包装生产线的plc控制课程设计要点

过程控制系统课程设计题目:包装生产线的PLC控制院系名称：电气工程学院专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计地点：31520设计时间：2014.07.01设计成绩：指导教师：本栏由指导教师根据大纲要求审核后，填报成绩并签名。I摘要在现代化的工业生产中常常需要对产品进行计数，包装，如果这些繁杂的工作让人工去完成的话不但麻烦，而且效率低，劳动强度大，不适合于现代化的生产需要，并且加重了工人的劳动强度。在这个迅速发展的信息社会，社会在进步，科技在迅猛发展，一切工业生产都在讲究生产效率。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，方能使企业得以站稳脚步，立足于不败之地。现代的科技信息化时代，逼着工厂企业去探索，创新!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）控制研究关键词：自动，包装，PLC，控制，设计II目录摘要..............................................................I第一章绪论........................................................11.1自动包装生产线的提出背景.....................................11.2包装生产线的设计目的和意义...................................11.3任务提出：...................................................21.4控制要求说明:................................................2第二章包装生产线的方案设计........................................32.1设计内容....................................................32.2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.................................43.1可编程控制器.................................................43.2电源开关和按钮的选择........................................53.3熔断器的选择................................................53.4接触器和热继电器的选择......................................53.5传感器的选择.................................................63.6I/O地址分配.................................................63.7元器件清单：................................................6第四章PLC程序设计.................................................84.1控制电路图..................................................84.2程序主电路图................................................94.3包装生产线梯形图............................................10总结.............................................................12参考文献........................................................13附录：语句表.......................................................141第一章绪论1.1自动包装生产线的提出背景现代社会中，无论在任何行业，从工厂的生产，到能源的输送，到与人民息息相关的市政工程，甚至人们的工作和休息的楼宇，到处都可以看到自动化系统的身影。自动化系统不仅早就成为了工业和社会生活的一个组成部分，而且是经济发展水平的重要标志。在自动化日益普及的今天，包装机械的自动化程度直接影响到产品的质量和生产效率。在现代化的工业生产中常常需要对产品进行计数，包装，如果这些繁杂的工作让人工去完成的话不但麻烦，而且效率低，劳动强度大，不适合现代化的生产需要，并且加重了工人的劳动强度。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。自动化技术的提高能大幅度的提高经济效益，这在包装业中表现的特别明显。近年来，包装生产线的自动化、电子监测和控制系统持续发展，使的包装企业以高速度、较少的停机时间和包装故障，以及产品损耗减少、工伤和老毛病降低等优点而获得出色的成就。这些经济实用的自动化技术将会成为未来的发展力量。可见自动装箱技术的应用前景十分广阔。1.2包装生产线的设计目的和意义包装生产线是新一代的自动化流水线，具有生产速度高、包装质量好、兼容性好性能稳定等优点，是一种机、电、仪、气、机器人一体化的高科技产品，在纸箱的后道包装中有广泛的应用，可将各种待包物品在纸箱后包装过程中的空纸箱配送、纸箱成形、物品列整输送、机械手装箱、自动拆盖上下封箱、工字角边封箱、批号打印、纸箱捆扎、直角转向、纸箱#字捆扎、输送、机器人码垛、空托盘配送、实托盘输送、实托盘顶捆、实托盘水平捆扎、托盘缠绕、实托盘输出等作业全部实现自动化。自动包装生产线在无人干涉的状况下按规则的顺序或指令主动进行操作或节制的进程，其目的是“稳，准，快”。自动化包装技能普遍用于工业、农业、军事、科学研讨、交通运输、贸易、医疗、效劳和家庭等方面。采用自动生产线不仅可以把人从沉重的体力劳动、局部脑力劳动以及恶劣、风险的任务情况中解放出来，并且还能扩展人的器官功用，极大地提高劳动生产效率，加强人类看科技和革新世界的才能。2自动化技术的提高能大幅度的提高经济效益，这在包装业中表现的特别明显。近年来，包装生产线的自动化、电子监测和控制系统持续发展，使的包装企业以高速度、较少的停机时间和包装故障，以及产品损耗减少、工伤和老毛病降低等优点而获得出色的成就。1.3任务提出：包装生产线示意图所示，包装物品是放在传送带1上，由于放置的时间是任意的，所以有些包装离得很远，而有的包装靠在一起。当合上电源开关，传送带2启动，包装箱随传送带2运动并到达指定位置，碰到光电开关SC2停止。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。包装箱到达SC2后，传送带2停止，时间继电器延时两秒后，传送带1运动，物品放在传送带1上，为了准确的计算包装品数量，在物品流出传送带1时，由物品检测器计数，传感器根据在物品通过时发出的脉冲信号计数。当流入包装箱的产品为10个时，传送带1停止，阻止后面的物品流出，同时传送带2启动运行，已包装的包装箱流出，同时下一个空包装箱到达指定位置，完成一个工作过程。如果不按停止按钮，该生产线将按着规定工作顺序工作循环下去。按下停止按钮，传送带1和2均停止。1.4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3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。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。图2-1包装生产线的工作流程该系统有两个传送带，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，用以开关启动，传送带2运动包装箱运动到SQ2M2停止M1运动物品下落，传感器计数计数到10，M1停止M2运动4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。由自动包装生产线的工作流程可以发现主要有传送带运动，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。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（ProgrammableController）的英文缩写是PC，容易同个人计算机（PersonalComputer）混淆，因此通常都称其为PLC（ProgrammableLogicController）。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。控制元件检测元件输入输出单元中央处理单元CPU执行元件53.2电源开关和按钮的选择开关是用于接通和断开电路的电器。常用的开关有刀开关、铁壳开关、组合开关和自动空气开关。随着社会和科技的不断发展，现代工厂企业车间甚至用户都不在运用这些“古董”产品，被取而代之的是断路器。断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合在规定的时间内承载和开断异常回路条件（包括短路条件）下的电流的开关装置。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零