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毕业设计(论文)-基于plc包装码垛生产线控制系统设计说明.doc
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毕业设计(论文)-基于plc包装码垛生产线控制系统设计说明.doc
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I / 44
摘 要
在工业生产中,有很多地方需要对粉末状或小颗粒状散状固体的流量进行准
确的测量和控制,再配以给料设备组成定量给料控制系统。它是集喂料、流量测
量和控制于一身的设备。目前,作为许多生产设备的定量给料控制系统己广泛应
用于水泥、冶金、建材、电力、化工、食品、矿山、粮食等各行各业。定量给料
在工业生产中发挥着越来越重要的作用,正因为其应用的广泛性,如果能提高给
料系统的精度、自动化程度,就有着重要的现实意义。
包装码垛自动生产线适用于石油化工、化肥、粮食、港口等行业,可对 PP、PE
粒子、PVC、化肥、粮食等粉状、颗粒状物料进行全自动包装码垛作业,便于用户
储存、运输和销售,全自动包装码垛生产线主要由自动定量包装机、自动上袋机
组、封口系统、倒袋机、金属检测机、重量检验机、检选机、喷墨打印机、码垛
机等单元组成。通过可编程序控制器对整个生产线的工作过程进行自动控制,对
运行过程中出现的故障或供料不足,供袋不与时、出垛不与时等,进行声光报警。
该设备具有操作简单,运行可靠,维修方便等优点。
关键词:控制系统,包装码垛生产线,可编程序控制器
.
II / 44
ABSTRACT
Industrialproduction, there are many places need for powdered or granular solids
flow for accurate measurement and control, with feeding device consisting of
quantitative feeding control system. It is a feeder, flow measurement and control in
a device. At present, production equipment as many quantitative feeding control
system has been widely used in cement, metallurgy, building materials, electric
power, chemical, food, mining, food and other industries. Quantitative feeding in
industrial production is playing an increasingly important role, because of its wide
application, if can improve the feeding system precision, the degree of automation, it
has important practical significance.
Automatic bagging palletizing line is used in the industries of petrochemical,
fertilizer, food processing, and transportation port etc. It can perform bagging and
palletizing automatically for powder and granular materials such as chemical
fertilizer, plastic granules (PP/PE/PVC) and grains etc. It is easy for customers to
store, transport and sale their products. Automatic bagging & palletizing line
consists of auto-weighing bagging machine, auto-bag feed group, sealing
system ,bag turn down machine, metal detector, sorting machine, jet printer and
palletizing machine etc. units. Through programming controller, the whole system
process can be automatic controlled. Any process operation troubles, not enough
feeds, bag feeding not due or palletizing not in time all can be alarmed by sound or
light. It has the advantages of simple operation, reliable and easy maintenance etc.
KEYWORDS:control systembagging , palletizing line,Programmable controller
.
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目 录
摘要 I
ABSTRACTII
目录 III
1 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 PLC 概述 1
1.3 包装码垛自动生产线设计的容 2
1.3.1 包装码垛自动生产线的应用现状 2
1.3.2 包装码垛自动生产线设计的要求 3
2 包装码垛自动生产线系统组成 5
2.1 概述 5
2.2 包装码垛自动生产线系统组成 5
3 包装码垛生产线控制系统硬件设计 10
3.1 PLC 控制的优点 10
3.2 PLC 控制系统硬件设计 11
3.3 控制系统电气原理图 15
4 包装码垛生产线控制系统软件设计 16
4.1 包装码垛自动生产线工艺流程 16
4.2 程序控制逻辑 17
4.2.1 包装部分 17
4.2.2 码垛部分 23
4.3 PLC 控制系统软件程序设计 27
5 系统抗干扰措施 29
5.1 抗电源干扰 29
5.2 控制系统接地 29
5.3 防 I/O 信号干扰 30
结论 31
参考文献 32
致 33
附录 34
图 A 包装部分的梯形图 34
图 B 码垛部分的梯形图 36
图 C 电气控制主电路图 41
.
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1 绪论
1.1 引言
随着科学技术的迅猛发展,生产力水平的不断提高,人们对降低劳动强度、
改善工作环境同时重视起来。石油化工、化肥、粮食等行业对包装质量和劳动效
率的要求也日益提高,从而促进了这些企业的现代化改造。而传统的人工包装由
于其生产效率低下而成为这些行业产量和包装质量提高的巨大障碍,已不能满足
现代化大生产的需要。用户为了便于产品的运输和存储,对包装要求更加严格,
包装已成为企业升级和获得经济效益的关键因素,因此尽快提高产品的包装质量,
是这些行业的迫切任务之一,也是用户对这些行业的要求。国际上日本 NEWLONG、
英国 BL、美国 ORY 等公司掌握了包装先进技术。目前国全自动包装码垛设备主
要依靠进口,国产设备生产厂家较少,市场呼吁国产化的全自动包装生产线。在
新的世纪, 随着我国各项事业的蓬勃发展以与知识经济所面临的机遇和挑战, 包装
码垛机械必将发挥越来越重要的作用, 为国民生产产生不可估量的经济效益。
1.2 PLC 概述
上世纪六十年代末,美国最大的汽车制造商——通用汽车公司(GM)为满足市
场需求,适应汽车生产工艺不断更新的需要,提出了著名的十条技术指标公开向
社会招标,要寻求一种比继电器更可靠,响应速度更快、功能更强大的通用工业
控制器。1969年,美国数字设备公司(DEC)根据十条要求研制出世界上第一台可编
程控制器PDP-14,并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功。可编程控制器是以
微处理器为核心,把电气传动和逻辑控制、自动测量和调节、数据计算和处理有
机地结合起来,具有丰富的软件资源的现代化工业自动化控制器。经过30多年的
发展,现在可编程控制器己经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制
微型计算机。在可编程控制器中,充分应用了大规模集成电路技术、微电子技术
与通信技术,迅速地从早期的逻辑控制发展到进入位置控制、过程控制等领域。
可编程序逻辑控制器(ProgrammableLogical Controller),又称 PC 或 PLC,它
是以微型计算机为基础的一种为用于工业环境而设计的数字式电子系统,这种系
统用可编程序存储面向用户指令的部寄存器,完成规定的功能,如:逻辑、顺序、
定时、计数、数字运算、数据处理等,通过数字量的输入、输出控制各种类型的
机械或生产过程。
可编程控制器是“专为工业环境下应用而设计的工业控制计算机”,由于其具有
很强的抗干扰能力,很高的可靠性,能在恶劣环境下工作的大量的 I/O 接口,因此,
.
2 / 44
伴随着新产品、新技术的不断涌现,始终保持着旺盛的市场生命力。可编程控制
器的出现,除了取代传统的继电器控制外,正在逐步占领 DCS 和 PID 市场份额。
国际市场,当今世界的 PLC 生产厂家约 200 多家,生产 400 多种 PLC。全球最大
的 5 家 PLC 制造商,德国 SIEMENS 公司、美国 A-B 公司、SCHNEIDER 公司、
日本的 MITSUBISHI 公司、OMRON 公司、三菱公司约占全球市场销售额的 67
%。我国对可编程控制器的研制始于 1974 年,目前全国有几十个生产厂家,但产
品多为 128 个开关量 I/O 点以下的小型机。
我国应用PLC还处于初级阶段,而且局限于钢铁、化工、汽车、机床、煤炭、
电站等领域,其他行业的应用尚未普与,中国尚有广阔的应用领域等待开拓。我
国90%的PLC市场由国外占领,中、大型PLC中,几乎100%是国外产品,以美国
MODICON公司、GE公司、德国SIEMENS,日本富士公司为主。我国的包装设备
在许多方面采用了PLC,并取得了非常好的效果。
随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求,可编程控制技术得到
了飞速的发展,其技术和产品日趋完善。仅仅将PLC理解为开关量控制的时代已经
过去,PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要,而且将通信技术和信
息处理技术融为一体,其功能也日趋完善。今后,PLC将主要朝着以下两个方向发
展:一个是向超小型专用化和低价格方向发展;另一个是向高速多功能和分布式
自动化网络方向发展。趋势如下:
(1)系统构成规模向大、小两个方向发展。大是指大容量、高速度、多功能、
高性能。小是指小型化、专用化、模块化、低成本。
(2)功能不断增强,各种应用模块不断推出。
(3)产品更加规化、标准化。
1.3 包装码垛自动生产线设计的容
1.3.1 包装码垛自动生产线的应用现状
在工业生产中,有很多地方需要对粉末状或小颗粒状散状固体的流量进行准
确的测量和控制,再配以给料设备组成定量给料控制系统。它是集喂料、流量测
量和控制于一身的设备。目前,作为许多生产设备的定量给料控制系统己广泛应
用于水泥、冶金、建材、电力、化工、食品、矿山、粮食等各行各业。定量给料
在工业生产中发挥着越来越重要的作用,正因为其应用的广泛性,如果能提高给
料系统的精度、自动化程度,就有着重要的现实意义。
包装码垛自动生产线属于工业机器人。工业机器人是在第二次世界大战期间发
展起来的,始于 40 年代的美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作
手。工业机器人是一种能自动控制、可重复编程、多功能、多关节的操作机。它
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