《基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)》10000字（論文）

緒論1.1研究背景及意義任何產(chǎn)品進入流通領域必須有包裝，而實現(xiàn)包裝的主要手段是利用包裝機械。傳統(tǒng)的包裝機械大多采用機械控制，存在能耗大、能耗高、工作效率低等缺點。食品包裝機械的代表性包裝設備是具有自主知識產(chǎn)權的食品包裝機械產(chǎn)業(yè)化，有利于推動包裝設備產(chǎn)業(yè)的技術進步，促進我國包裝行業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，從而為日常用品的開發(fā)提供配套支持。目前小包裝機械由于通用性差，包裝品種單一，不能滿足人們對包裝個性化、多樣化的需求，大多數(shù)小包裝機械都面臨著低端技術產(chǎn)品的激烈競爭，擁有先進多伺服控制技術的國內包裝企業(yè)卻很少出現(xiàn)，主導包裝機械制造行業(yè)走向行業(yè)的先河。我國包裝機械行業(yè)從簡單到復雜，經(jīng)過近幾十年的發(fā)展，特別是改革開放以后，取得了很大的進步，但與發(fā)達國家相比，還有不少差距，國產(chǎn)包裝機械在科學技術上的應用相對較少，自動化控制水平較低，包裝設備的種類比較少。在此基礎上，設計了一套基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)，對提高盒裝自動化水平，提高包裝作業(yè)效率具有重要意義。1.2包裝機械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1我國包裝機械行業(yè)現(xiàn)狀我國包裝機械工業(yè)是改革開放后發(fā)展起來的，由于起步較晚，大多數(shù)設備都是通過引進國外設備，再經(jīng)過消化、吸收、研制而成的，很長一段時間沒有形成獨立的行業(yè)，在20世紀80年代初，我國政府發(fā)布的機械產(chǎn)品目錄中還沒有包裝機械這一門類。70年代中期以前，我國商品包裝的技術和裝備還比較落后，多數(shù)食品企業(yè)主要是手工包裝和散裝銷售，僅在糖果、煙草等幾個方面采用機械包裝，但設備結構簡單，技術落后。本行業(yè)從無到有、從小到大、逐步發(fā)展起來，經(jīng)過二十多年的努力，我們在自力更生的同時，積極吸收國外先進的技術，包裝機械工業(yè)在包裝機械化、自動化方面已經(jīng)取得了舉世矚目的進步，初步形成了包裝機械研究、設計和制造的獨立體系，設備在數(shù)量、品種、水平等方面都有較大發(fā)展，成為我國機械工業(yè)十大支柱產(chǎn)業(yè)之一。與此同時，在全行業(yè)的廣大企業(yè)、研究機構技術人員和行業(yè)工作者的共同努力下，新技術、新產(chǎn)品正日益涌現(xiàn)和轉化為生產(chǎn)力。但與國際水平相比，我國仍有相當大的差距，特別是包裝機械技術含量的差距更大，這使我國建材、糧食加工、冶金、化工等需要包裝的行業(yè)無法擺脫繁重的體力勞動，因而這些行業(yè)勞動生產(chǎn)率低、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品質量不穩(wěn)定、物料浪費嚴重、能源消耗高，嚴重困擾這些行業(yè)的發(fā)展。1.2.2目前我國包裝機械行業(yè)發(fā)展的共性問題（1）產(chǎn)品質量差距產(chǎn)品質量是關鍵，我國的包裝設備基本是由國外引進消化吸收的，外觀相似，但用起來卻大不一樣。（2）產(chǎn)品技術差距目前國外的發(fā)展趨勢是智能化，遠程操作與控制，盡管我國已經(jīng)開始研制，但與國外先進技術水平相比還存在很大差距。（3）產(chǎn)品品種差距目前我國包裝設備1700多種，而國外有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。雖然存在這些問題，但根據(jù)全國包裝工業(yè)統(tǒng)計年報顯示，我國包裝工業(yè)總體發(fā)展情況正常，發(fā)展速度較快，結構調整出現(xiàn)一定變化，包裝工業(yè)整體實力得到進一步增強。（4）高起點企業(yè)少，低水平重復多包裝機行業(yè)中，由于國有、集體、私營等不同性質的企業(yè)，在資金、裝備、技術力量上有很大差異，起點也不同?？傮w趨勢是高起點少，多數(shù)企業(yè)設備水平較低。例如較簡單的自動封口機，一個地區(qū)就有近百家企業(yè)在生產(chǎn)，規(guī)模都不大，近二十年來也沒多大變化，只是因為實行了專業(yè)化生產(chǎn)，使生產(chǎn)成本大大降低。劣質重復生產(chǎn)的嚴重后果是擾亂市場、技術落后、企業(yè)自殺、產(chǎn)業(yè)受損等。（5）低價競爭嚴重，利潤空間小一些出口企業(yè)在發(fā)現(xiàn)國外市場的一些商機時，往往一哄而上，降低價格以搶奪顧客，不但無利可圖，而且還可能導致國外將我國產(chǎn)品作為反“傾銷”調查對象。一些包裝機械生產(chǎn)企業(yè)眾多，低價競爭導致偷工減料、減少鋼號，以致耐磨性、耐蝕性大大下降。有的企業(yè)只是跟在別人后面看，看什么設備好，別人用什么設備賺錢就模仿什么設備，造成市場混亂。雖然市場需求巨大，但由于同一地區(qū)大量重復生產(chǎn)，造成低價激烈競爭，利潤空間很小。1.3國內外包裝機械研究現(xiàn)狀20世紀初包裝機的控制系統(tǒng)，都是通過改變電動機級數(shù)的調速方式來調整運行速度的級數(shù)，1933年，世界上第一臺6m/s的包裝機在美國發(fā)明了。國外制袋機大多根據(jù)包裝材料和產(chǎn)量的大小，一般在20-100袋/分之間，多數(shù)為單排包裝，封合一般是三邊、四邊、背封。我國包裝機械起步較晚，發(fā)展水平與國外相比還有很大差距。但由于包裝機械在我國發(fā)展較晚，目前仍處于應用的初級階段，盡管九十年代以后，我國的制袋機也有了較快的發(fā)展，經(jīng)過國內外產(chǎn)品的消化吸收、自主開發(fā)，技術上有了很大的提高，但與國外相比，國內大部分產(chǎn)品技術含量低，差異程度低，成熟產(chǎn)品技術容易模仿和模仿，造成低水平重復，阻礙了對包裝機的技術創(chuàng)新和發(fā)展。在產(chǎn)品技術方面，國產(chǎn)包粉機的主要特點是：（1）速度低，品種少國外大多數(shù)制袋充填包裝機根據(jù)包裝物料的不同和產(chǎn)量的大小，一般在20-100袋/分之間，大多為單列式包裝，封合形式一般是三邊封，四邊封和背封式。（2）精度低采用螺桿充填的粉料計量充填系統(tǒng)，當充填量為100g~1000g時，國外機器的計量精度一般<1%，而國內一般在62%~63%之間。（3）可靠性低國內一些企業(yè)為了在產(chǎn)品初期獲得較快的利潤，低價傾銷，采用無質量保證的電子零件、控件或低級原材料，再加上加工、裝配工藝不規(guī)范，沒有對具體情況進行調整，導致產(chǎn)品不穩(wěn)定或不適合用戶使用要求。由于我國基本國情的影響和人們對基本生活需求的日益增長，使得我國包裝機械對高精密設備的需求相對較小，而對于中、低精度、能滿足普通包裝生產(chǎn)要求的包裝機械的需求量較大，對包裝機械的需求量較大，對包裝機械的需求量較大。國內一些大型包裝機械廠家加大投入，吸收國外先進包裝技術，進行自主研發(fā)設計，這使我國包裝機械有了很大的發(fā)展，技術水平也有了很大的提高。目前，國內大型包裝機械生產(chǎn)企業(yè)有50多家，但多數(shù)廠家的生產(chǎn)水平還比較低，自動化程度和技術含量參差不齊，生產(chǎn)的包裝機械也存在較大差異，一些成熟的產(chǎn)品技術也大量模仿抄襲，沒有自己的主打品牌，對我國包裝技術創(chuàng)新的影響也很大。由于我國的包裝機械產(chǎn)品技術水平與國外相比還有很大的差距，國內的包裝機械產(chǎn)品還存在很多不足。2基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)設計2.1包裝機的工作原理包裝機有一個電動機三個執(zhí)行構件（一個送料、一個凸輪機構控制運輸爪的升降、一個導桿機構控制往復運動）。根據(jù)推板定長計數(shù)將香煙進行疊裝，第1，3行擺7根，中間的一行擺6根，3列為一盒，在此過程中，推板的長度應滿足大于（n-1）b而小于nb，一般取L=（n-0.5）b（mm）。推板的高度H=（0.8到1.2）h，h為物料的高度。在此過程中，推板每第2次推時，必需要稍微傾斜一點這樣就可使包裝時第2層為6根，且在包裝盒中有間隙，則再重新退回到原先的位置。2.2包裝機的工藝分解包裝機的工藝流程如下圖2.1所示。圖2.1包裝機的工藝流程如圖2.1所示，操作人員首先把紙板放入輸送鏈中，自動包裝機首先根據(jù)一定大小裁剪并折疊成所需的形狀，然后再進入傳送帶進行打印，然后進入傳送帶進行打印，在傳送帶上進入打印工序，在包裝盒進行噴碼后，可將香煙裝入盒內，帶物品裝滿后，自動包裝機啟動折舌操作。與間歇式設計相比，連貫運動方式更加高效、穩(wěn)定，因此整機的各個機構都設計成連續(xù)運動機構?？紤]采用編碼器將伺服電機同步到取盒輸出軸的轉速，使兩個機構的動作協(xié)調一致，從而使取盒機構與折紙機構的動作協(xié)調一致。這一過程的設計，具有以下特點：（1）設計精巧，輕快穩(wěn)捷，易搬運，易操作，功能明確，專用技術性強；（2）零部件數(shù)控（電腦）加工，采用的進口材料和配置均已經(jīng)調治優(yōu)化處理，耐用、精準；（3）引用前沿設計元素，使整機有了運行更可靠，安靜，包裝效果更易控制等優(yōu)點。2.3基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)總框圖圖2.2包機控制系統(tǒng)硬件結構原理圖見PLC，PLC包括CPU、輸入輸出單元、檢測元件(各種傳感器、接近開關等)、控制元件(交流接觸器和電磁閥)、執(zhí)行元件(電機)、觸摸屏等。操作人員對設備進行指示，如：啟動、功能切換等。檢測元件檢測材料位置，投料結束信號，光標信號及各機構動作完成。根據(jù)程序確定的控制關系，可編程控制器自動循環(huán)掃描各I/O點的狀態(tài)，實現(xiàn)實時狀態(tài)自動更新。通過觸摸屏輸入控制信號，顯示設備運行狀態(tài)，如：實時監(jiān)測，故障報警等。電動機起動停止的控制方法為：接通斷開交流接觸器的觸點和電磁閥，主要用于從包裝材料的運輸?shù)轿锪线\輸直至包裝完成的整個過程。觸摸屏觸摸屏檢測元件控制元件執(zhí)行元件中央處理器單元CPU輸入輸出（I/O）單元圖2.2系統(tǒng)結構總框圖3基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)硬件設計基于PLC的包裝機硬件設計總體結構見圖3.1。圖3.1硬件總體結構圖按下啟動鍵，電動機開始運轉，輸送帶開始裝袋。檢測到盒子A后，高速計數(shù)器開始計數(shù)。在數(shù)到1000脈沖的時候，箱體正好到達封箱機下面進行封箱，此時傳送帶繼續(xù)工作。在封箱過程中，箱體繼續(xù)向前推進，在封箱機停止之前，需要500次脈沖脈沖。箱體向前推進，當計數(shù)脈累計300次時，噴碼機開始噴碼，噴碼時間為6秒，整個工作過程結束。按下停止按鈕，電機停止工作，傳送帶停止傳送包裝箱，高速計數(shù)器停止計數(shù)。3.1PLC的選型可編程控制器是一種專門用于在工業(yè)環(huán)境中進行數(shù)字運算的電子設備。本系統(tǒng)采用可編程存儲器存儲指令，以邏輯、順序、計時、計數(shù)和算術運算，并能通過數(shù)字輸入、輸出或模擬輸入對各種機器或生產(chǎn)過程進行控制。現(xiàn)有PLC的種類很多，功能和指令系統(tǒng)各有不同，但都是以微處理器為核心的工業(yè)控制專用計算機，其結構和工作原理大致相同，硬件結構與微機相似，主要包括中央處理器CPU、內存RAM和ROM，輸入輸出接口電路，電源，I/O擴展接口，外部設備接口等。本系統(tǒng)采用總線結構，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、指令的傳輸。隨著PLC技術的不斷發(fā)展，目前已能完成以下控制功能：（1）條件控制功能。或稱邏輯控制功能或順序控制功能，是指用PLC的非指令取代繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)及其他各種邏輯連接，進行開關控制。（2）定時/計數(shù)控制功能。條件控制功能是指用PLC提供的定時器、計數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時或計數(shù)控制，以取代時間繼電器盒計數(shù)繼電器。（3）數(shù)據(jù)處理功能。數(shù)據(jù)處理功能是指PLC能進行數(shù)據(jù)傳輸、比較、移位、數(shù)制轉換、算術運算、邏輯運算以及編碼和譯碼等操作。（4）步進控制功能。步進控制功能是指用步進指令來實現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前道工序完成后，才能進行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構成的步進控制器。（5）A/D與D/A轉換功能。A/D與D/A轉換功能是指通過A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉換。（6）運動控制功能。運動控制功能是指通過高速計數(shù)模塊和位置控制模塊進行單周或多軸運動控制。（7）過程控制功能。過程控制功能是指通過PLC的PID控制指令或模塊實現(xiàn)對溫度、壓力、速度、流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。（8）擴展功能。擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元（即I/O擴展單元）模塊來增加輸入輸出點數(shù)，也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高PLC的控制能力。（9）遠程I/O功能。遠程I/O功能是指通過遠程I/O單元將分散在遠距離的各種輸入、輸出設備與PLC主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。（10）通信聯(lián)網(wǎng)功能。通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位計算機的鏈接等，實現(xiàn)遠程I/O控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模系統(tǒng)的復雜控制。（11）監(jiān)控功能。監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行；也可在線調整、修改控制程序中的定時器、計數(shù)器等設定值或強制I/O狀態(tài)。可編程控制器的硬件結構主要包括五個部分：CPU（中央處理器）、RAM（存儲器）、I/O（輸入輸出單元）和編程器。程序結構可以分成兩個主要部分：（1）監(jiān)控程序：控制PLC運行的系統(tǒng)自帶程序（2）用戶程序：用戶為控制受控系統(tǒng)的運行而編寫的程序。PLC具體結構圖如圖3.2：圖3.2PLC結構圖在應用程序設計中，PLC的正確選擇是必不可少的。程序控制器的種類很多，種類很多，不同型號對應它們的結構類型、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等。國產(chǎn)PLC主要產(chǎn)品為西門子、AB、歐姆龍、三菱、臺達等。文章根據(jù)以下因素選擇了一種具體的PLC型號：（1）結構型式：PLC的結構類型主要有整體型和模塊型兩種。機床的I/O點主要集中在PLC、CPU上，難以擴展，主要用于對工藝較為簡單的控制系統(tǒng)；采用模塊化劃分功能模塊，便于擴展，I/O點種類和數(shù)量較多，擴展靈活方便，主要用于大型控制系統(tǒng)。（2）安裝方式：PLC根據(jù)安裝方式可分為集中式、遠程I/O式、分布式等多種形式，可編程控制器網(wǎng)絡。集中式方式不需要安裝遠端硬件，系統(tǒng)反應速度快，成本低；遠程I/O系統(tǒng)裝置分布廣泛，遠程I/O安裝分散，系統(tǒng)連接更加方便；分布式應用可以實現(xiàn)多PLC聯(lián)網(wǎng)，同時可以獨立控制多個設備。（3）功能要求：普通PLC具有邏輯運算、計數(shù)、定時、存儲器等功能，能滿足通用控制要求。（4）響應速度：PLC是自動化領域的通用控制器，不同等級的控制器響應速度差異很大，從幾毫秒級到幾百毫秒級不等。通過對控制需求的分析，選擇合適的控制器，可以達到功能與經(jīng)濟相統(tǒng)一的良好效果。（5）型號統(tǒng)一：一臺設備應盡量做到控制系統(tǒng)型號統(tǒng)一，使設備通用、便于采購、通信簡便、資源共享。綜上所述，本文選擇西門子S7-200PLC作為包裝機控制系統(tǒng)的核心控制芯片。其特點為以下：一是邏輯指令，功能指令豐富。其具備200多條指令，不僅能夠實現(xiàn)一般邏輯控制，同時還能夠進行運動控制、位置控制以及模擬控制，能夠對變頻器電機的轉速實現(xiàn)直接的控制。二是CPU處理速度快。各基本指令的執(zhí)行速度大約等于0.22μs。三是用戶程序的存儲容量大?？捎糜趶碗s控制和大數(shù)據(jù)處理。四是強大的V4.0step7-micro/WINSP3編程軟件。該軟件屬于西門子公司以S7-200系列PLC為基礎開發(fā)出的一個軟件，主要用于為用戶開發(fā)控制程序，且能夠對用戶程序的執(zhí)行情況進行實時監(jiān)控。五是強大的網(wǎng)絡通信功能。CPU226具備兩個RS485端口，不需要適配器便能夠和PC或觸摸屏直接連接。S7-200系列PLC輸入回路的連接見圖3.3。在實現(xiàn)輸入電路的過程中，主要是將輸入元件與對應的輸入點相連接，而后基于輸入繼電器向PLC進行信息的傳遞。只要輸入元件的狀態(tài)發(fā)生變化，輸入繼電器的狀態(tài)也會發(fā)生一定的變化，PLC便能夠在輸入采樣階段得到所需信息。圖3.3輸入信號采集回路一般來說，輸出接口包括三種類型：繼電器輸出、晶閘管輸出和晶閘管輸出。每一輸出電路均采用電隔離技術，電源來自外部，輸出電流大小在0.5~2A之間，負載特性對輸出電流的影響較大。輸出回路是PLC的負載驅動電路，輸出回路的連接見圖3.4。負載按照輸出點連接到電源，形成完整的回路，通過PLC輸出點的開關控制負載，從而驅動輸出點動作負載。根據(jù)輸出點的技術指標和負載要求，選擇負載規(guī)格時應考慮負載。圖3.4輸出回路的連接3.2噴碼機的選型在選擇噴碼設備時，從控制系統(tǒng)接收到批號和生產(chǎn)日期等信息，通信是噴碼設備必不可少的功能，為了使噴在箱體上的信息清晰易認，需要選用大字符噴碼機。在滿足以上要求的基礎上，結合噴碼速度、質量、設備成本等條件，最終選用偉迪捷公司生產(chǎn)的VideoJet2120型噴碼機，可對各種包裝材料的各種類型、字體、條形碼進行清晰的打印。本噴碼機可按要求進行單、雙行字符噴碼，字符高度可根據(jù)需要調整噴印速度，配有大容量內存。3.3傳感器的選型（1）光電傳感器通過對不同類型位移接近開關傳感器原理和工作環(huán)境和工作性質的比較，根據(jù)箱體包裝工序的工作環(huán)境和需求，選擇位移接近開關的類型為光電式接近開關，盡可能的規(guī)避工作環(huán)境對傳感器精度的影響。最終選用了BannerQS18系列聚焦式光電傳感器，具體型號為QS18VP6CV45Q5。（2）旋轉編碼器在本課題中，旋轉編碼器被用來控制裝置的轉動，當需要提升一層箱體包裝時，需要裝置中相互嚙合的一對齒輪相對轉動90度，通過對裝置相應位置加裝角位移傳感器，可以實現(xiàn)對裝置中這對齒輪轉動角度的控制，根據(jù)裝置的實際情況，選取的角位移傳感器的具體型號為倍加福增量型光電旋轉編碼器RVI58L。3.4電機的選型就包裝機械而言，傳動方式是指該設備的機械部分傳動方式，傳動方式為動力傳遞方式，常見的動力傳動方式有：鏈傳動、帶傳動、摩擦傳動、齒輪傳動等。機械傳動控制系統(tǒng)主要有液壓傳動、機械傳動和電力傳動三種形式。事實上，設備的機械部分主要是以電力傳動作為動力源，帶動機械結構做機械傳動，完成預設運動過程。電動機是一種常用的電力傳動裝置，主要包括感應電動機、步進電機、伺服電機等。感應式電機是一種將電能轉化為動能的電磁裝置。主要用于工業(yè)中產(chǎn)生的驅動力矩，用作電器或各種機械結構的動力源。該三相異步電動機性能良好，結構簡單，工作可靠，重量輕，價格低，應用廣泛。步進電機又是一種異步電動機，提供開環(huán)控制系統(tǒng)，是現(xiàn)代數(shù)字程序控制系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件。它的工作原理是將電脈沖信號轉化為角位移信號，利用脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)來控制電機的行進距離，每接收一個脈沖，步進電機就行進一定角度，這個角度叫步距角。步進電機需要一種能夠提供脈沖信號的裝置，這種裝置通過將直流電轉化為分時供電，并通過多相時序控制電流，用這種電流給步進電機供電，步進電機才能正常工作，這就是步進電機提供分時供電的多相時序控制器。伺服電機是指在伺服系統(tǒng)中控制機械元件運轉的發(fā)動機，是一種補助馬達間接變速裝置。伺服電機將電壓信號轉換為轉矩或者轉速來驅動被控對象，以實現(xiàn)對被控對象精確的位置、速度等參數(shù)的控制。使用伺服電機可以組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，接收運動部件反饋過來的運動結果，與預設指令比較，進一步糾正運動結果，提高了系統(tǒng)的運動精度。伺服電機的具有如下的特點：（1）起動轉矩大；（2）運行范圍較廣；（3）無自轉現(xiàn)象。根據(jù)本課題對包裝機運動過程的要求，對于運動的精度不是很高，所以選擇了三相異步電動機，選擇電機具體型號為R37FDT71D4/BMG/HF/ASB1/0.37KW。3.5I/O地址分配I/O地址分配見表3.1。表3.1I/O地址分配輸入量輸出量名稱字母代號地址名稱字母代號地址旋轉編碼器綠I0.0傳送帶接觸器KM1Q0.0旋轉編碼器黃I0.1封箱機接觸器KM2Q0.1啟動按鈕SB1I0.4噴碼機接觸器KM3Q0.2停止按鈕SB2I0.5傳感器SQI0.64基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)軟件設計4.1系統(tǒng)控制流程圖設計本包裝機控制系統(tǒng)控制流程圖如圖4.1所示，運行前先判斷安全門是否關閉以及檢測控制設備是否出錯，如有異常，則程序不能正常工作，會報警顯示，方便操作人員及時排除故障。接著進行運行方式的判斷，如果處在自動工作狀態(tài)，系統(tǒng)按照程序邏輯循環(huán)往復工作。開始開始安全門關好？運行方式選擇自動運行？運行是否正常周期運行是否停止報警顯示手動運行報警顯示程序結束NNNNYYY圖4-1系統(tǒng)控制流程圖4.2梯形圖設計系統(tǒng)控制梯形圖見圖4.2所示。X1為系統(tǒng)的啟動信號，閉合時，系統(tǒng)開始運行，X2為系統(tǒng)的停止信號，X16為系統(tǒng)的安全門限位開關，當X16閉合時說明系統(tǒng)的安全門是關好的，可以允許系統(tǒng)運行。M1是輔助繼電器，是系統(tǒng)的啟動控制。X0閉合時為自動，斷開時為手動。選擇自動狀態(tài)時，系統(tǒng)調用子程序P1，選擇手動狀態(tài)時調用子程序P2。M100為系統(tǒng)的初始化狀態(tài)。系統(tǒng)啟動時A/D模塊就會將模擬的溫度信號轉換為數(shù)字信號，并將縱封溫度放入D0中，將橫封溫度放入D1中。圖4.2啟動系統(tǒng)梯形圖（2）走袋、打印和縱封控制梯形圖系統(tǒng)控制梯形圖見圖4.3所示。當系統(tǒng)啟動時并選擇自動狀態(tài)，Y10通電導通，開始給系統(tǒng)供膜。此處串入了縱封電磁閥的常閉觸頭，因為縱封時不需要供應膜。當檢測到色標且膜存在時，Y2通電，此處有3秒的定時，定時到了之后Y2斷電，打印結束。溫度傳感器檢測出縱封處溫度（此處編程采用比較指令），溫度D0的值小于100時，M4的值為ON，當D0的值大于100且小于120時，M5的值為ON，當D0的值大于120時，M6的值為ON。M4的值為ON說明，此時縱封處的溫度低于最低溫度100℃，Y14是縱封加熱管，此時Y14通電給縱封處提升溫度，使其溫度達到100℃以上。M6的值為ON說明，此時縱封處的溫度高于最高溫度120℃，此時Y14斷電使縱封處溫度降低，使其溫度低于120℃。M5閉合時說明此時縱封處的溫度在100℃-120℃之間，可以進行縱封。在X3閉合時，說明膜已經(jīng)到了縱封處了，Y0為縱封電磁閥通電開始縱封。此時定時器T1開始計時，5秒之后，T1的常閉觸頭斷開，Y0斷電縱封自行結束。圖4.3縱封系統(tǒng)梯形圖（3）供料系統(tǒng)梯形圖系統(tǒng)控制梯形圖如圖4.4所示。X4為系統(tǒng)的動盤到位信號，X6為料滿信號，當光電傳感器檢測到動盤到位時，X4閉合，此時物料還沒有滿，供料電動機Y11通電運行，開始給系統(tǒng)供應物料。當料滿時，X6閉合，X6的常閉觸點斷開，Y11斷電停止供料，同時刮板電磁閥Y3閉合通電，將多余的物料刮除掉。Y3的通電時間定為3秒，時間到了之后T2常閉觸頭斷開，使Y3停止運行。料滿之后，動盤電磁閥Y5通電運行，把物料放入制好的袋膜中。圖4.4供料系統(tǒng)梯形圖（4）橫封控制梯形圖橫封系統(tǒng)控制梯形圖見圖4.5。溫度傳感器檢測出橫封處的溫度（此處編程采用比較指令），溫度D1的值小于100時，M7的值為ON，當D1的值大于100且小于120時，M8的值為ON，當D1的值大于120時，M9的值為ON。M7的值為ON說明，此時橫封處的溫度低于最低設定值100℃，此時給橫封加熱管Y13通電以提升橫封處溫度，使其溫度達到100℃以上。M9的值為ON說明，此時橫封處的溫度高于最高溫度120℃，此時Y13斷電使橫封處溫度降低，使其溫度低于到120℃。M8閉合時說明此時橫封處的溫度在100℃-120℃之間，可以進行橫封。在X7閉合時，說明橫封到位可以進行橫封了，Y1為橫封電磁閥通電開始橫封。此時T4開始計時，5秒之后，T4的常閉觸頭斷開，使Y1斷電橫封自行結束。當X10閉合時，橫封已經(jīng)結束。Y4是切刀電磁閥。切刀電磁閥通電切刀運行將膜切斷。此處有一個3秒定時，當定時時間到了之后T5的常閉觸頭斷開，使Y4的電磁閥斷電停止運行。圖4.5橫封系統(tǒng)梯形圖（5）聲光報警系統(tǒng)梯形圖聲光報警系統(tǒng)控制梯形圖見圖4.6。X13是各電動機的過載保護，如FR1、FR2、FR3等。X11是橫縱封完成信號，X12是安全門的限位開關。電路中的任意一個電動機過載時，相應地保護它的熱繼電器就會動作閉合，M10被置位得電。X3的下降沿有效，說明沒有膜的存在，M10被置位得電。X12的下降沿有效，說明安全門沒關好，M10被置位得電。當M10得電時其常開觸點閉合，聲光報警Y16通電。聲光報警響起提醒工作人員檢查設備并排除故障。圖4.6聲光報警系統(tǒng)梯形圖5系統(tǒng)調試5.1硬件調試接完線后，不要忙著接通電源，仔細檢查各硬件部件的管腳間是否有短路、錯接、脫線、接觸不良、虛焊、漏焊等現(xiàn)象。檢查結束后，啟動電源，觀察系統(tǒng)是否異常，如有異常，立即切斷總電源，立即切斷電源，仔細檢查。正反之后再做同樣的測試，直到正常為止。再檢查一下各個硬件是否正常，在正常的時候再點動檢查，這樣可以做到2~3次。5.2軟件調試軟件調試是通過匯編、連接、執(zhí)行用戶程序，發(fā)現(xiàn)并排除程序中存在的語法和邏輯錯誤的過程。編輯程序運行之后，查看邏輯錯誤。常見的軟件錯誤包括：程序失控、中斷錯誤、輸入輸出錯誤、錯誤結果等，針對不同的錯誤現(xiàn)象采取相應的方法，發(fā)現(xiàn)錯誤，修正程序，達到預期的功能。6.結語本文詳細研究了基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)，通過進行PLC、噴碼機、傳感器、電機的選型，進行了I/O地址的分配，由此進行了基于PLC的包裝機控制系統(tǒng)的軟