【導(dǎo)讀】確的測量和控制，再配以給料設(shè)備組成定量給料控制系統(tǒng)。它是集喂料、流量測。用于水泥、冶金、建材、電力、化工、食品、礦山、糧食等各行各業(yè)。料系統(tǒng)的精度、自動化程度，就有著重要的現(xiàn)實意義。碼垛機(jī)等單元組成。通過可編程序控制器對整個生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，該設(shè)備具有操作簡單，運行可靠，維修方便等優(yōu)點。的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均。已在文中作了明確的說明并表示了謝意。

　　

【正文】 嗎 ？ 料袋向前移動 氣缸復(fù)位 剔除處理 剔除處理 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 23 碼垛部分 機(jī)器人碼垛機(jī)主要由機(jī)械主體、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、手臂機(jī)構(gòu)、末端執(zhí)行器 (抓手 ) 、末端執(zhí)行器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)以及檢測機(jī)構(gòu)組成 ,按不同的物料包裝、堆垛順序、層數(shù)等要求進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 ,實現(xiàn)不同類型包裝物料的碼垛作業(yè)。按功能劃分為進(jìn)袋、轉(zhuǎn)向、排袋、編組、抓袋碼垛、托盤庫、托盤輸送以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)等機(jī)構(gòu)。 (1)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)： 按設(shè)定程序?qū)Πb袋作轉(zhuǎn)向編排。 (2)排袋機(jī)構(gòu)： 采用皮帶輸送機(jī)將編排好的包裝袋送至積袋機(jī)構(gòu)。 (3)積袋機(jī)構(gòu)： 采用皮帶輸送機(jī)集中編排好的 包裝袋。 (4)抓袋碼垛機(jī)構(gòu)： 采用機(jī)器人碼垛機(jī)構(gòu)完成碼垛作業(yè)。 (5)托盤庫： 成疊的托盤由叉車送入 ,按程序逐個排放至托盤輥道輸送機(jī) ,有規(guī)律地向碼垛工序供應(yīng)空托盤 ,達(dá)到 8 層后的成垛托盤 ,由輥道輸送機(jī)輸送至成垛托盤庫 ,最后由叉車取出送至倉庫貯存。 碼垛工作過程 :由包裝線上送來的包裝袋 ,其封口處于包裝袋前進(jìn)方向的末端。第 1 只包裝袋不旋轉(zhuǎn)直接進(jìn)入排包工序 ,第 2 只包裝袋做 180176。旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入排包工序 ,然后由排包機(jī)將第 2 只包裝袋推至碼包工序 ,第 5 只包裝袋依次在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做逆時針旋轉(zhuǎn) 90176。,然后由排包機(jī)推至碼包 工序 。同時將先期進(jìn)入碼包區(qū)域的第 2 只包裝袋一起推送至卸包臺工作區(qū)域 。由卸包機(jī)將編碼好的一層包裝袋卸入事先備好的托盤上進(jìn)行分層碼垛 。此時承載托盤下降一層包裝袋高度的行程 ,至此完成第 1 層的碼垛工作。后面第 7 層的碼垛均按上述程序運行。第 2 層包裝袋的運行程序為 :當(dāng)?shù)?2 層的第 8 只包裝袋依次進(jìn)入旋轉(zhuǎn)機(jī)后 ,在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做順時針方向旋轉(zhuǎn) 90176。,并送至排包工序 ,然后由排包機(jī)將排列好的 3只包裝袋推送至碼包工序 ,第 9 只包裝袋不用旋轉(zhuǎn)直接進(jìn)入排包工序 ,第 10 只包裝袋在旋轉(zhuǎn)機(jī)上做 180176。旋轉(zhuǎn)后進(jìn)入排包工序 ,由排包 機(jī)推進(jìn)至碼包工序 ,將先期進(jìn)入碼包區(qū)域的第 8 這 3 只包裝袋編碼在一起 ,然后將第 2 層編碼好的 5 只包裝袋一起推送至卸包臺工作區(qū)域 ,由卸包機(jī)將這 5 只包裝袋卸在第 1 層上面進(jìn)行碼垛 。承載托盤再下降一層包裝袋的高程 ,至此完成第 2 層的碼垛工作。后面第 8層的碼垛程序 ,均按上述程序運作。 ① 推袋 /分層控制邏輯 編組機(jī)滿信號激發(fā)一次推袋動作，推袋前進(jìn)之前，推袋擋板關(guān)閉。若滿半層時，推袋到滑臺位置，推袋擋板打開，然后推袋機(jī)返回 。當(dāng)滿一層而且分層機(jī)空時，推袋機(jī)推倒前端位置，推袋擋板打開，然后推袋機(jī)返回。料袋進(jìn)入分層機(jī)后 ，側(cè)面整形擋板合上，然后壓袋機(jī)向下壓袋。若托盤處于分層碼垛位置時，分層機(jī)打開，升降機(jī)開始下降，壓袋機(jī)壓到位后，壓袋和側(cè)面整形氣缸返回，升降機(jī)停止河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 24 下降。若分層機(jī)空和壓袋機(jī)返回到位，分層機(jī)開始關(guān)閉。推袋、分層流程圖如圖 所示。 圖 、分層流程圖 ② 升降機(jī)控制邏輯 分層機(jī)動作和分層機(jī)滿光電開關(guān)觸發(fā)一次層計數(shù)，升降機(jī)根據(jù)層計數(shù)結(jié)果確定是否排垛。若層數(shù)小于 8 時，進(jìn)行分層碼垛動作 。當(dāng)層數(shù)為 8 時 ，觸發(fā)一次排垛動作?？胀斜P到達(dá)待碼垛位置時，升降機(jī)開始上升，到達(dá)上限位或升降機(jī)上臨界光電開關(guān)，停止上升，等待分層碼垛。升降機(jī)根據(jù)所碼層數(shù)確定是否排垛，當(dāng)碼完 8 層后，升降機(jī)下降到達(dá)下限位置后，停止下降，并發(fā)托盤輸送機(jī)排垛。當(dāng)排垛未完成時，升降機(jī)上升或下降動作均無效。升降機(jī)控制流程圖如圖 所示。 開始 推袋氣缸移動 推袋機(jī)前移 滿半層推至滑臺 推袋擋板 抬起打開 氣缸復(fù)位 推袋機(jī)返回 滿一層推至碼垛區(qū) 分層機(jī)側(cè)面整 形擋板閉合 ___● __________。●。 _。________一 壓袋機(jī)向下移動 ____________?！?。 _●________ 分層機(jī)打開 升降機(jī)下降 壓袋及側(cè)面整形 各氣缸復(fù)位 壓袋機(jī)返回 分層機(jī)關(guān)閉 升降機(jī)復(fù)位 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 25 N Y N Y N Y 圖 ③ 托盤和垛盤輸送機(jī)控制邏輯 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。若無空，則聲光報警，輸送機(jī)處于等待狀態(tài) 。一旦有空，則啟動排垛輸送 。當(dāng)實垛盤未到達(dá)垛盤輸送機(jī)時，托盤輸送機(jī)繼續(xù)運轉(zhuǎn)。若空托盤到位和排垛完畢后，托盤輸送機(jī)停止運轉(zhuǎn)。然后，啟動托盤倉動作，自動放一個空托盤到待傳托盤位置上。 開始 空托盤移至碼垛位 升降機(jī)上升 分層機(jī)分層碼垛 升降機(jī)下降 氣缸復(fù)位 提取空托盤 垛盤輸送機(jī)排垛 到上限位了嗎？ 到下限位了嗎？ 層數(shù)到設(shè)定值了嗎？ 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 26 當(dāng)垛盤叉裝位置或垛盤緩沖位置有空而托盤輸送機(jī)占位時，垛盤輸送機(jī)將自動啟動運行，將實垛盤送到垛盤緩沖位置上。托盤、垛盤輸送流程圖如圖 所示 。 N Y N Y 圖 、垛盤輸送流程圖 ④ 托盤倉控制邏輯 當(dāng)托盤倉空時，則聲光報警。除自動啟動托盤倉升降動作外，還可用托盤倉側(cè)面安裝的操作閘隨時啟動升降動作。托盤倉上升時，當(dāng)上升到一定位置 (待傳位空時到達(dá)托盤倉上位時，到達(dá)托盤倉中位，托盤叉打開，托盤倉繼續(xù)上升，直到頂部。當(dāng)托盤倉下降時，降到托盤倉中位時，托盤叉合上，托盤倉繼續(xù)下降，直到底部。這樣即可放一個空托盤到待傳位上。托盤倉控制流程圖如圖 所示 。 開始 垛盤位是否有空？ 垛盤是否到位？ 垛盤輸送機(jī)等待 垛盤輸送機(jī)排垛 氣缸復(fù)位 讀盤輸送機(jī) 提取托盤移動 聲光報警 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 27 N Y N Y 圖 PLC 控制系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是基于 PLC 集成控制的系統(tǒng)，根據(jù)本節(jié)敘述的開始 到設(shè)定位了嗎？ 到設(shè)定位了嗎？ 托盤倉升降機(jī)上升 氣缸復(fù)位 托盤倉升降機(jī) 下降至底部 托盤叉合上 傳托盤到位 托盤倉升降機(jī)下降 托盤倉升降機(jī)上升 至頂部 托盤叉打開 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 包裝碼垛自動生產(chǎn)線控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 28 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，使用三菱公司全系列編程軟件 GXDeveloper7C 編輯，編程方式是梯形圖，見附錄梯形圖。其中附錄 圖 A 是前段包裝部分的梯形圖，附錄 圖 B 為系統(tǒng)后段碼垛部分的梯形圖。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)抗干擾措施 29 5 系統(tǒng)抗干擾措施 PLC 系統(tǒng)中混入輸入、輸出的干擾，或感應(yīng)電壓，容易引起錯誤的輸入信號，從而引起錯誤的控制信號。為了使控制器穩(wěn)定地工作，提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，在控制系統(tǒng)采取一些有效的抗干擾措施 是非常必要的。 抗電源干擾 （ 1）使用隔離變壓器 使用隔離變壓器將屏蔽層良好地接地，對抑制電網(wǎng)中的干擾信號有良好的效果。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，必須注意兩點 :一是屏蔽層要良好接地，二是次級連接線要使用雙絞線。雙絞線能減少電源線間干擾。 （ 2） 使用濾波器 使用濾波器代替隔離變壓器，在一定的頻率范圍內(nèi)有一定的抗電網(wǎng)干擾作用，慣用的方法是既使用濾波器，同時使用隔離變壓器。連接方法如圖 所示。 圖 濾波器和隔離變壓器同時用的系統(tǒng) （ 3） 分離供電系統(tǒng) 將控制器、 I/O 通道和其 他設(shè)備的供電分離開來，也有助于抗電網(wǎng)干擾。 本系統(tǒng)采用分離供電系統(tǒng)措施， PLC 控制器遠(yuǎn)離供電系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)接地 控制系統(tǒng)的接地一般有如圖 5 所示的三種方法 :圖 (a)為控制器和其他設(shè)備分別接地方式，這種接地方式最好 。如果做不到每個設(shè)備專用接地，也可以使用圖 b)的共用接地方式 。一般不采用圖 (c)的串聯(lián)接地方式，特別應(yīng)該避免與電動機(jī)、變壓器等動力設(shè)備串聯(lián)接地。 圖 接 地方法河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)抗干擾措施 30 本系統(tǒng)采用圖 (b)的接地方式，將控制器和其他設(shè)備共用接地。 防 I/O 信號干擾 防止輸入信號的干擾除采用濾波器及 使控制器良好接地來抑制干擾外，下面介紹幾種抗輸入干擾措施。 （ 1）如圖 ，在輸入端有感性負(fù)荷時，為了防止反沖擊感應(yīng)電勢，在負(fù)荷兩端并接電容 C 和電阻 R(為交流輸入信號時 )，或并接續(xù)流二極管 VD(為直流輸入信號 )。交流輸入方式時， C、 R 的選擇要適當(dāng)，才能起到較好的效果，一般參考值為 :負(fù)荷容量在 20VA 以下一般選用 ? 147? 比較適宜。如果與輸入信號并接的電感性負(fù)荷較大時，使用繼電器中轉(zhuǎn)效果更好。 （ 2）防感應(yīng)電壓的措施 在感應(yīng)電壓大的場合，如果可能的話，改 交流輸入為直流輸入 。在輸入端并接浪涌吸收器 (浪涌吸收器的作用是防止瞬間高壓損壞設(shè)備 )。在長距離配線和大電流場合，感應(yīng)電壓大，可用繼電器轉(zhuǎn)換。 圖 輸入信號共接感性負(fù)載 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)抗干擾措施 31 結(jié)論 包裝碼垛自動生產(chǎn)線包括機(jī)械、電控、氣動等系統(tǒng)，雖然設(shè)備復(fù)雜，但操作卻很簡單。設(shè)有多個操作盤或觸摸屏，可進(jìn)行自動 /手動操作切換，在手動操作時可對單一部機(jī)或動作進(jìn)行控制。操作盤面上均有多個狀態(tài)顯示窗口和故障顯示窗口，以便于操作人員了解設(shè)備所處的狀態(tài)。 通過這段的的設(shè)計，除了鍛煉了自己的能力外，也積累了不少經(jīng)驗，現(xiàn)總結(jié)如： (1)掌握了 PLC 控制原理及編程方式，設(shè)計了包裝碼垛生產(chǎn)線的工藝過程及動作流程。 (2)完成了包裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)基礎(chǔ)硬件和軟件的設(shè)計。 由于時間很短，且自己掌握的知識有限，所以對包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)只是做了一些初步工作，目前包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(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(jìn)一步加強(qiáng)。 (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。 (3)本系統(tǒng)設(shè)計了全自動包裝動作控制電路，能完成粉狀或粒狀物體的包裝動作，但對于高性能的 PLC 來說還未充分拓展其功能，如何擴(kuò)展 PLC 在包裝行業(yè)的功能仍是一項重要任務(wù)。 經(jīng)過這次設(shè)計，我最大的收獲是對理論和實際相結(jié)合的重要性有了深刻的認(rèn)識。原來在課本上學(xué)到的東西當(dāng)實際用起來時才知道相差甚遠(yuǎn)，在設(shè)計里完成了軟硬件的選擇，梯形圖的編制中依然遇到許多的問題。不過幸好在老師和同學(xué)的幫助下完成了設(shè)計并學(xué)到了很多知識。 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 參考文獻(xiàn)