顆粒包裝機的PLC控制設(shè)計

1、畢 業(yè) 設(shè) 計設(shè)計（論文）題目： 顆粒包裝機的PLC控制設(shè)計姓 名： 專 業(yè)： 機電一體化工程指導(dǎo)教師： 2009年 9 月 12 日摘 要由于傳統(tǒng)繼電器控制的顆粒料包裝機工作時存在電路復(fù)雜、可靠性差、故障診斷與排除困難等缺點，提出了用PLC對包裝機控制系統(tǒng)進行設(shè)計?？删幊炭刂破?PLC)作為控制系統(tǒng)的核心裝置，功能強大、性能穩(wěn)定可靠。在現(xiàn)代工業(yè)自動化生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。本課題開發(fā)的高速全自動顆粒包裝機控制系統(tǒng)為背景，理論與實踐相結(jié)合，詳細闡述了集PLC技術(shù)，光電感應(yīng)技術(shù)，通信技術(shù)于一體的先進控制技術(shù)在該包裝機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。 通過對小型全自動顆粒料包裝機工藝過程的分析 ，克服了傳統(tǒng)小型

2、包裝機傳動方案的缺陷 ，提出了PLC控制的柔性化包裝機的構(gòu)想。設(shè)計工作的任務(wù)包括包裝機構(gòu)和運動分析，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，以及各個電氣元器件的選擇與安裝，最終給出了PLC控制包裝機系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計，其中包括PLC選型、I/O地址分配、I/O端子接線、程序設(shè)計和控制原理。經(jīng)過我們的努力，顆粒料包裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)完成。并且經(jīng)過了嚴格的測試，在實驗室的模擬運行中，取得了良好的控制效果。通過程序優(yōu)化，及并行化處理，較好地實現(xiàn)了廠方提出的控制要求。關(guān)鍵詞：顆粒料包裝機，PLC，GX DeveloperABSTRACTBecause of traditio

3、nal relay control of Packing Machine for Granular Material, here are lots of disadvantages which include device complexity, 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 fi

4、eld.This thesis takes the control system of the high-speed full-automatic packing machine that was developed 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 t

5、he describing of the basic operation of small automatic packager, and overcome 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 machines structure and the movement, pro

6、tracting the electric schematic diagram, writing the PLC programming and the choosing and fixing the electrics 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, dis

7、tributing 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 com

8、pany put forward. This control system is well running in the lab.Keywords: Packing machine for granular material, PLC, GX Developer目 錄第一章 前言1 1. 可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀1 2. PLC 的發(fā)展趨勢1 3. PLC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 3 3.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較 3 3.2 PLC與單片機控制系統(tǒng)的比較 3 4. PLC在包裝機械上應(yīng)用的可能性和前景 4 5. 顆粒包裝機產(chǎn)生的背景與意義 5 6. 設(shè)計的主體內(nèi)容5第二章 顆粒料包裝機控制

9、系統(tǒng)的設(shè)計6 1. 顆粒料包裝機生產(chǎn)概述6 2. 顆粒料包裝機速度影響和提高7 3. 系統(tǒng)的運行方式7 4. 可編程控制方案的設(shè)計8 5. 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計8 5.1總體結(jié)構(gòu)關(guān)系 8 5.2 PLC主要器件的選擇 8 第三章 包裝機設(shè)計的計算與電氣器件的選擇11 1. 各機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計11 1.1 給料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 11 1.2 紙供送機構(gòu)設(shè)計 12 1.3 下料裝置機構(gòu)設(shè)計13 1.4 壓紙切紙機構(gòu)設(shè)計14 1.5 封口機構(gòu)設(shè)計152. 主要電氣元器件的選擇17 2.1 真空發(fā)生裝置選型17 2.2 傳感器的選型17 2.3 電磁閥選型18 2.4 空氣壓縮機選型18第四章 系統(tǒng)的編程和設(shè)

10、計 201. PLC的概述 20 1.1 PLC的一般結(jié)構(gòu)與基本原理 202. PLC的軟件設(shè)計 21 2.1 GX Developer開發(fā)工具的特點21 2.2 PLC程序的總體結(jié)構(gòu)223. 包裝機的PLC程序設(shè)計23 3.1 PLC程序總體設(shè)計23 3.2 PLC程序的優(yōu)化設(shè)計 25結(jié)論30致謝 32參考文獻 33第一章 前言1. 可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。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，它主要用來代替

11、繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能己經(jīng)大大的超過了邏輯控制的范圍。因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時推動了先進制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展。現(xiàn)代PLC已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。最初，PLC主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機械的控制上。70年代初，日本的OMRON也推出了他們的PLC。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。70年代中期，美

12、國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型PLC。由于PLC是為工業(yè)控制所生產(chǎn)的通用性很強，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，所以具有極好的抗干擾性能；并且他的使用和維護都極為方便，實現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機械制造業(yè)深受歡迎。2.PLC的發(fā)展趨勢隨著計算機科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動化愈來愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。今后，PLC將主要朝著以下兩個方向發(fā)展：一個是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展；另一個是向高速多功能和分布式自動化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展?？偟内厔萑缦拢海?）可編程控制技術(shù)的標準化在工業(yè)自動化產(chǎn)品繁花似錦的今天，各生產(chǎn)廠商

13、既互相競爭又互相合作。一種自動化產(chǎn)品的競爭力除表現(xiàn)在其技術(shù)上的個性外，更重要的還在于其滿足國際標準化的程度和水平。標準化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各個廠家產(chǎn)品的互相兼容。出廠檢驗時各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標準作依據(jù)。按照這些標準，各種型號的PLC產(chǎn)品對工業(yè)應(yīng)用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。但這些標準目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品，而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性，為了使各廠家的產(chǎn)品有一個共同的參考平面，制定了國際標準。（2）CPU處理速度進一步加快目前PLC的CPU與微型計算機的CPU相比，還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在80486一級。將來會全部使用64位RI

14、SC芯片，實現(xiàn)多CPU并行處理或分時處理或分任務(wù)處理，實現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。這樣PLC執(zhí)行指令的速度將達到納秒級。（3）系統(tǒng)的開放性和兼容性開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。一方面是某一產(chǎn)品和第三家同類產(chǎn)品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺對使用者有多大的開放程度。當(dāng)今可編程控制產(chǎn)品種類繁多，加上自動化項目越來越大，致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中，都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題；另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開放性的特點。（4）通用性

15、和專業(yè)化的結(jié)合 可編程控制產(chǎn)品是通用的。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點。怎樣才能使一個系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化呢？硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。這樣，適合于某個行業(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。常用的專用模塊包括：定位模塊、溫度測量模塊、高速采樣模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。（5）可靠性進一步提高隨著PLC進入過程控制的領(lǐng)域，對PLC可靠性的要求進一步提高。硬件冗余的容錯技術(shù)將進一步得到應(yīng)用，不僅會有CPU單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、I/O單元冗余、而且整個系統(tǒng)都會實現(xiàn)冗余。但從根本上來講，系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度。要保證整個系統(tǒng)的

16、可靠運行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。MTBF(平均無故障時間)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標?？v觀各著名廠商，其PLC產(chǎn)品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。 (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將廣泛采用計算機信息處理技術(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。根據(jù)上述，總結(jié)一下結(jié)論：1.工控機、計算機集散控制系統(tǒng)及PLC正在走著一條相互融合的道路。2.智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控制思想。3.系統(tǒng)的智能性將越來越重要，因此系統(tǒng)的分析運算能力將越來越強。4.基于標準化的開放性和兼容性是

17、衡量系統(tǒng)質(zhì)量的重要判據(jù)。5.通用性、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征。3. PLC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備及自動化項目中，我們會遇到大量的開關(guān)量、脈沖量及模擬量等控制裝置。傳統(tǒng)的工業(yè)自動控制主要是由繼電器或分離的電子線路來實現(xiàn)的。這種控制方式雖然造價便宜，但卻存在許多致命的弱點：只適用于簡單的邏輯控制，僅適用某種控制項目，缺乏通用性，一旦要實現(xiàn)改動或者優(yōu)化，只能通過硬件的重新組合來實現(xiàn)。目前，工業(yè)界比較有代表性的控制方式主要有以下幾個類別：繼電器控制系統(tǒng)，單片機控制系統(tǒng)，集散型控制系統(tǒng)等系統(tǒng)。3.1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較繼電器控制是采用硬接線邏輯，利用繼電器觸點的

18、串、并聯(lián)及時間繼電器的延遲動作來組成控制邏輯，其缺點是一個系統(tǒng)一旦確定就很難輕易再改動。如果要在現(xiàn)場做一些更改和擴展更是難以實行。而PLC是利用其內(nèi)部的存儲器以數(shù)據(jù)形式將控制邏輯存儲起來的，所以只要改變PLC內(nèi)存儲器的內(nèi)容，也就可以實現(xiàn)更改控制邏輯的目的。從可靠性和可維護性方面來看，繼電器控制邏輯由于使用了大量的機械觸點，連接線也多，觸點開閉時產(chǎn)生的電弧會使觸點損壞，動作時的機械振動還可能使第一章緒論接線松動，所以可靠性和可維護性都較差。而PLC則采用了無觸點的電子電路來替代繼電器觸點，確切地說是用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)來代替觸點，因此不存在上述缺點。而且體積小、功耗小、壽命長、可靠性高、還具有監(jiān)控功

19、能和自檢功能，使程序的運行過程成為透明。PLC一般還具有步進控制指令，可以進行步進控制，而繼電器邏輯就比較困難。繼電器邏輯只能對開關(guān)量進行控制。而PLC除了具有開關(guān)量控制功能外，有些功能較全的 PLC還具有A/D， D/A轉(zhuǎn)換裝置，可以用來對模擬量進行控制。3.2 PLC與單片機控制系統(tǒng)比較雖然單片機的配置較微機系統(tǒng)簡單，成本也較易接受，但它仍然不是為工業(yè)控制而設(shè)計的。同樣存在著編程難、不易掌握、需要做大量的接口工作，可靠性仍較差，成本高等缺點。單片機與PLC的比較：單片機可以專為工業(yè)控制而設(shè)計。因此，它具有較好的環(huán)境適應(yīng)性。事實上，現(xiàn)代PLC的核心就是單片微處理器。用單片機作控制部件在成本方

20、面具有優(yōu)勢。雖然PLC也有必不可少的軟件開發(fā)過程，但兩者所用的語言差別很大，單片機主要使用匯編語言開發(fā)軟件。而PLC用專用的指令系統(tǒng)來編程的，前者復(fù)雜而易出錯，開發(fā)周期長。后者簡便易學(xué)，現(xiàn)場就可以開發(fā)調(diào)試。單片機控制系統(tǒng)僅適用于較簡單的自動化項目。其通用性、兼容性和擴展性都相當(dāng)差。4.PLC在包裝機械上應(yīng)用的可能性和前景包裝機械的最大特點是動作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。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)部的輔助繼電器進行編程后來取代。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在

21、PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費額外的費用來實現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。一般的PLC都有上百點內(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進行編程。事實上PLC用于這種場合是最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟性，并且它的其運行速度及可靠性和壽命遠遠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。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點:1)更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動；2)程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易；3)電氣硬件設(shè)計大大簡化；4)由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其它功能，可以實現(xiàn)繼電器無法實現(xiàn)的控制功能

22、，實現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機構(gòu)簡化；5)可靠性高；6)成本相對于繼電控制而言稍高，但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加，成本急驟上升，而PLC控制幾乎保持不變，這一點對于復(fù)雜的控制來講具有無可比擬的優(yōu)越性；7)具有擴展單元或擴展模塊，當(dāng)需要較多I/O時可以方便地擴展。因此，國外在注塑機、各種包裝機上已經(jīng)大量地采用了PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。我國包裝機械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。如果能用PLC來取代的話，則可以簡化機械結(jié)構(gòu)，機械和電氣設(shè)計都可以得到簡化。更重要的是可以使原來無法實現(xiàn)的某些功能得以實現(xiàn)，使機器在某種程度上實現(xiàn)智能化。通過

23、對各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用PLC控制系統(tǒng)。5.顆粒包裝機產(chǎn)生的背景及意義隨著我國食品工業(yè)、包裝工業(yè)和農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，我國的包裝食品機械行業(yè)取得了世人矚目的發(fā)展，產(chǎn)品品種的數(shù)量不斷增加，使包裝和食品機械行業(yè)成為直接為提高人民生活質(zhì)量服務(wù)，為包裝工業(yè)和食品工業(yè)服務(wù)，為農(nóng)業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工業(yè)服務(wù)的新興行業(yè)，成為我國機械工業(yè)十大產(chǎn)業(yè)之一。而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。隨著人們生活水平的提高對顆粒料物品需求也越來越大，而顆粒料物品的包裝在某些行業(yè)上還僅僅停留在手工上。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)

24、、經(jīng)濟的新型包裝機是市場的迫切需求。顆粒料包裝機是一種用途十分廣泛的機械設(shè)備，它的研制成功可以提高勞動生產(chǎn)率，促進國內(nèi)化工、糧食等產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線的自動化，因此，顆粒料包裝機具有很強的實用價值。我國包裝機械工業(yè)是改革開放以后發(fā)展起來的，由于起步較晚，大部分設(shè)備都是通過引進設(shè)備消化吸收研制出來的。為了提高顆粒料物品包裝的效率，研究和設(shè)計顆粒料包裝機已迫在眉睫。6.設(shè)計的主體內(nèi)容1）顆粒料包裝機各動作控制工藝的研究。了解顆粒料包裝機的工作過程及工藝要求?？偨Y(jié)各機構(gòu)的動作順序，將其用流程圖的形式表示出來，為實現(xiàn)高速全自動運動控制做準備。2）可編程控制器部分的設(shè)計，包括控制方案的選取與設(shè)計、I/0接口信號的

25、確定、模塊的選擇，控制程序的設(shè)計與調(diào)試。第二章 顆粒料包裝機控制系統(tǒng)的設(shè)計1.顆粒料包裝機生產(chǎn)概述顆粒料包裝機主要功能是將顆粒料物品以一定的速率包裝成為蝌蚪狀。被包裝的顆粒直徑最大為4mm，平均為3mm，且被包裝的顆粒的硬度大。顆粒料包裝機的簡單工藝流程為：送紙壓紙切紙下料填充封口。具體的工作過程如下：包裝紙以卷筒的形狀放在原料架上，當(dāng)開始動作時，送紙電磁閥控制送紙，短氣缸運動。完成一段小的空行程。分料電磁閥控制顆粒箱轉(zhuǎn)動進行分料動作。同時抽真空電磁閥通電，直到關(guān)機抽真空電磁閥才斷電。送料架運動一段位移以后，當(dāng)碰到傳感器時，壓紙電磁閥和送紙架上抽真空電磁閥得電，壓紙電磁閥控制送紙架上的氣缸使之

26、將紙壓緊，為送紙架托著紙帶做準備。送紙架上抽真空電磁閥控制送紙架前端的抽氣管使紙的前端緊貼在送紙架上。這樣前吸后夾地將紙帶往前送，此時顆粒箱仍然順（逆）時鐘轉(zhuǎn)動，送紙架繼續(xù)往前運動，碰到傳感器時壓紙電磁閥和送紙架上抽真空電磁閥斷開，同時抽真空電磁閥得電，使紙帶吸緊在切紙板上，使之不會隨送紙架的返回而折疊。送紙架返回碰到傳感器時送紙二電磁閥失電，送紙動作結(jié)束。送紙架返回碰到傳感器時裁紙壓紙電磁閥通電，氣缸作用，切紙板往下運動，海綿墊板壓緊紙帶然后在刀片的作用下將紙帶裁成邊長為50mm28mm、夾角為65度的菱型紙片。當(dāng)切紙板往下運動碰到傳感器時，切紙板返向運動，碰到切紙板上位傳感器時，切紙電磁閥

27、斷電切紙運動結(jié)束。當(dāng)切紙板上位傳感器采集到信號時，插紙電磁閥得電氣缸動作使插紙桿向下運動，進行插紙下料動作，插紙下料運動由兩個氣缸為其提供動力，插紙長氣缸下降（插紙一）以后有個短暫的停留時間，在這個短暫的停留時間里分料板要完成錯位動作實現(xiàn)下料，此時料斗閥門電磁閥得電料斗閥門打開，顆粒沿著中空的插紙桿下滑到?jīng)_壓成U型的紙盆內(nèi)。然后在插紙短氣缸繼續(xù)向下運動（插紙二）到目標位置時才開始往上返回到原位。當(dāng)顆粒填充完畢以后，料斗閥門閉合且插紙桿繼續(xù)向上運動，當(dāng)插紙桿碰到上位傳感器時，插紙桿動作結(jié)束。當(dāng)插紙桿碰到上位傳感器時，封口電磁閥得電開始封口動作，封緊程度由電接點壓力表控制，達到預(yù)設(shè)壓力則鎖紙板返回

28、，碰到傳感器則停止運動。此時包扎好的成品在自重的作用下掉到收集箱內(nèi)，完成了整個包裝過程。2.顆粒料包裝機速度影響和提高隨著中國改革開放與WTO的加入，中國的工業(yè)正向高速化、流水化發(fā)展，而中國的傳統(tǒng)包裝業(yè)以手動與半自動為主，大大阻礙了高速化發(fā)展。而我們國家的顆粒料包裝還是半自動甚至有的小作坊還是手動操作，平均包裝速度僅僅能達200個/分。而我們此次設(shè)計的顆粒料包裝機包裝能力要求達到425個/min。我們知道包裝機速度越高，要求穩(wěn)定性和可靠性愈強。這就要求包裝材料供送速度快、精度高、定位準確，包裝材料質(zhì)量標準要符合規(guī)格，停機率低，以減少包裝材料損耗，且包裝材料的裝卸都要自動化等。一、影響顆粒料包裝

29、機高速化的包裝材料的性質(zhì)有：1.抗張(拉)強度要大 2.伸縮性要小通過以上的分析我們在包裝材料的選擇上選用薄頁紙。薄頁紙具有紙質(zhì)均勻、光滑細膩、強度好、純凈度高、可完全回收、可直接印制標識及精美圖案等諸多特點。二、機械結(jié)構(gòu)的影響。傳統(tǒng)的包裝機在包裝材料切斷后迅速離開的辦法是用不等速機構(gòu)。常見的不等速機構(gòu)有：偏心鏈輪機構(gòu)，偏置曲柄導(dǎo)桿機構(gòu)，凸輪、齒輪組合機構(gòu)，凸輪一四連桿組合不等速轉(zhuǎn)動機構(gòu)以及非圓齒輪機構(gòu)等。由于偏心鏈輪機構(gòu)的變速范圍有限，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，高速時易引起鏈條的跳動，而且傳遞的力不易過大，因此它只適合于一些速度不太高、傳遞的力不太大的小袋包裝機。而凸輪齒輪組合機構(gòu)，凸輪一四連桿組合機構(gòu)因結(jié)

30、構(gòu)復(fù)雜，調(diào)整不方便，運動沖擊又大，因此不常用。為了使顆粒料包裝速度提高，為了使整個包裝過程中控制精度高，控制系統(tǒng)以日本三菱公司的FX1N系列PLC作為基礎(chǔ)，采用整體式結(jié)構(gòu)，F(xiàn)X1N系列按功能可分為基本單元、擴展單元、擴展模塊及特殊適配器四種類型產(chǎn)品。基本單元內(nèi)有CPU、存儲器、I/O、電源等，是一個完整的可編程控制器，可以單獨使用。通過使用FX1N可達到變速的目的，且使包裝機結(jié)構(gòu)緊湊，慣性小。3.系統(tǒng)的運行方式運行方式分為手動、單步、周期及自動等四種操作方式。根據(jù)顆粒料包裝機的實際運行情況，本系統(tǒng)采用自動運行和手動運行兩種方式。與運行方式的設(shè)計相對應(yīng)，還必須考慮停止運行方式的設(shè)計?？删幊炭刂破?/p>

31、的停運方式有正常停運，暫時停運和緊急停運三種。根據(jù)控制系統(tǒng)要求，由于包裝機運行期間采用循環(huán)工作方式，只有在工作結(jié)束或接收到操作人員的停止運行指令或設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時才停止，因此本系統(tǒng)采用硬件切斷電源，使系統(tǒng)立即停車。包裝機控制功能要求：手動運行可以用按鈕對包裝機的各個部分進行單獨控制，主要用于故障恢復(fù)與檢修全自動運行按下啟動按鈕，系統(tǒng)即可連續(xù)、協(xié)調(diào)、周期性地循環(huán)完成各包裝動作，直到系統(tǒng)接收到停止運行信號。4.可編程控制方案的設(shè)計利用PLC可以構(gòu)成多種控制系統(tǒng):單機控制系統(tǒng)，集中控制系統(tǒng)，分散型控制系統(tǒng)和遠程I/O控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)多用于控制對象所處的地理位置比較接近，且相互之間的動作有

32、一定聯(lián)系的場合。單主機控制方式，對主機要求較高，危險相對集中。遠程I/O控制系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)比較獨特，類似于集中控制系統(tǒng)，又具有分散型控制系統(tǒng)的特點，經(jīng)常用于控制規(guī)模中等，控制對象比較分散、工程費用較低的場合。PLC作為一種控制設(shè)備，用它單獨構(gòu)成一個控制系統(tǒng)是有局限性的，主要是無法進行復(fù)雜運算，無法顯示各種實時圖形和保存大量歷史數(shù)據(jù)，也不能顯示漢字和打印漢字報表，沒有良好的界面。這些不足，我們選用人機界面來彌補。為提高PLC的抗干擾能力，在硬件配置與安裝上，交流電源使用雙層隔離，輸入信號光電隔離，遠離強電布線，模擬量信號和脈沖信號采用屏蔽線傳遞，采用放射性一點接地等措施，來消除干擾。5.控制系統(tǒng)

33、硬件的設(shè)計5.1總體結(jié)構(gòu)關(guān)系本系統(tǒng)采用PLC和人機界面兩級控制的結(jié)構(gòu)。PLC負責(zé)按鈕、光電開關(guān)和電接點壓力表信號的輸入，以及發(fā)出信號去控制各個氣缸、繼電器、真空泵等電氣元件，進而控制各部分的運行，同時控制相應(yīng)指示燈的顯示。人機界面用來進行參數(shù)的修改與設(shè)定、全自動控制、在線監(jiān)視、傳送信息等工作。人機界面通過串行口與PLC相連，進行相互通信，所以人機界面是通過發(fā)出命令去控制PLC的運行以達到進行全自動控制的目的。5.2 PLC主要器件的選擇顆粒料包裝機控制系統(tǒng)主要器件包括人機界面、PLC等。它們的選擇都是以在保證功能的前提下盡可能地選擇可靠性高和使用方便的產(chǎn)品為依據(jù)，PLC的選型具體情況如下：在進

34、行這項工作之前，需要對控制對象和控制任務(wù)進行統(tǒng)計和分析。然后確定系統(tǒng)的規(guī)模、機型和配值。據(jù)統(tǒng)計，初步確定該包裝機控制系統(tǒng)有，20個開關(guān)量輸入，13個開關(guān)量輸出。根據(jù)對上述控制任務(wù)的分析，本項目選擇了三菱公司的中小型PLC系統(tǒng)FX1N系列，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。FX1N系列是最多可控制128點的普及型微型PLC。除了可以擴展輸入輸出，還具有模擬量控制和通訊鏈接功能的等擴展性。所以，F(xiàn)X1N系列可以廣泛應(yīng)用于一般的順序控制。 FX1N系列PLC的特點：1. 定位控制功能是標準配置；2. 使用關(guān)鍵字功能保護程序 ；3. 內(nèi)置不用電池的EEPROM存儲器，無須維護&#

35、160;；4. 內(nèi)置RUN/STOP開關(guān) ，運轉(zhuǎn)/停止執(zhí)行簡便；5. 設(shè)備不停機時更改程序 ；6. 在同一個時序動作 ；7. 特別適于高速處理；8. 便捷的時鐘控制 ；9. 使用于各種網(wǎng)絡(luò)。而FX1N系列PLC控制規(guī)模為24128點（基本單元：24/40/60點）特點有： 1、集成化 CPU、電源、輸入輸出合為一體。 通過使用顯示模塊和功能擴展板，可以非常簡便地進行系統(tǒng)升級。另外，也可以擴展輸入輸出和特殊模塊。 2、運算高速化 基本指令：0.550.7s/指令；應(yīng)用指令：數(shù)3.7數(shù)100s/指令。 3、存儲器規(guī)格大 內(nèi)置8000步EEPROM存貯器 無需

36、電池，維護輕松 4、軟元件范圍豐富輔助繼電器：1536點，定時器：256點，計數(shù)器：235點，數(shù)據(jù)寄存器：8000點。綜上所述我們選用三菱公司的FX1N系列的PLC，根據(jù)PLC選型對端口預(yù)留5%10%的余量，我們選用PLC為：表2.1 PLC型號表型號主機輸入點主機輸出點電源FX1N-40MR-0012416AC100-240V第三章 包裝機設(shè)計的計算與電氣器件的選擇1.各機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計1.1給料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計要求給料裝置的設(shè)計主要是將顆粒料物品搖均勻，使得包裝物在自重的作用下落到下料管中。為了使顆粒料包裝物能夠掉到下料管內(nèi)，而不引起卡死管道的現(xiàn)象，需要計算下料管的管徑：由于顆粒料物品一般的直徑

37、為3mm，因此設(shè)計管徑的直徑為7mm。根據(jù)下料管設(shè)計下料箱的結(jié)構(gòu)如下：1-氣缸一 2-氣缸二 3-箱體 4-斜坡 5-抽板圖3.1 給料裝置結(jié)構(gòu)圖工藝過程在氣缸1的驅(qū)動下，箱體的右側(cè)向上運動，使得箱體3體內(nèi)的顆粒料落到箱體孔中。為了使顆粒料容易落到孔中，設(shè)計箱體上的孔為斜孔。上孔直徑為24mm，下孔直徑為15mm，箱體3的下面放置一塊抽板5，需要下料時將抽板抽出使得抽板上的孔正好與箱體上的孔對齊，這樣顆粒料就落到了導(dǎo)料管內(nèi)。氣缸驅(qū)動箱體作用完以后，箱體在自重的作用下落回到水平位置。因此在水平位置安裝一個傳感器，箱體到達此位置即完成了搖箱動作。為了提高生產(chǎn)效率，在箱體內(nèi)開50個孔，好一次能完成5

38、0個包裝物。1.2紙供送機構(gòu)設(shè)計要求包裝機的全部動作由氣缸驅(qū)動，氣缸由電磁閥控制，采用薄頁紙卷筒包裝材料作為包裝材料。紙供送結(jié)構(gòu)要求將包裝機以一定的速度送到指定的位置，中間必須保證送至過程的連續(xù)，保證定位切斷準確，所切出來的紙的形狀完整無誤差。送紙的速度由氣缸來決定一般為3m/s。同時還要求排除一些干擾因素，像其中最常見的是卷帶被牽引供送時發(fā)生拉伸變形和同輥面打滑。其基本組成及機構(gòu)圖如下圖所示：1-支承架 2-導(dǎo)錕組 3-張緊裝置 4-紙定位裝置 5-送紙架 6-壓紙桿 7-氣缸圖3.2 送紙結(jié)構(gòu)圖1.3下料裝置機構(gòu)設(shè)計要求下料裝置要求包裝紙沖出一定的形狀然后再把顆粒料物品準確地送到包裝紙中，

39、這就包含了沖紙機構(gòu)和導(dǎo)料機構(gòu)。根據(jù)以上要求設(shè)計的沖紙導(dǎo)料機構(gòu)如下圖：1-導(dǎo)料板 2-內(nèi)管 3-外管 4-固定板 5-下料板 6-導(dǎo)料管 7-放刀板 8-壓紙板圖3.3下料裝置結(jié)構(gòu)圖工藝過程通過傳感器知道壓紙板8、放刀板7完成壓紙切紙以后，此時氣缸驅(qū)動下料板5向下運動而將紙沖成窩形狀，在此裝一個傳感器，當(dāng)一碰到此傳感器就完成了沖紙動作。由于固定板4和下料板5是連在一起的，因此沖紙過程中固定板4也會隨著運動，為了保證內(nèi)管2與固定板之間的完好的連接，且為了保證動作過程中的運動精度因此在內(nèi)管2的外面加一個外管3，以避免在運動中引起位置誤差而孔與孔之間不能很好的配合。沖紙動作完成以后導(dǎo)料板1上的抽板完成

40、動作，顆粒料落到導(dǎo)料管中而充填到窩形的包裝紙中完成了充填動作。1.4壓紙切紙機構(gòu)設(shè)計要求當(dāng)包裝紙送至正確位置以后，接下來是對紙進行裁剪動作。按照正確的尺寸進行裁剪，所以將壓紙動作設(shè)計在裁紙動作之前。此機構(gòu)的具體要求是先進行壓紙動作再進行裁紙，根據(jù)以上要求設(shè)計壓紙切紙機構(gòu)圖如下：1-壓紙板 2-彈簧 3-刀片 4-下料管 5-放刀板 6-切紙壓紙桿圖3.4 壓制切紙結(jié)構(gòu)圖工藝過程氣缸推動切紙壓紙桿6往下運動，當(dāng)壓制板1壓好紙后，氣缸繼續(xù)推動切紙壓紙桿往下運動，壓紙板運動到極限位置不動，放刀板5繼續(xù)往下運動將紙切成菱形。由于此次設(shè)計將壓紙和切紙設(shè)計為同一桿，因此為了達到壓紙板1動作到位后放刀板5繼

41、續(xù)往下動作的目的，在兩板之間安裝了彈簧2。在氣缸的驅(qū)動下放刀板5緩慢向下運動，使得放刀板上的刀將紙切成菱形。同時彈簧還有一個作用即拖住壓紙板1。同時當(dāng)氣缸不動作的時候，彈簧將壓紙板和放刀板復(fù)位。為了使切出來的紙為菱形，將放刀板5的設(shè)計如下：圖3.5 放刀板結(jié)構(gòu)圖整個壓紙切紙過程中，由于壓紙板1所選用的材料為鋼，而與壓紙板接觸的板也是鋼。因此在壓紙切紙桿向下運動到兩板接觸的時候會產(chǎn)生撞擊聲。為了避免產(chǎn)生噪音，在壓紙板1下面安裝一塊海綿，以達到減震的目的。1.5封口機構(gòu)設(shè)計要求將顆粒料包裝封口，使得在一般情況下顆粒料物品不散落出來。因此，在封口時所用的封口力不能太大，太大將會損壞包裝紙。根據(jù)以上要

42、求設(shè)計的封口的結(jié)構(gòu)圖如下：1-上板 2-下板圖3.6 封口機構(gòu)設(shè)計圖工藝過程由于封口動作在下料動作完成后進行的考慮到下料后被包裝物還是呈球形，因此我們設(shè)計的封口裝置也是先呈圓形如圖：當(dāng)要進行封口動作時,一個氣缸驅(qū)動上板1向左運動，一個氣缸驅(qū)動下板2向右運動，兩塊板相向運動19mm行程。此行程的控制由電接點壓力表來控制，通過測量當(dāng)壓力達到0.38MPa剛完成此行程。達到此壓力后上板1、下板2馬上復(fù)位，被包裝物品在自重的作用掉在包裝袋里。封口結(jié)束后，整個包裝過程完成。2主要電氣元器件的選擇：2.1真空發(fā)生裝置選型此次的設(shè)計真空發(fā)生裝置主要是用于送紙過程中的將紙吸附在送紙臺上。真空的產(chǎn)生裝置有真空泵

43、和真空發(fā)生器兩種。根據(jù)兩者的優(yōu)點以及我們的需求選用真空泵作為真空發(fā)生裝置。選用真空泵時，需要注意下列事項： （1）真空泵的工作壓強應(yīng)該滿足真空設(shè)備的極限真空及工作壓強要求。（2）正確地選擇真空泵的工作點。（3）真空泵在其工作壓強下，應(yīng)能排走真空設(shè)備工藝過程中產(chǎn)生全部氣體量。 （4）正確地組合真空泵。（5）真空設(shè)備對油污染的要求。（6）了解被抽氣體成分，氣體中含不含可凝蒸汽，有無顆?；覊m,有無腐等。（7）空泵排出來的油蒸汽對環(huán)境的影響如何。（8）真空泵工作時產(chǎn)生的振動對工藝過程及環(huán)境有無影響。（9）真空泵的價格、運轉(zhuǎn)及維修費用。 XGB旋渦氣泵是一種吹氣或吸氣兩用的通用氣源。根據(jù)以上原則且考慮到

44、我們所選用的真空泵只需要滿足送紙過程中的吸真空，初步選用擴散泵中的XGB型漩渦氣泵。XGB型漩渦氣泵用來抽除密閉容器的氣體的基本設(shè)備之一。它可以單獨使用，也可作為增壓泵、擴散泵、分子泵的前級泵使用。該型泵廣泛應(yīng)用于冶金、機械、電子、化工、石油、醫(yī)藥等行業(yè)的真空冶煉、真空鍍膜、真空熱處理，真空干燥等工藝過程中。具有結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕，噪音低，振動小等優(yōu)點。所以，它適用于作擴散泵的前級泵，而且更適用于精密儀器配套和實驗室使用。2.2 傳感器的選型傳感器是氣缸位置檢測元件，將位移轉(zhuǎn)換為電脈沖，用于在線測量活塞位移，以便送到控制器中進行處理。在每一采樣控制周期，控制器根據(jù)系統(tǒng)偏差大小，計算出該采

45、樣控制周期所需要的控制量大小，以完成活塞位移的實時控制。根據(jù)傳感器工作原理，可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器二大類。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。被測信號量的微小變化都將轉(zhuǎn)換成電信號。 化學(xué)傳感器包括那些以化學(xué)吸附、電化學(xué)反應(yīng)等現(xiàn)象為因果關(guān)系的傳感器，被測信號量的微小變化也將轉(zhuǎn)換成電信號。 我們此次的選擇的主要是物理傳感器中的開關(guān)傳感器當(dāng)一個被測量的信號達到某個特定的閾值時，傳感器相應(yīng)地輸出一個設(shè)定的低電平或高電平信號，用于判斷位置信號的有無。根據(jù)以上我們選擇光電開關(guān)來作為傳感器。型號為：G1V-TE015N1，數(shù)量為11個。2.3電磁

46、閥選型通過控制電磁閥的通電，實現(xiàn)對活塞缸的活塞桿輸出推力的控制?？紤]氣缸的工作的最大壓力為1.0MPa，因此我們選用中壓式的電磁閥。2.4空氣壓縮機選型空氣壓縮機，將機械能轉(zhuǎn)化為氣體的壓力能，供氣動機械使用?？諝鈮嚎s機的按工作原理分為容積型和速度型。常用往復(fù)式容積型壓縮機，一般空壓機為中壓，額定排氣壓力1MPa；低壓空壓機排氣壓力0.2MPa；高壓空壓機排氣壓力10MPa。由于我們選用的氣缸的工作的最大壓力為1MPa，所以我們選空壓機為中壓的往復(fù)式容積型壓縮機。往復(fù)式又分為活塞式和螺桿式，特性比較如下表：表3.1活塞式和螺桿式特性表類型輸出壓力/MPa吸入流量/功率/KW振動噪音維護量排氣壓力

47、脈動價格排氣方式活塞式1.00.1300.35220大大大大較低斷續(xù)排氣，需設(shè)氣罐螺桿式1.00.2671.5370小小小無高連續(xù)排氣。不需氣罐，排出氣體可不含油跟據(jù)上表我們選用活塞式容積壓縮機。再依據(jù)是氣動系統(tǒng)所需要的工作壓力和流量兩個參數(shù)，確定空壓機的輸出壓力和吸入流量，最終選取空壓機的型號1.空壓機的輸出壓力，一般境況下，令氣動執(zhí)行元件的最高使用壓力，MPa輸出空氣的絕對壓力，MPa氣動系統(tǒng)的總壓力損失，MPa2.空壓機的吸入流量 設(shè)氣罐 （標準狀態(tài)） 向氣動系統(tǒng)提供的流量， 氣動系統(tǒng)的平均耗氣量， 空壓機的吸入流量， 修正系數(shù)，主要考慮氣動元件、管接頭等各處的漏損、多臺氣動設(shè)備不一定同

48、時使用的利用率以及增添新的氣動設(shè)備的可能性等因素。一般可令 取3.空壓機的功率： 空壓機的功率 中間冷卻器個數(shù)，取 等熵指數(shù)，取 吸入空氣的絕對壓力，根據(jù)以上的計算選取空壓機的功率為40KW。第四章 系統(tǒng)的編程和設(shè)計1.PLC概論1.1PLC的一般結(jié)構(gòu)與基本原理用可編程控制器實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現(xiàn)。輸入輸出變換和物理實現(xiàn)可以說是PLC實施控制的兩個基本點，而輸入輸出變換實際上就是信息處理。根據(jù)PLC實施控制的基本點的分析，PLC采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是CPU、RAM、ROM和專門設(shè)計的輸入輸出接口電路等組成如圖4.1所示。圖4.1 PLC的

49、一般結(jié)構(gòu)PLC的工作原理一. 掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。(一) 輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。(二) 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。(三

50、) 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。PLC雖然具有微機的許多優(yōu)點，但它的工作方式卻與微機有很大不同。這個工作過程分為五個階段:自診斷，與編程器等的通信，輸入采樣，用戶程序的執(zhí)行，輸出刷新。其工作過程框圖如圖4.2所示。圖4.2 PLC的工作過程2.PLC的軟件設(shè)計2.1 GX Developer開發(fā)工具的特點GX Developer編程軟件是基于Windows95/98或Windows XP的為三菱、FX系列的PLC配置和編程的標準軟件包

51、。通過GX Developer，用戶可以進行系統(tǒng)配置和程序的編寫、調(diào)試，在線診斷PLC硬件配置狀態(tài)、控制PLC的運行狀態(tài)和I/0通道的狀態(tài)等。三菱FX1N系列的PLC編程語言有三種: 1. 梯形邏輯編程(LAD)是GX Developer編程語言的圖形表達方式。它的指令語法與一個繼電器梯形邏輯圖相似：當(dāng)電信號通過各個觸點、復(fù)合元件以及輸出線圈時，梯形圖可以讓你追蹤電信號在電源示意線之間的流動。2.語句表(STL)是GX Developer編程語言的文本表達方式。與機器碼相似，如果一個程序是用語句表編寫的，CPU執(zhí)行程序時則按每一條指令一步一步地執(zhí)行。3.順序功能塊圖(SFC)是GX Devel

52、oper編程語言的圖形表達方式，順序功能流程圖編程是一種圖形化的編程方法，又稱功能圖。使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進行編程。2.2 PLC程序的總體結(jié)構(gòu)本系統(tǒng)采用的PLC軟件是三菱公司的GX Developer， GX Developer編程軟件可對硬件和網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)組態(tài)，利用GX Developer可以方便地創(chuàng)建一個自動化解決方案。下圖為創(chuàng)建一個自動化項目的基本步驟：圖4.3 創(chuàng)建自動化項目的步驟GX Developer可用來生成自動化項目所需的數(shù)據(jù)和程序。這些數(shù)據(jù)包括：硬件結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)、模板參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊數(shù)據(jù)，以及為可編程模板編制的程序。它們都被收集在一個項目下。生成一個項目的主要

53、任務(wù)就是為編程準備這些數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)在一個項目中以對象的形式存儲。GX Developer可編程控制器上裝程序到編程器和其它操作，需在編程設(shè)備和可編程控制器之間建立連接。然后是對參數(shù)進行設(shè)定，創(chuàng)建程序。在參數(shù)賦值，程序創(chuàng)建和建立在線連接后，可以下載整個用戶程序到一個可編程控制器。在下載完整的或部分用戶程序到CPU之前，把工作方式從RUN模式置到STOP模式。可以通過在線連接下載各個塊或整個用戶程序到RAM。在可編程控制器中，如果掉電且RAM沒有被備份則數(shù)據(jù)丟失。也可以下載整個用戶程序到EPROM存儲卡中。當(dāng)電源關(guān)斷后和CPU復(fù)位時，保存在他們上面的數(shù)據(jù)將被保留。這樣，當(dāng)出現(xiàn)故障而不能訪問到程序文檔

54、的符號或注釋時，就可以在PC中編輯它。3包裝機的PLC程序設(shè)計 3.1 PLC程序總體設(shè)計程序設(shè)計應(yīng)該建立在各個機構(gòu)的工作順序以及對整個系統(tǒng)方案的優(yōu)化的基礎(chǔ)之上的，按照PLC應(yīng)用的步驟開發(fā)完成的。程序控制的目的是實現(xiàn)整個機械能夠穩(wěn)定的運行，將顆粒料物品包裝完整。根據(jù)第二章、第三章對整個包裝機各個機構(gòu)部分的工藝分析，可以得到包裝機的總體程序流程框圖如下圖：圖4.4 總體程序流程圖利用PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計原則，我們采用的編程軟件為三菱官方提供的GX Developer，在程序編寫之前我們首先確定I/O點的地址，PLC輸入輸出地址如下圖：圖4.5 PLC的I/O地址分配3.2 PLC程序的優(yōu)化設(shè)計為了提高生產(chǎn)效率，節(jié)省一個周期包裝時間，因此整個系統(tǒng)中各狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系包括有單流程、選擇性分支與匯合、跳轉(zhuǎn)與循環(huán)等幾種基本的組合形式，很適合用SFC的設(shè)計方法來進行編程。下面簡單分析包裝機工作的基本優(yōu)化過程：首先開始搖箱動作，為了節(jié)省整個包裝的時間，在送紙一和搖箱動作同時進行，在此過程中其它機構(gòu)不允許動作。送紙一動作到位后，碰到傳感器，傳感器給PLC一個輸入信號，PLC再