【正文】 開放的不斷深入和世界經(jīng)濟(jì)一體化的日益顯現(xiàn)，我國包裝工業(yè)的發(fā)展遇到新的挑戰(zhàn)。為了滿足人們不段攀升的物質(zhì)文化需求，跟上包裝工業(yè) 產(chǎn)品、質(zhì)量的更高要求，適應(yīng)包裝生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)的日新月異，包裝工業(yè)的技術(shù)研究必須與時(shí)俱進(jìn)，不斷更新和升級?？删幊炭刂破?(PLC)作為控制系統(tǒng)的核心裝置，功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定可靠。 本課題詳細(xì)闡述了集 PLC 技術(shù)，光電感應(yīng)技術(shù)，通信技術(shù)于一體的先進(jìn)控制技術(shù)在該包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。設(shè)計(jì)工作的任務(wù)包括包裝機(jī)構(gòu)和運(yùn)動分析，控制部分的硬件選擇，電氣 原理圖的繪制和三菱 PLC 程序編寫，以及各個(gè)電氣元器件的選擇與安裝，最終給出了 PLC 控制包裝機(jī)系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)，其中包括 PLC 選型、 I/O地址分配、 I/O 端子接線、程序設(shè)計(jì)和控制原理。并且經(jīng)過了嚴(yán)格的測試，在實(shí)驗(yàn)室的模擬運(yùn)行中，取得了良好的控制效果。 關(guān)鍵詞： 顆粒料包裝機(jī)， PLC， GX Developer ABSTRACT Because of traditional relay control of Packing Machine for Granular Material, here are lots of disadvantages which include device plexity, inferior reliability, malfunction analysis and trouble obviation. As the kernel device control system, PLC is widely used in modern industrial production and do well in this field. This thesis takes the control system of the highspeed fullautomatic packing machine that was developed by LiuYang Handsome Trade along with our teacher as a background. We apply the advanced control technique in the packing machine control system such as the technique of PLC, light electricity technique and so on. By the describing of the basic operation of small automatic packager, and overe the defects of now used packager in transmission system. And also the author introduces a new type of packager with PLC. The main designer include in the analyzing of the packaging machine’s structure and the movement, protracting the electric schematic diagram, writing the PLC programming and the choosing and fixing the electric’s parts of an apparatus. The paper gives the design of hardware and software about the electrical control of Packing Machine for Granular Material, which include selecting a model of PLC, distributing address of I/O, wiring diagram of I/O, designing of programmable trapezium and theory of control. Through our effort, the machine of Packing Machine for Granular Material got the exaltation of the quality whether the function or the efficiency, realized well the control request that the pany put forward. This control system is well running in the lab. Keywords: Packing machine for granular material, PLC, GX Developer 目 錄 第 1 章 緒論 可編程控制器的產(chǎn)生 1 可編程控制器的發(fā)展 2 PLC 的特點(diǎn) 4 第 2 章 顆粒料包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 顆粒料包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 6 可編程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 控制系統(tǒng)主要器件的選擇 10 給料裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11 壓紙切紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 下料裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 封 口機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 15 主要電氣 元器件的選擇 真空發(fā)生裝置的選型 18 空氣壓縮機(jī)選型 21 PLC 的一般結(jié)構(gòu) 21 PLC 工作原理 23 PLC 程序的總體結(jié)構(gòu) 25 包裝機(jī)的 PLC 程序設(shè)計(jì) 25 PLC 程序總體設(shè)計(jì) 30 結(jié)論 34 參考文獻(xiàn) 早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 (Programmable Logic Controller)，簡稱 PLC，它是 60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件，是美國數(shù)字公司 (DEC)為美國通用公司 (GM)研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，可編程控制器自此誕 生。現(xiàn)代 PLC 已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。但不久，西德的西門子 (SIEMENS)公司、 BBC 公司就開始研制 PLC，當(dāng)時(shí)主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了 PLC 制造者的行列。由于 PLC 是為工業(yè)控制所生產(chǎn)的通用性很強(qiáng)，適合于大批量生產(chǎn)的裝置，所以成本迅速下降；加上其是專為工業(yè)控制所設(shè)計(jì)，所以具有極好的抗干擾性能；并且他的使用和維護(hù)都極為方便，實(shí)現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機(jī)械制造業(yè)深受歡迎。 可編程控制器的發(fā)展 由于大規(guī)模集成電路和微處理器在 PLC 中的應(yīng) 用，使 PLC 的功能不斷增強(qiáng)，PLC 不僅能進(jìn)行順利邏輯控制，還能完成定時(shí)、計(jì)數(shù)，算數(shù)、邏輯運(yùn)算，數(shù)據(jù)處理，模擬量輸入輸出及 PID 控制?？傏厔萑缦拢? （ 1）可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 在工業(yè)自動化產(chǎn)品繁花似錦的今天，各生產(chǎn)廠商既互相競爭又互相合作。標(biāo)準(zhǔn)化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各個(gè)廠 家產(chǎn)品的互相兼容。按照這些標(biāo)準(zhǔn)，各種型號的 PLC 產(chǎn)品對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境、抗干擾性等條山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 2 目都給出了明確的規(guī)定 [3] 。為了使各廠家的產(chǎn)品有一個(gè)共同的參考平面，制定了國際標(biāo)準(zhǔn)。將來會全部使用 64 位 RISC 芯片，實(shí)現(xiàn)多 CPU 并行 處理或分時(shí)處理或分任務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。 （ 3）可編程控制技術(shù)的智能化 提高一個(gè)系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點(diǎn)。這樣，適合于某個(gè)行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。 （ 5）可靠性進(jìn)一步提高 隨著 PLC 進(jìn)入過程控制的領(lǐng)域，對 PLC 可靠性的要求進(jìn)一步提高。要保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。 (6)控制與管理功能一體化 為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的控制與管理的需要， PLC 將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、 網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使 PLC 系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。 。 PLC 的特點(diǎn)及工作過程 在現(xiàn)代工業(yè)中，技術(shù)逐漸高度機(jī)械化和自動化發(fā)展，大多采用自動技術(shù)完成，其過程離不開離不開自動控制裝置和自動控制技術(shù)。下面接少俠 PLC 的主要特點(diǎn)及工作過程。 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。此外， PLC 帶有硬件故 障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。 (3)易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 (4)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大 大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備 。 PLC 工作的主要特點(diǎn)時(shí)對輸入信 號，輸出控制以及執(zhí)行過程中都采用集中批處理。然而在 PLC，他對用戶程序的執(zhí)行主要按三個(gè)掃描過程進(jìn)行： (1).第一個(gè)過程是輸入采樣 在這個(gè)過程中， PLC 按掃描方式讀入該裝置上端子上的輸入信號，并將這些輸入信號存入輸入信號緩沖區(qū)。 (2).第二個(gè)過程時(shí)執(zhí)行程序 在執(zhí)行用戶程序的掃描過程中， PLC 對用戶以梯形圖方式編寫的程序按從上到下， 從左到右的順序逐一掃描各指令然后從輸入映像區(qū)取出相對應(yīng)的原始數(shù)據(jù)，再進(jìn)行有程序確定的邏輯運(yùn)算或其他數(shù)字運(yùn)算，最后根據(jù)程序中有關(guān)的指令將運(yùn)算結(jié)果存入確定的輸出映像區(qū)有關(guān)單元。 PLC 在包裝機(jī)械上應(yīng)用和前景 當(dāng)今 ，我國的包裝食品機(jī)械行業(yè)取得了世人矚目的發(fā)展，顆粒料物品在我們生活中隨處可見，不管是在食品行 業(yè)還是在工業(yè)行業(yè)方面都有很大程度的應(yīng)用。顆粒料包裝機(jī)是一種用途十分廣泛的機(jī)械設(shè)備，它的研制成功可以提高勞動生產(chǎn)率，促進(jìn)國內(nèi)化工、糧食等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線的自動化，因此，顆粒料包裝機(jī)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。為了提高顆粒料物品包裝的效率，研究和設(shè)計(jì)顆粒料包裝機(jī)已迫在眉睫。在這種場合使用繼電 器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用 PLC控制的情況下，就可以對其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來取代。一般的 PLC 都有上百點(diǎn)內(nèi)部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內(nèi)部電器，足山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 5 可以應(yīng)付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是對 PLC 進(jìn)行編程。當(dāng)然我們不僅忽視了 PLC 的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是其運(yùn)行速度及 可靠性和壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來講， PLC 最適合于需要大量中間繼電器的場合 [1] 。 我國包裝機(jī)械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。更重要的是可以使原來無法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化。 山東大學(xué)自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（本科） 6 第 2 章 顆粒料包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 顆粒料包裝機(jī)生產(chǎn)工藝概述 顆粒料包裝機(jī)主要功能是將顆粒料物品以一定的速率包裝成為蝌蚪狀。 各加工工位的動