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基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx
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基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx基于plc控制机械手自动装箱系统设计.docx
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摘要
在现代化的工业生产中常常需要对产品进行计数和包装,如果这些繁杂的工
作由人工完成的话不但效率低,而且劳动强度大,不适合现代化的生产需要。本
文主要对基于生产线自动装箱的 PLC 控制系统进行了详细的研究。该系统有一个
机械手和两个传送带,即运物机械手,包装箱传送带和产品传送带。运物机械手
用来转移饮料瓶,即把产品传送带上的饮料送到包装箱传送带的饮料箱中。包装
箱传送带用来传送产品包装箱,其功能是把已经装满的包装箱运走,并用一只空
箱来代替。为使空箱恰好对准机械手松开端,使饮料瓶装进包装箱中,在包装箱
传送带的中间装一光电传感器,用以检测包装箱是否到位。为使产品传送带将产
品从生产车间传送到合适位置,在产品传送带的中间也装有一光电传感器。当产
品被送到传送带的末端,会自动停止并由机械手将其送到包装箱中。本控制系统
具有精度高、成本低、抗干扰能力强、故障率低、操作维护简单等特点,具有良
好的应用价值。
关键词: 可编程控制器,自动装箱控制系统,传送带控制,机械手
第 2 页 共 29 页
Abstract
Often need to carry out counting and package on the product in
the commercial run being modernized, not only the inefficient, moreover
intensity of labour working from the words that the manpower accomplishes
if these are complicated and overloaded is big , the childbirth being unfit
to be modernized needs. Detailed research the main body of a book has been
carried out on the PLC navar enchasing owing to production line automation
mainly. Be system's turn to have two conveyer belts , be package box
conveyer belt and product conveyer belt. The package box conveyer belt
is used to deliver the product package box , whose function is that the
package box luck already filling to full is leaked , is uses one to replace
to come empty space box and. End being to make the empty space box aim
at the product conveyer belt fitly, just the drop-in package box is hit
by the messenger product, before package box conveyer belt centre install
one photoelectricity sensor, in order to check if package box arrive at
a place. And the product conveyer belt transmits a product from producing
a workshop to package box , pawn some one products deliver to the conveyer
belt end , themeeting automation drop-in package box inner, change from
another sensor becoming counting pulse. Navar has accuracy height , the
low , anti-interference ability of cost is strong , the malfunction leads
a characteristic low , operation upkeep waits for simplely, have fine
application value.
Key words : programming controller Automation encasement navar The
conveyer belt is controlled
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第 3 页 共 29 页
目录
摘要................................................................................................................................1
Abstract..........................................................................................................................2
目录................................................................................................................................3
第一章 绪论..................................................................................................................4
1.1 课题背景..........................................................................................................4
1.2 生产线自动化的发展概况..............................................................................4
1.2.1 国内生产线自动化发展概况................................................................4
系统、基于 PC 的控制系统等。..................................................................................4
1.2.2 国外生产线自动化发展概况................................................................5
1.3 本文主要研究内容..........................................................................................6
1.3.1 设计任务书.............................................................................................6
1.3.2 主要解决的问题....................................................................................7
第 2 章 控制系统的设计..............................................................................................8
2.1.1 采用传统继电————接触器电气控制系统.....................................8
2.1.2 采用 PLC 可编程序控制器控制系统 ..................................................8
2.1.3 方案比较与选择....................................................................................9
2.2 PLC 的硬件结构及工作原理 ..........................................................................9
2.2.1 PLC 控制系统组成 ..............................................................................10
2.2.2 PLC 的工作过程 ..................................................................................10
2.3 控制系统构成图和工作流程........................................................................ 11
2.3.1 控制系统构成图.................................................................................. 11
2.3.2 控制系统工作流程.............................................................................. 11
2.4 控制系统硬件设计........................................................................................12
2.5 控制系统软件设计........................................................................................17
2.5.1 控制系统逻辑分析..............................................................................17
2.6 系统程序调试及结果....................................................................................25
结论..............................................................................................................................26
致谢..............................................................................................................................27
参考文献......................................................................................................................28
3
第 4 页 共 29 页
第一章 绪论
1.1 课题背景
近年来,生产线上的自动化控制应用已越来越多,越来越广泛。随着工业生
产自动化水平的不断加快,对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集
成电路广泛应用,控制系统本身也得到长足发展,已由原来的分立元件、继电器
控制,发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展
为集中控制。正是在这种发展的需求下,可编程控制器应运而生。由于可编程控
制器(PLC)具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点,因而在工业控制系
统中得到非常广泛的应用。
在自动生产线检测控制系统中,可编程控制器主要用作下位机,检测各状态
点的状态,直接控制系统的启、停和其他控制单元的投切,并将各点的状态送给
上位机——计算机,计算机综合可编程控制器和其他设备的数据,作出相应的处
理和显示。自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable
Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC 得到了快速发展,
在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC 的功能也不断完善。今天的 PLC 不再局
限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
1.2 生产线自动化的发展概况
1.2.1 国内生产线自动化发展概况
中国的包装业相对发达国家如日本和美国相当落后,具有非常大的发展潜
力。控制系统从 20 世纪四十年代就开始使用了,早期的现场基地式仪表和后期
的继电器构成了控制系统的前身。现在所说的控制系统,多指采用电脑或微处理
器进行智能控制的系统,在控制系统的发展史上,称为第三代控制系统。这一代
系统以 PLC 和 DCS 为代表,从七十年代开始应用以来,在冶金、电力、石油、化
工、轻工等工业过程控制中获得迅猛的发展。其中 PLC,即可编程控制器,主要
是从顺序控制发展而来的,但从九十年代开始,随着电子技术、计算机技术和通
信技术的发展,PLC 的性能扩展的越来越广,PLC 的应用也逐渐向连续流程工业
拓展。同时,DCS 也开始向小型化的方向拓展。之后,陆续出现了现场总线控制
系统、基于 PC 的控制系统等。
在中国,自动化技术还未成熟,还需要长时间的发展,所以将会有很大的空
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间来发展此技术。这也是未来的发展方向和趋势。中国的经济高速度发展也需要
这项技术来促进和加速,相信在自动化技术成熟以后,中国的经济也将有飞跃性
的进步。当前中国的经济发展格局也是非常的需要高技术来支持。这样中才会有
稳定的发展状态。向西部发展的经济战略思想必然需要有高技术随之转移,生产
也将需要自动化技术的支持,这样发展高技术自动化也就是必然的趋势。
1.2.2 国外生产线自动化发展概况
从上世纪 30 年代开始,机械加工企业为了提高生产效率,采用机械化流水
作业的生产方式,大型自动生产线承担的加工对象也随之改变。生产线的控制系
统使用的继电器数量很多,在频繁动作情况下寿命较短,使生产线的可靠性降低。
为 了 解 决 这 一 问 题 , 自 二 十 世 纪 六 十 年 代 美 国 推 出 可 编 程 逻 辑 控 制 器
(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC
得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。同时,PLC 的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不
断提高,PLC 在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天
的 PLC 不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的
作用。
作为离散控的制的首选产品,PLC 在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅
速发展,世界范围内的 PLC 年增长率保持为 20%~30%。随着工厂自动化程度的
不断提高和 PLC 市场容量基数的不断扩大,近年来 PLC 在工业发达国家的增长速
度放缓。但是,在中国等发展中国家 PLC 的增长十分迅速。综合相关资料,2004
年全球 PLC 的销售收入为 100 亿美元左右,在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC 是由摸仿原继电器控制原理发展起来的,二十世纪七十年代的 PLC 只有
开关量逻辑控制,首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控
制、定时、计数和运算等操作的指令;并通过数字输入和输出操作,来控制各类
机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求,并事先存入
PLC 的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行,以完成工艺流程
要求的操作。
PLC 的 CPU 内有指示程序步存储地址的程序计数器,在程序运行过程中,
每执行一步该计数器自动加 1,程序从起始步(步序号为零)起依次执行到最终
步(通常为 END 指令),然后再返回起始步循环运算。PLC 每完成一次循环操作
所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的 PLC,循环扫描周期在 1 微秒到几十
微秒之间。PLC 用梯形图编程,在解算逻辑方面,表现出快速的优点,在微秒量
级,解算 1K 逻辑程序不到 1 毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理,16 位
(也有 32 位的)为一个模拟量。大型 PLC 使用另外一个 CPU 来完成模拟量的运
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竖子敢尔
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