A1 全自动码垛机控制电路

毕业设计论文--基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计。

摘要传统设备产为电气压动设备随着工业断发设备己动操为自动设备发为电的综编 PLC 是以微处为，综计术动术术发来工业动装经过30年的发编为工业动领要、应装跃居工业产自动可编数计辅设计的首位。

其应广为个国工业进动标论从编 PLC 基础个系统规设计PLC控制系统软开发，给详细设计该统包装码动产线统统编 PLC 为基础进动包装码产线要应粮食医药业中块状胶粮食动包装对包装过称装边号打检测、转编组码盘和盘的输业实现动PLC为基础动包装码产线统简单维护、适应性强动节约产PLC；控制系统包装码动产线AbstractThe traditional mechanical device and the product, many are by the machinery primarily, is electrical, the hydraulic pressure or the pneumatic control mechanical device. Along with the industry level's unceasing development, mechanical device oneself changes the automatic control gradually by the manual operation, the equipment itself also develops into the integration of machinery complex compound. Programmable controller PLC is take the microprocessor as a core, the comprehensive computer technology, the automated technology and the communication develop one new industry automatic control device. After more than 30 years development, at present, the programmable controller has become in the industrial automation domain to be most important, to apply most control devices, oneself leaps to the industrial production automation four big props programmable controller, numerically-controlled machine tool, robot, computer-aided design and manufacture the first place. Its application's depth and the breadth have become weigh a national industry to be advanced and automaticity height symbol.This thesis consists of four chapters, from the programmable logic controller PLC based planning and design of the entire system, and PLC control system hardware, software development, give full and detailed design ideas. The core of the system is Palletizing automatic production line control system, the control system is mainly based on programmablelogic controller PLC as the basis for integrated control.Automatic Palletizing production line is mainly used in chemical, food, food and pharmaceutical industries in the flour, grain, bulk materials such as plastics, fertilizers, synthetic rubber, food, etc. of the automatic packaging, ie packaging process weight for bags, bagging, folding, envelope, plastic bags down, batch printing, testing, transfer grouping, stacking, pallets, and stack operations such as disk full automated transmission. With PLC based fully automatic palletizing packaging production line, control system is simple, easy maintenance, strong adaptability, high automation, saving manpower, can greatly increase productivity. Key word:PLC;Control System;Palletizing automatic production line目录第1章绪论 11.1 PLC的产生和发展、优点、应用现状和发展趋势 11.2 包装码垛自动生产线的发展 41.3 课题主要研究内容5第2章包装码垛自动生产线机械系统的工作原理 62.1 概述 62.2 包装码珠自动生产线系统组成 6第3章包装码垛自动生产线PLC控制系统设计103.1 PLC的基本结构103.2 PLC的主要组成部分113.3 PLC的工作原理123.4 PLC控制系统设计 13第4章程序调试364.1 程序输入和编辑364.2 梯形图逻辑测试374.3 监控程序384.4 监控元件394.5 退出PLC仿真运行41结论42参考文献43致谢44第1章绪论可编计术术和继电术础发来编逻辑控Programmable Logic Controller），即PLC，现广泛应工业个领处为用编写不仅进逻辑控，还定时计数术运过数拟输/输来设备产过1.1 PLC的产生和发展、优点、应用现状和发展趋势1.1.1 PLC的产生和发展1968年美国车继电装1969年，美国数字设备编PDP-14，在美国车产在线试应电气这编称Programmable认PLC。

目录摘要 (1)0引言 (2)0.1西门子S7-200smart硬件介绍软件应用 (2)1饮料箱自动码垛机结构原理 (5)1.1工艺流程 (5)2方案设计 (6)2.1控制方案 (6)2.2伺服系统 (6)2.2.1伺服系统简介 (6)2.2.2伺服系统应用使用 (7)2.3气动系统及吸盘 (8)2.3.1气动系统 (8)2.3.2真空吸盘 (9)2.4步进电机 (9)2.5脉冲输出控制（PTO方式输出） (10)2.6PLC控制系统一般设计步骤 (12)3电气接线图（按I/0分配表进行连接） (14)4软件设计 (15)4.1I/O分配 (15)4.2程序 (16)5结论 (35)6参考文献 (37)摘要传统的机械设备与产品多以机械为主，是电气、液压和气动控制的机械设备，随着工业水平的不断发展，机械设备已逐步的由手动控制改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体，可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，综合计算机、自动化技术和通讯技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。

经过30多年的发展，目前可编程控制器已经成为自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，，居工业生产自动化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）首位。

其广泛的深度和广度成为衡量一盒国家工业自动化程度高低的标志。

关键词：可编程控制器(PLC)，控制系统饮料箱自动码垛机plc控制回路设计马宫世君1646122370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、改善工作环境日益重视起来。

石油化工、化肥、粮食、港口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储存，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。

摘要传统的机械设备与产品,多是以机械为主,是电气、液压或气动控制的机械设备。

随着工业水平的不断发展,机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制,设备本身也发展成为机电一体化的综合体。

可编程序控制器 (PLC是以微处理器为核心, 综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。

经过 30多年的发展, 目前, 可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置, 己跃居工业生产自动化四大支柱 (可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造的首位。

其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。

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。

根据用户要求,配上通讯接口和打印机、有打印日、月累计报表的功能。

还可与上位计算机或触摸屏连接,对包装码垛自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理。

关键词:PLC ;控制系统;包装码垛自动生产目录绪论 .............................................................................................................................. 1一、 PLC 的背景 (2)(一 PLC 的产生 (2)(二 PLC 的应用现状和发展趋势 (2)(三包装码垛自动生产线的发展 (3)二、包装码垛自动生产线机械系统设计 ..........................................................................4 (一包装码珠自动生产线系统组成 (4)三、气动及真空系统 ........................................................................................................14(一气动系统的结构 (14)(二真空系统 (17)四、 PLC 控制系统设计 .....................................................................................................18(一包装码垛自动生产线工艺流程 (18)(二程序控制逻辑 (19)(三 PLC 控制系统硬件设计 (27)(四 PLC 控制系统软件程序设计 (33)结论 ............................................................................................................................ 34参考文献 . (35)致谢 ............................................................................................................................ 36附页 . (37)绪论在制造业高度繁荣、工业自动化蓬勃发展的今天,市场的变化、技术的更替都无时无刻不在影响着工业自动化向前发展的方向。

全自动机器人码垛机说明书1.设备设备名称：机器人码垛机设备型号：IRC5 Single出厂编号：出厂日期：2018 9设备简单介绍：机械人示教器机械人电柜PLC触摸屏2.主要参数生产能力：额定功率：10KW主电压：AC380V±10%频率：50Hz，3PH，N，PE控制电源：24V DC使用气源：进气管Ф12mm; 4-5Kgf/cm2机器重量：外形尺寸：3. 安装条件3.1).安装环境：无强烈震动、高温多湿、油污、易燃性气体、尘埃飘浮等物质。

3.2).机器安装：选择基础坚固的地面，坡度应小于1：60，调整好机器水锁紧地脚螺丝。

3.3).电气安装：引入良好的接地线（10mm2）至机器电柜中的接地螺钉处，用螺母紧固连接好；电源连接线用5芯电缆（10mm2）引入电柜中，分别接在主开关的上庄头。

4.概述本系统由自动送箱，自动送板送垛，ABB机器人高速码垛几部分组成。

由西门子S7-1200系列PLC作主控制，西门子精简系列触摸屏操作显示。

本系统自动化程度高，操作简便，切换品种快捷。

电气元件分布，结构，功能及线路请看电气原理图。

机械元件分布，结构，功能及保养请看机械人手册。

5.安全说明要正确接电源，气源。

机器运行时禁止在机器工作范围行走，禁止把手脚头等伸到机器里。

要定期对机器检查保养，以保证机器安全运转。

6.机器工作原理。

6.0). 输箱工作原理6.0.1).输箱主要部件：外输箱分箱皮带、外输箱、转箱滚筒、转箱前皮带、转箱装置。

6.0.2).输箱光电分布：外输箱检测1（转箱前皮带）、外输箱检测2、转箱计数、编组皮带前有箱检测。

6.0.3).输箱过程:在PLC触摸屏选参数画面,系统自动生成输箱控制画面，自动运行时，各电机进箱，转箱计数通过参数画面设置的总进箱数，来控制转箱装置，转箱计数每达到一次总进箱数，就转换AB层来进箱，然后重新计数。

6.1). 编组工作原理。

6.1.1).编组主要部件：编组站、推箱电机、推箱上下气缸.6.1.2).编组光电分布：进箱计数、超箱保护、前满箱、后满箱、推箱上下检测，推箱后限位，推箱后减速限位，推箱前限位，推箱前减速限位，推箱进抓手限位。

2023年 / 第7期 物联网技术1310 引 言钢管的码垛是钢管出厂前的最后一道工序，钢管码垛设备将多根钢管按照规则的形状堆叠码垛在一起。

现有的钢管码垛设备中，电磁吸盘是通过固定的导轨及升降机构驱动，将钢管吸取后随着导轨及升降机构运送，随后电磁吸盘将钢管码垛在一起[1]。

然而，当钢管的形状或管径变化后，需要调整导轨及升降机构的运送路径以适应新的钢管结构，造成切换不同种类钢管生产时的效率低下[2]。

与此同时，对于实现钢管生产线的自动化，提高生产效率，钢管自动码垛装置成为钢管生产线上必不可少的装置之一。

市面上还有一种情况是：将大量钢管沿供管台移动直接滚落到与供管台有一定落差的六边形成型框架中，经过人工微调后将钢管捆成六角形捆。

但钢管从供管台掉落至成型框中会产生一定碰撞，造成钢管表面损伤；同时掉落不到位还需要人工微调，浪费劳动力，增加人工成本。

我国钢铁产品出口量快速增长的同时，钢铁企业也面临着激烈的市场竞争。

钢管码垛的方法有很多，但是主要特点就是需要人工数量较多、人工劳动强度高、码垛速度慢，从而造成生产成本高、生产速度慢，进而影响企业的效益。

近些年有一些企业研制出了钢管码垛成型设备，但是这些成型设备存在着生产及维护成本较高、操作复杂等缺陷。

因此，为了顺应国家“十四五”规划中制造业的改革升级目标，解决钢管在码垛时易受损伤和劳动力浪费的问题[3]，本文设计了一款适用多种型号冷轧无缝钢管的个性化全自动码垛装置。

1 系统总体设计1.1 控制要求由伺服电机[4]与转轴相连接，带动传送带将钢管向前输送，依靠前方止落架使钢管停止运动；承载着立柱码垛机械臂的平台通过底部地轨中的齿轮传动与链传动实现整个码垛部分的运动；横梁和夹具由电机与滚珠丝杠传动机构带动，实现空间位置的改变；由气缸[5]、电机与滚珠丝杠传动机构组成的三维运动装置实现抓头空间位置的微调，进而应对不同情况下的抓取任务；码垛架其中一侧的框架由电机与滚珠丝杠控制，实现整个码垛架在长度与宽度上的改变，以适应不同要求的钢管码垛。

基于ＰＬＣ的全自动包装码垛生产线控制系统设计刘　轩，朱明靖，郁　炜摘　要：在当今自动化程度越来越高的工业生产当中，包装码垛生产线的全自动化技术一直是一个较难解决的问题。

大多数工厂只能完成部分自动化包装码垛，无法实现整条流水线的全自动化生产。

本设计课题研究的内容及重点主要集中在两个方面，首先基于编程控制器（ＰＬＣ），实现了整条生产包装码垛流水线的一体化操作，其次是实现了人机界面控制，利用ＭＣＧＳ组态软件环境与ＰＬＣ的连接通信，实现了整条生产流水线的全自动控制。

本设计设备具有操作简易，运行可靠性较高以及方便维护等优点。

关键词：ＰＬＣ　；包装码垛生产线；　控制系统（衢州学院，浙江 衢州 324000）基金项目：２０１８国家级大学生创新创业训练计划项目。

作者简介：刘轩（１９９７－），男，浙江衢州人，研究方向：电气工程及其自动化。

当今生产工业的飞速发展离不开自动化控制的普及。

在全国施行“机器换人”的政策形势之下，浙江省更是在近几年大力推行该项政策，并运用于各大机械和制造等行业中。

如今PLC 在工业生产中所占比例越来越高，它高速的计算力与稳定性极大地提高了生产力，创造了不可低估的效益。

在新的发展形势下，全自动化包装码垛生产线技术将变得越来越重要，可为国家的工业生产带来不可低估的利处。

而建立基于PLC 为基础技术的包装码垛生产线，不仅成本低，其控制系统操作简易，而且自动化程度相对较高，从而可以大大地改变从前生产效率低下的困境。

１　包装码垛生产线的机电一体化系统包装码垛全自动生产线主要分为机电与传感器两个部分。

机电部分又由气动及真空系统与光电检测系统组成。

传感器部分由光电开关与金属检测传感器组成。

其系统组成结构如图1所示：图１　机电一体化系统１．１　气动及真空系统气压传动是近几十年被广泛应用的一种传动方式，压缩空气作为其介质用于能量传递。

气压元件具有结构简单，易加工，寿命长，维护方便的特点，用空气做介质，来源简单方便，用后直接排放，不污染环境。

型钢码垛机自动控制的设计与实现摘要：本文介绍了一款型钢码垛机的自动控制系统的设计与实现。

该系统采用了PLC+人机界面的控制结构，通过不断分析与测试实现了机器的自动化控制。

本设计方案采用了脉冲计数法和PID反馈控制法来实现对机器的精确控制，从而提高了机器的效率和稳定性，并且使人机操作更加方便快捷。

设计实现的结果表明，本系统在实际应用中具有较高的稳定性和可靠性。

关键词：型钢码垛机；自动控制；PLC+人机界面；脉冲计数法；PID反馈控制法正文：一、引言随着科技的不断发展与进步，工业自动化技术也不断的得到应用与发展。

型钢码垛机作为一种常见的工业自动化设备，已经得到了广泛的应用。

而型钢码垛机的自动控制是整个设备运行的核心，因此如何实现对型钢码垛机的自动控制是一个非常值得研究的问题。

二、型钢码垛机的设计与实现1、型钢码垛机工作原理型钢码垛机是一种自动化的物流设备，可以实现对型钢等产品的自动码垛。

该设备由框架、输送机、分离器、码垛机构、电气控制系统等组成，工作原理如下：首先通过输送机将型钢等产品送进分离器，经过分离器的分离处理，然后将型钢等产品按照设定的码垛方式进行自动垛装。

2、型钢码垛机的自动控制系统设计本设计方案采用了PLC+人机界面的控制结构，将整个机器的控制信号和反馈信号都通过PLC进行管理和控制，然后通过人机界面来实现对机器的操作和监测，具体控制流程如下图所示：图1 型钢码垛机自动控制系统设计方案本设计方案中采用了脉冲计数法和PID反馈控制法来控制机器的位置和速度，具体实现方式如下：首先通过脉冲计数法来控制电机的位置，每次运行时将转动次数进行计数，从而控制电机的位置，保证每次的运行角度一致。

然后通过PID反馈控制法来控制电机的速度，通过不断的调节PID参数，使得机器的运行速度更加稳定和精准。

三、实践应用效果本设计方案制作的型钢码垛机可以实现自动化控制，并且在实际运行中可以保证机器的稳定性和可靠性。

通过不断的测试和分析，本系统可以实现每分钟垛装2000根型钢的生产要求，具有较高的效率和稳定性，同时操作方便、快捷，提高了生产效益。

摘要传统的机械设备与产品，多是以机械为主，是电气、液压或气动控制的机械设备。

随着工业水平的不断发展，机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体。

可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。

经过30多年的发展，目前，可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，己跃居工业生产自动化四大支柱(可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。

其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。

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。

根据用户要求，配上通讯接口和打印机、有打印日、月累计报表的功能。

还可与上位计算机或触摸屏连接，对包装码垛自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理。

关键词：PLC；控制系统；包装码垛自动生产目录绪论 (1)一、PLC的背景 (2)（一）PLC的产生 (2)（二）PLC的应用现状和发展趋势 (2)（三）包装码垛自动生产线的发展 (3)二、包装码垛自动生产线机械系统设计 (4)（一）包装码珠自动生产线系统组成 (4)三、气动及真空系统 (14)（一）气动系统的结构 (14)（二）真空系统 (17)四、PLC控制系统设计 (18)（一）包装码垛自动生产线工艺流程 (18)（二）程序控制逻辑 (19)（三）PLC控制系统硬件设计 (27)（四）PLC控制系统软件程序设计 (33)结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附页 (37)绪论在制造业高度繁荣、工业自动化蓬勃发展的今天，市场的变化、技术的更替都无时无刻不在影响着工业自动化向前发展的方向。

钢管自动码垛机电气控制系统的设计钢管自动码垛机在有缝钢管生产线中的应用，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生产效率。

本文针对钢管自动码垛机电气控制系统设计中的一些难点进行分析解决。

标签：有缝钢管生产线；自动码垛机；单方向精确计数0 前言有缝钢管在一直是国家基础建设中大量应用的钢材之一。

然而在国内外的很多工厂中，生产钢管的机械设备的自动化程序仍然不高，很多生产环节都依靠人工来完成，这不但劳动强度高、效率低，而且具有相当的危险性，特别是在生产线的末端码垛打包的工作更是如此。

自动码垛机可以实现钢管的自动码垛、输送、打包等一系列工作，从而极大的降低的工人的劳动强度并提高了生产效率。

1 设备的组成及功能描述1.1 输送上料部分（1）上料机构：将到达设备的钢管从辊道上移动到设备的来料收集区，由电动机驱动。

（2）来料收集区：横向移动的链条用于将钢管输送到码垛部分并用于码垛过程中的存料缓冲，由电动机驱动。

1.2 码垛部分（1）码放机构：将一定数量的钢管码放到码垛支架上，由气缸控制。

（2）码垛架：存放已码放好的钢管并保持包形，可升降、可开合，由电动机控制升降，液压控制开合。

1.3 打包及后续处理部分1.4 液压系统2 控制系统2.1 控制系统的主要硬件组成控制器采用三菱Q系列PLC；HMI（人机界面）采用MCGS的15寸触摸屏；三菱A800系列变频器；PLC与HMI之间进行以太网通讯，PLC与三台变频器之间进行CC-LINK通讯，因为采用了比较先进的通讯方式，使得該控制系统具有快速和稳定特点，特别是对于制管车间这种电磁干扰严重的工业环境具有良好的稳定性。

2.2 控制的工艺要求自动码垛打包机作为制管机组的辅助设备，应该能够适应机组生产的不同规格的产品。

特别是对于圆管和方管在码垛包形上的差别，应能进行灵活调整以满足生产需求。

针对方管：方管只打矩形包装，即只需要调整包装的层数及每层的数量；针对圆管：圆管的包装形式比较灵活，一般以正六边形为主，也可包装成矩形或不规则六边形，因此需要可以灵活调整选择包形、层数和每层的数量；人机交互：调整设定简洁直观，可实时显示包装形式、码垛进度，可随时对码垛进度、数量进行人为调整以方便操作人员核对数量和进行不良品的剔除。