生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱的PLC控制

1、安徽科技學(xué)院數(shù)理與信息工程學(xué)院PLC課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)題 目: 生產(chǎn)自動(dòng)裝箱的PLC控制設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 122班 指導(dǎo)教師 ： 國(guó)海 姓名（組長(zhǎng)）分工制作設(shè)計(jì)任務(wù)書、控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)過(guò)程分析系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)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(dòng)化的概括12 PLC的發(fā)展歷程23 概述24 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求25 過(guò)程分析36 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)47 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)58 系統(tǒng)程序調(diào)試及結(jié)果8 9 設(shè)計(jì)總結(jié)9參考文獻(xiàn)10 生產(chǎn)自動(dòng)裝箱的PLC控制設(shè)計(jì) 摘要 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)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(dòng)強(qiáng)度大，不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。本文主要對(duì)基于生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。該系統(tǒng)有兩個(gè)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(lái)傳送產(chǎn)品包裝箱，其功能是把已經(jīng)裝滿的包裝箱運(yùn)走，并用一只空箱來(lái)代替。為使空箱恰好對(duì)準(zhǔn)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(cè)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(dāng)某一產(chǎn)品被送到傳送帶的末端，會(huì)自動(dòng)落入包裝箱內(nèi)，并由另一傳感器轉(zhuǎn)換成計(jì)數(shù)脈沖。本控制系統(tǒng)具有精度高、成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障率低、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。1 生產(chǎn)線自動(dòng)化的概括 了解自動(dòng)化

3、技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益，這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的特別明顯。近年來(lái)，包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化、電子監(jiān)測(cè)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(jī)時(shí)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(diǎn)而獲得出色的成就。2002年11月3至7日在芝加哥舉行的國(guó)際PACK EXPO上，可以名明白多家自動(dòng)化公司展示的最新的包裝設(shè)備和新技術(shù)。這些經(jīng)濟(jì)實(shí)的自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)成為來(lái)的發(fā)展力量可見(jiàn)自動(dòng)裝箱技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。在中國(guó)，自動(dòng)化技術(shù)還未成熟，還需要長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，所以將會(huì)有很大的空間來(lái)發(fā)展此技術(shù)。這也是未來(lái)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。中國(guó)的經(jīng)濟(jì)高速度發(fā)展也需要這項(xiàng)技術(shù)來(lái)促進(jìn)和加速，相信在自動(dòng)化技術(shù)成熟以后

4、，中國(guó)的經(jīng)濟(jì)也將有飛躍性的進(jìn)步。 當(dāng)前中國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局也是非常的需要高技術(shù)來(lái)支持。這樣中才會(huì)有穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。向西部發(fā)展的經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略思想必然需要有高技術(shù)隨之轉(zhuǎn)移，生產(chǎn)也將需要自動(dòng)化技術(shù)的支持，這樣發(fā)展高技術(shù)自動(dòng)化也就是必然的趨勢(shì)。 通過(guò)此題目的設(shè)計(jì)可以把大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)融會(huì)貫通于實(shí)際并能鍛煉立思考的能力，經(jīng)過(guò)對(duì)我們的鍛煉必然成為未來(lái)自動(dòng)化技術(shù)的骨干，也將為中國(guó)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，也使得我們能適應(yīng)未來(lái)中國(guó)以及世界自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段我國(guó)自動(dòng)化市場(chǎng)旺盛的發(fā)展勢(shì)頭拉動(dòng)對(duì)自動(dòng)化人才的巨大需求。2 PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，按照邏輯關(guān)

5、系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)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(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。1968年美國(guó)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(shù)控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)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(gè)世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30-40，在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系

6、統(tǒng)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。3 概述 對(duì)生產(chǎn)線上某種產(chǎn)品自動(dòng)按指定數(shù)量(如12個(gè))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(dòng)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(gè)產(chǎn)品裝入一箱，當(dāng)傳送帶A傳送了12個(gè)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(gè)空箱到指定位置等待傳送帶A傳送來(lái)的產(chǎn)品。4 設(shè)計(jì)任務(wù)和要求 用PLC控制整個(gè)控制裝置要達(dá)到以下要求： （ 1）按下控制裝置啟動(dòng)按鈕后，傳送帶B先啟動(dòng)運(yùn)行，拖動(dòng)空箱

7、前移至指定位置，達(dá)到指定位置后，由SQ2發(fā)出信號(hào)，使傳送帶B制動(dòng)停止。（2）傳送帶B停車后，傳送帶A啟動(dòng)運(yùn)行，產(chǎn)品逐一落人箱內(nèi)，由傳感器檢測(cè)產(chǎn)品數(shù)量，當(dāng)累計(jì)產(chǎn)品數(shù)量達(dá)12個(gè)時(shí)，傳送帶A制動(dòng)停車，傳送帶B啟動(dòng)運(yùn)行。如下圖4-1所示： 圖4-1 生產(chǎn)線自動(dòng)裝箱控制裝置示意圖 （3）上述過(guò)程周而復(fù)始地進(jìn)行，直到按下停止按鈕，傳送帶A和傳送帶B同時(shí)停止。其工作流程圖如圖所示。（4）應(yīng)有必要的信號(hào)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(yīng)有獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)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(dòng)裝箱工作流程圖5 過(guò)程分析電源一旦接通，便發(fā)出一個(gè)脈沖使S0

8、.0置1，只有當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕I0.0時(shí)，S0.0這一狀態(tài)被置成0，此時(shí)傳送帶B開(kāi)始啟動(dòng)運(yùn)行，一直到被開(kāi)關(guān)SQ2檢測(cè)到才將傳送帶B停止，等傳送帶B停止后，傳送帶A才開(kāi)始啟動(dòng)，同時(shí)傳送出物品，產(chǎn)品經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)SQ1檢測(cè)，每傳送出一個(gè)部件，計(jì)數(shù)器便加1，直到傳送出12個(gè)產(chǎn)品，計(jì)數(shù)器便開(kāi)始動(dòng)作，計(jì)數(shù)器常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，這時(shí)如果沒(méi)有按下停止按鈕，則開(kāi)始循環(huán)工作，傳送帶A停止，傳送帶B開(kāi)始又一輪的啟動(dòng)同時(shí)計(jì)數(shù)器清零使下面的循環(huán)能夠準(zhǔn)確的進(jìn)行下去。當(dāng)一旦按下停止按鈕I0.1，此時(shí)等計(jì)數(shù)器完成計(jì)數(shù)任務(wù)，傳送帶A和傳送帶B同時(shí)停止。 此程序還可以對(duì)傳送帶A和B分別進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)，下面對(duì)這一種情況進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。當(dāng)按下停止按鈕后

9、，按下按鈕I0.2傳送帶A運(yùn)行，松開(kāi)按鈕后運(yùn)行停止，完成對(duì)傳送帶A的點(diǎn)動(dòng)檢測(cè)，對(duì)于傳送帶B的點(diǎn)動(dòng)測(cè)試與傳送帶A的相似，便不再展開(kāi)說(shuō)明。當(dāng)點(diǎn)動(dòng)完成后，只有再次按下停止按鈕，程序才可以再次重新開(kāi)始，如果在點(diǎn)動(dòng)進(jìn)行后沒(méi)有按下停止按鈕，則當(dāng)想要程序開(kāi)始運(yùn)行時(shí)按下啟動(dòng)按鈕也不會(huì)啟動(dòng)，這樣程序很容易實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行前檢測(cè)和故障維修。6 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)根據(jù)自動(dòng)裝箱系統(tǒng)的控制要求,系統(tǒng)應(yīng)有手動(dòng)控制和自動(dòng)控制功能。系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)過(guò)程如下：（1） I/O點(diǎn)數(shù)的估算 a、系統(tǒng)輸入信號(hào)：自動(dòng)控制按鈕，需要1個(gè)輸入端；停止按鈕，需要1個(gè)輸入端；手動(dòng)控制時(shí)，傳送帶A和傳送帶B獨(dú)立點(diǎn)動(dòng)控制按鈕需要2個(gè)輸入端；產(chǎn)品數(shù)量檢測(cè)

10、信號(hào)SQ1和空箱位置檢測(cè)信號(hào)SQ2，需要2個(gè)輸入端；以上共需6個(gè)輸入信號(hào)點(diǎn)。 B、系統(tǒng)輸出信號(hào)：傳送帶A和傳送帶B，需用2個(gè)控制輸出端；系統(tǒng)上電指示、裝箱指示需要2個(gè)輸出端。以上共需4個(gè)輸出信號(hào)點(diǎn)。輸入輸出I0.0自動(dòng)控制按鈕Q0.0B帶動(dòng)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(diǎn)動(dòng)I0.5A履帶點(diǎn)動(dòng) （2）實(shí)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(shè)計(jì)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(jì)算

12、機(jī)上進(jìn)行編程，打開(kāi)自動(dòng)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(shí)驗(yàn)連線導(dǎo)線將PLC主機(jī)模塊輸入、輸出接口與實(shí)驗(yàn)板接口一一對(duì)應(yīng)連接，并將PLC主機(jī)模塊的電源端與實(shí)驗(yàn)?zāi)K的電源端相連接。下載程序文件到PLC,監(jiān)控后運(yùn)行，使PLC進(jìn)入運(yùn)行方式。1、按下自動(dòng)控制按鈕I0.0后，系統(tǒng)指示燈Q0.0亮；同時(shí)傳送帶B啟動(dòng)運(yùn)行（Q0.2指示燈亮）。2、當(dāng)SQ2空箱到位檢測(cè)信號(hào)到（I0.4按鈕輸入），傳送帶B停止運(yùn)行（Q0.2指示燈滅）。同時(shí)傳送帶A啟動(dòng)運(yùn)行（Q0.1指示燈亮）。3、當(dāng)SQ1送入12個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)（I0.5按鈕12次輸入）及累計(jì)產(chǎn)品數(shù)量達(dá)12個(gè)時(shí)，傳送帶A停止（Q0.1指示燈

13、滅），同時(shí)傳送帶B啟動(dòng)運(yùn)行（Q0.2指示燈亮）。4、當(dāng)SQ2到位信號(hào)到（I0.4按鈕輸入），系統(tǒng)循環(huán)工作。5、可以實(shí)現(xiàn)傳送帶A、B點(diǎn)動(dòng)。 9 設(shè)計(jì)總結(jié) 課程設(shè)計(jì)論文是大學(xué)學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我們小組擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我們的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我們查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)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(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了很多知識(shí)，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(shè)計(jì)讓我積累了無(wú)數(shù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，使我的頭腦更好的被知識(shí)武裝了起來(lái)，也必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。 順利如期的完成本次課程設(shè)計(jì)給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，無(wú)論是電氣控制還是計(jì)算采用了一些新的技術(shù)和設(shè)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(shè)計(jì)上就有很大的不足，在這個(gè)電氣工程專業(yè)高度受重視的社會(huì)，這無(wú)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(dòng)力，只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 總之，設(shè)計(jì)是靈活性很大的創(chuàng)造過(guò)程，同時(shí)也認(rèn)識(shí)了我們的不足之處，為今后的設(shè)計(jì)，工作打下