【正文】 PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運行。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，動作關(guān)系復(fù)雜，I/0點數(shù)較多，選擇日本三菱公司的FX2N系列PLC。① 硬件配置硬件配置包括FX2N基本單元、FX2N擴(kuò)展單元、檢測元件(光電開關(guān)、接近開關(guān)、真空開關(guān)等)、人機(jī)操作界面(按鈕、指示燈等)、控制元件(交流接觸器、變頻器、電磁閥等)以及執(zhí)行元件(電機(jī)和氣缸等)。其主機(jī)稱為基本單元，為主機(jī)備有可擴(kuò)充輸入輸出點數(shù)的“擴(kuò)展單元(電源I/0)和擴(kuò)展模塊(I/0)”，此外，還可以連接特殊擴(kuò)展設(shè)備，用于特殊控制。關(guān)于輸入輸出序號的編號問題，F(xiàn)X2N系列PLC使用如下的編號方法:（1）輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)的序號是由基本單元開始，按連接順序分配八進(jìn)制數(shù)碼。（3）功能擴(kuò)展板，F(xiàn)X2NCNVIF型轉(zhuǎn)換電纜，和輸出輸入點數(shù)無關(guān)。剩下的后面作為一個控制系統(tǒng)，使用FX2N128MR+FX2N16EYR，總點數(shù)144個，輸入點數(shù)64個，編號范圍是X000～X077，輸出點80個，編號范圍是Y000～Y117。FX2N48ERFX2N128MR 前段FX2N16EYRFX2N128MR 后段 I/0擴(kuò)展連接示意圖④ 分配輸入/輸出點信號、輸出點與輸出控制是一一對應(yīng)的。FX2N型PLC的輸入/輸出通道號采用自由配置、固定通道方式。、。供電電源等級為AC380177。上電源經(jīng)總的低壓斷路器QF0為整機(jī)供電。普通電機(jī)的主回路包括交流接觸器和熱繼電器，制動電機(jī)還包括制動單元的輔助回路。系統(tǒng)電氣控制主電路圖見附錄圖C。全自動包裝碼垛生產(chǎn)線的機(jī)械系統(tǒng)主要包括全自動稱重單元、包裝單元、輸送檢測單元、碼垛單元。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時，稱重終端發(fā)出停止加料信號，待空中的飛料全部落入秤斗后此次稱重循環(huán)結(jié)束，此時電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號。包裝袋經(jīng)過倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，如果檢測不合格，在包裝袋通過自動撿選機(jī)時將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過自動撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印機(jī)、過渡輸送機(jī)、緩?fù)C(jī)等設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)碼垛工藝要求將料袋依次按“2袋豎3袋橫”和“3袋橫2袋豎”循環(huán)做轉(zhuǎn)位處理。碼垛完成后，垛盤輸送機(jī)將其輸送出碼垛區(qū)，停放在叉車區(qū)域垛盤輸送機(jī)上。同時，傾斜氣缸開始返回，完成吸袋操作，這個過程不斷重復(fù)進(jìn)行。這時橫進(jìn)裝置應(yīng)在生產(chǎn)線取袋位置，如果不在，應(yīng)向該方向移動，移動過程中，由減速開關(guān)控制減速運動，由到位限位開關(guān)控制到位。開始光電開關(guān)打開光電檢測器檢測袋底斜托盤下降到斜限位了嗎到斜限位了嗎光電檢測器檢測袋口防滑吸盤吸袋橫進(jìn)裝置移動移動到位了嗎移動到位了嗎磕頭裝置傾斜移動真空氣缸移動從斜托板上取袋各氣缸復(fù)位 ③ 自動裝袋控制邏輯這時開袋、抱板與大夾子應(yīng)處于張開位置，橫進(jìn)裝置向包裝線取袋方向移動，同時移動過程中有減速過程，到位后，限位開關(guān)閉合，抱板與大夾子閉合。同時空袋子袋口被大夾子夾緊，這時縮口夾袋壓力接通，縮口夾子向里收，同時，開袋、抱袋、張開，開袋真空檢測和夾袋壓力檢測工作，如果沒有夾住袋子或沒有把袋口打開，縮口夾子則松開，開袋真空和夾袋壓力斷開，然后進(jìn)行吹袋操作。從放料門插入，打開袋口，然后秤卸料總定時器開始起動，總定時器的時間設(shè)定裝袋、拍打、墩實的時間，當(dāng)定時到裝料總時間的三分之二時，拍打板上升，進(jìn)行墩實總的定時時間到后，放料門關(guān)閉，裝料操作完畢。當(dāng)橫進(jìn)裝置向包裝線裝料方向移動時，同時把裝滿料的袋子送到輸送帶上，進(jìn)行折邊、縫袋口操作。開始橫進(jìn)裝置移動移動到位置了嗎？ N Y 限位開關(guān)閉合抱板與大夾子閉合縮口夾子張開折邊、縫袋口氣缸復(fù)位⑤ 倒袋、輸送控制邏輯料袋由縫口機(jī)進(jìn)入倒袋輸送機(jī)，光電開關(guān)檢測到料袋后，倒袋氣缸伸出，將料推倒，進(jìn)入整形部分，此后重復(fù)上述各種操作。 開始光電開關(guān)檢測料袋倒袋氣缸伸出料袋推到整形料袋向前移動氣缸復(fù)位、輸送流程圖 ⑥ 金屬檢測、重量檢測控制邏輯料袋通過金屬檢測輸送機(jī)時，如果發(fā)現(xiàn)袋中有金屬物體，檢測器將發(fā)出警報，含金屬料袋將由自動撿選機(jī)剔除。合格料袋繼續(xù)向前輸送。開始檢測機(jī)檢測剔除處理有金屬嗎YN重量檢測機(jī)檢測剔除處理重量合格嗎？N料袋向前移動Y氣缸復(fù)位 金屬檢測、重量檢測流程圖 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)。(1)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)：按設(shè)定程序?qū)Πb袋作轉(zhuǎn)向編排。(3)積袋機(jī)構(gòu)：采用皮帶輸送機(jī)集中編排好的包裝袋。(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。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。,然后由排包機(jī)推至碼包工序。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。后面第7層的碼垛均按上述程序運行。,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。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。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。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。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)停止下降。推袋、。●。________一推袋擋板抬起打開壓袋機(jī)向下移動____________?！●________氣缸復(fù)位分層機(jī)打開升降機(jī)下降推袋機(jī)返回壓袋及側(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 、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。當(dāng)層數(shù)為8時，觸發(fā)一次排垛動作。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。開始空托盤移至碼垛位升降機(jī)上升到上限位了嗎？ N Y分層機(jī)分層碼垛層數(shù)到設(shè)定值了嗎？ N Y升降機(jī)下降到下限位了嗎？ N垛盤輸送機(jī)排垛 Y 提取空托盤氣缸復(fù)位 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。一旦有空，則啟動排垛輸送。若空托盤到位和排垛完畢后，托盤輸送機(jī)停止運轉(zhuǎn)。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。開始垛盤輸送機(jī)等待垛盤位是否有空？聲光報警 N Y 垛盤輸送機(jī)排垛讀盤輸送機(jī)提取托盤移動垛盤是否到位？ N Y氣缸復(fù)位、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。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。這樣即可放一個空托盤到待傳位上。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。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。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。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。 （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。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)。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。 接地方法本系統(tǒng)采用圖(b)的接地方式，將控制器和其他設(shè)備共用接地。（1），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)。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。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)。 輸入信號共接感性負(fù)載結(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。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)。(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。(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。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。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。我還要特別感謝我的同學(xué)，給予了我無私的幫助，在我學(xué)習(xí)期間給我極大關(guān)心和支持的各位老師以及關(guān)心我的同學(xué)和朋友，正是他們的鼓勵和幫助之下，我得以順利完成論文。感謝系里提供教室給我們做設(shè)計的場地，和系領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)心和指導(dǎo)。感謝電氣與電子工程系的領(lǐng)導(dǎo)和老師對我的關(guān)心和幫助。再次感謝所有支持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們