生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制

1、安徽科技學院數(shù)理與信息工程學院PLC課程設計課程設計題 目: 生產(chǎn)自動裝箱的PLC控制設計 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 122班 指導教師 ： 國海 姓名（組長）分工制作設計任務書、控制系統(tǒng)程序設計過程分析系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)程序調(diào)試資料搜集、檢查 2015年7月目錄摘要11 生產(chǎn)線自動化的概括12 PLC的發(fā)展歷程23 概述24 設計任務和要求25 過程分析36 控制系統(tǒng)硬件設計47 控制系統(tǒng)程序設計58 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果8 9 設計總結(jié)9參考文獻10 生產(chǎn)自動裝箱的PLC控制設計 摘要 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對產(chǎn)品進行計數(shù)和包裝，如果這些繁雜的工作由人工完成的話不但效率低，

2、而且勞動強度大，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。本文主要對基于生產(chǎn)線自動裝箱的PLC控制系統(tǒng)進行了詳細的分析。該系統(tǒng)有兩個傳送帶，即包裝箱傳送帶和產(chǎn)品傳送帶。包裝箱傳送帶用來傳送產(chǎn)品包裝箱，其功能是把已經(jīng)裝滿的包裝箱運走，并用一只空箱來代替。為使空箱恰好對準產(chǎn)品傳送帶的末端，使產(chǎn)品剛好落入包裝箱中，在包裝箱傳送帶的中間裝一光電傳感器，用以檢測包裝箱是否到位。產(chǎn)品傳送帶將產(chǎn)品從生產(chǎn)車間傳送到包裝箱，當某一產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會自動落入包裝箱內(nèi)，并由另一傳感器轉(zhuǎn)換成計數(shù)脈沖。本控制系統(tǒng)具有精度高、成本低、抗干擾能力強、故障率低、操作維護簡單等特點，具有良好的應用價值。1 生產(chǎn)線自動化的概括 了解自動化

3、技術的提高能大幅度的提高經(jīng)濟效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來，包裝生產(chǎn)線的自動化、電子監(jiān)測和控制系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展，使的包裝企業(yè)以高速度、較少的停機時間和包裝故障，以及產(chǎn)品損耗減少、工傷和老毛病低等優(yōu)點而獲得出色的成就。2002年11月3至7日在芝加哥舉行的國際PACK EXPO上，可以名明白多家自動化公司展示的最新的包裝設備和新技術。這些經(jīng)濟實的自動化技術將會成為來的發(fā)展力量可見自動裝箱技術的應用前景十分廣闊。在中國，自動化技術還未成熟，還需要長時間的發(fā)展，所以將會有很大的空間來發(fā)展此技術。這也是未來的發(fā)展方向和趨勢。中國的經(jīng)濟高速度發(fā)展也需要這項技術來促進和加速，相信在自動化技術成熟以后

4、，中國的經(jīng)濟也將有飛躍性的進步。 當前中國的經(jīng)濟發(fā)展格局也是非常的需要高技術來支持。這樣中才會有穩(wěn)定的發(fā)展狀態(tài)。向西部發(fā)展的經(jīng)濟戰(zhàn)略思想必然需要有高技術隨之轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)也將需要自動化技術的支持，這樣發(fā)展高技術自動化也就是必然的趨勢。 通過此題目的設計可以把大學所學的專業(yè)知識融會貫通于實際并能鍛煉立思考的能力，經(jīng)過對我們的鍛煉必然成為未來自動化技術的骨干，也將為中國的發(fā)展貢獻一份力量，也使得我們能適應未來中國以及世界自動化技術的發(fā)展趨勢。現(xiàn)階段我國自動化市場旺盛的發(fā)展勢頭拉動對自動化人才的巨大需求。2 PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，按照邏輯關

5、系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM(通用汽車)公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美同數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller(PC)。上個世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30-40，在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系

6、統(tǒng)。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。3 概述 對生產(chǎn)線上某種產(chǎn)品自動按指定數(shù)量(如12個)裝箱，產(chǎn)品裝箱前及裝箱后都由傳送帶 傳送。 生產(chǎn)線自動裝箱控制裝置示意圖如圖所示。生產(chǎn)產(chǎn)品由傳送帶A傳送，裝入由B傳送的空箱中。每12個產(chǎn)品裝入一箱，當傳送帶A傳送了12個產(chǎn)品裝入一箱后，傳送帶B 將該箱產(chǎn)品移走，并傳送下一個空箱到指定位置等待傳送帶A傳送來的產(chǎn)品。4 設計任務和要求 用PLC控制整個控制裝置要達到以下要求： （ 1）按下控制裝置啟動按鈕后，傳送帶B先啟動運行，拖動空箱

7、前移至指定位置，達到指定位置后，由SQ2發(fā)出信號，使傳送帶B制動停止。（2）傳送帶B停車后，傳送帶A啟動運行，產(chǎn)品逐一落人箱內(nèi)，由傳感器檢測產(chǎn)品數(shù)量，當累計產(chǎn)品數(shù)量達12個時，傳送帶A制動停車，傳送帶B啟動運行。如下圖4-1所示： 圖4-1 生產(chǎn)線自動裝箱控制裝置示意圖 （3）上述過程周而復始地進行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時停止。其工作流程圖如圖所示。（4）應有必要的信號指示，如電源有電、傳送帶A工作和傳送帶B工作等。（5）傳送帶A和傳送帶B應有獨立點動控制，以便于調(diào)試和維修。如下圖4-2所示： 圖 4-2 生產(chǎn)線自動裝箱工作流程圖5 過程分析電源一旦接通，便發(fā)出一個脈沖使S0

8、.0置1，只有當按下啟動按鈕I0.0時，S0.0這一狀態(tài)被置成0，此時傳送帶B開始啟動運行，一直到被開關SQ2檢測到才將傳送帶B停止，等傳送帶B停止后，傳送帶A才開始啟動，同時傳送出物品，產(chǎn)品經(jīng)過開關SQ1檢測，每傳送出一個部件，計數(shù)器便加1，直到傳送出12個產(chǎn)品，計數(shù)器便開始動作，計數(shù)器常開觸點閉合，這時如果沒有按下停止按鈕，則開始循環(huán)工作，傳送帶A停止，傳送帶B開始又一輪的啟動同時計數(shù)器清零使下面的循環(huán)能夠準確的進行下去。當一旦按下停止按鈕I0.1，此時等計數(shù)器完成計數(shù)任務，傳送帶A和傳送帶B同時停止。 此程序還可以對傳送帶A和B分別進行點動，下面對這一種情況進行詳細說明。當按下停止按鈕后

9、，按下按鈕I0.2傳送帶A運行，松開按鈕后運行停止，完成對傳送帶A的點動檢測，對于傳送帶B的點動測試與傳送帶A的相似，便不再展開說明。當點動完成后，只有再次按下停止按鈕，程序才可以再次重新開始，如果在點動進行后沒有按下停止按鈕，則當想要程序開始運行時按下啟動按鈕也不會啟動，這樣程序很容易實現(xiàn)對設備的運行前檢測和故障維修。6 控制系統(tǒng)硬件設計根據(jù)自動裝箱系統(tǒng)的控制要求,系統(tǒng)應有手動控制和自動控制功能。系統(tǒng)的具體設計過程如下：（1） I/O點數(shù)的估算 a、系統(tǒng)輸入信號：自動控制按鈕，需要1個輸入端；停止按鈕，需要1個輸入端；手動控制時，傳送帶A和傳送帶B獨立點動控制按鈕需要2個輸入端；產(chǎn)品數(shù)量檢測

10、信號SQ1和空箱位置檢測信號SQ2，需要2個輸入端；以上共需6個輸入信號點。 B、系統(tǒng)輸出信號：傳送帶A和傳送帶B，需用2個控制輸出端；系統(tǒng)上電指示、裝箱指示需要2個輸出端。以上共需4個輸出信號點。輸入輸出I0.0自動控制按鈕Q0.0B帶動指示燈I0.1停止安鈕Q0.1傳送帶B輸出I0.2SQ2輸入Q0.2傳送帶A輸出I0.3SQ1輸入Q0.3裝箱指示燈I0.4B履帶點動I0.5A履帶點動 （2）實際接線圖如圖6-1所示：Q0.0Q0.1Q0.3Q0.2I0.3I0.2I0.0I0.5I0.4I0.1 圖6-1 控制系統(tǒng)連線圖7 控制系統(tǒng)程序設計7.1程序梯形圖如下：7.2程序指令如下：1 L

11、D SM0.1 2 S S0.0,1 3 R M0.0,84 R S0.1,75 LSCR S0.06 LD I0.07 SCRT S0.18 SCRE9 LSCR S0.110 LD SM0.011 = M0.012 LD I0.413 EU14 SCRT S0.215 SCRE16 LSCR S0.217 LD SM0.018 = M0.119 LD C2020 LPS21 AN I0.122 SCRT S0.123 LPP24 A I0.125 SCRT S0.026 SCRE27 A I0.528 CU C2029 A S0.130 L 1231 R C208 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果在計算

12、機上進行編程，打開自動裝箱控制程序。斷電情況下連接好PLC電纜，按照I/O分配表，用實驗連線導線將PLC主機模塊輸入、輸出接口與實驗板接口一一對應連接，并將PLC主機模塊的電源端與實驗模塊的電源端相連接。下載程序文件到PLC,監(jiān)控后運行，使PLC進入運行方式。1、按下自動控制按鈕I0.0后，系統(tǒng)指示燈Q0.0亮；同時傳送帶B啟動運行（Q0.2指示燈亮）。2、當SQ2空箱到位檢測信號到（I0.4按鈕輸入），傳送帶B停止運行（Q0.2指示燈滅）。同時傳送帶A啟動運行（Q0.1指示燈亮）。3、當SQ1送入12個計數(shù)脈沖時（I0.5按鈕12次輸入）及累計產(chǎn)品數(shù)量達12個時，傳送帶A停止（Q0.1指示燈

13、滅），同時傳送帶B啟動運行（Q0.2指示燈亮）。4、當SQ2到位信號到（I0.4按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。5、可以實現(xiàn)傳送帶A、B點動。 9 設計總結(jié) 課程設計論文是大學學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比較完整自動裝箱生產(chǎn)線系統(tǒng)的設計，我們小組擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設計的結(jié)合鍛煉了我們的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我們查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度

14、的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。 通過這次畢業(yè)設計讓我提前了解了很多知識，這是很珍貴的。提高是有限的但提高也是全面的，正是這一次設計讓我積累了無數(shù)實際經(jīng)驗，使我的頭腦更好的被知識武裝了起來，也必然會讓我在未來的工作學習中表現(xiàn)出更高的應變能力，更強的溝通力和理解力。 順利如期的完成本次課程設計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無論是電氣控制還是計算采用了一些新的技術和設備，他們有著很多的優(yōu)越性但也存在一定的不足，這些不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如在系統(tǒng)設計上就有很大的不足，在這個電氣工程專業(yè)高度受重視的社會，這無疑是很讓我自身感到遺憾的，可這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動力，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關注新技術新設備的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為祖國的四化服務。 總之，設計是靈活性很大的創(chuàng)造過程，同時也認識了我們的不足之處，為今后的設計，工作打下