生产线自动装箱系统的设计

毕业设计(论文) 2015 －2016 学年度

机电工程系系机电一体化专业

班级 13机电（2）学号XXXX

课题名称:生产线自动装箱系统的设计

学生姓名:XX

指导教师:XXX

2015年11月20日

目录

摘要 (1)

一、设计任务 (1)

二、传感器的设计 (2)

（一）光电传感器概述 (2)

（二）光电传感器的工作原理 (3)

（三）分类和工作方式 (3)

三、计数器介绍 (4)

（一）计数器的原理 (4)

1.计数器的类型 (4)

2.自动产线的发展及介绍 (4)

四、控制系统硬件设计 (5)

（一）I/O点数的估算 (5)

1.系统输入信号 (5)

2.系统输出信号 (5)

（二）PLC型号的选择 (5)

1.PLC选型原则 (5)

2.PLC选型 (5)

3.I/O分配表 (6)

(三)主电路图 (7)

(四)外部接线图 (7)

五、控制系统程序设计 (8)

（一）程序梯形图 (8)

（二）程序指令表 (9)

六、结论 (10)

参考文献 (10)

生产线自动装箱的PLC控制系统的设计

蒋可

[摘要]:在现代化的工业生产中常常需要对产品进行计数和包装，如果这些繁杂的工作由人工完成的话不但效率低，而且劳动强度大，不适合现代化的生产需要。本文主要对基于生产线自动装箱的PLC控制系统进行了详细的分析与设计。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。

关键词：PLC现代化自动控制系统

一、设计任务

对生产线上某种产品自动按指定数量装箱，产品箱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。

图1 生产线自动装箱控制装置示意图

用PLC控制要达到以下要求:

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。生产线自动装箱工作流程图如下图所以。

图2 生产线自动装箱工作流程图

二、传感器的设计

（一）光电传感器概述

光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。

光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。新的光电器件不断涌现，特别是CCD图像传感器的诞生，为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。

（二）光电传感器的工作原理

1.光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

2.光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检

测电路。

3.发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈

等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号。

1.1

。

三、计数器介绍

（一）计数器原理

计数器是数字系统中用的较多的基本逻辑器件，它的基本功能是统计时钟脉冲

的个数，即实现计数操作，它也可用与分频、定时、产生节拍脉冲和脉冲序列等。

例如，计算机中的时序发生器、分频器、指令计数器等都要使用计数器。

1.计数器的类型

计数器的种类很多，按构成计数器中的各触发器是否使用一个时钟脉冲源来分，可分为同步计数器和异步计数器；按进位体制的不同，可分为二进制计数器、十进制计数器和任意进制计数器；按计数过程中数字增减趋势的不同，可分为加法计数器、减法计数器和可逆计数器；还有可预制数和可编计数器等等。计数器分类按计数脉冲引入方式，分为同步和异步计数器；按进位制，分为二进制、十进制和N进制计数器；

按逻辑功能，分为加法、减法和可逆计数器；按集成度，分为小规模与中规模集成计数器。

2.自动化生产线的介绍及发展

1、自动化生产线介绍

自动化生产线是指劳动对象按照一定的工艺路线,顺序的通过各个工作地，并按

照统一的生产速度（节拍）完成工艺作业的连续的重复的生产过程。产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产活动所构成的路线。自动化生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的

全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。随着科学技术的发展，人类社会对产品的功能与质量的要求越来越高，产品更新换代的周期越来越短，

产品的复杂程度也随之增高，传统的大批量生产方式受到了挑战。这种挑战不仅对中小企业形成了威胁，而且也困扰着国有大中型企业。因为，在大批量生产方式中，柔性和生产率是相互矛盾的。众所周知，只有品种单一、批量大、设备专用、工艺稳定、效率高，才能构成规模经济效益；反之，多品种、小批量生产，设备的专用性低，在加工形式相似的情况下，频繁的调整工夹具，工艺稳定难度增大，生产效率势必受到影响。为了同时提高制造工业的柔性和生产效率，

使之在保证产品质量的前提下，缩短产品生产周期，降低产品成本，最终使中小批量生产能与大批量生产抗衡，柔性自动化系统便应运而生。