生产线自动包装的plc设计

生产线自动包装的PLC控制1生产线自动包装的PLC顺序控制一、课题背景1、课题背景对于一个企业来说，效率的高低是决定这个企业命运的关键，一个优秀的企业，能带领某一行业的蓬勃发展，所以效率问题是每个企业最为关注。以最低的投资创造最高的效益，用最简单设备与生产流程生产出大量的精确与合格的产品，是每个企业追求的最高标准。而对于以前，当生产力与工业还不是像现在这么发达的年代，生产线都是复杂、严重耗材耗力，生产出的商品的合格率也受到了很大影响，生产发展受到了很大的阻力。在那时，都是雇佣很多的工人来看守机器调节机器，每一个生产过程都需要很多人，比如生产包装这一条生产线来说，在以前人们都是亲自的将产品数到规定的数目后，在亲手进行包装，其中的错误也会经常出现，而当遇到大量的产品需要包装时，更是要需要一大批的工人才能完成，生产效率非常的低。于是人们开始想用一种方法来改变这一现实，人们希望能够完全的用机器来代替手工，而工人只需对机器进行控制与操作，每一道工序如，清点数目，自动包装等都能让机器很精确很快速的进行。到了1969年美国数字设备公司DEC首先研制出第一台可编程控制器（PLC）,在汽车装配线上使用并取得了很大成功。之后，这项新技术迅速在世界各国得到推广与应用，这项技术可以完全按照人们预先的期望来实现生产及控制，使生产效率大为提高，使繁重的生产变得简单、有序、准确。2、研究的目的和意义PLC的技术从诞生之日起，就不断的发展，它的优势也在日常的生产中越来越明显，它给企业带来的高效率也越来越得到人们的认可，我们通过对其研究来解决生产线自动包装这一课题，将PLC的优点通过所学的知识应用到实际生产当中。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，古老的生产方式逐渐被社会所淘汰，而可编程控制系统通过发挥其自身的通用型及灵活性在机床电气控制、家用电器（电视机、冰箱、洗衣机等）自动装配线的控制、汽车、化工、造纸、轧钢自动生产线的控制等方面表现的非常有优势。PLC所具有的特点主要有：生产线自动包装的PLC控制2（1）、可靠性高。可靠性主要体现在产品的有效性和可维修性，PLC采用了一系列可靠性设计方法进行设计，如掉电保护、故障诊断、报警等。（2）、易操作性。它具有操作方便、编程方便、维修方便等。（3）、灵活性。（4）、能实现机电一体化。总之，通过对PLC的学习与应用，让我可以独立的完成一些简单的实例的编程，能充分体会到这一学科的重要性与实际的可应用性。PLC的这些特点也是它能使整个生产过程稳定、准确、快速的进行下去，使生产效率大大提高，赢得各个领域很高评价原因所在。3、本文的主要工作首先，本文先进行对生产包装自动化过程的发展进行了概略的回顾然后，说明了PLC的优点、在生产过程中体现的方便和其灵活性、可靠性高的特点，以及研究的意义然后，对生产线自动包装这一实例，进行编程、分析、调试和检测最后对本篇论文进行总结，PLC这一门课程非常重要，我们还要不断的加强学习，这对我们以后的学业和工作都起到了很大的帮助。生产线自动包装的PLC控制3二、概述、设计任务和要求1、概述对生产线上某种产品自动按指定数量（如12个）装箱，产品装箱前及装箱后都由传送带传送。生产线自动装箱控制装置示意图如图所示，生产产品由传送带A传送，装入由B传送的空箱中。每12个产品装入一箱，当传送带A传送12个产品装入一箱后，传送带B将该箱产品移走，并传送下一个空箱到指定位置等待传送带A传送来的产品。2、设计任务和要求（1）、按下控制装置启动按钮后，传送带B先启动运行，拖动空箱体前移至指定位置，达到指定位置后，由SQ2发出信号，使传送带B制动停止。（2）、传送带B停车后，传送带A启动运行，产品逐一落入箱内，由传感器检测产品数量，当累计产品数量达到12个时，传送带A制动停车，传送带B启动运行。（3）、上述过程周而复始进行，直到按下停止按钮，传送带A和传送带B同时停止。（4）、应有必要的信号指示，如电源有电、传送带A工作和传送带B工作等。（5）、传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修。生产线自动包装的PLC控制4三、程序设计与调试1、PLC选型及I/O口分配依据自动装箱生产线的工艺流程、实际控制需求以及输入/输出变量的特点,选用三菱FX2N-16MR-001型PLC(叠装式、8点开关量输入、8点继电器输出、基本单元)为核心控制器件;既可满足本次设计的需要,又为今后生产工艺的调整提供了方便。PLC控制系统的I/O地址如表1所示,与之相对应的外部接线如图2所示。表1输入部分输出部分地址元件功能地址元件功能X0SB1启动按钮Y0YD1传送带AX1SB2停止按钮Y1YD2传送带BX2SQ1光电开关X3SQ2光电开关X4SB3对传送带A的点动X5SB4对传送带B的点动2、PLC外部接线图SB1［-［-SB2SQ1SQ2SB3SB4DC24VYD1YD2AC24VX0X1X2X3X4X5COM1Y0Y1COM3生产线自动包装的PLC控制53、拟定程序的SFC顺序功能图拟定程序的SFC顺序功能图如图3所示：STL指令是FX2N系列PLC为编制顺序控制程序而专门设计的步进梯形指令,步进、转换和动作是组成SFC的三大要素。STL指令的操作元件是编号S0～S499的状态寄存器(S0～S9用于初始步)。转换条件满足时,代表下一步序的状态寄存器被置位，同时当前步序的状态寄存器自动复位。采用STL指令设计的自动装箱生产线顺序控制程序如图3所示。状态寄存器S20～S22分别代表传送带B起动、传送带A起动、计数、点动等顺序相连的状态;起动按钮、停止按钮、计数器、SQ2光电开关的状态作为转换条件;初始步S0由M8002初始化脉冲触发(脉宽为一个扫描周期)。PLC执行该控制程序时,语句共计51条。生产线自动包装的PLC控制64、程序的梯形图本程序的梯形图如图4所示图4生产线自动包装的梯形图生产线自动包装的PLC控制75、程序的指令表由以上的梯形图转换成的指令表如图5所示图5生产线自动包装的指令表生产线自动包装的PLC控制86、工作过程分析电源一旦接通，M8002便发出一个脉冲使S0置1，只有当按下启动按钮SB1时，S20这一状态被置成1，此时传送带B开始启动运行，一直到被光电开关SQ2检测到才将S21这一状态置为1，然后传送带B停止，等传送带B停止后，传送带A才开始启动，同时传送出物品，产品经过光电开关SQ1检测，每传送出一个部件，计数器便减1，直到传送出12个产品，计数器减到零，计数器便开始动作，计数器常开触点闭合，这时如果没有按下停止按钮，则开始循环工作，传送带A停止，传送带B开始又一轮的启动同时计数器清零使下面的循环能够准确的进行下去。当一旦按下停止按钮SB2，此时状态寄存器S20、S21同时复位，传送带A和传送带B同时停止。此程序还可以对传送带A和B分别进行点动。但是对其进行点动测试时，只能在按下停止按钮后才可以进行，下面对这一种情况进行说明。当按下停止按钮后，状态寄存器S22被置成1状态，按下按钮SB3传送带A运行，松开按钮后运行停止，完成对传送带A的点动检测，为了使这一工作可靠进行，还将输出的传送带的常闭触点与状态寄存器S22的复位串联起来，以便使点动工作能可靠完成，对于传送带B的点动测试与传送带A的相似，便不再展开说明。当点动完成后，只有再次按下停止按钮，此时状态寄存器S0被置为1，程序才可以再次重新开始，如果在点动进行后没有按下停止按钮，则当想要程序开始运行时按下启动按钮也不会启动，这样程序很容易实现对设备的运行前检测和故障维修。生产线自动包装的PLC控制9尚存在的问题及方案建议由于本程序采用的是步进指令，程序简单但在上机进行调试时容易出错，需要非常小心进行，并且本程序还存在一些不足之处没有解决，主要有下面的两处：（1）、当接通电源，程序即将开始时，若想先对设备进行一下检测，检测设备是否能正常工作，需要对两个传送带进行点动调试，但是此时尽管还没开始运行程序也要先按一下停止按钮才能进行点动控制，而实际当中希望在上电对设备进行点动测试时可以直接进行，而如果是在程序进行当中需要对传送带进行点动时必须要按下停止按钮才能进行点动。(2)、由于此程序采用的步进指令，需要用到好几个寄存器，所以在每次运行此程序之前，需要对这些寄存器进行清零设置，否则，程序不能正确的进行，若是在实际的生产当中会使生产过程出现错误。对于以上程序中存在的不足之处，只能给出以下两点建议，并不能很完美的解决：（1）、在程序开始的第一步中，即上电使状态寄存器S0置1的这一条语句中加上对传送带A和B进行点动的控制使其与之并联，由于步进指令允许双线圈输出，所以可以实现上电对其进行点动测试的要求。（2）、寄存器的记忆功能使它具有优点也有缺点，而对于寄存器清零这一问题本人也不能给出具体的解决方案，这也正是使用步进指令与普通指令的区别之处，希望指导老师能够给出一个合理的解决方案。生产线自动包装的PLC控制10课程设计总结通过一个学期的对于PLC的学习，在本学期末，老师为我们安排了一些PLC的设计实例让我们对其进行设计，希望通过此次的设计对所学的知识进行巩固，将课本的知识运用到实际的设计当中来。这次，我和我的同伴选的是课题四“生产线自动包装”的PLC设计，对于这个问题我采用的是步进指令来编写程序，而我的同伴则采用的是基本指令来实现。程序经过调试和运行已经可以实现如课题要求的控制功能，对于自己独立设计完成的程序设计，我很有满足感，对这一课程的兴趣也愈来愈大，希望能在以后的时间当中能够更深入的对这一课程进行学习。对于步进指令与普通指令的使用我在这次的设计当中学到了很多，步进指令较普通指令简单，步序较少、但是不易理解，在上机编写时容易出错，需要每进行完一步，就对其进行梯形图与指令表的转换，而且在每次运行程序时，都要对寄存器进行清零的设置。而对于普通指令思路简单、通用性较强，但是步序很多很复杂，所占的内存空间较多。每一种方法都有其各自的优点与不足之处，我们需要综合考虑。这次的课程设计还锻炼了我们独立思考问题、解决问题的能力，每个人都需要有自己的想法与程序设计，每个人对所选的课题都要有自己的想法，这使我们能够所学归所用，使我们能够在以后的工作当中当面对一个项目时不那么盲目，不知道如何解决。并且在此次设计当中通过和我的同伴的互相学习，我们学到了很多新的知识，并对以前感到不懂得知识有了新的认识与了解。这次的课程设计对我来说受益匪浅，也很感谢指导老师对我们的耐心指导，希望在以后的学习当中多给我们几次对实际的事例进行设计的机会，将我们所学的知识能够真真正正的运用到实际的生产当中来。生产线自动包装的PLC控制11致谢这次课程设计是我们对于PLC所学知识的巩固，课程设计题目与实际的生产息息相关，很贴近我们的日常生产。这次课程设计要求我们要对课本知识要有很深刻的了解，并且也要求我们要有独立思考问题的能力和解决问题的能力，也锻炼了我们思维的开放。通过这次的课程设计使我对以前书本上学到的知识有了更深更新的了解，对PLC程序的编程的能力、上机操作和调试得到了很大提高。通过这次的课程设计，使我们每组成员彼此都有了新的知识的收获。而且我们每个人都很耐心的思考有关问题，使我和同伴能够以两种方式解决这一课题，对于这次的设计我们都用很认真的态度面对，并没用应付了事，这也使我们对设计的结果感到很满意。在这篇论文的最后要感谢帮助我的同学和老师。首先该感谢这门课程任教的王老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，感谢我的搭档对此次设计的辛苦，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会！生产线自动包装的PLC控制12参考文献[1]电气控制与PLC应用，胡汉文丁如春主编，人民邮电出版社，2009[2]三菱及西门子PLC资料，来自工控网[3]朱学军1PLC顺序控制方法研究[J]1组合机床与自动化加工技术,2003,(11):94–96[4]可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002[5]机电电气自动控制（修订版），陈远龄主编，