【導(dǎo)讀】本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。對(duì)本論文（設(shè)計(jì)）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確說(shuō)明并表。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)。計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書(shū)館被查閱。保密的論文（設(shè)計(jì)）在解密后適用本規(guī)定。研究背景與意義·······················································································

　　

【正文】 重循環(huán)結(jié)束，此時(shí)電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號(hào)。當(dāng)自動(dòng)裝袋機(jī)完成上袋后，發(fā)出訊號(hào)，使稱(chēng)重箱打開(kāi)卸料翻門(mén)，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后稱(chēng) 重箱關(guān)閉翻門(mén)，裝袋機(jī)張開(kāi)夾袋器，包裝袋通過(guò)輸送機(jī)進(jìn)入下一流程。 程序控制邏輯 (1)自動(dòng)供袋控制邏輯，流程圖如圖 44 所示。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 真 空 閥 到 設(shè)定 值 ？汽 缸 垂 直 下 降各 汽 缸 復(fù) 位 吸 盤(pán) 斷 真 空吸 袋 真 空 裝 直 接 通洗 盤(pán) 吸 住 袋 子袋 子 送 入 供 袋 輥 子傾 斜 汽 缸 運(yùn) 動(dòng)吸 袋 汽 缸 上 升開(kāi) 始到 上 限 位 了嗎 ？到 斜 限 位 了嗎 ？YYYNNN 圖 44 自動(dòng)供袋流程圖 Flow chart of automatic supplying bag 當(dāng)吸袋垂直氣缸電磁閥接通時(shí)，氣缸開(kāi)始下降，同時(shí)吸袋真空裝置接通，當(dāng)吸袋真空閥達(dá)到設(shè)定值時(shí)，吸袋垂直氣缸開(kāi)始上升，吸盤(pán)吸住袋子上升，上限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)后，傾斜氣缸電磁閥接通，使垂直氣缸傾斜，把袋 送入供袋輥?zhàn)樱毕尬婚_(kāi)關(guān)閉合后，傾斜氣缸停止運(yùn)動(dòng)，吸袋真空吸盤(pán)斷真空，袋子開(kāi)始進(jìn)入供袋輥?zhàn)?。同時(shí)，傾斜氣缸開(kāi)始返回，完成吸袋操作，這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)進(jìn)行。 (2)自動(dòng)取袋控制邏輯，流程圖如圖 45 所示。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 光 電 開(kāi) 關(guān) 打 開(kāi)光 電 檢 測(cè) 器 檢 測(cè) 袋 底真 空 汽 缸 移 動(dòng)磕 頭 裝 置 傾 斜 移 動(dòng)橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)開(kāi) 始移 動(dòng) 到 了嗎 ？到 斜 限 位 了嗎 ？YY斜 托 盤(pán) 下 降各 汽 缸 復(fù) 位 從 斜 托 盤(pán) 上 吸 袋防 滑 吸 盤(pán) 吸 袋到 斜 限 位 了嗎 ？Y光 電 檢 測(cè) 器 檢 測(cè) 袋 口移 動(dòng) 到 了嗎 ？YNNNN 圖 45 自動(dòng)取袋流程圖 Flow chart of automatic taking bag 袋子通過(guò)供袋輥?zhàn)铀偷叫蓖邪迳?，?dāng)斜托板上的光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到袋底時(shí)，支持袋底的斜托盤(pán)開(kāi)始下降，當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到袋口時(shí)，斜托板上的防滑吸盤(pán)吸住袋子 。這時(shí)橫進(jìn)裝置應(yīng)在生產(chǎn)線(xiàn)取袋位置，如果不在，應(yīng)向該方向移動(dòng)，移動(dòng)過(guò)程中，由減速開(kāi)關(guān)控制減速運(yùn)動(dòng)，由到位限位開(kāi)關(guān)控制到位。到位后，磕頭裝置傾斜，由限位開(kāi)關(guān)限位，同時(shí)起動(dòng)真空電磁閥，實(shí)現(xiàn)真空吸袋，經(jīng)過(guò)延時(shí)，吸住袋，磕頭裝置立起，斜托板上升回到原來(lái)位置，完成取袋操作，這個(gè)過(guò)程重復(fù)進(jìn)行。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 (3)自動(dòng)裝袋控制邏輯，流程圖如圖 46 所示。 移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？開(kāi) 始橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)限 位 開(kāi) 關(guān) 閉 合抱 板 與 大 夾 子 閉 合取 袋 開(kāi) 袋 器 夾 袋開(kāi) 袋 吸 盤(pán) 吸 住 袋 子 兩 面大 小 裝 料 門(mén) 打 開(kāi) 裝 料大 裝 料 門(mén) 關(guān) 閉 小裝 料 門(mén) 繼 續(xù) 裝 料橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)小 裝 料 門(mén) 關(guān) 閉開(kāi) 袋 汽 缸 運(yùn) 動(dòng)各 汽 缸 復(fù) 位4 0 k g 到 了嗎 ？移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？結(jié) 束4 9 . 5 k g 到了 嗎 ？停 止 嗎 ？YYYYYNNNNN延 時(shí) 5 秒 圖 46 自動(dòng)裝袋流程圖 Flow chart of automatic bagging 這時(shí)開(kāi)袋、抱板與大 夾子應(yīng)處于張開(kāi)位置，橫進(jìn)裝置向包裝線(xiàn)取袋方向移動(dòng)，同時(shí)移青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 動(dòng)過(guò)程中有減速過(guò)程，到位后，限位開(kāi)關(guān)閉合，抱板與大夾子閉合。當(dāng)夾抱限位開(kāi)關(guān)閉合后，料斗下縮口夾子應(yīng)張開(kāi)，同時(shí)取袋裝置真空打開(kāi)，橫進(jìn)裝置向包裝線(xiàn)裝袋位置移動(dòng)，同樣經(jīng)過(guò)減速過(guò)程，然后由限位開(kāi)關(guān)控制到位，抱板與大夾子把裝滿(mǎn)料的帶子送到輸送袋上，夾輥氣缸動(dòng)作，完成夾送動(dòng)作。 同時(shí)空袋子袋口被大夾子夾緊，這時(shí)縮口夾袋壓力接通，縮口夾子向里收，同時(shí)，開(kāi)袋、抱袋、張開(kāi)，開(kāi)袋真空檢測(cè)和夾袋壓力檢測(cè)工作，如果沒(méi)有夾住袋子或沒(méi)有把袋口打開(kāi)，縮口夾子則松開(kāi)，開(kāi)袋真空和夾袋壓 力斷開(kāi)，然后進(jìn)行吹袋操作。 如果通過(guò)加緊壓力檢測(cè)袋子被夾住，真空開(kāi)袋把袋口確實(shí)打開(kāi)，則關(guān)閉真空和壓力裝置，卸料門(mén)打開(kāi)，進(jìn)行裝袋操作。 從放料門(mén)插入，打開(kāi)袋口，然后大小放料門(mén)放料，電子稱(chēng)重機(jī)開(kāi)始稱(chēng)重，當(dāng)裝料重量到達(dá)要求裝料重量（ 50kg）的 80%85%（ ）時(shí)，大放料門(mén)關(guān)閉。為達(dá)到稱(chēng)重精度高，考慮到滯后環(huán)節(jié)即放料門(mén)到袋口的空中下料，所以當(dāng)總的裝料重量到達(dá)設(shè)定值 后，小放料門(mén)關(guān)閉，經(jīng)延時(shí) 5 秒后（保證空中流體完全落入袋中），進(jìn)入下一流程。 注： 市場(chǎng)上電子稱(chēng)中所用的重量傳感器 [26][28]，是一種電阻應(yīng)變計(jì)原理的稱(chēng)重傳感器，主要有 2 部分組成：彈性體和應(yīng)變計(jì)組成的電橋。電子秤的彈性體一般使用硬質(zhì)鋁合金材料做的，根據(jù)載荷量的大小各結(jié)構(gòu)可以做成不同的形狀，但一般使用單點(diǎn)式的梁結(jié)構(gòu)；測(cè)量電橋使用電阻應(yīng)變計(jì)組成的惠斯通電橋，把彈性體的幾何形變轉(zhuǎn)化為電壓變化。 此部分設(shè)計(jì)為電子稱(chēng)重機(jī)中的兩個(gè)稱(chēng)重傳感器，分別為 40 千克智能稱(chēng)重傳感器、 千克智能稱(chēng)重傳感器，前者接 PLC 的 X23， 40 千克之前是低電平，之后是高電平；后者接 PLC 的 X24， 千克之前是低電平，之后是高電平。 (4)折邊 、縫口控制邏輯，流程圖如圖 47 所示。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 移 動(dòng) 到 位 了嗎 ？開(kāi) 始橫 進(jìn) 裝 置 移 動(dòng)限 位 開(kāi) 關(guān) 閉 合抱 板 與 大 夾 子 閉 合縮 口 夾 子 張 開(kāi)折 邊 縫 口汽 缸 復(fù) 位YN 圖 47 折邊縫口流程圖 Flow chart of folding and seaming 橫進(jìn)裝置向包裝線(xiàn)裝料方向移動(dòng)，經(jīng)過(guò)減速過(guò)程，橫進(jìn)裝置到位，抱板與大夾子夾緊，縮口夾子張開(kāi)，為送袋操作做好準(zhǔn)備。 當(dāng)橫進(jìn)裝置向包裝線(xiàn)裝料方向移動(dòng)時(shí)，同時(shí)把裝滿(mǎn)水泥的袋子送到輸送帶上，進(jìn)行折邊、縫袋口操作。這樣完成送袋操作，此后重復(fù)上述各種操作。 PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 水泥自動(dòng)稱(chēng)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(lái)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編輯，編程方式是梯形圖，如圖 49 水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝梯形圖。 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 49 水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝梯形圖 Cement automatic weighing packing trapezoidal chart 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 5 總結(jié)與展望 在本次水泥自動(dòng)稱(chēng)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(chēng)量包裝控制系統(tǒng)采用 PLC 替代原來(lái)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(chēng)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(chēng)量包裝控制系統(tǒng)的工藝過(guò)程及動(dòng)作流程。 (2)完成了水泥自動(dòng)稱(chēng)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(chēng)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(chēng)量包裝控制系統(tǒng)功能還很不完善，還有許多問(wèn)題尚待解決，如 : (1)實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)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(guò)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(guò)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(lái)。在新的世紀(jì)，隨著我國(guó)各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展以及知識(shí)經(jīng)濟(jì)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝控制系統(tǒng)必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，為國(guó)民生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的經(jīng) 濟(jì)效益。我國(guó)目前對(duì)水泥自動(dòng)稱(chēng)量包裝控制系統(tǒng)的應(yīng)用己經(jīng)越來(lái)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 [29] 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)海都學(xué)院工程系本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 參考文獻(xiàn) [1]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 ,20xx [2]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 [3]劉志江 .論我國(guó)水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展 .水泥技術(shù)， 20xx， (l):5～ 7 [4]付立娟， 王仁忠，陳書(shū)起 .21 世紀(jì)水泥技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) .中國(guó)建材科技， 20xx， (4):46～49 [5]劉志江 .大型化 當(dāng)今中國(guó)水泥工業(yè)發(fā)展趨勢(shì) .水泥技術(shù)， 20xx， (l):5～ 8 [6]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 [7]徐克林 .氣動(dòng)技術(shù)基礎(chǔ) .1997 [8]SMC(中國(guó) )有限公司 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