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基于plc包装码垛生产线控制系统硬件设计(1).doc
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基于plc包装码垛生产线控制系统硬件设计(1).doc
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摘要
1
基于 plc 包装码垛生产线控制系统硬件设计
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,供袋不及时、出垛不及时等,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
ABSTRACT
2
ABSTRACT
Industrial production, 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.
KEY WORDS: control systembagging , palletizing line,Programmable controller
目录
3
目 录
摘 要 ................................................................1
ABSTRACT .............................................................2
目 录 ................................................................3
1 绪论 ...............................................................4
1.1 引言 ..........................................................4
1.2 PLC 概述 ......................................................4
1.3 包装码垛自动生产线设计的内容 ..................................6
1.3.1 包装码垛自动生产线的应用现状 ............................6
1.3.2 包装码垛自动生产线设计的要求 ............................7
2 包装码垛自动生产线系统组成 .........................................8
2.1 概述 ..........................................................8
2.2 包装码垛自动生产线系统组成 ....................................8
3 包装码垛生产线控制系统硬件设计 ....................................18
3.1 PLC 控制的介绍 ...............................................18
3.2 PLC 控制系统硬件设计 .........................................19
3.3 控制系统电气原理图 ...........................................23
4 包装码垛生产线控制系统软件设计 ....................................24
4.1 包装码垛自动生产线工艺流程 ...................................24
4.2 程序控制逻辑 .................................................25
4.2.1 包装部分 ................................................25
4.2.2 码垛部分 ...............................................31
4.3 PLC 控制系统软件程序设计 ..................................35
5 系统抗干扰措施 .....................................................37
5.1 抗电源干扰 ...................................................37
5.2 控制系统接地 .................................................37
5.3 防 I/O 信号干扰 ...............................................30
结论 ................................................................31
参考文献 ............................................................32
致谢 ................................................................33
附录 ................................................................42
图 A 包装部分的梯形图 .............................................42
图 B 码垛部分的梯形图 .............................................44
图 C 电气控制主电路图 .............................................49
绪论
4
1 绪论
1.1 引言
随着社会的发展、生活水平的提高,人民对商品包装提出了更高的要求。与人
民生活和工农业生产密切相关的生活日用品、营养食品、药品、种子、化肥、农
药、化工原料等工农业生产用品,都需要精确的定量包装。这些物料如果用手工进
行包装,其劳动强度大,速度慢,效益和质量差;而食品、药品类若采用手工包装不
能满足卫生要求。因此,需采用自动包装机来完成这些工作。
包装机械是现代包装工业的基本设备,是商品生产中必不可少的关键性技术设备。随着人类社
会的进步,国民经济的发展,人民生活水平的提高,人们越来越重视包装的质量、品种类型,包装
机械在包装领域中起着重要的作用。包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。
它能够大幅度地提高生产效率;降低劳动强度,改善劳动条件;保护环境,节约原材料,降低产品成
本;有利于被包装产品的卫生,提高产品包装质量,增强市场销售的竞争力;由于包装机械的计量
精度高,产品包装的外形美观、整齐、统一、封口严密,提高了产品包装的质量,增强了产品销售
的竞争力,可获得较高的经济效益;延长产品的保质期,方便产品的流通。包装机械保证包装产品
质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小,因而获得较强的市场
竞争能力,带来巨大的社会效益和经济效益。自动包装机被堪称为拥有漫长发展历史和富有强
大生命力的主导机型。现已被各国视为前景较好的包装机械。
1.2 PLC 概述
1.2.1 PLC 的产生
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
及通信技术,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。
用可编程控制器已经可以构成包括逻辑控制、过程控制、数据采集、图形工作站
等的综合控制系统。
绪论
5
1.2.2 PLC 的优点
可编程序逻辑控制器(Programmable Logical Controller),又称 PC 或 PLC,
它是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编
程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术
运算等操作的指令,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械
或生产过程。PLC 及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于
扩充其功能的原则设计。PLC 所以应用广泛,是由它的突出的特点和优越的性能分
不开的。归纳起来,PLC 主要具有以下特点:
1. 可靠性高:PLC 采用了微电子技术,大量的开关动作由无触点的半导
体电路来完成。
2. 环境适应性强:在电源瞬间断电的情况下仍可正常工作,具有很强的
抗空间电磁干扰的能力,具有良好的抗振能力和抗冲击能力。一般对
环境温度要求不高。
3. 灵活通用
4. 使用方便,维护简单
1.2.3 PLC 的应用现状
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,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及,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
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