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(可编程控器、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。
本论文共分四章，从可编程控器(PLC)基础到整个系统的规划设计，以及PLC 控制系统的硬件、软件的开发，给出全面、详细的设计思路。该系统的核心部分是包装码垛自动生产线的控制系统，其控制系统主要是以可编程控制器(PLC)为基础进行集成控制的。
全自动包装码垛生产线主要应用于化工、粮食、食品及医药等行业中的粉、粒、块状物料（如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等）的全自动包装，即对包装过程中的称重、供袋、装袋、折边、封袋、倒袋整形、批号打印、检测、转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。以PLC为基础的全自动包装码垛生产线，控制系统简单、便于维护、适应性强，自动化程度高，节约人力，可极大提高生产效率。
关键词：PLC；控制系统；包装码垛自动生产线
Abstract
The 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 programmable logic 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 (1)
1.1 PLC的产生和发展、优点、应用现状和发展趋势 (1)
1.2 包装码垛自动生产线的发展 (4)
1.3 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 (6)
2.1 概述 (6)
2.2 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 (10)
3.1 PLC的基本结构 (10)
3.2 PLC的主要组成部分 (11)
3.3 PLC的工作原理 (12)
3.4 PLC控制系统设计 (13)
第4章程序调试 (36)
4.1 程序输入和编辑 (36)
4.2 梯形图逻辑测试 (37)
4.3 监控程序 (38)
4.4 监控元件 (39)
4.5 退出PLC仿真运行 (41)
结论 (42)
参考文献 (43)
致谢 (44)
第1章绪论
可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的基础上发展起来的，最初叫做可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），即PLC，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
1.1 PLC的产生和发展、优点、应用现状和发展趋势
1.1.1PLC的产生和发展
1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器PDP-14，在美国通用汽车公司的生产在线试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程控器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。
20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程控器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、仿真量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30～40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产
了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。［1］［2］
1.1.2 PLC的优点
PLC是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，所以在工业控制方面，它具有继电器控制或通用计算机所无法比拟的特点。
（1）高可靠性
PLC的高可靠性主要表现在硬件和软件两个方面：
在硬件方面，由于采用性能优良的开关电源，并且对采用的器件进行严格的筛选，加上合理的系统结构，最后加固、简化安装，因此PLC具有很强的抗振动冲击性能；无触点的半导体电路来完成大量的开关动作，就不会出现继电器控制系统中的器件老化、脱焊、触点电弧等问题；所有的输入/输出（I/O）接口都采用了光电隔离措施，使外部电路和PLC内部电路能有效的进行隔离；PLC模块式的结构，可以在其中一个模块出现故障时迅速地判断出故障的模块并进行更换，这样就能尽量缩短系统的维修时间。
在软件方面，PLC的监控定时器可用于监视执行用户程序的专用运算处理器的延迟，保证在程序出错和程序调试时，避免因程序错误而出现死循环；当CPU、电池、I/O口、通信等出现异常时，PLC的自诊断功能可以检测到这些错误，并采取相应的措施，以防止故障扩大；停电时，后备电池和正常工作时一样，进行对用户程序及动态数据的保护，确保信息不丢失。
（2）应用灵活、使用方便
模块化的PLC设计，使用户能根据自己控制系统的大小、工艺流程和控制要求等来选择自己所需的PLC的模块并进行资源配置和PLC编程。这样，控制系统就不再需要大量硬件装置，用户只需根据控制需要设计PLC的硬件配置和I/O的外部接线即可。而在PLC控制系统中，当控制要求改变时，不改动PLC外部接线，只需修改程序即可。
（3）面向控制过程的编程语言，容易掌握
PLC的编程语言采用继电器控制电路的梯形图语言，清晰直观。虽然PLC是以微处理器为核心的控制装置，但是它不需要用户具有很强的程序设计能力，只要用户具备一定的计算机软、硬件知识和电器控制方面的知识即可。这种面向控制过程的编程方式，与目前微机控制常用的汇编语言相比，虽然在PLC内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数的机电控制设备来说，这种时耗是微不足道的。
（4）易于安装、调试、维修
在安装时，由于PLC的输入/输出接口已经做好，因此可以直接和外部设备相连，而不再需要专用的接口电路。而且PLC的软件功能取代了原来继电器控制中
的中间继电器、定时器、计数器等一些器件，所以硬件安装上的工作量相应减少。
PLC的调试可先在实验室模拟完成，模拟调试完成后再现场安装、调试。这样就可以避免可能在现场会出现的一些问题，从而缩短调试周期。
在维修方面，PLC完善的诊断和显示功能，可以通过模块上的显示或编程器等很容易地找出故障的模块，而且由于模块化设计，因此只需要对出错的模块进行更换即可。
（5）网络功能强大
PLC具有强大的网络功能。PLC不仅能做到远程控制、进行PLC内部通信与上位机进行通信，还具备专线上网、无线上网等功能。
这样，PLC就可以组成范围很大的控制网络，整个工厂，甚至整个系统都可以实现自动化，从而提高生产的效率。
（6）体积小、重量轻
由于PLC内部电路主要采用微电子技术设计，因此它具有体积小、重量轻等特点。［3］
1.1.3 PLC的应用
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/0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，其它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、西德SIEMENS，日本富士公司为主。我国的饮料包装设备在许多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果。［4］［5］
1.1.4 PLC控制系统发展趋势
PLC具有可靠性高、使用方便、编程简单、体积小、重量轻等特点。目前，全世界PLC生产厂家约为200家，生产300多个品种。作为控制装置，它在许多工业领域都得到广泛的应用。随着微处理器技术和现代通信技术的发展，PLC也
得到了迅速发展，其技术和产品日趋完善。PLC的主要发展趋势主要表现在以下几个方面。
（1）高速度、高I/O容量、功能强大
随着CPU处理速度的提高，PLC程序执行的速度也越来越快；大规模和超大规模集成电路的发展，相应地使I/O的容量也得到增加；智能模块的增加，使PLC 能够实现的功能越来越多。
（2）强大的PLC联网能力
随着人们对工业自动化的要求越来越高，人们已经不再满足对几个设备、几条生产线的PLC控制，而是要求实现对全工厂的自动化，所以提高PLC控制系统的网络功能成为PLC的发展趋势。以后人们不仅能通过通信模块进行PLC与PLC、PLC与上位机之间的连接，还能通过拨号或者无线的方式使PLC联网。
（3）编程软件多样化
PLC的梯形图语言、助记符语言和功能模块语言虽然使用方便，而且也能很好地实现控制要求，但是在处理一些高级功能（复杂运算、报表生成和打印等功能）时存在明显的不足，所以就要求高级语言（BASIC、C、FORTRAN等）、图形语言、汇编语言兼容。这样不仅可以通过梯形图语言、助记符语言和功能模块语言来编写程序，也可以通过高级语言来编程。
1.2 包装码垛自动生产线的发展
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。它可以是固定式或移动式的，用于工业自动化作业中。工业机器人与其它专用自动机的主要区别在于，专用自动机是适应于大量生产的专用自动化设备，而工业机器人是一种能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化设备。包装码垛生产线是机电仪一体化高技术产品，适用于化工、粮食、食品及医药等行业。它可实现对粉、粒、块状物料（如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等）的称重、供袋、装袋、折边、封袋、倒袋整形、金属检测、重量复检、批号打印、转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。通过可编程控制器，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。包装码垛自动生产线以PLC为控制核心，以键盘、按钮或触摸屏为输入设备，PLC通过总线进行通信，完成对各电机转速、转向及各个接触
器、中继器等的控制。包装码垛生产线简单地讲，它是由包装机械和码垛机械组成的，其中的主要部分还是包装机械，码垛机械是从包装生产在线分离出来而发展起来的。其流程图如图1-1所示。［6］
图1-1 包装码垛生产线流程图
1.3 课题主要研究内容
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、煤化工、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。因此对包装码垛自动生产线的应用研究具有重大的经济意义和现实意义。本课题主要研究PLC在包装码垛生产线自动控制系统中的应用。
该课题主要完成以下四个方面的工作:
(1)掌握PLC控制原理及编程；
(2)熟识包装码垛生产线的工艺过程及动作流程；
(3)PLC控制系统的软、硬件设计；
(4)包装码垛生产线的程序调试。
第2章包装码垛自动生产线机械系统的工作原理2.1 概述
本课题所设计的包装码垛自动生产线是一个典型的机电一体化系统。机电一体化技术又称机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化系统通常由五大要素构成，即动力源、传感器、机械结构、执行组件和电子计算机。全自动包装码垛生产线是集机、电、仪于一体的高技术产品，它主要应用于化工、粮食、食品及医药等行业中的粉、粒、块状物料(如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等)的全自动包装，即对包装过程中的称重、供袋、装袋、折边、封口、倒袋整形、批号打印、检测、转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。［7］
2.2 包装码垛自动生产线系统组成
包装码垛自动生产线主要由以下各部机组成如图2-l所示:
1.全自动电子定量秤
2.平台
3.自动供袋机
4.自动装袋机
5.夹口整形机
6.自动折边机
7.自动缝口机
8.立袋输送机
9.倒袋整形机10.金属检测机11.重量复检机12.自动捡选机13.喷墨打印机14.过渡输送机15.斜坡输送机16.压平整形机17.托盘仓18.转位输送机19.托盘输送机20.编组机21.推袋压袋机22.升降机23.分层码垛机24.高架平台25.垛盘输送机26.码垛机控制柜27.包装机控制柜28.电子秤控制柜 29.DCS控制系统30.真空系统31.除尘系统
图2-1 包装码垛自动生产线
2.2.1 全自动电子定量秤的组成和工作原理
全自动电子定量秤是包装机起始部机，其作用是完成物料的定值称重、投料等作业。本生产线采用净重式电子称重方式，这样称量结果不受容器皮重变化的影响，称量精度高，同时采用双秤交替的运行模式。给料系统采用气动控制的二级投料方式，即全自动电子定量秤进入自动运行状态后,称重控制系统打开给料门开始加料，该给料装置分为粗给料状态、细给料状态两级给料方式；首先粗给料门完全打开，当到达给定粗给料重量时，关闭给料门，留一条狭缝,进入细给料状态。当到达给定细给料重量时,完全关闭给料门，经过一定的空中落料,称量斗稳定,并且卡袋机构卡紧时,卸料门打开,物料进入放料斗,再落入袋内,给料结束。
2.2.2 自动供袋机的组成和工作原理
自动上袋机组包括：自动供袋、自动取袋、自动夹袋与上袋、自动开袋、自动送袋等机构,以及气动系统、真空系统、光电检测装置和电气控制系统。自动供袋机是由供袋器、吸袋器、袋子传送器、接袋器、取袋器等部件组成。供袋机为装袋机提供空包装袋，操作人员将空包装袋放置在给袋器上后，其余的动作均由设备自动完成。该部机采用双盘自动切换工作方式，每盘可存储200个以上空袋(编织袋或纸袋)，取袋时配有真空检测系统。空袋的放置情况由检测装置进行检测。带有真空吸盘的吸袋器从供袋器上把包装袋吸住，然后向上提升到位后，传送给传送器。传送器将袋子输送到供袋机的斜板上。在导向板、接袋器、吸盘和光电开关的作用下，确保包装袋在斜板上保持正确的位置和形状。取袋器捡起斜板上的包装袋，在取袋器四连杆的作用下，包装袋定位在包装机的中心在线，等待装袋机将包装袋取走。［8］
2.2.3 自动装袋机的组成和工作原理
自动装袋机是由过渡料斗、取袋开袋夹送装置、翻门缩口装置、机架等构成。过渡料斗是装袋机联接全自动电子定量秤的过渡装置，它可以存储一袋物料，提高全自动电子定量秤的称重速度，减小物料落差，降低粉尘产生量，利于除尘，同时保证物料顺利地导入装袋机并防止装袋机产生的振动传递到全自动电子定量秤上。取袋开袋夹送装置将自动供袋机的取袋器取好的袋子夹住，开袋吸盘吸住袋子的两面，在主气缸推动下送到翻门缩口装置的下面并将袋口拉开(此动作是和翻门缩口动作同时进行)为填装物料做准备，同时将己装好物料的料袋送到夹口整形机内。在主气缸行程两端安装有缓冲器，使主气缸在行程端点得以缓冲并使装袋机振动减轻。翻门缩口装置将送过来的料袋通过夹袋手爪夹住袋子的两上边，通过缩口动作收缩袋口(此动作与开袋动作同时进行)使翻门插入袋口，并在检测系统检测到料袋位置正确后向全自动电子定量秤和过渡料斗发出卸料请求指令，
投下物料，完成装袋。每次装填完物料后翻门关闭，夹袋手爪将袋口绷紧，松开，放到输送机上，再由取袋夹送装置在取袋的同时夹送到夹口整形机内。
2.2.4 转位输送机的组成和工作原理
转位输送机是由输送机和料袋转位机构组合而成。它是将缓停机送来的料袋按预定的编组程序对料袋进行输送和转位。料袋的转位是通过光电信号控制转位装置，在料袋输送过程中使料袋实现90°的转位。料袋所需回转的角度是以保证料袋口向内为准，从而能够保证垛形整齐、美观。转位机构由机架、转位电机、转轴、转体、夹紧气缸、夹板等组成。当料袋按工作程序要求实现转位时，夹紧气缸伸出，带动夹板将料袋夹住，转位电机带动转轴、转体使料袋旋转90°，当料袋不需转位时，气缸将夹板收回，夹板不挡料袋。
2.2.5 编组机的组成和工作原理
编组机是码垛机组中的重要部机之一，对提高码垛质量和速度起到关键的作用。编组机主要由输送机、缓停板、前挡板及左右挡板组成。编组机的工作原理是将转位输送机送来的料袋按码垛要求实现2-3编组和3-2编组，即垛型每层为二袋竖、三袋横或三袋横、二袋竖并交替进行。当位于输送带入口处的光电开关检测到一个料袋到来时，立即启动减速电机将料袋向前拖动到预定距离，而后停止运转。在下一个料袋到来时，光电开关又重新启动电机重复上述动作。当完成二袋竖放或三袋横放时，推袋装置便把这组料袋推到缓停板上暂存。如果计数达到一层(二袋竖加三袋横或三袋横加二袋竖)时，推袋装置就将二部分料袋一起推到码垛区。由于缓停板的设置减少一次来回推袋的时间，从而提高了码垛效率。
2.2.6 推袋压袋机的组成和工作原理
推袋压袋机主要由传动机构、推袋小车、导轨、压袋机支架、压袋框等机构组成。推袋压袋机是将已编组的料袋组推至缓冲区或码垛区，并在分层码垛时对一层料袋进行五面整形，使垛形保持良好。当料袋进入压平输送机和压平装置时,上下皮带将料袋向前输送的同时,压整装置本身重量的一部分作用在料袋上,使袋内物料分布均匀。推袋机完成一个推袋的全过程是分两次进行的，第一次是将编组机输送带上的半层料袋(二袋竖或三袋横)推至缓停板上后，推料小车退回原位，第二次将另一半层料袋连同缓停板上的半层料袋全部推到码垛区。整个推袋过程都是在位置信号控制下进行的，即其各段行程的运行速度是不同的，从而保证了码垛质量和工作效率。
2.2.7 分层码垛机的组成和工作原理
分层码垛机是由滑板机构、整形装置和端挡板组成。料袋在编组机上排列好后,通过推袋机将料袋推到分层机上,分层机先通过整形板对已编组的料袋组进行整形，然后，分层机再将整形后的一层料袋投放到升降机上的托盘上，完成一层料袋的码垛。
2.2.8 升降机的组成和工作原理
升降机主要由升降平台、传动机构和配重体组成。升降机是在码垛过程中完成对空托盘的提升和对垛盘逐层下降以进行码垛的设备。剪叉式升降机是靠剪刀式支承架的展开与折迭来完成货物平台的升降，其动力是通过油缸的伸缩来推动剪刀的展开与折迭。
2.2.9 托盘仓的组成和工作原理
托盘仓主要由机架、叉板、主气缸、光电开关组成。托盘仓用来储存一定数量的托盘,根据需要及时准确地将托盘分配给托盘输送机确保生产线能连续工作。托盘输送机将托盘仓中存储的托盘输送到码垛工位。垛盘输送机是将空托盘输送至升降机的升降托叉上进行码垛，而后将满垛后的垛盘输送至下一垛盘输送机(无动力)的设备。托盘仓的主气缸用以顶起托盘。侧面还装有两个小气缸，小气缸控制叉板开合，保证托盘的提取。光电开关采用对射式光电开关，检测托盘仓内托盘的存储量，以保证托盘的及时供给。
第3章包装码垛自动生产线PLC控制系统设计
在包装过程中，自动完成称重、供袋、取袋、装袋、缝口、输送、金属检测、重量检测及码垛等多个动作，动作多，运动复杂，而所处工作环境恶劣(高温、振动、粉尘)，这就要求控制系统具有很高的可靠性、良好的节能措施、很强的故障诊断能力，确保生产的稳定运行。由于包装生产线的各种控制为开关量，而目前流行的PLC具有结构小巧、运行速度高、通用性好、可靠性高等特点，非常适合于工业现场的高温、振动、粉尘等恶劣环境下的开关控制。所以选用PLC作为控制系统的核心部件。本包装码垛自动生产线动作关系复杂，I/0点数较多，以开关量控制为主，选择日本三菱公司的FX2N系列PLC为控制核心部件。［9］［10］
3.1 PLC的基本结构
PLC的类型繁多，但其结构和工作原理则大同小异，一般是由中央处理单元(CPU)、内存、输入/输出单元、编程器、电源等主要部分构成的。如果把PLC看作一个系统，外部的开关信号均为输入变量，它们经输入接口存到PLC内部的数据存储器中，而后经过逻辑运算或数据处理以输出变量的形式送到输出接口，从而控制输出设备。PLC的基本结构如图3-1所示。［11］
图3-1 PLC的基本结构
3.2 PLC的主要组成部分
（1）中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、内存、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序内存中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
（2）内存
根据内存存储内容的不同，我们把内存分为：
系统程序内存：用来存放系统程序的内存。系统程序相当于计算机操作系统，主要包括检查程序、编译程序和监控程序，是PLC厂家根据选用的CPU的指令系统编写的，并固化到ROM里，用户不能修改其内容。
用户程序内存：用来存放用户根据控制要求编制的程序。不同类型的PLC，其存储容量也不一样。
数据存储器：用以存放PLC运行中的各种数据的内存。因为运行中数据不断变化，所以这种内存必须可擦写。
（3）输入/输出单元
输入/输出(I/0)单元是PLC与外部设备相互联系的窗口。输入单元接收现场设备向PLC提供的信号，例如由按钮、操作开关、限位开关、继电器触点、接近开关、拨码器等提供的开关量信号。这些信号经过输入电路的滤波、光电隔离、电平转换等处理，变成CPU能够接收和处理的信号。输出单元将经过CPU处理的微弱电信号通过光电隔离、功率放大等处理转换成外部设备所需要的强电信号，以驱动各执行组件，如指示灯的亮灭，电动机启停和正反转，设备的转动、平移、升降，阀门的关闭等。
（4）电源部分
电源部件能将外部供电电源转换成供PLC的CPU、内存、I/0接口等电子电路工作所需要的直流电源，使PLC能正常工作。PLC中一般配有开关式稳压电源为内部电路供电。开关电源的输入电压范围宽、体积小、重量轻、效率高、抗干扰性能好。有的PLC能向外部提供24V的直流电源，可给输入单元所连接的外部开关或传感器供电。［12］
3.3 PLC的工作原理
PLC与继电器构成的控制装置的重要区别之一就是工作方式不同，继电器控制是并行运行方式，即如果输出线圈通电或断电，该线圈的触点立即动作，只要形成电流通路，就有可能有几个电器同时动作。而PLC则不同，它采用循环扫描技术，只有该线圈通电或断电，并且必须当程序扫描到该线圈时，该线圈触点才会动作，而且每次它只能执行一条指令，这也就是说PLC以“串行”方式工作的，这种工作方式可以避免继电器控制的触点竞争和时序失配等问题。也可以说，继电器控制装置是根据输入和逻辑控制结构就可以直接得到输出，而PLC控制则需要输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段才能完成控制过程。
3.3.1 输入采样阶段
在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。
3.3.2 用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其它输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或资料的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O 模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。
3.3.3 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
3.4 PLC控制系统设计
3.4.1 包装码垛自动生产线工艺流程
包装码垛自动生产线可自动完成称重、供袋、取袋、装袋、缝口、输送、金属检测、重量检测及码垛等功能。全自动包装码垛生产线的机械系统主要包括全自动称重单元、包装单元、输送检测单元、码垛单元。其主要工艺流程如下:物料自储料斗进入包装秤的给料装置，通过粗、细给料，实现粗、细两级加料。当秤斗中的物料重量达到最终设定值时，称重终端发出停止加料信号，待空中的飞料全部落入秤斗后此次称重循环结束，此时电子包装秤等待装袋机的投料信号。当自动装袋机完成上袋后，发出讯号，使称重箱打开卸料翻门，向包装袋内投料，卸料后称重箱关闭翻门，装袋机张开夹袋器，包装袋通过夹口整形机和立袋输送机进入自动折边机，包装袋经折边后，进入缝口机，当设在缝口机旁边的光电开关检测到包装袋后，缝纫机开始工作，缝合包装袋，当包装袋离开缝纫机后，缝纫机停止，并自动切断缝合线。包装袋经过倒袋整形机进入金属检测机及重量复检机，如果检测不合格，在包装袋通过自动捡选机时将被剔除，而合格的包装袋则顺利通过自动捡选机，再经喷墨打印机、过渡输送机、缓停机等设备，将包装袋输送到码垛单元，由转位机根据码垛工艺要求将料袋依次按“2袋竖-3袋横”和“3袋横-2袋竖”循环做转位处理。这样包装袋便以2袋直或3袋横的形式进入编组机，最后由码垛机将包装袋堆码到托盘上，一般以码8层为一垛。码垛完成后，垛盘输送机将其输送出码垛区，停放在叉车区域垛盘输送机上。码垛机所使用的托盘由托盘仓和托盘输送机根据程序自动提供。包装码垛自动生产线工艺流程如图3-2所示。［13］
图3-2 全自动包装码垛生产线工艺流程图
3.4.2 PLC控制系统硬件设计
PLC控制系统是全自动包装生产线的核心部位，而在包装过程中，动作多，运动复杂，这就要求控制系统具有很高的可靠性、良好的节能措施、很强的故障诊断能力，确保生产的稳定运行。由于包装生产线的各种控制为开关量，动作关系复杂，I/O点数较多，选择日本三菱公司的FX2N系列PLC。
(1)硬件配置
硬件配置包括FX2N 基本单元、FX2N 扩展单元、检测组件(光电开关、接近开关、真空开关等)、人机操作接口(按钮、指示灯等)、控制组件(交流接触器、变频器、电磁阀等)以及执行组件(电机和气缸等)。
［14］
(2)具体的输入输出扩展
根据对于本生产线的分析，系统需要约130个输入点、160个输出点，总的点数约在290个左右，加上一定的点数裕量，系统总的输入输出点数应该配置在320点左右，而FX2N 系统最大的点数是256点，所以决定采取分段控制，将整个系统分成2段，前一段从电子称重机到喷墨打印机，使用一个PLC 系统控制，具体的扩展方法是FX2N-128MR+FX2N-48ER 各一台，共有点数176个，输入点88个，编号范围是X000～X127，输出点88个，编号范围是Y000～Y127；剩下的后面作为一个控制系统，使用FX2N-128MR+FX2N-16EYR ，总点数144个，输入点数64个，编号范围是X000～X077，输出点S0个，编号范围是Y000～Y117。这样系统的总点数为320点，其中输入点152个，输出点168个，可以满足系统的要求。图3-3是I/O 扩展连接示意图。
［15］
图3-3 I/O 扩展连接示意图
(3)分配输入/输出点
一般输入点与输入信号、输出点与输出控制是一一对应的。分配好后，按系统配置的信道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。输入输出继电器可自由选择，与输入点对应的即为输入继电器，与输出点对应的即为输出继电器。全自动包装码垛生产线控制系统包装部分及码垛部分输入输出接口如表3-1、3-2所示。
表3-1 包装部分I 、O 接口分配
前段
后段
表3-1 包装部分I、O接口分配续表3-1
表3-2 码垛部分I、O接口分配续表3-2
3.4.3 PLC控制系统软件程序设计
包装码垛自动生产线控制系统是基于PLC集成控制的系统，根据本节叙述的程控逻辑的系统整体控制流程图和分布流程图及系统的输入和输出信号，来编制PLC的梯形图。PLC采用循环扫描方式，按梯形图从上而下，从左而右的先后顺序予以执行。下面给出的是程序的梯形图，使用三菱公司全系列编程软件GX-Developer编辑，编程方式是梯形图。
(1)自动供袋控制逻辑和梯形图
当吸袋垂直气缸电磁阀接通时，气缸开始下降，同时吸袋真空装置接通，当吸袋真空阀达到设定值时，吸袋垂直气缸开始上升，吸盘吸住袋子上升，上限位开关打开后，倾斜气缸电磁阀接通，使垂直气缸倾斜，把袋送入供袋辊子，斜限位开关闭合后，倾斜气缸停止运动，吸袋真空吸盘断真空，袋子开始进入供袋辊子。同时，倾斜气缸开始返回，完成吸袋操作，这个过程不断重复进行。自动供袋流程图如图3-4所示。自动供袋梯形图如图3-5所示。
PLC对自动包装机的控制 包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。近年来，随着经济的迅速增长和人民生活水平的不断提高，作为传统行业之一的包装工业，呈快速发展态势，是人们普遍看好的“朝阳产业”，随之而来的就是包装机应用需求的大幅增长。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。 传统的包装机械多采用机械式控制，但随着生产力的日益提高，包装参数的随机多变，这些控制系统已越来越难以满足新形势的发展。在机电一体化技术迅速发展的今天，随着自动化技术的发展，包装机已全部实现了自动化。自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种，由人工供给包装材料（容器）和内装物，但能自动完成其它包装工序的机器称为半自动包装机，自动完成主要包装工序和其它辅助包装工序的机器称为全自动包装机。 本文将设计利用小型一体化PLC控制自动包装机，该应用在提高包装机自动化方面取得了很好效果，具有很好的推广前景。 第一章包装机械概述 第一节包装机械的发展及现状 我国包装机械工业起步较晚，很长时间都没有形成一个独立的行业。20世纪80年代初，我国政府发布的机械产品目录中还没有包装机械这一门类。70年代中期以前，我国商品包装的技术装备相当落后。大多数食品企业都采用作坊式生产、手工包装和散装销售，仅有糖果、烟草等几个领域采用机械包装。机械结构简单，技术落后。 经过多年的努力，我们在依靠自己力量的同时，积极吸收国外的先进技术，我国包装机械工业，在包装机械化、自动化方面已取得了很大进展，初步形成了包装机械研究、设计及制造的独立体系，设备在数量、品种、水平方面均有较大发展。 但是，我们离国际水平还存在很大一段距离，尤其是在包装设备科技含量上的差距更大。这使得我国在建材工业、粮食加工工业、冶金、制糖等需要包装活动的行业不能摆脱繁重的体力劳动，因而这些行业劳动生产率低下、生产成本高、产品质量不稳定、浪费大，严重困扰这些行业的发展。 目前我国包装机械行业发展的共性问题主要有： 一、产品质量差距。产品质量是关键，我国的设备基本是由国外引进消化吸收的，外观像，用起来却不一样。 二、产品技术差距。目前国外发展趋势是智能化，远程造作与控制，尽管我
1适用范围 本方案仅适用于青岛大炼油工程22万吨/硫磺回收装置硫磺全自动包 装码垛2条生产线施工。本方案如有与设备随机资料矛盾处，以设备 随机资料为准。 2编制依据 《机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-98 《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》GB50275-98 《通用机械设备安装工程》 《硫磺全自动包装码垛生产线》机械图册 《硫磺全自动包装码垛生产线》安装手册 3工程概况 全自动包装码垛机组位硫磺成型厂房一层内，2 个储料仓和1条皮 带运输机在二层标高9.180m，共计设备77台。 参数及规格如下：
4施工主要工序 4.1主要施工流程 包装机安装流程
码垛机安装流程 4.2施工主要步骤 4.2.1施工前准备 1）施工应具备的条件. a)土建工程已基本结束,施工现场达到“三通一平”。 b)设备基础已具备交安条件。 c)设备和随机资料到货齐全。 d)施工用料准备齐全。 2）施工人员经过安全,技术等培训合格。 3）施工现场备有必要的消防器材。 4）一般注意事项 a)现场安装人员必须佩戴适当的防护用品，如安全帽、工作服、手套、 安全鞋等。 b）安装现场必须有充足的照明。
c）安装用设备及工具准备，必须齐全、完好、可靠。禁止使用有裂纹、带毛刺、手柄松动的等不符合要求的工具。（具体见附表）d）起吊和搬运重手物，应遵守起重工安全操作技术规程。 e）登高作业应遵守高处作业的相关规定，工作前应检查梯子、脚手架是 否坚固可靠，禁止使用自制的梯子。工具必须放好，安全带应系挂好， 不准下扔东西。 f）采用梯子登高时要注意防滑措施，梯子斜度以75度为宜，必要时设人防护。 g）开动设备应先检查防护装置、紧固螺钉以及电、气、油等动力开关是否完好，在确保设备运行区内无人的前提下方可启动设备。 h）调试过程中应注意周围人员及自身安全，防止因挥动工具，工具脱落等造成伤害。多个人员一起工作要配合，保证安全。 4.2.2设备检验及验收管理 1）机器的开箱检验,由施工单位、建设单位及监理人员共同参加下，按照装箱单进行,内容包括： a)核对机器的名称、型号、规格、包装、箱号、箱数，并检查包装情况； b)检查随机技术文件及专用工具是否齐全；对主机、附属设备及零部件 进行外观质量检查，并核实零部件的品种、规格、数量等； c)检验后,应提交有签字的检验记录。 2）机器的零部件要编上标记(位号、件号)等。妥善保管易损件入库存放。 3）与机器配套的电气，仪表等设备及配件,应有各专业人员进行验收和保管。 4.2.3基础的验收 1）基础的验收应由土建、安装、监理三个单位的施工质量、技术等有关人员进行，主要检查内容有： a)基础的检测记录,提交一份与施工单位； b)基础上的标志线清楚(主要指纵横中心线、标高)，尺寸与设计尺寸一 致,并与设备符合； c)基础表面清洁不得有露筋、?蜂窝、空洞、疏松层，以及二次抹面层 等； d)按有关土建基础图与机器技术文件，对基础尺寸及位置进行复测检 查，其允许偏差见下表：
包装生产线的工作流程及PLC控制系统设计 现代社会对物品的包装要求越来越高，为使包装出的物品整齐、美观并且具有良好的包装质量，要求包装生产线具有精确的动作、定位精度及较高的生产率，因此对自动包装生产线的控制要求是越来越高。 自动包装生产线有两个传送带，即包装箱传送带和产品传送带。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。为使空箱恰好对准产品传送带的末端，使产品刚好落入包装箱中，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。产品传送带将产品从生产车间传送到包装箱，当某一产品被送到传送带的末端，会自动落入包装箱内，并由另一传感器转换成计数脉冲。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。 包装生产线的工作流程 由包装生产线的工作流程可以发现自动包装生产线的控制系统主要由传送带运动，计数器计数几部分组成，所以该系统输入信号有：启动信号，传感器计数，包装箱到位检测，过载保护等。输出信号有：计数器计数输出，电动机带动传送带运动等。 1、PLC控制系统的运动 通过分析包装生产线的工作流程，包装生产线控制系统分为电机控制运动，编码器计数等。在高速运动中，传统方式中各部分的动作精确度不够，而采用PLC控制的电机完成此项工作是比较容易的。它既灵活方便，又精确可靠，抗干扰能力强，编程简单，使用方便，通用性好，组合灵活；体积小，功耗低，功能完善，适应面广。所以我们选择PLC控制的方案是：在控制系统确定后，利用传感器收集的信号通过PLC去控制其他执行机构。根据输出的信号来控制电机的运动。 2、系统运行方式 包装生产线的PLC控制系统运行方式分为手动和自动： (1)手动：按下启动按钮，手动开关闭合，程序才能够运行，完成相应的动作。 (2)自动：按下启动按钮，程序完成一个周期的动作后又接着从第一步开始运动，自动循环。在自动方式下，中途若按下复位按钮，则系统要继续运行到第一步开始位置才停止。 根据包装生产线的实际运行情况，本系统采用自动运行和手动运行两种方式，还必须考虑停止运行方式的设计，可编程控制器的停运方式有正常停运，暂时停运和紧急停运三种。根据控制系统要求，又要包装生产线运行期间采用循环工作方式，只有在工作结束或接收到操作人员的停止运行指令或设备出现故障或异常情况时才停止，因此本系统采用硬件切断电源，使系统立即停车。 3、系统控制总框图
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)
目录 一、课程设计题目名称 二、课程设计目的 三、设计任务及要求 四、设计分工 五、I/O地址分配地址及其相关的硬件配置要求 六、系统主电路原理图、PLC的输入输出外部接线图 七、PLC的控制程序，并阐述程序设计、调试思路 八、系统主画面和命令语言程序，阐述监控系统所具 有的功能 九、调试过程中的问题和解决方法 十、课程设计心得 十一、参考文献 一、课程设计题目名称：包装生产线PLC控制系统
设计。 二、课程设计目的：通过对包装生产线PLC控制系统设计，即系统的硬件设计、PLC控制程序设计、监控程序设计及调试，使我们对PLC系统集成、PLC复杂控制程序设计、与电气控制系统结合、人机界面设计及监控实现等建立起整体印象，强化工程意识，提高应用能力。巩固和加强PLC控制程序书写的技巧和知识，进一步掌握电气原理图和PLC的输入/输出外部接线图的绘制。 三、设计任务及要求 如上图所示包装物品由传送带1随时运来，运送时间不固定，因此包装物品的间隔是不确定的，有的包装距离
较远，有的包装则靠在了一起。在传送带1的电动机轴上安装一个旋转编码器E6A，电动机转动1圈，旋转编码器发出1个脉冲。每个包装物品的宽度是 4个脉冲，当光电检测器 SP1检测到包装物品，且旋转编码器发出4个脉冲时，表示有1个包装物品通过传送带1到达传送带2。这样就可以通过对旋转编码器发出的脉冲数的计数，实现对包装物品的准确计数。 控制任务和要求： ①按下启动按钮 SF1后，传送带 1和传送带 2运转，传送包装物品到传送带 2（传送带1、2均由三相笼型异步电动机驱动）。 ②当传送带2上有3个物品后，挡板电动机MA1正转，驱动挡板上升，阻止后面的包装物品继续运送到传送带2上。 ③当挡板上升到位，上限位开关BG3动作，挡板停止上升，推动器电动机MA2正转，将3个包装物品向前推出。 ④当推动器到达前限位开关，BG2动作，打包机打
电气控制课程设计 专业：自动化 班级：动1051 姓名：许志鹏 学号：201509319 指导教师：香菊
交通大学自动化与电气工程学院2018 年7 月4日
生产线自动装箱的PLC控制 1.问题分析及解决方案 1.1问题描述： 对生产线上某种产品自动按指定数量(如12个)装箱，产品装箱前及装箱后都由传送带传送。生产线自动装箱控制装置示意图如图所示。生产产品由传送带A 传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送了12个产品装入一箱后，传送带B 将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。 1.2控制任务和功能要求： （1）按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。 （2）传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落人箱，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。 图1.生产线自动装箱控制装置示意图 （3）上述过程周而复始地进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。其工作流程图如图所示。 （4）应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。 （5）传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。 图2.生产线自动装箱流程图
1.3过程分析 当按下启动按钮I0.1以后，B带开始运行并自锁，B带的工作指示灯亮。 当B到达指定位置时接收到信号SQ2，这时，SQ2的常闭触点断开，导致B带停止运行，B带指示灯随之熄灭，SQ2的常开触点闭合，A带开始运行并产生自锁，开始装箱工作，这时，装箱工作指示灯亮。 因为A带在传送12给产品装入一箱后，A带会停止运行，所以我们在此添加一个减计数器，设置其初始值为12，A带上的产品传送经过开关SQ1的检测，每传送出一个产品，计数器便减1，直到传送出12个产品，A带停止运行，装箱工作指示灯灭。 通过中间继电器的使用使得B带开始新一轮的启动同时计数器复位使得下面的循环能够准确地进行下去。 在按下B点动按钮后，通过中间继电器使得线路自动解除自锁，并且按住B点动按钮，B带运行，松开则停止运行，A带点动同B带点动工作方式相同。 2.PLC选型及硬件配置 表一：PLC选型即硬件配置 3.分配I/O地址表 表二：I/O口配置 输入输出 启动按钮I0.1 B带运行(KM1) Q4.0 停止按钮I0.2 A带运行(KM2) Q4.1 SQ2输入I0.3 B带运行指示灯Q4.2 SQ1输入I0.4 装箱指示灯Q4.3 B带点动I0.5 A带点动I0.6
1.设备材质 所有与物料接触部分均为SS304不锈钢材料，电子定量秤、过渡料斗为不锈钢；摆臂装袋机、立袋输送机、夹口整形机、折边缝口机的运动部件（轴和链轮等传动件按工况条件选择合适的金属材料）为不锈钢，其余碳钢喷塑，包装单元机架为碳钢，紧固件为不锈钢材质。加料斗需安装气动振动器，选用不锈钢材质。减速电机及气缸均采用防腐型。 2.插板阀 与产品接触部位为SS304不锈钢材质，安装在料仓下部，用于截止下料通道中的物料。 3.软连接 电子定量秤与输料管线连接方式采用软连接，主要目的是将物料输送过程中产生的振动与电子定量秤隔开，确保电子定量秤的称重精度。 材质：防静电纤维滤布 4.电子定量秤 ?称重重量：50kg/bag ?称重误差：±0.2%（2σ） ?结构型式：气缸双秤 电子定量秤结构要求： 给料机构要求采用并联气缸驱动落料闸门，以实现粗、精变速给料，粗给料控制称重速度，精给料控制称重精度，确保给料控制平稳、迅速、精度高。 称重箱采用框架式结构，要求稳定、密封性好。两只称重压力传感器固定在称重箱的框架上，应具有独立的罩体，防尘、防碰。 称重料斗通过关节轴承与称重压力传感器相连。称重料斗由两根钢丝拉在称重箱的框架上。确保这种结构有效限制称重料斗水平方向的振动，使称重料斗处于非常稳定的状态，不会在垂直方向上产生任何分力，在机械上保证电子称重机构的称重精度。
称重料斗底部开门为45°斜放料门，由立式气缸控制，要求放料速度快，并且料门与料斗间应设有密封胶条，保证料门在关闭时密封性好。 称重箱体外支撑采用框架结构，预留除尘接口。 称重箱体内部所有螺栓、螺母均采用钢丝和开口销的防松措施，以防脱落。布线采用封闭的不锈钢管，要求整齐美观。 5.过渡料斗 过渡料斗用于过渡联接电子定量秤和装袋机，材质SS304。 6 .装袋机组 装袋机组由供袋盘、分拣机构、空袋输送机构、开袋套袋机构、夹袋器、摆臂移送机构和机架等组成。 7.供袋盘 作用是为装袋机提供空包装袋，采用三工位供袋盘，链条传动推板将空包装袋循环推至分拣位，每盘可存储30-50个空袋，配有真空检测供袋系统。 电机功率： 0.37kW 8.分拣机构 分拣机构采用气缸驱动吸盘抓取空包装袋，链排输送方式。链排为两特殊链条，使用连杆连接两链条，在单层输送链上设置两组连杆，交替输送空包装袋，提高了输送速度和效率。在输送链排上方设置有空袋侧整形机构，在分拣的同时，将包装袋对中。 9.空包装袋输送机构 此机构为皮带式输送机，入口接受分拣机构送来的空包装袋，由升降压轮作用，将包装袋送机开袋机构。 10 .开袋套袋机构 由开袋吸盘由气缸驱动，套袋手抓有伺服电机驱动，摆动式机构。开袋吸盘
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 (32) 结论 (34) 参考文献 (35) 致谢 (36) 附页 (37)
全自动包装流水线 在这个竞争十分激烈的社会里，无论任何机械的设立和生产都不能脱离市场的需求，任何一家公司脱离市场了就只能灭亡。全自动包装流水线作为一种全能的包装机械，只有事先经过大量的市场调查，并且针对市场上的实际情况进行研发，才能生产出符合市场需求的全自动包装流水线。 全自动包装流水线由于包含了绝大部分的包装设备，所以自然而然的成为了许多大型包装生产最合适的包装机械。许多的企业都希望能拿最少的投资来换取最大的收益，而全自动包装流水线刚好满足的企业的需求。对设备来说，需要注重自身的发展空间以及材料的使用，好的材料可以防止机身氧化，延长使用期限，污染物料，在设备上也可增加防滴漏装置，减少物料的浪费，增强其灵活性设计，增强其兼容性与适用性，一条完整的生产线由很多台设备组合而成，他们之间的工作方式不同，想要达到设备的稳定、同步以及高效生产非常不易，研发人员需要充分发挥每台设备的特性，使其可以很好的兼容在一起，并对其拆卸也比较方便。因此全自动包装流水线在设计生产的时候一定要注意各个设备之间的兼容性，在必要的时候宁愿选择稍低一点的设备，也要保持整个全自动包装流水线之间的兼容。 创新的概念有多种，一般情况下的创新，是指追求多种不同类型的产品。现在企业之间的实力和科技上大都差不多，基础也都是一样。这些企业的创新就是在原有基础上进行优化与革新，引进新技术、新理念，对结构进行升级以及工艺流程进行改变，这些创新会给企业带来一定的产品质量升级或成本控制。然而对于自动化包装流水线来说，创新不仅仅是推出新产品，还要自身的不断的改进。就像江湖中所说，武功都一样，关键是看自身的修炼。 自动化包装流水线的创新的道路到底在哪里呢？也会会有好多的自动化包装流水线生产企业会不知道，找不到自己的道路。自动化包装生产线发展到现在为止已进入了微机时代，在低碳环保的激烈竞争中，使自动化包装生产线的发展显得寸步难行，很多包装企业都在进行改革，寻找属于自己的独特经营模式，进行突破等等。换个角度来说，突出自身优势，以自身优势为依托，在技术、企业意识、企业文化以及科技等方面进行改变就是创新，这就是所要发展方向。
CJD50型自动定量包装机维护操作规程 (自动计量秤) 该全自动包装生产线通过CJD50型自动定量包装机(自动计量秤)对复合肥物料进行称量。 CJD50型自动定量包装机(自动计量秤)是在消化吸收外国先进自动计量秤的技术基础上，进行国产化设计制造的产品，是包装计量颗粒、粉状的物料（如磷铵、复合肥）的新一代设备，本机通过智能电控系统的控制，由给料、称重、放料等工序，配以自动套袋、自动夹袋、输送、折边、缝纫、码垛等辅机，形成一条包装计量、封口输送、码垛生产线。 下面对CJD50型定量包装机(自动计量秤)的使用、操作作一说明。 一、技术特性和使用条件 1、气象条件 a、使用温度：0～40\U+2103 b、相对温度：\U+226485％ 2、电源 电压：220V 允许误差：-15% -----+10％ 频率：50Hz 允许误差：±2％ 3、压缩空气：a、压力：0.5～0.6MPa b、用量：0.5m3/h 4、包装计量准确度：±0.2％（十包平均） 二、本机组成及功能流程
1、本机由下列部件组成： a、分料斗 b、给料装置 c、电子秤 d、落料斗 e、气动控制系统g、电控系统(与CZQ-D型全自动包装机共用一套电控系统) 2功能流程 包装物料由用户料仓流入呈八字型分料斗后，分别进入给料装置，当电控系统接到称量开始的指令，给料装置的两个执行元件--粗进料气缸和细进料气缸同时动作，即两进料弧门同时打开，物料流入料桶（这时料桶底门应处于关闭状态）计量开始，当料桶内的重量达到预定设定的粗加值时，粗进料气缸复位，进料弧门（I）关闭，这时，物料仍能从该弧门的小孔中继续流入料桶，当流入量达到预先设定的细加值时，细进料气缸复位，进料弧门（II）关闭，电控系统显示实际称重量，一次称量周期结束。自动上袋机套袋，夹袋气缸动作后，包装袋被夹住，同时，料桶底门打开，计量后的物料经落料斗进入包装袋内，按预先设定的时间，料桶底门关闭，若关闭位置正确，下一次称量过程随即自动进行，若关闭位置不到位，则称量过程停止。 3、安装指南 3.1 基础面应水平，其平面度不大于2毫米。基础必须远离振源，3.2待安装结束后，应使安全支架上的螺栓与料桶支架间留有适当间隙，以便不影响称重，又起保护作用。 3.3传感器决不能受任何额外电流的作用，亦不能发生机械性过载。 3.4 电控系统必须接地a、保护接地小于4欧姆。b、信号接地小于1欧姆。
自动化包装流水线解决方案 自动化包装流水线组成部分 1.MG-505纸箱成型封底机 2.动力输送机<空纸箱输送） 3.MG5545C全自动边封收缩包装 机 4.装箱机 5.喷码机 6.MG-503折盖封箱机 7.MG-504角边封箱机 8.MG-102B无人化打包机 9.栈板供给码垛 机 10.MH-105B全自动穿剑式打包机 11.MG-105A 全自动栈板水平打包机 12.TP2000FZ- PL在线缠绕包装机 13.成品暂存区<无动力输送机） 自动包装流水线解决方案流程概述整条自动包装流水线由：纸箱成型封底机<开箱机）、封切热收缩机、自动装箱机、喷码机、折盖封箱机、角边封箱机、无人化打包机、栈板供给码垛机、穿剑式打包机、水平式打包机、在线缠绕包装机及输送机组成。此款包装流水线为昱音最完整成套设备，整套包装线可实现无人化运行、
包装外观整洁、稳固。开箱机(纸箱成型封底机）完成吸箱、开箱、 胶带封底，输送到积放滚筒输送机，阻挡器阻挡纸箱。全自动封切 包装机是通过前后输送皮带将产品送入到位，光电开关感应产品到位，由PLC和其它外围线路控制气动元件和机械装置相结合的自动 包装设备。该设备的执行元件是气缸。由二位五通电磁阀控制其前 进和后退。气缸的工作位置由磁性开关和接近开关检测并反馈给PLC，由PLC通过程序发出控制命令给相应气缸的电磁阀，从而控制 气缸的动作。通过自动控制将产品外表用收缩膜封切包装起来。通 过收缩机炉膛，完成贴体包装。通过输送线进入装箱机<根据产品可 采取平推式装箱、落差式装箱、机械手装箱）由设备完成装箱后， 放行纸箱包装。通过输送机进入喷码区域完成喷码<喷码机国产及进 口可选）。进入折盖封箱机前端，自动折盖封箱机纸箱底部面形 成的四面可弯折的面板折合，放入物品后输入由两侧皮带驱动的输 送轨道内，封箱机上侧的纸箱折盖装置启动，折盖封箱一次性完成。纸箱大小变化时，全自动机器定位 基于PLC的自动灌装生产线控制系统设计与实现 【摘要】本文主要介绍基于欧姆龙CP1H PLC及组态王设计的矿泉水自动灌装控制系统。包括自动控制和手动控制，实现了清洗、灌装、封盖、包装、检测等功能。形成快速一体的自动灌装系统。另外，为了保证系统在出现意外故障时，能够得到很好的解决，系统还配置了急停开关等。对于检查出的不合格产品采用机械手将其移走。并运用组态王软件实现了对整个自动灌装系统的实时监控，可以更好的了解和修改生产工艺及控制程序。 【关键词】自动灌装；可编程控制器；CP1H；组态王 1 矿泉水灌装生产线基本结构及控制要求 1.1 生产线结构及工作过程 矿泉水自动灌装生产线的基本结构由清洗环节、灌装环节、封盖环节、包装环节、检测环节五部分组成。清洗环节是通过对回收回来的饮料瓶进行清洗，首先先向空瓶子里注入专门的清洗液，对瓶子进行清洗、消毒，然后通过倒瓶机将清洗液倒出，再将清洗好的空瓶子通过传送带送至灌装环节。灌装环节是PLC 控制电磁阀将气压导通从而控制气压阀对瓶子进行灌装，当液位高度达到标准后气压阀停止灌装，灌装口将灌装后的瓶子放下，再由传送带将瓶子送往下一个加工环节。封盖环节固定架将瓶盖放到瓶子口使得瓶盖的螺纹与瓶口的螺纹重合，通过传送带测壁的摩擦链将瓶子旋转，将瓶盖旋紧，实现封盖。包装环节是由两个固定包装纸的轴组成的，当瓶子被送至包装位置的时候，包装带将一端粘合在瓶子的侧壁，然后旋转瓶身，让包装纸缠绕在瓶身上，缠绕一周后包装纸切断，包装纸的另一端固定粘合到粘合处，包装环节结束。最后加工后的产品经过检测环节的感光传感检测不良，其中包括瓶身外部损伤、瓶盖封装不良、包装不良、灌装液位不良等等，最后机械手会将不合格的产品移至指定区域，合格的产品进行装箱，至此整个加工过程结束。 1.2 控制要求 自动灌装生产线需要设计手动和自动两种工作模式。手动模式用于设备的维护保养，调试和计数统计的复位，自动模式下允许启动生产线的正常运行。并实现下面功能： （1）急停功能 当设备发生故障或人员伤亡时，按下急停按钮，停止设备的运行所以要求在每一个生产环节都要设有急停按钮，且直接作用于电源。 （2）手动模式 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 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 啤酒包装自动生产线 解决方案 啤酒包装自动生产线解决方案 1．工艺流程及平面布局 (1)啤酒包装自动生产线工艺流程 如图1所示是生产能力为36000瓶/h啤酒灌装生产线流程示意图。其主要组成单机有：卸箱机、洗瓶机、验瓶机、灌装压盖机、杀菌机、贴标机、装箱机或热收缩薄膜包装机等。 图1 啤酒包装自动生产线工艺流程图 (2)啤酒包装自动生产线车间平面布局 ①平面布局依据的条件 进行车间的平面布局设计，需要提供以下资料： ·生产线的规模及生产工艺要求； ·车间建筑平面图； ·啤酒瓶及瓶箱规格，配套设备情况及相关资料； ·用户要求。 ②平面布局应该注意以下几点 ·设备分布间隔要合理、场地使用要合理、布局要紧凑； ·各台设备的操作者位置应该尽量考虑集中在一个公共的操作场地，形成一个操作中心，达到一人操作两台机器，减少操作工数量； ·操作者通道畅通，位置宽松，有良好的通风采光及安全设施，充分体现以人为本的企业管理理念； ·输送系统有较大的缓冲时间和贮存能力，使瓶子运送畅通； ·车间内要有一定的空箱和木板堆放空间； ·车间内或设备间有一定的维修场地； ·预留以后扩大生产的余地。 ③啤酒包装自动生产线平面布局形式 可分为如下两大类：直线布局形式、U形布局形式。 U形布局方式： 啤酒包装生产线U形布局方式 优缺点： ·脏瓶区与成品区分隔在车间的两端，二者相距较远，更符合水平卫生条件； ·潮湿区与干燥区分开较远，使得贴标后的成品不容易受潮； ·车间区域地面有利于成品堆放，工作环境较好； ·卸垛机与码垛机分隔距离较长，使得木板输送线路拉长，投资较大。 直线布局形式： 啤酒包装生产线直线布局方式 优缺点： ·卸垛机与码垛机之间的木板输送线路较短，节省投资； ·卸垛机与码垛机布置在车间的同一端，铲车可以交替使用，提高利用率； ·布局比较紧凑，中间有一个公共场地可作设备维修使用； ·脏瓶区与成品区在车间的同一端，二者相距较近，有可能使得成品酒受到卸脏瓶时的尘埃污染。 2．单机生产能力的选配 啤酒生产线通常以杀菌机（或灌装压盖机）为基准，其前后设备的生产能力逐级递增5%～10%，如图2所示。 啤酒包装自动生产线解决方案 1．工艺流程及平面布局 (1)啤酒包装自动生产线工艺流程 如图1所示是生产能力为36000瓶/h啤酒灌装生产线流程示意图。其主要组成单机有：卸箱机、洗瓶机、验瓶机、灌装压盖机、杀菌机、贴标机、装箱机或热收缩薄膜包装机等。 图1 啤酒包装自动生产线工艺流程图 (2)啤酒包装自动生产线车间平面布局 ①平面布局依据的条件 进行车间的平面布局设计，需要提供以下资料： ·生产线的规模及生产工艺要求； ·车间建筑平面图； ·啤酒瓶及瓶箱规格，配套设备情况及相关资料； ·用户要求。 ②平面布局应该注意以下几点 ·设备分布间隔要合理、场地使用要合理、布局要紧凑； ·各台设备的操作者位置应该尽量考虑集中在一个公共的操作场地，形成一个操作中心，达到一人操作两台机器，减少操作工数量； ·操作者通道畅通，位置宽松，有良好的通风采光及安全设施，充分体现以 人为本的企业管理理念； ·输送系统有较大的缓冲时间和贮存能力，使瓶子运送畅通； ·车间内要有一定的空箱和木板堆放空间； ·车间内或设备间有一定的维修场地； ·预留以后扩大生产的余地。 ③啤酒包装自动生产线平面布局形式 可分为如下两大类：直线布局形式、U形布局形式。 U形布局方式： 啤酒包装生产线U形布局方式 优缺点： ·脏瓶区与成品区分隔在车间的两端，二者相距较远，更符合水平卫生条件； ·潮湿区与干燥区分开较远，使得贴标后的成品不容易受潮； ·车间区域地面有利于成品堆放，工作环境较好； ·卸垛机与码垛机分隔距离较长，使得木板输送线路拉长，投资较大。 直线布局形式： 啤酒包装生产线直线布局方式 优缺点： ·卸垛机与码垛机之间的木板输送线路较短，节省投资； ·卸垛机与码垛机布置在车间的同一端，铲车可以交替使用，提高利用率； ·布局比较紧凑，中间有一个公共场地可作设备维修使用； 概要 通过大三下学期老师给我们讲解了电气控制及PLC这门课程，我对PLC这门学科，产生了浓厚的兴趣，这是一门很实用的技术学科。这学期我们学习了电气控制的线路的基本概念，S7-200的基础知识，PLC的基本指令和程序设计，以及我个人认为比较实用的顺控指令（我的这个课程设计是基于顺控指令执行的）。 本人的课题是包装生产线的PLC控制。我认为当今社会是一个快节奏的高科技时代，自动化流水作业已经大大取代了之前的手工作业，这大大提高了生产效率。这也使得工业中的包装生产线，运用得更加广泛。为了适应现代化的大规模生产某种产品，而且需要对其进行计数，包装，就必须设计一套完整的自动化生产线，以便用这自动化的生产线来代替人工完成这些繁杂的工作。想想，例如一个我们南京工程学院学生们经常喝的纯净水，纯净水公司，他们想要对灌装水进行分箱包装处理，如果采用自动化分箱包装处理，是可以大大提高生产效率和质量的。 如果想在竞争激烈的社会中生存下去，必须顺应社会的发展，科学的改革，运用科学技术，提高生产效率，节约成本，创造效益，这也就是自动化包装生产线的重要性。所以对此次课题，我充满了浓厚的兴趣。 本文主要结合自己大三所学的PLC知识，运用顺控指令等知识对包装生产线系统进行运用可编程控制器（PLC）控制研究，对可编程控制器（PLC）以及所用到的各个器件的功能进行了详细的介绍。 关键字 PLC控制，包装生产线，顺控指令，自动化 目录 摘要 (1) 目录 (2) 第一章绪论 (3) 1.1 课题任务提出 (3) 1.2自动包装生产线的提出背景 (4) 1.3 包装生产线的设计目的和意义 (4) 第二章生产线的方案的确定 (5) 2.1 包装生产线工作流程 (5) 2.2 整体方案说明 (5) 2.3 设计方案的流程图 (6) 第三章电气元件的选择 (7) 3.1 可编程控制器PLC的介绍 (7) 3.2 课题所需电器介绍 (8) 第四章硬件系统设计 (10) 4.1 I/O点数分配 (10) 4.2 器件列表 (10) 4.3 PLC外部接线图 (11) 4.4主电路图 (11) 第五章 PLC软件程序设计 (12) 5.1 包装生产线流程图 (12) 5.2 包装生产线功能图 (12) 5.3 PLC部分程序 (13) 第六章软件调试仿真 (14) 第七章课程设计体会感想 (15) 第八章致谢 (16) 附录梯形图程序 (17) 某包装生产线上，包装物品由传送带1随时运来，运送时间不固定，因此包装物品的间隔是不确定的，有的包装距离较远，有的包装则靠在了一起。在传送带1的电动机轴上安装一个旋转编码器E6A，电动机转动1圈，旋转编码器发出1个脉冲。每个包装物品的宽度是4个脉冲，当光电检测器SP1检测到包装物品，且旋转编码器发出4个脉冲时，表示有1个包装物品通过传送带1到传送带2。这样就可以通过对旋转编码器发出的脉冲数的计数，实现对包装物品的准确计数。 1.控制要求说明①按下启动按钮SB1后，传送带1和传送带2运转，传送包装物品到传送带2。②当传送带2上有3个物品后，挡板电动机M1正转，驱动挡板上升，阻止后面的包装物品继续运送到传送带2上。③当挡板上升到位，上限位开关SQ3动作，挡板停止上升，推动器电动机M2正转，将3个包装物品向前推出。④当推动器到达前限位开关SQ2动作，推动器停止向前，推动器电动机M2反转，驱动推动器后退。⑤当推动器后退到位时，后限位开关SQ1动作，推动器停止后退，推动器电动机M2停转。此时挡板电动机M1反转，驱动挡板下降。⑥当挡板下降到位，下限位开关SQ4动作，挡板回到初始位置。 控制电路图： 主电路图： 元器件清单： 旋转编码器 类型：增量型旋转式编码器品牌：欧姆龙 型号：E6A2-CW3E 外型尺寸：25（mm） 适用范围：低、中分辨率型读出方式：接触式 工作原理：增量式价格：35RMB/ 个 最高响应频率：30KHZ 工作电压：5-12V 驱动、停止开关 品名：按钮开关启动开关 型号：LA38-11 （红/绿） 触点：双触点(一常开触点一常闭触点) 光电检测器 型号：YBLX-X2 工作电压：20V 热继电器 型号：NR2-25G/Z 额定电流：0.1-10A 接触器 型号：CJIOZ-40/3 额定电压：220V 额定电流：10A 限位开关 低压断路器 型号：DZ5系列低压断路器 工作电流：0.15-50A 熔断器 型号：RL1-15 工作电流：2-20A 电动机 型号：Y80M2-2 额定电压：380V 额定电流：2.5 型号: YBLX-X2 额定电压：220V 语句表： LD I0.1 O Q0.4 AN I0.7 = Q0.4 LD I0.2 LD I0.6 CTU C20,16 LD C20 包装生产线的PLC控制 机电工程学院自动化专业学生姓名:马乐 21206062035 指导老师：王哲（职称） 摘要 为了适应现代化的大规模生产某种产品，而且需要对其进行计数，包装，就必须设计一套完整的自动化生产线，以便用这自动化的生产线来代替人工完成这些繁杂的工作。进一步加快工业现代化的发展，提高国民经济，改善人民的生活水平。 本文主要对包装生产线系统进行运用可编程控制器（PLC）控制研究。可编程序控制器（PLC）主要以计算机的微处理器为基础，综合计算机的应用技术、通讯技术以及自动控制技术而发展起来的一种通用控制器。PLC非常利于小型自动化系统的实现，用PLC作为下位机实现现场的信号输入和实时控制，是执行可靠，而且有效地实现了分散控制。 关键词：自动，包装，PLC，控制，设计 目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1 任务提出 (2) 1.2 控制要求说明 (3) 第二章包装生产线的方案设计 (4) 2.1 设计内容 (4) 2.2 系统控制总框图 (4) 第三章电气元件的选择及I/O地址分配 (5) 3.1 可编程控制器 (5) 3.2 I/O地址分配 (4) 3.3 元器件清单： (4) 第四章 PLC程序设计 (5) 4.1 控制电路图 (5) 4.2 程序主电路图 (6) 4.3包装生产线梯形图 (7) 第五章系统程序调试及运行结果 (8) 心得 (8) 参考文献 (8) 第一章绪论 1.1 任务提出： 包装生产线示意图和控制时序图如图所示，包装物品是放在传送带1上，由于放置的时间是任意的，所以有的包装离得很远，而有的包装靠在一起。传送带1的电动机转动一周，旋转编码器E6A发出一个脉冲，根据一个包装所能产生的脉冲数，并对这些脉冲进行计数，这样不管包装密集还是分开的，都能精确地求得包装的个数。当光电检测器（SP1）接通，且旋转编码器E6A 发出四个脉冲，即有一个包装传送到传送带2.当有四个包装被送到传送带2时，电动机M1正转驱动挡板上升，阻止后面的包装。挡板上升到位时，碰到限位开关SQ3，M1停转，挡板停止上升。电动机M2正转，驱动推动器向前，将四个包装退出传送带2。当推动器到达前部位置时，前部限位开关SQ2接通，M2反转，驱动推动器后退，当推动器返回到位时，碰到后部限位开关SQ1，M2停转，推动器回到初始位置同时M1反转驱动挡板下降，下降到位碰到下部限位开关SQ4，M1停转，挡板回到初始位置。基于PLC的自动灌装生产线控制系统设计与实现
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