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。
而依托用户的使用需求和使用习惯,迈向实用化无疑已经成为众多工业自动化供应商的主流选择。
作为制造业的配套行业,上个世纪的大部分时间里工业自动化在我国的发展都没有与主机行业同步进步,直到经济繁荣、制造业水平大规模提升后才开始得到了迅猛的发展。
尤其在制造业飞速发展的今天,工业自动化更加成为制造业发展不可或缺的重要力量。
从产品的发展来看,自动化产品也在根据客户的实际需要朝着多元化的方向发展。
一方面,自动化供应商可以为用户制定功能多样的自动化产品,产品可以集成多种自动化功能,并在结构上满足多种客户的不同需求;另一方面,也会同时为客户推出功能简单的自动化产品,满足用户的单一需要;同时,针对成规模的某个行业的用户,自动化供应商也会深入行业,推出更符合行业特性的产品。
随着工业自动化技术的发展与变化,以及实用性的加速,企业的自动化系统功能也在逐步增加,作用也变得更加丰富。
除了对生产过程进行控制以外,还要担负起把生产过程信息送到企业的管理系统以至双方双向供应链上的任务,并进一步要和国际上“需”与“供”的动态信息结合。
这就决定了原来传统的封闭式的系统模式必须得到改进,实现以开放性、智能性和角色多元性为特征的“新”自动化系统。
一、 PLC 的背景(一 PLC 的产生1968年,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。
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。
(二 PLC 的应用现状和发展趋势我国应用 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 MOD 工 CON 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。
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。
(三包装码垛自动生产线的发展近几年,传统的机械系统和计算机控制相结合,能极大的提高工业生产效率和企业的经济效益,因此,结合机电一体化技术,实现定量给料的计算机定量控制是必然的发展方向。
包装码垛生产线以 PLC 为控制核心, 以触摸屏为输入设备, PLC 与变频器通过 Profibus 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线上分离出来而发展起来的。
其流程图如图1-1所示:图 1-1包装码垛生产线流程二、包装码垛自动生产线机械系统设计(一包装码珠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:图 2-l 包装码垛自动生产线电子称重机是包装机起始部机,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,可以保证生产线的包装速度达到 800-1000包 /小时。
整个称重系统的动力源采用气动元件。
给料系统采用气动控制的二级投料方式,即称重过程开始时, 首先粗流料门完全打开, 当进料量达到预先设定的粗进料值时 (一般为总量的 80%-85%左右 ,粗进料气缸复位,粗流料门关闭,快速投料过程停止 :这时粗流料门前端有一方形孔即细流口还没关闭, 物料从该方形孔中继续投料,即开始细投料过程,当充填物料达到预置重量时,细投料气缸复位,细流料门关闭,给料结束。
秤体采用双传感器的并联组秤方式,秤体结构采用钢丝悬拉等减振措施,可以提高称重精度。
排料系其结构如图 2-2所示:1. 卸料门2. 称重料斗3. 称重传感器4. 给料装置5. 落料箱6. 分料箱7. 储料斗图 2-2电子称重机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, 如图 2-3所示。
全自动包装供袋工作是由供袋机械自动完成, 操作人员只要将空袋子按要求码放到上袋机的备用仓中就可以了。
当袋仓中没有袋子时备用袋仓中的袋子会被送袋机构整擦地自动送到供袋器的袋仓中去。
供袋器是两工位板式结构,每一工位大约存储 300个包装袋。
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线上,等待装袋机将包装袋取走。
自动供袋机供袋速度快,供袋质量稳定可靠,易于实现包装工作的自动化。
但机械结构较复杂,且对袋子的材料、尺寸和质量以及往备用袋仓中码放袋子时袋口的方位等都有一定的要求。
1. 供袋器2. 吸袋器3. 袋子传送器4. 接袋器5. 取袋器图 2-3供袋机结构示意图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,如图 2-4所示。
过渡料斗是装袋机联接电子称重机的过渡装置,它可以存储一袋物料,提高电子称重机的称重速度,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电子称重机上。
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。