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。

1.2 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4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4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。

第二章包装生产线的方案设计
2.1 设计内容
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，要求包装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率，因此对包装线的控制要求是越来越高。

下图是包装生产线的程序流程图。

2.2 系统控制总框图
系统硬件配置机构框图所示，包括中央处理单元及I/O扩展单元、检测元件（光电开关和接近开关等）、控制元件（交流接触器和电磁阀）以及执
行元件（电动机）等几部分。

操作人员给出操作指令并指示设备的运行状态，机器启停、功能切换、工况检测、运行状态、故障报警等，检测元件检测料位位置、投料结束信号，以及各部分的动作完成情况；PLC 自动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据梯形图程序所确定的逻辑关系跟新输出点的状态，通过通断交流接触器和电磁阀来控制电动机的启停，从而完成从包装箱到位到产品落入包装箱内完成计数，流动的过程，完成一个工作流程。

第三章
电气元件的选择及I/O 地址分配
3.1 可编程控制器
可编程控制器（Programmable Controller ）的英文缩写是PC
，容易同个人计算机（Personal Computer ）混淆，因此通常都称其为PLC （Programmable Logic Controller ）。

PLC 是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术，计算机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业自动控制装置。

目前PLC 已基本替代了传统的继电器控制系统，成为工业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）的首位。

3.2 I/O地址分配
3.3 元器件清单：
旋转编码器、驱动、停止开关、光电检测器、热继电器、接触器、限位
开关、低压断路器、熔断器、电动机
第四章 PLC程序设计
4.1 控制电路图
PLC控制系统的大多数I/O都属于开关量信号，信号的连接方式与PLC、I/O模块有关，下面主要介绍PLC常用的开关量I/O信号的连接方式、接口电路原理与I/O接口线路的设计特点。

PLC控制系统的各种按钮、行程开关、接触器/继电器触点、传感器的检测输入等都属于开关量输入信号的范畴。

开关量输入信号一般都可以与PLC 直接连接，通过接口电路转换成内部信号，不同PLC的输入接口电路可能有所不同，但其工作原理类似。

为了提高系统的抗干扰能力与可靠性，输入接口电路一般都需要用光耦进行一次与两次电路的绝缘，接口电路通常还设计有RC滤波电路，因此输入信号的响应一般有10ms左右延时。

该系统PLC输入接线图如下图。

实验时，继电器用指示灯代替。

4.2 程序主电路图
包装系统中，设备多，工作电压也不尽相同。

三相异步电动机工作电压是380V(AC)，PLC的工作电压为220V（AC）,传感器的工作电压为24V DC。

PLC控制系统中的控制回路是指由继电器、接触器等低压电器构成的强电
控制回路。

控制回路一般有AC 220V与DC24V两类。

4.3 包装生产线梯形图
第五章系统程序调试及运行结果
在计算机上进行编程，调试到无错误。

在断电情况下连接好PLC电缆，按照I/O分配表，用实验连线导线将PLC主机模块输入、输出接口与实验板接口一一对应连接，并将PLC主机模块的电源端与实验模块的电源端相连接。

下载程序文件到PLC,监控后运行，使PLC进入运行方式。

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4个物品后，旋转编码器发出16个脉冲，挡板电动机M1正转（灯L0亮），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，碰到上限位开关SQ3，挡板停止上升，推动器电动机M2正转（灯L2亮），将4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（灯L3亮），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（灯L1亮），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。

心得
通过这次设计，我对PLC设计有了更深刻的认识，也使自己的动手能力和方案设计的思路有了更进一步的提高，同时也更加熟悉了本专业的设计软
件。

在完成这个题目的过程中，我遇到了一些困难，也走了很多弯路。

在这里我要感谢指导老师和团队的同学：通过不断的努力和同学们的大力支持，以及指导老师的悉心教导，我克服了困难完成了本次设计，同时我也获得了很多宝贵的经验，学到了很多新的知识。

在课程设计的过程中，在梯形图的程序设计方面是我们开始遇到的最大问题，对于定时和计数的运用都不是太了解，通过课本的学习集查阅资料和团队的讨论最终编出了梯形图程序！其次对于课程设计说明书的梯形图和I/O口的分布接线图的制作，最终通过CAD 制图画出来的！最后感谢老师的耐心指导和队友的合作我们才得以最终完成这次的PLC课程设计！
参考文献
1.齐蓉，肖维荣. 可编程计算机控制器技术. 北京：电子工业出版社，
2005；
2.于庆广. 可编程控制器原理与系统设计. 北京：清华大学出版社，2004；
3.魏志精. 可编程控制器应用技术．北京：电子工业出版社，1995；
4.田淑珍. 可编程控制器原理及应用．北京：机械工业出版社，2005；
5.廖常初. PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2002；
6.陈忠华. 可编程控制器与工业自动化. 北京：机械工业出版社，2005；
7.王化祥，张淑英. 传感器原理及应用. 天津：天津大学出版社，2005；
黄山学院
课程设计说明书
专业：自动化
班级： 12 级卓越班
学生姓名：马乐
指导教师：王哲
成绩：
2015 年 5 月 31 日。