【導(dǎo)讀】隨著城鄉(xiāng)建設(shè)步伐的加快，國家在基礎(chǔ)設(shè)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(shè)備，其自動(dòng)化程度和包裝的計(jì)量精度可想而知。計(jì)量精度差，工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低。這嚴(yán)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(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)新的要求，需要研制一種自動(dòng)化程度高、計(jì)量精度。據(jù)此，本文提出了一套具有自動(dòng)稱重、自動(dòng)包裝的新型。水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。自動(dòng)縫口的控制功能，最后對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，提出了今后的工作要求。

　　

【正文】 當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，稱重終端發(fā)出停止加料信號(hào)，給料門全部關(guān)閉。當(dāng)載物活塞完成上袋后發(fā)出訊號(hào)，使卸料門打開，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后卸料門關(guān)閉，發(fā)出信號(hào)，載物活塞在重力作用下自動(dòng)回落，水泥袋回到水平位置，推袋氣缸推送其進(jìn)入皮帶傳送帶上，進(jìn)行縫 口，縫口結(jié)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(jī) 輸送 結(jié)束 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 35 程序控制邏輯 （ 1）自動(dòng)稱量部分控制邏輯，流程圖如下所示。 圖 23 自動(dòng)稱量部分程序流程圖 開始 軟硬件初始化 給料門關(guān)？ 重量為零？ 卸料門關(guān)？ 自動(dòng)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(xì)縫， 開小給料門 大小給料門全關(guān) 袋子檢測到位 卸料門開 重量為零？ 卸料門關(guān) 結(jié)束 Y Y Y Y Y Y N N N N N N Y Y Y N N 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 36 按下啟動(dòng)按鈕，大放料門電機(jī)啟動(dòng)，在大放料門全開行程開關(guān)的作用下，大放料門正轉(zhuǎn)全部打開。當(dāng)稱重儀稱重達(dá)到 40kg 時(shí)，由于稱重儀與 PLC 端口連接，40kg 信號(hào)輸入 PLC，大放料門在半開行程開關(guān)作用下，留下一條狹縫，同時(shí)，小放料門電機(jī)啟動(dòng)，在小放料門全開行程開關(guān)的作用下， 小放料門正轉(zhuǎn)全部打開。當(dāng)稱重儀稱重達(dá)到 48kg 時(shí)， 48kg 信號(hào)輸入 PLC，此時(shí)，大放料門將全部關(guān)閉，小放料門繼續(xù)放料。當(dāng)稱重儀稱重達(dá)到 時(shí)， 信號(hào)輸入 PLC，小放料門電機(jī)反轉(zhuǎn)，小放料門在全閉行程開關(guān)作用下，完全關(guān)閉，放料稱重結(jié)束。 （ 2）自動(dòng)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(dāng)動(dòng)吸盤到位發(fā)出信號(hào)，頂袋氣缸動(dòng)作，將裝袋活塞頂起至動(dòng)吸盤底下與之接觸，此時(shí)，包裝 到位信號(hào)發(fā)出，抽氣機(jī) 1 運(yùn)行，使動(dòng)吸盤開始吸附包裝袋，開始 動(dòng)吸盤到位 推袋氣缸啟動(dòng) 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(tái)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(guān)閉 結(jié)束 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 37 延時(shí)兩秒，起袋氣缸動(dòng)作，動(dòng)吸盤旋轉(zhuǎn)，將包裝袋吸起，此時(shí)包裝袋由水平變成垂直，包裝袋的遮擋將動(dòng)吸盤袋吸起光電傳感器觸發(fā)，動(dòng)吸盤袋吸起信號(hào)產(chǎn)生，送袋臂氣缸動(dòng)作，推送動(dòng)吸盤與定吸盤匯合，產(chǎn)生動(dòng)定吸盤匯合信號(hào)，抽氣機(jī) 2也開始運(yùn)行，延時(shí)兩秒，動(dòng)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(dòng)吸盤袋撐開信號(hào)產(chǎn)生，載物活塞上升氣缸動(dòng)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(shí)，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(gè)過程實(shí)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(dòng)作，共有 4 個(gè)位置檢測，同時(shí)，光電傳感器的檢測為此過程的順利實(shí)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(dòng)，推袋氣缸到位，為送袋操作做好準(zhǔn)備。 當(dāng)推袋氣缸向包裝線傳送帶方向移動(dòng)時(shí)，同時(shí)把裝滿水泥的 袋子送到輸送帶上，進(jìn)行縫袋口操作。這樣完成送袋操作，此后重復(fù)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(hào) 包裝袋縫口 縫口結(jié)束位置信號(hào) 縫口結(jié)束 皮帶輪運(yùn)走水泥袋 開始 結(jié)束 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 38 PLC 控制系統(tǒng) 程序設(shè)計(jì) 水泥自動(dòng)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(hào)，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(xué)畢業(yè)論文 39 4 總 結(jié)與展望 在本次水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)的研制設(shè)計(jì)中，低成本、高可靠性、可擴(kuò)展和模塊化為主要設(shè)計(jì)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(diǎn)。在水泥自動(dòng)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(dòng)化程度，文章中給出了水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)具體控制電路、硬件和軟件設(shè)計(jì)。 在本課題設(shè)計(jì)工作中，除了鍛煉了自己的能力外，也積累了不少經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)總結(jié)如下 : (1)掌握了 PLC 控制原理及編程方式，設(shè)計(jì)了水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)的工藝過程及動(dòng)作流程。 (2)完成了水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，使系統(tǒng)能夠按預(yù)期的目標(biāo)正常地運(yùn)行。 (3)全部程序均采用模塊化設(shè)計(jì)思想，程序的注釋和文檔也比較充足，不僅在設(shè)計(jì)時(shí)使結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改。而且為以后軟件的維護(hù)和改進(jìn)提供了方便。 (4)對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了充分的考慮，加入了各種保護(hù)措施，盡量消除了各種可能的事故隱患。 本設(shè)計(jì)對(duì)水泥自動(dòng)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(dòng)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(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場情況有待于進(jìn)一步加強(qiáng)。在下一步改進(jìn)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(fù)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(yīng)進(jìn)一步完善。設(shè)計(jì)中采用了熱繼電器，變頻器及電機(jī)等也都有過熱恢復(fù)，擬在以后的設(shè)計(jì)中加入聲音報(bào)警功能，即當(dāng)變頻器或電機(jī)過熱時(shí)，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(dá)到提高反應(yīng)速度、降低故障危險(xiǎn)性的目的。 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。在新的世紀(jì)，隨著我國各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展以及知重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 40 識(shí)經(jīng)濟(jì)所面臨的機(jī)遇和挑 戰(zhàn)，水泥自動(dòng)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(jì)效益。我國目前對(duì)水泥自動(dòng)稱量包裝控制系統(tǒng)的應(yīng)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(huì)有更廣泛的前景 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行了多次模擬實(shí)驗(yàn)，并且根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試的情況進(jìn)行修改。系統(tǒng)在投入運(yùn)行后，性能穩(wěn)定可靠，滿足各項(xiàng)工藝要求，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量均有所提高，完成了機(jī)械和電器控制系統(tǒng)的一體化要求，可廣泛應(yīng)用于食品包裝等行業(yè)。 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 41 參考文獻(xiàn) [1]劉志江 .論我國水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 .水泥 技術(shù)， 2021， (l):5～ 7 [2]編委會(huì) .現(xiàn)代水泥生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)用手冊(cè) .現(xiàn)代科技出版社 ,2021 [3]付立娟，王仁忠，陳書起 .21 世紀(jì)水泥技術(shù)發(fā)展趨勢 .中國建材科技，2021， (4):46～ 49 [4]劉志江 .大型化 當(dāng)今中國水泥工業(yè)發(fā)展趨勢 .水泥技術(shù)， 2021， (l):5～ 8 [5]平志韓 .可編程序控制器及其在包裝機(jī)械中的應(yīng)用初探 .，包裝與食品機(jī)械 :14～ 19 [6]李堅(jiān)利 .主編，水泥工藝學(xué) .武漢 :武漢工業(yè)大學(xué)出版社， 1999， 1～ 5 [7] 曲偉 .EX2021 使用者操作手冊(cè) .2021 [8]徐克林 .氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ) .1997 [9]SMC(中國 )有限公司 .現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù) .1998 [10]時(shí)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(yīng)用 .華南理工大學(xué)出版社， ～ 3 [12]鄭晟，鞏建平，張學(xué) .現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用 .北京 :科學(xué)出版社， ~18 [13]高勤 .可編程控制器的原理及應(yīng)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(yīng)用技術(shù) .東南大學(xué)出版社，～ 151 [15]張進(jìn)秋，陳永利，張中民 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 [M].北京 :機(jī)械工業(yè)出版社， 2021:1～ 2 [16]張萬忠 .可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)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(jī)械手上的應(yīng)用研究 [D].河南科技大學(xué)碩士論文 .2021:35～ 36 [18]王沖輪 .PLC 在馬鋼原料廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].電氣應(yīng)用 .2021， 24(1):111～ 112 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 42 [19]戴冠秀，劉太湖，鞏敦衛(wèi)，李明 .PLC 在運(yùn)料 小車自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].工礦自動(dòng)化 .2021， (6):57～ 59 [20]楊公源 .機(jī)電控制技術(shù)及應(yīng)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 . Notes in Computer Science[J].2021， (3436):316 [24]Ma Dolores Valdes, Miguel Angel Dominguez， Ma Jose Moure， et Communication Processor Compatible with Different Industrial Field buses[J].Lecture Notes in Computer ，(3203):1011～ 1016 [25]， ， . Flexible integration of various fied bus and sensor/actuator bus systems into machine tool control[J].Microsystems (4):191～ 198 重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 43 致謝 課題研究和本文撰寫是在導(dǎo)師錢微的悉心關(guān)懷和精心指導(dǎo)下完成的。課題選定、方案確立、設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以及對(duì)文章的逐字審定，無不傾注了導(dǎo)師的巨大心血和辛勞，在畢業(yè)論文研究階段，錢老師給了我精心的指導(dǎo)和耐心的幫助。導(dǎo) 師那淵博的學(xué)識(shí)、開闊的思路、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)、大膽創(chuàng)新及求實(shí)精神，使我深受影響并受益非淺。 由于選擇自主創(chuàng)業(yè)，我的主要心思和精力調(diào)整不過來，起步晚，動(dòng)手遲，老師給我布置的該做的許多工作都沒有好好做，受到了錢老師的嚴(yán)厲批評(píng)，但是錢老師并沒有對(duì)我一味批評(píng)，而是更加耐心細(xì)心地幫助我整理各個(gè)環(huán)節(jié)的論文工作，包括設(shè)備工藝流程，電氣原理圖， PLC 控制編程等，甚至陪著我一起熬夜到凌晨幾點(diǎn)，我也痛定思痛，沉下心來按照老師的要求，一步一個(gè)腳印，最終完成了這篇粗糙的畢業(yè)論文，我很是愧疚，沒有做到一個(gè)學(xué)生該做的本份。 通過這次與錢老師 的深入接觸，錢老師求實(shí)的治學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲凶黠L(fēng)，是我在今后工作學(xué)習(xí)中的榜樣。在論文即將完成之際，向我尊敬的導(dǎo)師表示衷心的感謝并致以最崇高的敬意。 四年的大學(xué)生活也即將結(jié)束了。在這段難忘的學(xué)習(xí)和生活過程中，我接受