自動(dòng)成品包裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、摘 要近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高，我國(guó)的自動(dòng)包裝行業(yè)也迅猛發(fā)展，在糧食、化肥、飼料和輕工等行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用，大大的提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了勞動(dòng)力。本文論述了尿素成品包裝的整個(gè)運(yùn)行過(guò)程，分析了各個(gè)部分的工作以及各部分之間的聯(lián)系。給出了實(shí)現(xiàn)有效狀態(tài)的電氣設(shè)計(jì)方案和PLC控制程序設(shè)計(jì)方案。系統(tǒng)由PLC、變頻器、傳感器、稱(chēng)重控制儀表、電磁閥構(gòu)成，以CPU224為控制核心，外加一些擴(kuò)展模塊，完成了系統(tǒng)的給料、稱(chēng)量、包裝以及傳輸?shù)裙δ?。采用二次給料方式，既保證了加料速度，又保證了尿素的重量。利用控制儀表自動(dòng)清零的功能，系統(tǒng)有效的解決了稱(chēng)量不準(zhǔn)確的問(wèn)題。本設(shè)計(jì)能夠?qū)δ蛩匕b系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制，提高產(chǎn)品的精確度

2、，避免物料的浪費(fèi)。監(jiān)控系統(tǒng)安裝維護(hù)方便，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。 關(guān)鍵詞：PLC；傳感器；稱(chēng)重儀表；電磁閥AbstractIn recent years, with the improvement of economic level, Chinas rapid development of automatic packaging industries, in food, fertilizer, feed and light industry and other industries have wide applications, which greatly improved the productio

3、n efficiency, saves labor.This paper discusses the whole operation process of urea product packaging, analysis of the various parts of the work as well as the link between the various parts of the.Gives the realization of the electrical design of the active state and the PLC control program design.G

4、ives the realization of the electrical design of the active state and the PLC control program design.Using two times the feeding mode, both to ensure the feeding speed, and ensure that the urea weight. Using control instrument automatic reset function, the system solved the problem of inaccurate wei

5、ghing. The design of packaging systems to automatic control of urea to improve the accuracy of product and avoid the waste of materials. Monitoring system installation and maintenance easy, stable, and reliable.Keywords： PLC； sensor； weighing instruments；solenoid valve目 錄第1章 緒論11.1引言11.2 包裝機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)

6、展趨勢(shì)11.3 本設(shè)計(jì)所需完成的任務(wù)3第2章 設(shè)計(jì)方案論證42.1 概述42.2設(shè)計(jì)方案論證42.3 自動(dòng)包裝總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)62.4 自動(dòng)成品包裝工作過(guò)程7第3章 硬件設(shè)計(jì)93.1輸入/輸出量系統(tǒng)分析93.2 PLC的選型103.3 擴(kuò)展模塊的選型123.3.1主機(jī)與模塊的連接圖133.3.2主機(jī)與模塊之間的編址133.3.3 I/O地址分配143.4系統(tǒng)硬件的選型153.4.1稱(chēng)重儀表的選型153.4.2稱(chēng)重傳感器選型163.4.3光電傳感器的選取173.4.4 變頻器的選取183.4.5執(zhí)行器的選取203.4.6電機(jī)的選取223.4.7按鈕的選取233.4.8指示燈的選取253.4.9通信協(xié)

7、議的選取263.5電器控制系統(tǒng)原理圖283.6 PLC與模塊外部接線圖30第章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)314.1 包裝生產(chǎn)線工藝流程314.2 程序控制邏輯324.3 縫包流程圖的設(shè)計(jì)334.4 傳輸流程圖設(shè)計(jì)344.5 PID算法344.6 系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)36第5章 總結(jié)46參考文獻(xiàn)47致謝48附 錄49附 錄56第1章 緒論1.1引言隨著科學(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)境同時(shí)重視起來(lái)。石油化工、化肥、糧食等行業(yè)對(duì)包裝質(zhì)量和勞動(dòng)效率的要求也日益提高，從而促進(jìn)了這些企業(yè)的現(xiàn)代化改造。而傳統(tǒng)的人工包裝由于其生產(chǎn)效率低下而成為這些行業(yè)產(chǎn)量和包裝質(zhì)量提高的巨大障礙，已不能

8、滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。用戶為了便于產(chǎn)品的運(yùn)輸和存儲(chǔ)，對(duì)包裝要求更加嚴(yán)格，包裝已成為企業(yè)升級(jí)和獲得經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，因此盡快提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，是這些行業(yè)的迫切任務(wù)之一，也是用戶對(duì)這些行業(yè)的要求。國(guó)際上日本NEWLONG、英國(guó)BL、美國(guó)ORY等公司掌握了包裝先進(jìn)技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)全自動(dòng)包裝控制設(shè)備主要依靠進(jìn)口，國(guó)產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，市場(chǎng)呼吁國(guó)產(chǎn)化的全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線。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), 包裝控制機(jī)械必將發(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。第1章 TC1.2 包裝機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（1）我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀我國(guó)包裝機(jī)械

9、工業(yè)是改革開(kāi)放以后才發(fā)展起來(lái)的，由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過(guò)引進(jìn)國(guó)外設(shè)備，進(jìn)而消化吸收研制出來(lái)的，很長(zhǎng)時(shí)間都沒(méi)有形成一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)，20世紀(jì)80年代初，我國(guó)政府發(fā)布的機(jī)械產(chǎn)品目錄還沒(méi)有包裝機(jī)械這一門(mén)類(lèi)。70年代中期以前，我國(guó)商品包裝的技術(shù)和設(shè)備相當(dāng)落后，大多數(shù)食品企業(yè)都采用作坊式生產(chǎn)、手工包裝和散裝銷(xiāo)售，僅有糖果、煙草等幾個(gè)領(lǐng)域采用機(jī)械包裝，但是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)落后。行業(yè)從無(wú)到有，從小到大，逐步發(fā)展壯大，經(jīng)過(guò)20多年的努力，我們?cè)谝揽孔约毫α康耐瑫r(shí)，積極吸收國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，包裝機(jī)械工業(yè)在包裝機(jī)械化、自動(dòng)化方面已取得了世人矚目的進(jìn)步，初步形成了包裝機(jī)械研究、設(shè)計(jì)及制造的獨(dú)立體系，設(shè)備在數(shù)量

10、、品種、水平等方面均有較大發(fā)展，成為了我國(guó)機(jī)械工業(yè)十大支柱產(chǎn)業(yè)之一，堪稱(chēng)“朝陽(yáng)工業(yè)”。同時(shí)，在全國(guó)行業(yè)廣大企業(yè)、科研單位技術(shù)人員及行業(yè)行業(yè)工作者的共同努力之下，新技術(shù)、新產(chǎn)品日益涌現(xiàn)并轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。但是，我們離國(guó)際水平還存在很大一段距離，尤其是在包裝設(shè)備科技含量上的差距更大，這使得我國(guó)在建材工業(yè)、糧食加工工業(yè)、冶金、化工等需要包裝活動(dòng)的行業(yè)不能擺脫繁重的體力勞動(dòng)，因而這些行業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率低下、生產(chǎn)成品高、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、物料浪費(fèi)嚴(yán)重，能源耗費(fèi)高，嚴(yán)重困擾這些行業(yè)的發(fā)展。（2）目前我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展的共性問(wèn)題產(chǎn)品質(zhì)量差距：產(chǎn)品質(zhì)量是關(guān)鍵，我國(guó)的包裝設(shè)備基本是由國(guó)外引進(jìn)消化吸收的，外觀相似，但用起

11、來(lái)卻大不一樣。產(chǎn)品技術(shù)差距：目前國(guó)外的發(fā)展趨勢(shì)是智能化，遠(yuǎn)程操作與控制，盡管我國(guó)已經(jīng)開(kāi)始研制，但與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平相比還存在很大差距。產(chǎn)品品種差異：目前我國(guó)包裝設(shè)備1700多種，而國(guó)外有3000多種，差距主要表現(xiàn)在較高水平和高超水平產(chǎn)品上，低水平的產(chǎn)品差距不大。雖然存在這些問(wèn)題，但根據(jù)全國(guó)包裝工業(yè)統(tǒng)計(jì)年報(bào)顯示，我國(guó)包裝工業(yè)總體發(fā)展情況正常，發(fā)展速度較快，結(jié)構(gòu)調(diào)整出現(xiàn)一定變化，包裝工業(yè)整體實(shí)力得到進(jìn)一步增強(qiáng)。高起點(diǎn)企業(yè)少，低水平重復(fù)多：由于我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)存在國(guó)有、集體、私營(yíng)等不同性質(zhì)的企業(yè)，在資金、設(shè)備、技術(shù)力量上相差懸殊，起點(diǎn)也高低不同。總體趨勢(shì)是高起點(diǎn)的較少，大多數(shù)企業(yè)在低水平設(shè)備上徘徊。

12、比如較為簡(jiǎn)單的自動(dòng)封口機(jī)，一個(gè)地區(qū)就有近百家企業(yè)在生產(chǎn)，規(guī)模都不大，近二十年都沒(méi)有多大變化，只是由于實(shí)行了專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)而使生產(chǎn)成本大大降低了。低水平重復(fù)生產(chǎn)造成的嚴(yán)重后果是擾亂市場(chǎng)、技術(shù)倒退、企業(yè)自殺、行業(yè)受損等。低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，利潤(rùn)空間?。阂恍┏隹谄髽I(yè)發(fā)現(xiàn)國(guó)外市場(chǎng)的一些商機(jī)時(shí)往往一哄而上，為了爭(zhēng)搶客戶而不顧一切地降低價(jià)格，不但無(wú)利可圖，還有可能導(dǎo)致國(guó)外將我們的產(chǎn)品作為反“傾銷(xiāo)”調(diào)查對(duì)象。一些包裝機(jī)械的生產(chǎn)企業(yè)很多低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)造成偷工減料，降低鋼號(hào)，以致耐磨損、耐腐蝕性能大大降低。有的企業(yè)只是在別人后面跟進(jìn)，看什么設(shè)備好做，別人在什么設(shè)備上賺錢(qián)就仿造什么設(shè)備，以致引起市場(chǎng)混亂。盡管市場(chǎng)需求較大，但由于

13、同一地區(qū)大量重復(fù)生產(chǎn)，造成低價(jià)激烈競(jìng)爭(zhēng)，利潤(rùn)空間較小。3、國(guó)外包裝機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀在上世紀(jì)50至70年代，電子技術(shù)和合成化工的迅速發(fā)展，對(duì)包裝機(jī)械產(chǎn)生了很大的影響，出現(xiàn)了一系列以采用合成材料為包裝材料的新包裝工藝及設(shè)備。如機(jī)電密切結(jié)合的高速化自動(dòng)包裝機(jī)，調(diào)整操作方便的多功能包裝機(jī)和勞動(dòng)生產(chǎn)率極高的自動(dòng)包裝線的大量出現(xiàn)，使包裝機(jī)械在生產(chǎn)業(yè)機(jī)械中成為矚目的一個(gè)領(lǐng)域。日本在那個(gè)時(shí)期的包裝機(jī)械每年平均增長(zhǎng)率達(dá)20，進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展的80年代，增長(zhǎng)率仍然高于10。80年代，各發(fā)達(dá)國(guó)家為了維護(hù)本國(guó)包裝機(jī)械市場(chǎng)擴(kuò)大出口能力，積極采用其他領(lǐng)域的新技術(shù)(如微電子、激光、熱管、新材料等)，80年代成為開(kāi)創(chuàng)包裝機(jī)械新局面的

14、關(guān)鍵性年代。歐美國(guó)家的包裝機(jī)械生產(chǎn)，以大、中型企業(yè)為主，以聯(lián)合經(jīng)營(yíng)的方式，擴(kuò)大在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。歐美制造廠在經(jīng)營(yíng)上重視展覽會(huì)上成交和銷(xiāo)售，在發(fā)展方針上，不太注重本公司產(chǎn)品的品種，而是注重增加在原有品種的基礎(chǔ)上繼續(xù)研究改進(jìn)性能。日本的包裝機(jī)械制造廠則以中小企業(yè)為主。日本最拿手的是微電子技術(shù)，用它來(lái)控制包裝機(jī)，達(dá)到安全性高、無(wú)人操作、高生產(chǎn)率，大大提高了國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。美國(guó)、德國(guó)、日本、意大利是世界上包裝機(jī)械四強(qiáng)。綜上所述，包裝設(shè)備是包裝行業(yè)最重要的配套設(shè)備，與人們的生活息息相關(guān)，并對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展起著重要的作用?？梢哉f(shuō)，只有有人類(lèi)的存在，就必然有包裝機(jī)械行業(yè)的存在。目前，人類(lèi)的科

15、學(xué)技術(shù)水平人以非常迅速的速度發(fā)展著，包裝機(jī)械工業(yè)必定會(huì)隨著科技的不斷進(jìn)步而持續(xù)發(fā)展，眾所矚目，包裝行業(yè)是一個(gè)前景非常樂(lè)觀的行業(yè)，新興的包裝機(jī)械設(shè)備和技術(shù)擁有廣闊的市場(chǎng)發(fā)展空間。 1.3 本設(shè)計(jì)所需完成的任務(wù)本次尿素成品包裝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括：輔料斗、給料裝置、稱(chēng)重儀表、下料斗，夾袋裝置等若干單元。尿素經(jīng)由輔料斗進(jìn)入料斗，由粗細(xì)加料門(mén)流入計(jì)量稱(chēng)重斗，當(dāng)達(dá)到設(shè)計(jì)計(jì)量值后，加料過(guò)程完畢。計(jì)量斗有兩只，可分別進(jìn)行交替稱(chēng)重。裝料時(shí)，將自動(dòng)包裝袋套在夾帶口上，觸發(fā)接近開(kāi)關(guān)，夾袋氣缸動(dòng)作，將包裝袋夾緊，稱(chēng)重完畢尿素由計(jì)量斗交替經(jīng)下料斗落入包裝袋內(nèi)，隨后夾袋氣缸收縮，包裝袋落下至輸送機(jī)上，輸送到折邊縫包單

16、元。而計(jì)量稱(chēng)重部分又進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)過(guò)程。第2章 設(shè)計(jì)方案論證2.1 概述成品包裝控制生產(chǎn)線是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。所謂的機(jī)電一體化系統(tǒng)是指在系統(tǒng)的主功能、信息處理功能和控制功能等方面引進(jìn)了電子技術(shù)，并把機(jī)械裝置、執(zhí)行部件、計(jì)算機(jī)等電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合而構(gòu)成的系統(tǒng)，即機(jī)械、執(zhí)行、信息處理、接口和軟件等部分在電子技術(shù)的支配下，以系統(tǒng)的觀點(diǎn)進(jìn)行組合而形成的一種新型機(jī)械系統(tǒng)。該系統(tǒng)由機(jī)械系統(tǒng)(機(jī)構(gòu))、電子信息處理系統(tǒng)(計(jì)算機(jī))、動(dòng)力系統(tǒng)(動(dòng)力源)、傳感檢測(cè)系統(tǒng)(傳感器)、執(zhí)行元件系統(tǒng)(如電機(jī))等五大子系統(tǒng)組成。其五種內(nèi)部功能即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能、構(gòu)造功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)的一

17、大特點(diǎn)是由于機(jī)電一體化系統(tǒng)的微電子裝置取代了人對(duì)機(jī)械的絕大部分的控制功能，并加以延伸和擴(kuò)大，克服了人體能力的不足和弱點(diǎn)。另一大特點(diǎn)是節(jié)省能源和材料消耗。其主要特征是自動(dòng)化操作。成品包裝控制生產(chǎn)線主要應(yīng)用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料的全自動(dòng)包裝。包裝生產(chǎn)線部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)給料、定量稱(chēng)重、供袋、裝袋、夾口整形、折邊縫口、輸送等功能。2.2設(shè)計(jì)方案論證方案1：采用單片機(jī)作為核心部件的包裝系統(tǒng)。單片機(jī)內(nèi)部資源比較豐富、性能全面、通用性強(qiáng)、可履蓋多種應(yīng)用需求。單片機(jī)的用途很廣泛，外加簡(jiǎn)單的接口電路及編制不同的應(yīng)用程序就可實(shí)現(xiàn)不同的功能，因而小到家用電器、電子儀器儀表，大到機(jī)器設(shè)備和整套

18、生產(chǎn)線都可用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。本設(shè)計(jì)以AT89S52為核心部件，外加稱(chēng)重傳感器、信號(hào)的采集部分、A/D以及轉(zhuǎn)換控制信號(hào)的輸出等組成。系統(tǒng)框圖如圖2.1所示。單片機(jī)稱(chēng)重傳感器A D液晶顯示按鈕電磁閥電機(jī)光電開(kāi)關(guān)變頻器D A報(bào)警圖2.1 以單片機(jī)為核心的系統(tǒng)框圖方案2：采用PLC作為核心部件的智能化儀器?；赑LC控制器系統(tǒng)，信號(hào)處理時(shí)間短，速度快。PLC經(jīng)常用于處理工業(yè)控制裝置的安全聯(lián)鎖保護(hù)，更能滿足各個(gè)領(lǐng)域大、中型工業(yè)控制項(xiàng)目。系統(tǒng)框圖如圖2.2所示。稱(chēng)重傳感器料斗稱(chēng)重控制儀表氣缸電磁閥可編程控制器故障顯示圖2.2 以PLC為核心的包裝系統(tǒng)框圖縫包傳輸按鈕方案比較1、不同廠家的PLC有相

19、同的工作原理、類(lèi)似的功能和指標(biāo)，有一定的互換性，質(zhì)量有保證，編程軟件正朝標(biāo)準(zhǔn)化方向邁進(jìn)。這正是PLC獲得廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。而單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)則是功能千差萬(wàn)別，質(zhì)量參差不齊，學(xué)習(xí)、使用和維護(hù)都很困難。 2、對(duì)單項(xiàng)工程或重復(fù)數(shù)極少的項(xiàng)目，采用PLC方案是明智、快捷的途徑，成功率高、可靠性好、手尾少，但成本較高。 3、對(duì)于量大的配套項(xiàng)目，采用單片機(jī)系統(tǒng)具有成本低、效益高的優(yōu)點(diǎn)，但這要有相當(dāng)?shù)难邪l(fā)力量和行業(yè)經(jīng)驗(yàn)才能使系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。最好的方法是單片機(jī)系統(tǒng)嵌入PLC的功能，這樣可大大簡(jiǎn)化單片機(jī)系統(tǒng)的研制時(shí)間，性能得到保障，效益也就有保證。通過(guò)以上比較，本次設(shè)計(jì)為以PLC（可編程控制器）為控制核心的（顆

20、粒型固體物料）稱(chēng)重式自動(dòng)定量包裝系統(tǒng)。稱(chēng)重式自動(dòng)包裝系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜而完整的系統(tǒng)，包括很多的包裝工序，其中對(duì)物料的自動(dòng)定量是包裝過(guò)程的關(guān)鍵，因此本次設(shè)計(jì)主要側(cè)重物料的自動(dòng)定量過(guò)程，包裝封口等包裝工序設(shè)計(jì)。綜上所述本設(shè)計(jì)采用PLC控制方案設(shè)計(jì)。2.3 自動(dòng)包裝總體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尿素自動(dòng)定量稱(chēng)重包裝工藝如圖2.1所示。其中成品尿素來(lái)自散貨堆放車(chē)間，成品尿素運(yùn)至包裝車(chē)間進(jìn)行包裝作業(yè)，包裝作業(yè)完成后，由皮帶傳輸至車(chē)皮內(nèi)?？傮w框圖如圖2.3所示。輔料斗粗細(xì)給料裝置計(jì)量稱(chēng)傳輸夾帶裝置下料斗圖2.3 自動(dòng)定量稱(chēng)重包裝工藝流程圖折邊機(jī)縫包機(jī)縫包機(jī)裝車(chē)在生產(chǎn)流程中，除套袋卸料為人工作業(yè)外，所有工位均為機(jī)械化作業(yè)。尿素包

21、裝工藝流程是進(jìn)行設(shè)備選型和機(jī)組布局的依據(jù)。2.4 自動(dòng)成品包裝工作過(guò)程圖2.4 尿素包裝生產(chǎn)線工藝流程圖1、給料工位給料工位由可移動(dòng)料斗和輔料斗組成。由耙料小車(chē)將成品尿素裝入可移動(dòng)的料斗，然后可移動(dòng)的料斗沿一條直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將其中的尿素下落到輔料斗中。為安全起見(jiàn)，輔料斗中的尿素到達(dá)一定高度時(shí)，向控制系統(tǒng)發(fā)送“物料超量”信號(hào)。若控制系統(tǒng)收到“物料超量”信號(hào)，則可移動(dòng)的料斗停止向輔料斗內(nèi)加料。2、稱(chēng)重工位自動(dòng)定量稱(chēng)重包裝稱(chēng)是包裝生產(chǎn)線的關(guān)鍵設(shè)備之一。稱(chēng)重工位主要由粗細(xì)給料裝置、計(jì)量稱(chēng)、下料斗組成。計(jì)量稱(chēng)安裝在輔料斗的下面，分A、B兩個(gè)稱(chēng)量斗，由輔料斗下來(lái)的尿素經(jīng)過(guò)粗細(xì)給料裝置自由分配到兩個(gè)稱(chēng)量斗內(nèi)

22、，先到達(dá)預(yù)設(shè)值的稱(chēng)量斗進(jìn)料口關(guān)閉，若兩個(gè)稱(chēng)量斗同時(shí)到達(dá)預(yù)設(shè)值，則A優(yōu)先，當(dāng)檢測(cè)到套袋完成信號(hào)則卸料口的電磁閥動(dòng)作，卸料口的氣缸動(dòng)作把稱(chēng)量斗內(nèi)的尿素卸入袋中。卸料完畢后卸料口閉合，同時(shí)向控制系統(tǒng)發(fā)送“卸料結(jié)束”信號(hào)。稱(chēng)斗上裝有兩個(gè)稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)斗的質(zhì)量信號(hào)直接由該傳感器組轉(zhuǎn)換成為之對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，把處理后的信號(hào)送入稱(chēng)重控制儀表進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，當(dāng)達(dá)到與預(yù)定值時(shí)，控制儀表輸出信號(hào)給PLC，PLC控制粗細(xì)加料門(mén)的氣缸停止進(jìn)料，然后PLC控制開(kāi)下料斗門(mén)。系統(tǒng)采用二級(jí)給料方式，先把粗細(xì)給料口都打開(kāi)，用短時(shí)間加入額定重量的90%-95%。然后細(xì)給料，細(xì)給料流量小，為額定重量的5%-10%。這樣即可保證速度，又

23、可以保證精度。3、輸送工位稱(chēng)重完之后，裝完尿素的包裝袋落下，輸送工位的氣缸動(dòng)作，加緊袋體及袋口，將其傳送至折邊縫包單元。4、折邊縫包工位折邊機(jī)有一個(gè)弧度，物料運(yùn)送至折邊機(jī)處，袋口自動(dòng)卷過(guò)來(lái)，然后送至縫包機(jī)處，縫包機(jī)兩側(cè)各有一個(gè)傳感器，傳感器1檢測(cè)到包裝袋過(guò)來(lái)，縫包機(jī)就開(kāi)始工作，當(dāng)傳感器2檢測(cè)到信號(hào)消失后，縫包機(jī)停止工作，同時(shí)給控制系統(tǒng)一個(gè)“縫包完”信號(hào)。若控制系統(tǒng)接收到“縫包完”信號(hào)，緊接著給切線電磁閥一個(gè)信號(hào)，延時(shí)一段時(shí)間后，使包裝線拉直，切線氣缸動(dòng)作，將包裝線切斷。5、傳輸工位縫包之后，到達(dá)傳輸工位，此處有一個(gè)帶有弧度的距離袋口有20公分的斜杠，物料到達(dá)此處時(shí)碰到斜杠自然倒下，再經(jīng)過(guò)一個(gè)9

24、0度的帶有旋轉(zhuǎn)軸的彎道將包裝好的尿素順長(zhǎng)輸送到皮帶上，最后運(yùn)送到站臺(tái)裝車(chē)。在包裝過(guò)程中，自動(dòng)完成稱(chēng)重、裝袋、縫口、輸送等多個(gè)動(dòng)作，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，而所處工作環(huán)境惡劣(高溫、振動(dòng)、粉塵)，這就要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開(kāi)關(guān)量，而目前流行的PLC具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境下的開(kāi)關(guān)控制。所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。本設(shè)計(jì)自動(dòng)包裝自動(dòng)生產(chǎn)線動(dòng)作關(guān)系復(fù)雜，I/O點(diǎn)數(shù)較多，以開(kāi)關(guān)量控制為主，選擇德國(guó)西門(mén)子公司的PLC為控制核心部件。第3章

25、 硬件設(shè)計(jì)3.1輸入/輸出量系統(tǒng)分析在包裝過(guò)程中，完成稱(chēng)重、夾袋、裝袋、縫口、輸送等多個(gè)動(dòng)作，動(dòng)作多，運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，而所處工作環(huán)境惡劣(高溫、振動(dòng)、粉塵)，這就要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開(kāi)關(guān)量，而目前流行的PLC具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的高溫、振動(dòng)、粉塵等惡劣環(huán)境下的開(kāi)關(guān)控制。所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。本包裝自動(dòng)生產(chǎn)線動(dòng)作關(guān)系復(fù)雜，I/O點(diǎn)數(shù)較多，以開(kāi)關(guān)量控制為主，根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本設(shè)計(jì)是兩條生產(chǎn)線控制。本設(shè)計(jì)輸入點(diǎn)數(shù)為13個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為15點(diǎn)。本系統(tǒng)輸

26、入輸出信號(hào)如表3.1所示。表3.1 輸出輸入信號(hào)分析 輸入信號(hào)名稱(chēng)電氣符號(hào)輸出信號(hào)名稱(chēng)電氣符號(hào)啟動(dòng)按鈕SB1A粗加及顯示KM1停止按鈕SB2A細(xì)加及顯示KM2A粗加完成SP1A下料KM3A細(xì)加完成SP2A清零A下料限位開(kāi)關(guān)SQ1夾袋KM4B粗加完成SP3B粗加及顯示KM5B細(xì)加完成SP4B細(xì)加及顯示KM6B下料限位開(kāi)關(guān)SQ2B下料KM7A重量異常SP5B清零B重量異常SP6傳送KM8夾袋信號(hào)SP7變頻器KM9縫包光電傳感器1SQ3切刀KM10縫包光電傳感器2SQ4A異常顯示HL1B異常顯示HL2縫包故障指示HL33.2 PLC的選型可編程序控制器(Programmable Controller

27、)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC，為了避免同個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer，簡(jiǎn)稱(chēng)PC）混淆，現(xiàn)在一般將可編程序控制器簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC（Programmable Logic Controller）。PLC從誕生至今已有30多年，發(fā)展勢(shì)頭異常迅猛，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的支柱產(chǎn)品之一。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域逐步擴(kuò)大，應(yīng)用前景十分看好。嚴(yán)格地講，至今對(duì)PLC沒(méi)有最終的定義。PLC的硬件主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信

28、接口用于與編程器、上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。目前國(guó)內(nèi)使用的PLC以國(guó)外產(chǎn)品居多。美國(guó)是PLC的發(fā)源地，以大中型機(jī)為主，功能完備，單機(jī)價(jià)格高，GE公司、MODICON公司、AB公司是其代表。日本的PLC以中小型機(jī)為主，價(jià)格便宜，典型代表為OMRON公司、三菱（MITSUBISHI）公司的產(chǎn)品。德國(guó)SIEMENS公司的產(chǎn)品以可靠性高著稱(chēng)，其主要產(chǎn)品有S5、S7兩個(gè)系列，包括了從大型機(jī)到小型機(jī)各個(gè)型號(hào)，在國(guó)內(nèi)使用廣泛。本設(shè)計(jì)選用S7-200為控制核心，其許多功能達(dá)到大中型PLC水平，而價(jià)格和小型PLC一樣受到廣泛關(guān)注，特別是S7-200 CPU22*系列PLC由于它具有多功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，所以

29、系統(tǒng)集成非常方便，并且很容易組成PLC網(wǎng)絡(luò)。使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡(jiǎn)便，速度更快，具有極強(qiáng)的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。通過(guò)綜合考慮尿素成品包裝控制系統(tǒng)的多方面要求以及對(duì)輸入輸出點(diǎn)的確定。本設(shè)計(jì)采用S7-CPU224CN(6ES7 214-1BD23-0XB8)，采用繼電器輸出方式，輸出電流為2A。本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。CPU供電方式有兩種，直流24V和交流220V。輸出方式包括晶體管輸出方式和繼電器輸出方式。主機(jī)集成有24V直流電源，用于傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)供電。13K

30、字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。CPU224的具體實(shí)物圖如圖3.1所示：圖3.1 CPU224的具體實(shí)物圖N1L 0.0 0.1 0.2 0.3 2L 0.4 0.5 0.6 3L 0.7 1.0 1.1 GND N L1 S7-200 CPU224 1M 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 2M 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 M L

31、+AC 220VCPU224的外部接線端子如圖3.2所示： 圖3.2 CPU224的外部連線圖 圖3.2是CPU224的輸入輸出單元的接線圖。14個(gè)數(shù)字輸入量是I0.0I1.5，每個(gè)外部輸入的開(kāi)關(guān)信號(hào)均由個(gè)輸入端子接入，M接地，L+端子作為輸入的公共端提供24V傳感器電源，可以作為傳感器的電源輸出，也可以作為輸入端的檢測(cè)電源使用。十個(gè)數(shù)字輸出量為Q0.0Q1.1，每個(gè)負(fù)載的一端與輸出點(diǎn)相連，另一端經(jīng)電源與公共端相連，輸出端的L1提供220V電源。3.3 擴(kuò)展模塊的選型當(dāng)CPU的I/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)或需要進(jìn)行特殊功能控制時(shí)，就要進(jìn)行I/O擴(kuò)展。I/O擴(kuò)展包括I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和功能模塊的擴(kuò)展。不同的C

32、PU有不同的擴(kuò)展范圍，主要受到CPU功能的限制。由于本設(shè)計(jì)有13個(gè)輸入信號(hào)，15個(gè)輸出信號(hào)。而CPU224只具有14輸入/10輸出的數(shù)字量信號(hào)，故不能滿足本設(shè)計(jì)的要求，需要擴(kuò)展輸入/輸出模塊，所以選用1個(gè)8點(diǎn)DC輸入EM222（6ES7 223-1BH22-0XA8）模塊。EM222的外部輸入和主機(jī)一樣。需要將L端接到主機(jī)L+端，M端接主機(jī)M端。輸入電路的電源也可由外部供給，有的可以由內(nèi)部供給。外部供給能提高輸出繼電器的壽命。擴(kuò)展模塊EM222的技術(shù)參數(shù)：輸出特性：8點(diǎn)輸出輸出電壓：最小輸出電壓24V DC輸出電壓：允許范圍20.428.8V DC，額定值 24V DC輸出電流：0.75 A額

33、定負(fù)載電壓L+/L1：24VDC其實(shí)物圖如圖3.3所示：圖3.3 EM222擴(kuò)展模塊實(shí)物圖擴(kuò)展模塊EM222的外部接線端子如圖3.4所示：圖3.4 EM222的外部接線端子圖3.3.1主機(jī)與模塊的連接圖本設(shè)計(jì)主機(jī)為CPU224XP與擴(kuò)展模塊EM222之間的連接，它們的連接方式如圖3.5所示。圖3.5主機(jī)與擴(kuò)展模塊的連接圖主機(jī)CPU224模塊1EM222DO8 3.3.2主機(jī)與模塊之間的編址主機(jī)與各模塊的I/O編址如表3.2所示：表3.2 I/O編址序號(hào)主機(jī)模塊11I0.0Q0.0Q2.02I0.1Q0.1Q2.13I0.2Q0.2Q2.24I0.3Q0.3Q2.35I0.4Q0.4Q2.46I

34、0.5Q0.5Q2.57I0.6Q0.6Q2.68I0.7Q0.7Q2.79I1.0Q1.010I1.1Q1.111I1.212I1.313I1.414I1.53.3.3 I/O地址分配PLC及擴(kuò)展模塊的CPU224主機(jī)提供的本機(jī)I/O地址是固定的，編址方法是同種類(lèi)型的輸入或輸出點(diǎn)的模塊在鏈中按主機(jī)的位置而遞增，其他類(lèi)型模塊的有無(wú)以及所在的位置不影響本類(lèi)型模塊的編號(hào)。本設(shè)計(jì)的地址分配如下表3.3所示：表3.3 I/O地址分配序號(hào)名 稱(chēng)符號(hào)輸入點(diǎn)序號(hào)名 稱(chēng)符號(hào)輸出點(diǎn)1啟動(dòng)按鈕SB1I0.01A粗加及顯示KM1Q0.02停止按鈕SB2I0.12A細(xì)加及顯示KM2Q0.13A粗加完成SP1I0.23

35、A下料KM3Q0.24A細(xì)加完成SP2I0.34A清零Q0.35A下料限位開(kāi)關(guān)SQ1I0.45夾袋KM4Q0.46B粗加完成SP3I0.56B粗加及顯示KM5Q0.57B細(xì)加完成SP4I0.67B細(xì)加及顯示KM6Q0.68B下料限位開(kāi)關(guān)SQ2I0.78B下料KM7Q0.79A重量異常SP5I1.09B清零Q1.010B重量異常SP6I1.110傳送KM8Q1.111夾袋信號(hào)SP7I1.211變頻器KM9Q2.012縫包光電傳感器1SQ3I1.312切刀KM10Q2.113縫包光電傳感器2SQ4I1.413A異常顯示HL1Q2.214冗余I1.514B異常顯示 HL2Q2.31515縫包故障指示

36、HL3Q2.41616冗余Q2.51717冗余Q2.61818冗余Q2.73.4系統(tǒng)硬件的選型3.4.1稱(chēng)重儀表的選型 稱(chēng)重儀表采用日本UNIPULSE F800重量控制顯示器,F800具有自校和監(jiān)視等功能以保證自動(dòng)稱(chēng)量系統(tǒng)的可靠性。由于采用三次給料控制、自動(dòng)落差修正和排料控制，F(xiàn)800型稱(chēng)量控制器是一種能達(dá)到更高精確度的有效儀器。F800采用的RS232C和RS485的通信接口、并行式BCD碼輸入/輸出接口、模擬輸出、特制的PLC接口等選擇方式。 F800中采用標(biāo)準(zhǔn)的SI/F雙線式串行接口。能方便地與任何一種型號(hào)的打印機(jī)、遠(yuǎn)程顯示器和定值儀器進(jìn)行通信，也可選擇SI/F型接口把多個(gè)指示器和多臺(tái)

37、打印機(jī)、顯示器和轉(zhuǎn)換器連接，一個(gè)這種的高速環(huán)路可連接多達(dá)20臺(tái)設(shè)備。稱(chēng)重儀表組成框圖和工作原理如圖3.6所示：信 號(hào) 采 集D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)輸出數(shù)碼顯示模擬輸出控制輸出通訊輸出圖3.6 稱(chēng)重儀表組成框圖重量當(dāng)前值取自稱(chēng)重傳感器，并將其轉(zhuǎn)換為05V的直流電壓信號(hào)，傳給F800的模擬輸入口，PLC則根據(jù)程序向電磁閥輸出信號(hào)，使氣缸動(dòng)作，控制物料的進(jìn)出，從而控制料斗內(nèi)物料的重量。F800具體的性能指標(biāo)如下表3.4所示：表3.4 F800的性能指標(biāo)：傳感器電壓DV10V5 ；分辨率16位傳感器電線標(biāo)準(zhǔn)的4線或6線顯示器最小分辨率140000（最高）零點(diǎn)調(diào)整范圍02mV增幅調(diào)整范圍

38、0.32.0mV重量顯示5位模擬濾波器貝塞爾式低通濾波器精度零漂移0.1UV通信接口RS232C485輸入電壓AC100V、120V、220V操作溫度-1040濕度85RH稱(chēng)重儀表的具體實(shí)物圖如圖3.7所示圖3.7 稱(chēng)重儀表實(shí)物圖 稱(chēng)重儀表由盤(pán)后接口接受稱(chēng)重傳感器輸入的mv/v模擬信號(hào)后，其內(nèi)部進(jìn)行模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換，然后對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波，電平轉(zhuǎn)換等一系列數(shù)據(jù)處理工作和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)計(jì)算，最后將處理后的結(jié)果進(jìn)行輸出。包括：數(shù)碼顯示、模擬輸出、控制輸出、通訊輸出等等。 3.4.2稱(chēng)重傳感器選型（1）稱(chēng)重傳感器選型本設(shè)計(jì)稱(chēng)重傳感器采用BBL69S型稱(chēng)重傳感器。該傳感器為S型，拉壓式結(jié)構(gòu)，具

39、有A、B等多種精度等級(jí)，量程范圍在25kg30t,應(yīng)用于吊鉤秤、機(jī)改秤、料斗秤等電子衡器設(shè)備。合金鋼材料，內(nèi)部灌膠密封，防油、防水、耐腐蝕，可適用于各種環(huán)境。安全防爆型產(chǎn)品，可用于惡劣環(huán)境及危險(xiǎn)性場(chǎng)合。電壓輸出為05V。稱(chēng)重傳感器具體性能指標(biāo)：額定載荷：1t 靈敏度： 2.0/3.00.02mv/v 零點(diǎn)平衡：1 %F.S 安全過(guò)載：150%F.S極限過(guò)載：300%F.S 最大激勵(lì)電壓：15V輸入電阻：40010 輸出電阻：3505密封等級(jí)：IP67 工作溫度范圍：40+80材質(zhì)：合金/不銹鋼 電纜：線長(zhǎng)612m直徑6mm輸出電壓：05V 輸出電流：420mA（2）稱(chēng)重傳感器具體實(shí)物圖如圖3.

40、8所示圖3. 8稱(chēng)重傳感器具體實(shí)物圖 (3) 稱(chēng)重儀表與稱(chēng)重傳感器之間的連線F800的激勵(lì)電壓為10V DC，在現(xiàn)場(chǎng)傳感器采用6線式的連接方法，即遙感連接方式，傳感器連接使用6芯屏蔽線，并且與干擾強(qiáng)的線路及交流線路分開(kāi)布線。如圖3.9所示。圖3.9稱(chēng)重儀表與稱(chēng)重傳感器之間的連線圖 3.4.3光電傳感器的選取產(chǎn)品名稱(chēng)： E3C-L11M反射型光電傳感器產(chǎn)品簡(jiǎn)述：EHSY西域品質(zhì)提供的E3C-L11M反射型光電傳感器； 不易受到玻璃端面處理狀態(tài)的影響； 即使玻璃基板在盒內(nèi)動(dòng)蕩也無(wú)影響，可穩(wěn)定地檢測(cè)出； 電源電壓：DC1224V10% 脈動(dòng)(p-p)10%以下 ； 光源：紅色發(fā)光二極管（670mm）

41、 ； 使用環(huán)境照度：受光面照度 白熾燈:5,000lx以下.太陽(yáng)光:10,000lx以下 ； 環(huán)境溫度：動(dòng)作時(shí)：0+40C 保存時(shí)：-40+70C ； 環(huán)境濕度：動(dòng)作時(shí)3585%RH.保存時(shí)：3585%RH(不結(jié)露) ； 標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體：透明玻璃（t=0.7mm）的切面 ； 檢測(cè)距離：2010mm； 保護(hù)構(gòu)造：IEC規(guī)格 IP50；線制：二線制E3C-L11M反射型光電傳感器具體實(shí)物圖如圖3.10所示：圖3.10 E3C-L11M反射型光電傳感器具體實(shí)物圖光電傳感器與PLC的連線圖如圖3.11所示： CPU2242M I1.3 I1.4 M L+光電傳感 器1光電傳感 器2圖3.11 光電傳感器

42、與PLC的連線圖3.4.4 變頻器的選取變頻器的作用主要就是控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，使輸送電機(jī)的速度與縫包電機(jī)的速度一致，防止發(fā)生縫線堆積或沒(méi)縫上的現(xiàn)象發(fā)生。變頻器的輸出含有很多高次諧波，會(huì)使電機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。因此，變頻器給電機(jī)供電與工頻電網(wǎng)供電相比較，電機(jī)的電流會(huì)增加10%而溫升會(huì)增加20%。經(jīng)過(guò)對(duì)比之后，本設(shè)計(jì)選用MicroMaster420變頻器。該變頻器采用了先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，是一種低噪音高性能的變頻器，具有最佳控制的電壓矢量，可以最大限度地發(fā)揮電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，完全適用于尿素的定量包裝控制技術(shù)要求。MicroMaster420通過(guò)S7-200的數(shù)字量輸出控制變頻器的高頻低頻，通過(guò)變

43、頻器來(lái)控制縫包電機(jī)和折邊電機(jī)的轉(zhuǎn)速。變頻器MicroMaster420的接線端子：端子號(hào) 標(biāo)識(shí) 功能1 - 輸出 +10 V2 - 輸出 0 V3 ADC+ 模擬輸入 (+)4 ADC- 模擬輸入 (-)5 DIN1 數(shù)字輸入 16 DIN2 數(shù)字輸入 27 DIN3 數(shù)字輸入 38 - 帶電位隔離的輸出 +24 V / 最大。100mA9 - 帶電位隔離的輸出 0 V / 最大。100 mA10 RL1-B 數(shù)字輸出 / NO (常開(kāi))觸頭11 RL1-C 數(shù)字輸出 / 切換觸頭12 DAC+ 模擬輸出 (+)13 DAC- 模擬輸出 (-)14 P+ RS485 串行接口15 N- RS4

44、85 串行接口MicroMaster420型變頻器具體實(shí)物圖如圖3.12所示：圖3.12 MicroMaster420型變頻器具體實(shí)物圖 MicroMaster420型變頻器與PLC的外部連線圖如圖3.13所示： 1M Q2.0 EM222 5 MM4209 圖3.13 變頻器與PLC的外部連線圖3.4.5執(zhí)行器的選取執(zhí)行器件主要包括電磁閥和氣缸。電磁閥選用的是SY7120-5DD-02型號(hào)電磁閥，產(chǎn)品來(lái)源于日本。一般來(lái)說(shuō)分兩種：一種是兩位三通；另一種是兩位五通。在氣路(或液路)上來(lái)說(shuō)，兩位三通電磁閥具有1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)出氣孔(提供給目標(biāo)設(shè)備氣源)、1個(gè)排氣孔(一般安裝一個(gè)消聲器

45、，如果不怕噪音的話也可以不裝)。 兩位五通電磁閥具有1個(gè)進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個(gè)正動(dòng)作出氣孔和1個(gè)反動(dòng)作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一反動(dòng)作的氣源)、1個(gè)正動(dòng)作排氣孔和1個(gè)反動(dòng)作排氣孔(安裝消聲器)。 對(duì)于小型自動(dòng)控制設(shè)備，氣管一般選用812mm的工業(yè)膠氣管。電磁閥一般選用日本SMC、臺(tái)灣亞德客或其它國(guó)產(chǎn)品牌等等。在電氣上來(lái)說(shuō)，兩位三通電磁閥一般為單電控(即單線圈)，兩位五通電磁閥一般為雙電控(即雙線圈)。線圈電壓等級(jí)一般采用DC24V、AC220V等。常閉型兩位三通電磁閥動(dòng)作原理：給線圈通電，氣路接通，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)斷開(kāi)，這相當(dāng)于“點(diǎn)動(dòng)”。 常開(kāi)型兩位三通單電控電磁閥動(dòng)作原理：

46、給線圈通電，氣路斷開(kāi)，線圈一旦斷電，氣路就會(huì)接通，這也是“點(diǎn)動(dòng)”。 兩位五通雙電控電磁閥動(dòng)作原理：給正動(dòng)作線圈通電，則正動(dòng)作氣路接通(正動(dòng)作出氣孔有氣)，即使給正動(dòng)作線圈斷電后正動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給反動(dòng)作線圈通電為止。 給反動(dòng)作線圈通電，則反動(dòng)作氣路接通(反動(dòng)作出氣孔有氣)，即使給反動(dòng)作線圈斷電后反動(dòng)作氣路仍然是接通的，將會(huì)一直維持到給正動(dòng)作線圈通電為止。這相當(dāng)于“自鎖”。 基于兩位五通雙電控電磁閥的這種特性，在設(shè)計(jì)機(jī)電控制回路或編制PLC程序的時(shí)候，可以讓電磁閥線圈動(dòng)作12秒就可以了，這樣可以保護(hù)電磁閥線圈不容易損壞。本設(shè)計(jì)選用的就是兩位五通SY7120-5DD-02型號(hào)的

47、電磁閥。SY7120-5DD-02型號(hào)的電磁閥具體實(shí)物圖如圖3.14所示： 圖3.14 SY7120-5DD-02型號(hào)的電磁閥具體實(shí)物圖氣缸選擇的是SMC CM型號(hào)的氣缸。氣缸的工作過(guò)程就是引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其本質(zhì)在氣缸中通過(guò)膨脹將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；氣體在壓縮機(jī)氣缸中接受活塞壓縮而提高壓力。SMC CM型號(hào)的氣缸具體實(shí)物圖如圖3.15所示：圖3.15 SMC CM型號(hào)的氣缸具體實(shí)物圖SMC CM型號(hào)的氣缸與PLC的具體連線圖如圖3.16所示： 2LCPU 224 0.4 L1夾袋圖3.16 SMC CM型號(hào)的氣缸與PLC的具體連線圖3.4.6電機(jī)的選取折邊電機(jī)和縫口電機(jī)選擇的是Y

48、200L2-2型號(hào)電機(jī)；其余輸送電機(jī)選擇的是Y225S-4型號(hào)電機(jī)。Y200L2-2電機(jī)為三相異步電動(dòng)機(jī)為全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是為糧油機(jī)械配套的專(zhuān)用電動(dòng)機(jī)。本系列電動(dòng)機(jī)在電磁設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了較大調(diào)整，在電動(dòng)機(jī)中心高不變的情況下，功率提高一個(gè)或兩個(gè)功率等級(jí)。本系列電機(jī)的外殼防護(hù)等級(jí)為IP54，冷卻方法為IC11（見(jiàn)GB/T1993），定額是以連續(xù)工作制（S1）為基準(zhǔn)的。大部分規(guī)格采用F級(jí)絕緣。本系列電動(dòng)機(jī)額定電壓為380V，額定頻率為50Hz，額定功率是37KW，額定轉(zhuǎn)速是1000rpm，接法為，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000m，環(huán)境溫度不超過(guò)40，最濕月月平均相對(duì)濕度為

49、90%，同時(shí)該月月平均最低溫度不高于2540。本系列電動(dòng)機(jī)機(jī)座外輪廓呈四方形兼圓形，散熱片呈垂直，水平平行分布，接線盒位于機(jī)座頂部。本系列電動(dòng)機(jī)具有效率高，起動(dòng)性能好，運(yùn)行可靠，噪聲低，振動(dòng)小，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，外形美觀等優(yōu)點(diǎn)。Y225S-4型電機(jī)為三相異步電機(jī)。 其額定功率為37KW，額定電壓為380V，額定電流為70A，絕緣等級(jí)為B級(jí)，噪音為95dB(A)，轉(zhuǎn)速為1480r/min。Y225S-4型電機(jī)具體實(shí)物圖如圖3.17所示：圖3.17 Y225S-4型電機(jī)具體實(shí)物圖 圖3.18 電機(jī)與PLC的外部連線圖輸送電機(jī)折邊電機(jī)縫包電機(jī)FR1KM2FU1KM1SRSSSTL1 L2 L3變頻器U V

50、WM3M1M2QA1電機(jī)與變頻器的外部連線圖如圖3.18所示：3.4.7按鈕的選取根據(jù)類(lèi)型 開(kāi)啟式按鈕：一般用于開(kāi)關(guān)柜、控制臺(tái)、控制柜的面板上。 保護(hù)式按鈕：帶有保護(hù)外殼，可防止內(nèi)部的零件受機(jī)械損傷或操作者觸及帶電部分。 防水式按鈕：帶有密封外殼，防止雨水浸入，戶外使用。 防爆事按鈕：適用于煤礦等有爆炸性氣體和塵埃的環(huán)境使用。 防腐式按鈕：適用于有化工腐蝕性氣體的環(huán)境使用。 緊急式按鈕：有紅色大蘑菇頭突出于按鈕螺帽之外，供需要緊急切斷電源時(shí)使用。 鑰匙式按鈕：只有用鑰匙插入按鈕才可操作，防止誤動(dòng)作。 旋轉(zhuǎn)式按鈕：用手把旋轉(zhuǎn)操作觸頭，接通或分?jǐn)嚯娐?。帶燈按鈕：帶有指示燈的按鈕，尚可兼做指示燈。

51、自持按鈕：按鈕內(nèi)裝有自持裝置，一般為面板操作。 雙速按鈕：觸頭機(jī)構(gòu)的操作可以通過(guò)接觸器對(duì)具有2個(gè)繞組的雙速電機(jī)進(jìn)行無(wú)間歇的轉(zhuǎn)換，保證電機(jī)及其他起重機(jī)在轉(zhuǎn)速變換時(shí)的機(jī)械性能。 本設(shè)計(jì)選用兩個(gè)XB2-BW3461帶燈開(kāi)啟式按鈕。性能指標(biāo)：1 額定電流：DC24V 50mA2 操作力度:400N100N3 耐壓值：250V/一分鐘接觸電阻：最大30毫歐 絕緣電阻：最小10兆歐工作溫度：基本：-40/115 最大：-40/160操作壽命：1000,000 Cycles Min.按鍵：高級(jí)耐熱塑XB2BW3461帶燈開(kāi)啟式按鈕的具體實(shí)物圖如圖3.19所示。圖3.19 XB2-BW3461帶燈開(kāi)啟式按鈕實(shí)物圖圖3.20為XB2-BW3461帶燈開(kāi)啟式按鈕與PLC的外部連線圖。 1MCPU 224 I0.0 I0.1 M L+啟動(dòng)停止圖3.20 XB2-BW3461帶燈開(kāi)啟式按鈕與PLC的外部連線圖3.4.8指示燈的選取本設(shè)計(jì)選用AD系列指示燈，AD系列指示燈采