鳴器發(fā)出尖銳的聲音提醒操作員有故障發(fā)生，達到提高反應速度、降低故障危險性的目的。 隨著科學技術的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對降低勞動強度、改善工作環(huán)境日益重視起來。在新的世紀，隨著我國各項事業(yè)的蓬勃發(fā)展以及知重慶理工大學畢業(yè)論文 40 識經(jīng)濟所面臨的機遇和挑 戰(zhàn)，水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)必將發(fā)揮越來越重要的作用，為國民生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟效益。我國目前對水泥自動稱量包裝控制系統(tǒng)的應用己經(jīng)越來越明顯的重視，隨著業(yè)內(nèi)人士的更多了解，相信會有更廣泛的前景 本系統(tǒng)設計完成后，進行了多次模擬實驗，并且根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的情況進行修改。系統(tǒng)在投入運行后，性能穩(wěn)定可靠，滿足各項工藝要求，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量均有所提高，完成了機械和電器控制系統(tǒng)的一體化要求，可廣泛應用于食品包裝等行業(yè)。 重慶理工大學畢業(yè)論文 41 參考文獻 [1]劉志江 .論我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 .水泥 技術， 2021， (l):5～ 7 [2]編委會 .現(xiàn)代水泥生產(chǎn)技術標準與質量檢驗標準實用手冊 .現(xiàn)代科技出版社 ,2021 [3]付立娟，王仁忠，陳書起 .21 世紀水泥技術發(fā)展趨勢 .中國建材科技，2021， (4):46～ 49 [4]劉志江 .大型化 當今中國水泥工業(yè)發(fā)展趨勢 .水泥技術， 2021， (l):5～ 8 [5]平志韓 .可編程序控制器及其在包裝機械中的應用初探 .，包裝與食品機械 :14～ 19 [6]李堅利 .主編，水泥工藝學 .武漢 :武漢工業(yè)大學出版社， 1999， 1～ 5 [7] 曲偉 .EX2021 使用者操作手冊 .2021 [8]徐克林 .氣動技術基礎 .1997 [9]SMC(中國 )有限公司 .現(xiàn)代實用氣動技術 .1998 [10]時圣勇 .射流式真空發(fā)射器 [J] 真空 1991(2) [11]鐘肇新 .可編程控制器原理及應用 .華南理工大學出版社， ～ 3 [12]鄭晟，鞏建平，張學 .現(xiàn)代可編程序控制器原理與應用 .北京 :科學出版社， ~18 [13]高勤 .可編程控制器的原理及應用 .北京 :電子工業(yè)出版社， ～ 13 [14]郁漢琪 .電器控制與可編程序控制器應用技術 .東南大學出版社，～ 151 [15]張進秋，陳永利，張中民 .可編程控制器原理及應用實例 [M].北京 :機械工業(yè)出版社， 2021:1～ 2 [16]張萬忠 .可編程控制器入門與應用實例 [M].北京 :中國電力出版社，2021:8～ 9 [17]王繼忠 .PLC 在貨車軸承加工裝夾機械手上的應用研究 [D].河南科技大學碩士論文 .2021:35～ 36 [18]王沖輪 .PLC 在馬鋼原料廠自動化控制系統(tǒng)中的應用 [J].電氣應用 .2021， 24(1):111～ 112 重慶理工大學畢業(yè)論文 42 [19]戴冠秀，劉太湖，鞏敦衛(wèi)，李明 .PLC 在運料 小車自動控制系統(tǒng)中的應用 [J].工礦自動化 .2021， (6):57～ 59 [20]楊公源 .機電控制技術及應用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 2021:191～192 [21]Nate Bauer， Sebastian Engel， Ralf Houck， et of PLC Programs Given as Sequential Function Notes in Computer Science[J].Lecture Notes in Computer ， 3147:517～540 [22]Henning model checking and logical reasoning for real time systems[J].Formal Aspects of ， 16(2):104～120 [23]Springer Berlin/Heidelberg . 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