基于PLC的包裝碼垛機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 基于PLC的包裝碼垛機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 分校（點(diǎn)）： 青浦 年級(jí)、專業(yè)： 12秋機(jī)械電子工程 教育層次： 本科 學(xué)生姓名： 張春翔 學(xué) 號(hào)： 122100004 指導(dǎo)教師： 陳根水 完成日期： 2014年12月11日 目 錄內(nèi)容摘要和關(guān)鍵詞 IAbstract and Key words II文獻(xiàn)綜述 III一、系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 1(一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 2(二）總體方案設(shè)計(jì)4二、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 5(一）程序控制邏輯61. 自動(dòng)供袋控制邏輯 62.自動(dòng)取袋控制邏輯73.倒袋、輸送控制邏輯94.推袋、分層控制邏輯105.升降機(jī)控制邏輯116.托盤和跺盤輸送機(jī)控制

2、邏輯127.托盤倉(cāng)控制邏輯15二、系統(tǒng)硬件電路計(jì) 16參考文獻(xiàn)17附錄20致謝21內(nèi) 容 摘 要摘要1960年左右在美國(guó)出現(xiàn)了巷道式碼垛機(jī)，隨后巷道式碼垛機(jī)逐漸替代了受重量和跨度限制的橋式碼垛機(jī)。在亞洲地區(qū)日本在1967年就安裝了高層碼垛機(jī)，并且在1969年研制出全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)， 我國(guó)是在上世紀(jì)70年代初期開始研究采用巷道式碼垛機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)。目前的碼垛機(jī)技術(shù)取得了重大的發(fā)展，控制技術(shù)、定位精度、運(yùn)行速度都得到了很大程度的提高。巷道式碼垛機(jī)的起升和運(yùn)行速度都比較快分別為90m/min2與40m/min， 在有的立體倉(cāng)庫(kù)中使用巷道碼垛機(jī)進(jìn)行工作的方法主要是上下兩層同時(shí)使用，這樣能夠提高工作效率。 包

3、裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線的使用范圍比較廣泛，無(wú)論是在工業(yè)還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中都在使用。它的主要特點(diǎn)是方便用戶儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售，全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的組成部分主要包括自動(dòng)定量包裝機(jī)、自動(dòng)上袋機(jī)組、封口系統(tǒng)、倒袋機(jī)、金屬檢測(cè)機(jī)、重量檢驗(yàn)機(jī)、檢選機(jī)、噴墨打印機(jī)、碼垛機(jī)等。 在只安排少數(shù)工作人員的情況下只需要通過(guò)編程就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線工作過(guò)程的有效控制，生產(chǎn)線在工作過(guò)程中如果發(fā)生故障設(shè)備自己會(huì)通過(guò)聲光進(jìn)行報(bào)警。這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)主要包括對(duì)工作人員的要求低、運(yùn)行過(guò)程安全可靠、維修簡(jiǎn)單等。 關(guān)鍵詞：控制系統(tǒng),包裝碼垛生產(chǎn)線,可編程序控制器Abstract1960 in the American appeared tun

4、nel type stacking machine, then the tunnel type stacking machine is replaced by the bridge type stacking machine weight and the span limit. In 1967 Japan installed high-rise stacker height is 1015 meters, appeared 1969 online automatic warehouse, China is in the early 70's of the last century be

5、gan to study the use of tunnel type stacking machine for stereoscopic warehouse. Palletizing machine technology at present has made significant development, control technology, positioning accuracy, speed has been improved to a large extent. Tunnel type stacking machine lifting speed can have achiev

6、ed 90m/min, running speed of 240m/min, the method in some warehouse adopts two layers, respectively, with the roadway stacker handling operations improve storage capacity.Applicable to the petroleum chemical industry, chemical fertilizer, grain, port etc. The automatic packing and palletizing line,

7、convenient for the user to store, transport and sales, full automatic packing and palletizing production line is mainly composed of an automatic quantitative packing machine, automatic bag unit, sealing system, bag machine, metal detector, the weight inspection machine, picking machine, ink jet prin

8、ter, palletizing machines unit. Automatic control by programmable controller for the entire production line work processes in the schedule only a small staff of circumstances, the fault and the feeding of operation process is insufficient for bags, not timely, palletizing not in time, sound and ligh

9、t alarm. The device has the advantages of simple operation, reliable operation, convenient maintenance etc.Keywords: Control system;packing and palletizing production line,;programmable controller文 獻(xiàn) 綜 述 可編程控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC。自上個(gè)世紀(jì)七十年代以來(lái)由于受到計(jì)算機(jī)、集成電路發(fā)展的影響，PLC就是在這種情況下產(chǎn)生的新型工業(yè)設(shè)備控制器

10、。與傳統(tǒng)的控制設(shè)備相比它的優(yōu)點(diǎn)主要有功能強(qiáng)大、可靠性比較高、操作簡(jiǎn)單、占用空間小等，隨著生產(chǎn)的發(fā)展它目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用與各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域，并得到好評(píng)。 針對(duì)包裝碼垛生產(chǎn)線，設(shè)計(jì)了一種通過(guò)采用PLC進(jìn)行控制的全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線。它能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的全自動(dòng)化控制。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果表明，該控制系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定，實(shí)時(shí)監(jiān)控能力強(qiáng)，能滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。包裝機(jī)械在社會(huì)生產(chǎn)中的使用范圍比較廣泛，無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)中還是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中這種機(jī)械都被廣泛使用。近幾十年來(lái)在科技進(jìn)步的影響下，生產(chǎn)力發(fā)展水平也得到迅速提高，勞動(dòng)力不斷地從生產(chǎn)中被解放出來(lái)，自動(dòng)化的生產(chǎn)設(shè)備受到了廣泛歡迎。在這種情況下關(guān)于包裝生產(chǎn)線上包裝袋的搬運(yùn)問

11、題的研究受到了人類的重視。進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái)，隨著我國(guó)加工制造業(yè)的不斷發(fā)展，包裝碼垛機(jī)械在生產(chǎn)中發(fā)揮的作用日益強(qiáng)大，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響。 由于歷史和現(xiàn)實(shí)原因的影響我國(guó)的工業(yè)發(fā)展水平比較低，包裝機(jī)械的發(fā)展和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在一定的差距。解放后輕工業(yè)有了一定程度的發(fā)展，但并沒有形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈。改革開放以來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)于包裝設(shè)備的研究已經(jīng)取得了一定的成果，技術(shù)水平不斷提高產(chǎn)品的種類不斷增加，產(chǎn)量也得到了大幅度提高。目前我國(guó)的包裝機(jī)械工業(yè)得到迅速發(fā)展，在整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)重要地位。 基于PLC的包裝碼垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)目前我國(guó)的包裝設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)在實(shí)際發(fā)展

12、中還存在著許多不足之處，主要問題有專業(yè)化生產(chǎn)水平低，除沿海地區(qū)的企業(yè)進(jìn)行專業(yè)生產(chǎn)其他的大多數(shù)都是兼業(yè)生產(chǎn)。長(zhǎng)久以來(lái)包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平還比較低，只能實(shí)現(xiàn)包裝還不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的生產(chǎn)，對(duì)于勞動(dòng)力數(shù)量的要求還比較高。 鑒于各國(guó)均有類似的情況下，將PLC可編程控制設(shè)計(jì)程序應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人上，通過(guò)不斷的實(shí)踐摸索，逐漸形成了完善的包裝設(shè)備運(yùn)行體系，并在工業(yè)及生產(chǎn)運(yùn)用中不斷的完善。一、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線是一個(gè)典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。全自動(dòng)包裝重袋碼垛生產(chǎn)線的組成部分主要包括自動(dòng)稱量包裝機(jī)、全自動(dòng)上袋機(jī)、自動(dòng)縫紉封口機(jī)、重量檢測(cè)機(jī)和全自動(dòng)碼垛機(jī)等。 整條生產(chǎn)線可實(shí)現(xiàn)對(duì)散狀物料的自動(dòng)稱量、包裝、碼

13、垛作業(yè)。  應(yīng)用范圍廣，適用于各種包裝袋的堆垛需求。自動(dòng)化程度高（全自動(dòng)壓平、全自動(dòng)轉(zhuǎn)袋、全自動(dòng)分層編組）。所有包裝袋的袋口朝里，垛形美觀、牢固。較傳統(tǒng)的人工碼垛效率高，節(jié)省了人工投入?？蛇m應(yīng)多種材質(zhì)和尺寸的托盤。結(jié)構(gòu)合理，設(shè)備穩(wěn)定性高.該包裝碼垛機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)集中了PLC 、傳感器、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)等先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，碼垛速度快，垛型整齊、美觀。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。1、吸袋裝置2、供袋裝置3、取袋裝置4、橫進(jìn)裝置5、下料裝置6、吸袋7、折邊機(jī)8、縫紉機(jī)9、金屬檢測(cè)及重量檢測(cè)裝置10、轉(zhuǎn)位11、光電開關(guān)12、行程開關(guān)13、碼垛機(jī)圖1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(一) 工藝流程包裝碼垛

14、機(jī)可自動(dòng)將來(lái)自工廠的物料稱重、封口，隨后執(zhí)行設(shè)定好的PLC程序?qū)⑽锪献远汛a，使物料堆碼后利用搬運(yùn)和輸送。其工藝流程圖如圖1.2所示。圖1.2 工藝流程圖1. 稱重單元物料自儲(chǔ)料斗將物料放入包裝秤的給料裝置，如果秤斗中的物料重量達(dá)到最初設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，稱重端就會(huì)發(fā)出信號(hào)，這時(shí)給料裝置就會(huì)自動(dòng)停止加料，隨后電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號(hào)。稱重單元流程如圖1.3所示。圖1.3 稱重單元2.包裝單元包裝單元的工作流程是一旦自動(dòng)裝袋機(jī)完成上袋之后，稱重箱就會(huì)自動(dòng)打開卸料翻門把稱重箱內(nèi)的物料投入到包裝袋中之后裝袋機(jī)就會(huì)張開夾袋器，最后包裝袋經(jīng)過(guò)整形設(shè)備與立袋輸送設(shè)備的作用而進(jìn)入到自動(dòng)折邊機(jī)，當(dāng)縫口機(jī)旁邊的光

15、電開關(guān)檢測(cè)到包裝袋后，縫紉機(jī)開始工作，縫合包裝袋，包裝單元流程如圖1.4所示。圖1.4 包裝單元3. 輸送檢測(cè)單元包裝袋經(jīng)過(guò)倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測(cè)機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，合格的包裝袋則順利通過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印及輸送設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元。輸送檢測(cè)單元流程如圖1.5所示。圖1.5 輸送檢測(cè)單元4.碼垛單元轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)碼垛工藝要求將料袋依次按PLC內(nèi)設(shè)定好的碼放形狀循環(huán)做轉(zhuǎn)位處理，最后由碼垛機(jī)將包裝袋堆碼到托盤上，一垛的層數(shù)由事先設(shè)定的數(shù)值決定。當(dāng)碼垛盤碼滿時(shí)，輸送系統(tǒng)將碼垛盤輸送至指定地點(diǎn)，等待下一步輸送過(guò)程。碼垛單元流程如圖1.6所示。圖1.6 碼垛單元（二) 總體方案設(shè)計(jì)包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)

16、線的組成部分主要包括動(dòng)力系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)控制、傳感器技術(shù)與執(zhí)行元器件等。其中生產(chǎn)線是由包裝與碼垛構(gòu)成的，這兩部分所包含的機(jī)械設(shè)備主要有自動(dòng)定量包裝機(jī)、自動(dòng)上袋機(jī)、封口機(jī)、倒袋機(jī)、金屬檢測(cè)機(jī)、重量檢驗(yàn)機(jī)、揀選機(jī)、碼垛機(jī)等。通過(guò)PLC可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的自動(dòng)控制，如果生產(chǎn)線在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生故障系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)報(bào)警。PLC控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，所以整個(gè)控制系統(tǒng)必須具有可靠性高、能力強(qiáng)的特點(diǎn)，這樣才能對(duì)生產(chǎn)線的平穩(wěn)運(yùn)行提供保障。 工作原理框圖如圖1.7所示。圖1.7 原理框圖二、 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一 編程軟件概述S7-200可編程控制器使用STEP7-Micro/WIN32編

17、程軟件進(jìn)行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，具有功能強(qiáng)大的特點(diǎn)，它的主要作用是用來(lái)開發(fā)程序同時(shí)也可以對(duì)程序的運(yùn)行進(jìn)行有效監(jiān)督。 加上漢化后的程序，可在全漢化的界面下進(jìn)行操作。STEP7-Micro/WIN32的基本功能是協(xié)助用戶完成開發(fā)應(yīng)用軟件的任務(wù)，例如創(chuàng)建用戶程序、修改和編譯原有的用戶程序，在對(duì)程序進(jìn)行編輯過(guò)程中編輯器能夠自動(dòng)檢查程序的語(yǔ)法是否有誤。另外，它的功能還包括對(duì)程序文檔進(jìn)行加密管理。對(duì)于PLC的工作方式、參數(shù)與運(yùn)行監(jiān)控，也可以通過(guò)這種軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 二 程序控制邏輯包裝碼垛自動(dòng)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)可分為供袋、取袋、裝袋、折邊和封口、倒袋和輸送

18、、金屬檢測(cè)和重量檢測(cè)部分、轉(zhuǎn)位和編組控制部分、推袋和分層部分、升降機(jī)控制部分、托盤和垛盤輸送機(jī)控制部分、托盤倉(cāng)控制部分，之間通過(guò)聯(lián)鎖來(lái)進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的控制。(一)自動(dòng)供袋控制邏輯自動(dòng)供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成。程序開始執(zhí)行時(shí)，垂直氣缸下降同時(shí)吸袋真空裝置接通開始運(yùn)行，系統(tǒng)開始檢測(cè)吸袋真空裝置的真空值是否達(dá)到設(shè)定的限度，如達(dá)到則吸盤開始吸住包裝袋。吸住后吸袋氣缸開始緩慢上升直到達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定的上限，如果沒到設(shè)定的值則繼續(xù)吸起袋子。當(dāng)吸袋氣缸完成運(yùn)動(dòng)后。傾斜氣缸開始運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備將袋子送入供袋輥?zhàn)樱谶@過(guò)程中傾斜氣缸會(huì)檢測(cè)袋子是否達(dá)到傾斜限位，如果未達(dá)到則繼續(xù)運(yùn)行吸袋動(dòng)作

19、。當(dāng)上述運(yùn)動(dòng)都完成時(shí)各氣缸復(fù)位吸盤斷真空，所有動(dòng)作將等待再次運(yùn)行。自動(dòng)供袋控制流程圖如圖2.1所示。圖2.1 自動(dòng)供袋控制流程圖(二) 自動(dòng)取袋控制邏輯自動(dòng)取袋裝置運(yùn)行時(shí)，袋子就會(huì)被放在斜托板上面，這個(gè)時(shí)候橫進(jìn)裝置就會(huì)自動(dòng)到達(dá)生產(chǎn)線上相應(yīng)的位置，觸發(fā)磕頭裝置傾斜，是通過(guò)控制限位開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 同時(shí)觸發(fā)真空電磁閥，實(shí)現(xiàn)真空吸袋，延時(shí)后，吸住袋并磕頭裝置立起，斜托板上升回到原來(lái)位置，完成整個(gè)取袋動(dòng)作。自動(dòng)取袋控制流程圖如圖2.2所示。圖2.2 自動(dòng)取袋控制流程圖(三) 自動(dòng)裝袋控制邏輯在送袋、開袋、裝料裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先開袋、抱板和大夾子都位于張開的位置，橫進(jìn)裝置逐漸的向包裝線取袋的位置移動(dòng)，到

20、達(dá)預(yù)定位置之后抱板和大夾子就會(huì)閉合。在橫進(jìn)裝置向包裝線裝袋位置移動(dòng)過(guò)程中是通過(guò)限位開關(guān)來(lái)進(jìn)行控制的，在夾輥氣缸工作的時(shí)候觸發(fā)抱板和大夾子會(huì)把裝滿料的袋子運(yùn)送到輸送帶上來(lái)完成夾送動(dòng)作。上述動(dòng)作完成之后卸料門打開開始進(jìn)行裝袋，之后卸料定時(shí)器開始工作，并且設(shè)定各個(gè)工作的具體時(shí)間，在完成工作的三分之二的時(shí)候拍打扮就會(huì)進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)，把貨物拍打結(jié)實(shí)。到達(dá)系統(tǒng)設(shè)定的時(shí)間之后，放料們就會(huì)關(guān)閉，自動(dòng)裝料工作結(jié)束。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)這個(gè)動(dòng)作過(guò)程反復(fù)重復(fù)。自動(dòng)裝袋流程圖如圖2.3所示。圖2.3 自動(dòng)裝袋控制流程圖(四) 折邊、封口控制邏輯碼垛機(jī)橫進(jìn)裝置在開始工作時(shí)會(huì)主動(dòng)移動(dòng)到自動(dòng)裝料的位置，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行減速到達(dá)原先設(shè)

21、定的位置上，這時(shí)送料程序開始準(zhǔn)備工作首先抱板和夾子加緊縮口夾子就會(huì)自動(dòng)張開。 在送袋、開袋、裝料裝置進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，首先開袋、抱板和大夾子都位于張開的位置，橫進(jìn)裝置逐漸的向包裝線取袋的位置移動(dòng)，到達(dá)預(yù)定位置之后抱板和大夾子就會(huì)閉合。在橫進(jìn)裝置向包裝線裝袋位置移動(dòng)過(guò)程中是通過(guò)限位開關(guān)來(lái)進(jìn)行控制的，在夾輥氣缸工作的時(shí)候觸發(fā)抱板和大夾子會(huì)把裝滿料的袋子運(yùn)送到輸送帶上來(lái)完成夾送動(dòng)作。之后卸料門打開,裝袋工作開始進(jìn)行。 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)這個(gè)動(dòng)作會(huì)反復(fù)進(jìn)行。圖2.4就是折邊縫口的工作流程圖。 圖2.4 折邊、封口控制流程圖（五)倒袋、輸送控制邏輯料袋是通過(guò)縫口機(jī)到達(dá)倒袋輸送機(jī)的，如果光電開關(guān)掃描到料袋之后，倒袋氣缸

22、就會(huì)自動(dòng)把料袋放倒，這時(shí)料袋就會(huì)隨傳送帶到達(dá)整形區(qū)域， 此時(shí)倒帶氣缸復(fù)位并等待下一個(gè)料袋，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)這個(gè)動(dòng)作過(guò)程反復(fù)重復(fù)。倒袋、輸送流程圖如圖2.5所示。圖2.5 倒袋、輸送控制流程圖（六) 金屬檢測(cè)、重量檢測(cè)控制邏輯料袋通過(guò)倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測(cè)機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，自動(dòng)撿選機(jī)自動(dòng)剔除檢驗(yàn)不合格的料袋，經(jīng)過(guò)自動(dòng)撿選機(jī)選擇之后合格的料袋經(jīng)過(guò)后續(xù)的處理就成為了合格的產(chǎn)品，之后就會(huì)被運(yùn)送到碼垛區(qū)域進(jìn)行儲(chǔ)存。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)這個(gè)動(dòng)作過(guò)程反復(fù)重復(fù)。金屬檢測(cè)、重量檢測(cè)流程圖如圖2.6所示。圖2.6 金屬檢測(cè)、重量檢測(cè)控制流程圖（七) 轉(zhuǎn)位、編組控制邏輯轉(zhuǎn)位輸送機(jī)的組成主要包括輸送機(jī)、料袋轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)兩部分。它的主要任務(wù)

23、是把料袋按照預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行運(yùn)送與轉(zhuǎn)位，為下一步工作做準(zhǔn)備。轉(zhuǎn)位輸送機(jī)的工作主要是通過(guò)光電信號(hào)進(jìn)行控制的，最終實(shí)現(xiàn)料袋的轉(zhuǎn)位，轉(zhuǎn)位工作完成之后必須要保證垛形的美觀與整齊。在料袋轉(zhuǎn)位到轉(zhuǎn)板下面時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)發(fā)出信號(hào)，轉(zhuǎn)位機(jī)就會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)定的指令進(jìn)行工作，把料帶轉(zhuǎn)位到預(yù)定的角度。然后進(jìn)行下一步的工作。 編組機(jī)在進(jìn)行工作時(shí)必須要滿足貨物具體的擺放要求。料袋完成轉(zhuǎn)位之后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行下一步的工作，直到料袋的擺放達(dá)到預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)。 轉(zhuǎn)位、編組流程圖如圖2.7所示。圖2.7 轉(zhuǎn)位、編組控制邏輯流程圖（八)推袋、分層控制邏輯在推袋、分層裝置開始工作時(shí)，編組機(jī)的信號(hào)處于滿格狀態(tài)就會(huì)完成推袋任務(wù)。然后，料袋被送到

24、分層機(jī)上進(jìn)行整形同時(shí)壓袋機(jī)把袋向下壓。如果托盤位于分層碼垛機(jī)的位置上，分層級(jí)就會(huì)自動(dòng)打開，升降機(jī)做下降運(yùn)動(dòng)。壓袋機(jī)到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)，升降機(jī)就會(huì)停止下降。如果分層機(jī)處于閉合狀態(tài)說(shuō)明分層機(jī)內(nèi)沒有料袋，壓袋機(jī)處于初始位置。 推袋、分層流程圖如圖2.8所示。圖2.8 推袋、分層控制流程圖(九) 升降機(jī)控制邏輯升降機(jī)的組成部分主要包括升降臺(tái)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、配重體三部分。升降機(jī)的主要作用是控制系統(tǒng)進(jìn)行工作，并根據(jù)分層機(jī)的計(jì)數(shù)結(jié)果來(lái)確定是否進(jìn)行排垛操作，最終完成升降機(jī)的任務(wù)。剪叉式升降機(jī)進(jìn)行工作時(shí)主要依靠剪刀式支撐架來(lái)完成相關(guān)的操作，它的動(dòng)力來(lái)源主要是根據(jù)油缸的前后移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)剪刀的工作。 升降機(jī)控制流程圖如圖2

25、.9所示。圖2.9 升降機(jī)控制流程圖(十)托盤和垛盤輸送機(jī)控制邏輯在托盤倉(cāng)控制系統(tǒng)進(jìn)行工作的時(shí)候，如果托盤倉(cāng)中沒有物料設(shè)備就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警。托盤倉(cāng)在工作時(shí)先要移動(dòng)一段距離才能打開托盤叉，然后繼續(xù)進(jìn)行移動(dòng)直到預(yù)定位置，限位開關(guān)閉合之后運(yùn)動(dòng)停止。 等到托盤倉(cāng)下降時(shí),降到托盤倉(cāng)中位時(shí),托盤叉合上,托盤倉(cāng)繼續(xù)下降,直至到達(dá)底部，底部限位開關(guān)閉合，停止運(yùn)動(dòng)。托盤、垛盤輸送流程圖如圖2.10所示。圖2.10 托盤、垛盤輸送機(jī)控制流程圖(十一)托盤倉(cāng)控制邏輯如果托盤倉(cāng)中沒有物料，系統(tǒng)將發(fā)出警報(bào)。托盤倉(cāng)側(cè)面安裝的操作閘可隨時(shí)啟動(dòng)升降動(dòng)作。托盤倉(cāng)在進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果運(yùn)動(dòng)到預(yù)定的位置時(shí)托盤叉會(huì)自動(dòng)打開，然后托盤

26、倉(cāng)繼續(xù)進(jìn)行上升運(yùn)動(dòng)直到頂部。托盤倉(cāng)進(jìn)行下降運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，運(yùn)動(dòng)到托盤倉(cāng)中間位置時(shí)托盤叉會(huì)自動(dòng)合上，之后托盤倉(cāng)繼續(xù)運(yùn)動(dòng)直到最底部。在這種情況下就可以把 空托盤放在設(shè)定的位置上。 托盤倉(cāng)控制流程圖如圖2.11所示。圖2.11 托盤倉(cāng)控制流程圖3、 控制系統(tǒng)常見問題(（一）、機(jī)械故障顧名思義，設(shè)備硬件壞了，需要機(jī)械工維修或者換部件。如何判斷：打開PLC程序，在上位啟動(dòng)命令發(fā)出的情況下，先確定指令是否在PLC端已輸出，一般PLC模塊有相應(yīng)通道指示燈會(huì)亮，再用萬(wàn)用表量現(xiàn)場(chǎng)是否有電送過(guò)去，直到確認(rèn)完電已送到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，設(shè)備還沒動(dòng)作，那么基本可以確定是設(shè)備的問題，找機(jī)械工修設(shè)備即可。（二）、線路故障即一次或二次線

27、路開路或短路。如何判斷：同上（打開PLC程序，在上位啟動(dòng)命令發(fā)出的情況下，先確定指令是否在PLC端已輸出，一般PLC模塊有相應(yīng)通道指示燈會(huì)亮）再用萬(wàn)用表量現(xiàn)場(chǎng)是否有電送過(guò)去，如果沒有電送過(guò)去，就要結(jié)合一次供電圖和二次設(shè)備控制原理圖進(jìn)行查線，此處要充分消化圖紙。（三）、PLC輸出模塊故障同上（打開PLC程序，在上位啟動(dòng)命令發(fā)出的情況下，先確定指令是否在PLC端已輸出），一般PLC模塊有相應(yīng)通道指示燈會(huì)亮，如果指示燈不亮，此模塊該通道壞了或者此模塊壞了，可以先換個(gè)通道確認(rèn)一下。（四）、PLC通訊故障即PLC的CPU和遠(yuǎn)程站間的通訊不穩(wěn)定或者斷路。一般PLC通訊模塊壞了或者通訊錯(cuò)誤都會(huì)在模塊上有指示

28、燈顯示，可以參考各家PLC廠家相關(guān)說(shuō)明書來(lái)確定故障。如果PLC通訊模塊沒壞，基本上多一半的問題都是通訊頭的問題，可以把相關(guān)的通訊頭重新做一下，另外要盡可能通訊線纜跟動(dòng)力線纜分開，通訊網(wǎng)絡(luò)距離較長(zhǎng)最好使用光纖，如果沒有做光纖的設(shè)計(jì)，終端電阻和有源終端等該加的還是要加的。（五）、PLC內(nèi)部邏輯錯(cuò)誤同上打開PLC程序，在上位啟動(dòng)命令發(fā)出的情況下，先確定指令是否在PLC端已輸出，如無(wú)輸出，即為PLC編程邏輯有錯(cuò)或有一些條件沒達(dá)到，可在線分析下。四、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)一、 PLC的簡(jiǎn)介可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller，PLC)，它的定義是可編程的存儲(chǔ)器，主要作用

29、是用來(lái)儲(chǔ)存程序，并且含有各種滿足用戶操作的指令，能夠采用數(shù)字或者模擬式來(lái)進(jìn)行程序的 輸入和輸出，通過(guò)這種方式來(lái)控制生產(chǎn)運(yùn)行。在整個(gè)加工過(guò)程中PLC的作用就類似于人的大腦，運(yùn)行的程序就類似于人類所掌握的技能。工作的機(jī)器和人的身體類似，主要用來(lái)完成各項(xiàng)指令。 電，氣，液等就相當(dāng)于人的肌肉與神經(jīng)，PLC發(fā)出指令，通過(guò)電，氣，液等將能量傳給機(jī)器，機(jī)器就執(zhí)行。電控系統(tǒng)的核心部分包括可編程PLC、檢測(cè)元件、操作面板、控制元件和執(zhí)行元件，其中檢測(cè)元件主要以各類傳感器為主，操作面板是由各種開關(guān)按鈕組成，控制元件主要是各種連接電器組成。 二、 PLC的主要特點(diǎn)（一）、 體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便。PLC的

30、輸入/輸出端子能夠直接地反映現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、同信狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，極大地方便了維護(hù)人員查找故障，縮短了對(duì)系統(tǒng)的維護(hù)時(shí)間。（二）、使用時(shí)操作比較簡(jiǎn)單，對(duì)操作者在計(jì)算機(jī)方面的知識(shí)沒有要求，操作者只需要畫出簡(jiǎn)單的梯形圖、邏輯圖就可以進(jìn)行編程操作，另外它還具有開發(fā)周期短，調(diào)試簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。 （三）、PLC設(shè)備在進(jìn)行安裝和維修時(shí)比較簡(jiǎn)單。PLC設(shè)備對(duì)于工作環(huán)境沒有太高的要求，在一般的生產(chǎn)環(huán)境中都可以使用，在使用時(shí)只需要把設(shè)備進(jìn)行連接進(jìn)行編程就可以工作。另外在PLC設(shè)備上都有明確的指示裝置，方便設(shè)備運(yùn)行時(shí)發(fā)生故障能夠快速的解決保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行。 （四）、PLC設(shè)

31、備在工作時(shí)不易受到外界的干擾，工作穩(wěn)定穩(wěn)定性要高于同類設(shè)備。它的抗干擾能力強(qiáng)主要是因?yàn)樵O(shè)備具有隔離與濾波的功能。 供應(yīng)商通常會(huì)提供抗干擾的配件，使PLC運(yùn)行的穩(wěn)定性大大提高的同時(shí)不影響系統(tǒng)運(yùn)行的效率 （五）、對(duì)于工作環(huán)境沒有太高的要求。PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。 （六）、操作簡(jiǎn)單，學(xué)習(xí)速度快。PLC主要在工礦企業(yè)的生產(chǎn)中進(jìn)行使用，對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作時(shí)比較簡(jiǎn)單。 （七）、與電腦相比在數(shù)據(jù)運(yùn)算速度和數(shù)據(jù)處理量來(lái)說(shuō)還是偏小。 （八）、偏向于邏輯運(yùn)算控制，對(duì)模擬和離散量控制還在不斷增強(qiáng)中。 （九）、編程軟件紛繁多樣，各個(gè)廠家彼此之間軟件不

32、兼容。 （十）、程序有固定的先后上下順序掃描模式，由于掃描周期影響，限定其在高精度時(shí)間控制中有一定的局限性。二、PLC的選型我們的設(shè)計(jì)選擇了Siemens的模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7-200，它的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。它的優(yōu)點(diǎn)主要包括進(jìn)行分布時(shí)比較簡(jiǎn)單，可以非常輕松的為操作者提供各種規(guī)模不同的經(jīng)濟(jì)方案。另外，該型號(hào)的PLC系統(tǒng)還包括多種性能遞補(bǔ)的CPU與I/O擴(kuò)展模塊，其中I/O擴(kuò)展模塊的功能多并且比較方便，這樣用戶在使用工作中就可以根據(jù)實(shí)際的工作需要來(lái)選擇相應(yīng)的模塊。 CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能控制PLC有條不紊的進(jìn)行工作。CPU的組成部分主要包括運(yùn)算器、控制器、寄存器

33、和對(duì)它們進(jìn)行連接的數(shù)據(jù)線等，除此之外CPU的組成單元還包括芯片、總線接口和與它有關(guān)系的電路等。內(nèi)存是PLC的重要組成部分，它主要作用是用來(lái)儲(chǔ)存程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)。對(duì)于S7-200系列PLC來(lái)說(shuō)，它能夠提供5種不一樣的基本單元與規(guī)格各異的擴(kuò)展單元。 結(jié)束語(yǔ)PLC全自動(dòng)包裝碼垛機(jī)故障率極低，且無(wú)需過(guò)多的人員在現(xiàn)場(chǎng)工作。目前國(guó)際上PLC技術(shù)日趨完善，在面對(duì)各種復(fù)雜問題的時(shí)候能夠在技術(shù)上給予最大化的幫助是目前PLC發(fā)展的一個(gè)恒定趨勢(shì)，我國(guó)在這方面還稍顯落后。PLC編程技術(shù)現(xiàn)在在我國(guó)生產(chǎn)領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的使用，這種技術(shù)現(xiàn)在主要的使用場(chǎng)合是機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造電氣控制領(lǐng)域，PLC編程技術(shù)在其他行業(yè)也開始得到

34、推廣使用。隨著科技的不斷進(jìn)步現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平也在不斷提高，同時(shí)對(duì)于從業(yè)人員的技術(shù)水平要求也在不斷提高，掌握plc操作技術(shù)已經(jīng)成為對(duì)這個(gè)行業(yè)員工的基本要求。為了在將來(lái)的PLC應(yīng)用市場(chǎng)上占有更大的發(fā)展空間，我國(guó)的許多工科院校越來(lái)越重視對(duì)PLC應(yīng)用的教育及研究，許多工科院校都對(duì)PLC編程有了相當(dāng)深入的研究及豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這使得對(duì)于PLC未來(lái)的市場(chǎng)前景越來(lái)越寬廣。參考文獻(xiàn)1 畢勝.國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀J.機(jī)械工程師，2008(7)：5-7.2 梅江平.高速包裝機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用J.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用，2007(5)：18-20. 3 MAHALIK Nitaigour P.Processing and Packaging Automat