全自动包装码垛机设计

摘要

传统的机械设备与产品，多是以机械为主，是电气、液压或气动控制的机械设备。随着工业水平的不断发展，机械设备己逐步地由手动操作改为自动控制，设备本身也发展成为机电一体化的综合体。可编程序控制器(PLC)是以微处理器为核心，综合计算机技术、自动化技术和通信技术发展起来的一种新型工业自动控制装置。经过30多年的发展，目前，可编程序控制器已成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，己跃居工业生产自动化四大支柱(可编程序控制器、数控机床、机器人、计算机辅助设计与制造)的首位。其应用的深度和广度已成为衡量一个国家工业先进与自动化程度高低的标志。

包装码垛自动生产线适用于石油化工、化肥、粮食、港口等行业，可对PP、PE粒子、PVC、化肥、粮食等粉状、颗粒状物料进行全自动包装码垛作业，便于用户储存、运输和销售，全自动包装码垛生产线主要由自动定量包装机、自动上袋机组、封口系统、倒袋机、金属检测机、重量检验机、检选机、喷墨打印机、码垛机等单元组成。通过可编程序控制器、对整个生产线的工作过程进行自动控制，对运行过程中出现的故障或供料不足，供袋不及时、出垛不及时等，进行声光报警。该设备具有操作简单，运行可靠，维修方便等优点。根据用户要求，配上通讯接口和打印机、有打印日、月累计报表的功能。还可与上位计算机或触摸屏连接，对包装码垛自动生产线实现实时监控、远程诊断和网络化管理。

关键词：PLC；控制系统；包装码垛自动生产

目录

绪论 (1)

一、PLC的背景 (2)

（一）PLC的产生 (2)

（二）PLC的应用现状和发展趋势 (2)

（三）包装码垛自动生产线的发展 (3)

二、包装码垛自动生产线机械系统设计 (4)

（一）包装码珠自动生产线系统组成 (4)

三、气动及真空系统 (14)

（一）气动系统的结构 (14)

（二）真空系统 (17)

四、PLC控制系统设计 (18)

（一）包装码垛自动生产线工艺流程 (18)

（二）程序控制逻辑 (19)

（三）PLC控制系统硬件设计 (27)

（四）PLC控制系统软件程序设计 (32)

结论 (34)

参考文献 (35)

致谢 (36)

附页 (37)

绪论

在制造业高度繁荣、工业自动化蓬勃发展的今天，市场的变化、技术的更替都无时无刻不在影响着工业自动化向前发展的方向。而依托用户的使用需求和使用习惯，迈向实用化无疑已经成为众多工业自动化供应商的主流选择。

作为制造业的配套行业，上个世纪的大部分时间里工业自动化在我国的发展都没有与主机行业同步进步，直到经济繁荣、制造业水平大规模提升后才开始得到了迅猛的发展。尤其在制造业飞速发展的今天，工业自动化更加成为制造业发展不可或缺的重要力量。

从产品的发展来看，自动化产品也在根据客户的实际需要朝着多元化的方向发展。一方面，自动化供应商可以为用户制定功能多样的自动化产品，产品可以集成多种自动化功能，并在结构上满足多种客户的不同需求；另一方面，也会同时为客户推出功能简单的自动化产品，满足用户的单一需要；同时，针对成规模的某个行业的用户，自动化供应商也会深入行业，推出更符合行业特性的产品。

随着工业自动化技术的发展与变化，以及实用性的加速，企业的自动化系统功能也在逐步增加，作用也变得更加丰富。除了对生产过程进行控制以外，还要担负起把生产过程信息送到企业的管理系统以至双方双向供应链上的任务，并进一步要和国际上“需”与“供”的动态信息结合。这就决定了原来传统的封闭式的系统模式必须得到改进，实现以开放性、智能性和角色多元性为特征的“新”自动化系统。

一、PLC的背景

（一）PLC的产生

1968年，美国最大的汽车制造商—通用汽车公司(GM)为满足市场需求，适应汽车生产工艺不断更新的需要，提出了著名的十条技术指标公开向社会招标，要寻求一种比继电器更可靠，响应速度更快、功能更强大的通用工业控制器。1969年，美国数字设备公司(DEC)根据十条要求研制出世界上第一台可编程控制器PDP-14，并在GM公司的汽车生产线上首次应用成功。可编程控制器是以微处理器为核心，把电气传动和逻辑控制、自动测量和调节、数据计算和处理有机地结合起来，具有丰富的软件资源的现代化工业自动化控制。经过30多年的发展，现在可编程控制器己经成为最重要、最可靠、应用场合最广泛的工业控制微型计算机。在可编程控制器中，充分应用了大规模集成电路技术、微电子技术及通信技术，迅速地从早期的逻辑控制发展到进入位置控制、过程控制等领域。用可编程控制器已经可以构成包括逻辑控制、过程控制、数据采集、图形工作站等的综合控制系统。

（二）PLC的应用现状和发展趋势

我国应用PLC还处于初级阶段，而且局限于钢铁、化工、汽车、机床、煤炭、电站等领域，其他行业的应用尚未普及，中国尚有广阔的应用领域等待开拓。我国90%的PLC市场由国外占领，中、大型PLC中，几乎100%是国外产品，以美国MOD工CON公司、GE公司、西德SIEMENS，日本富士公司为主。我国的饮料包装设备在许多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果。

随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制

技术得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善。仅仅将PLC理解为开关量控制的时代已经过去，PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体，其功能也日趋完善。今后，PLC将主要朝着以下两个方向发展:一个是向超小型专用化和低价格方向发展：另一个是向高速多功能和分布式自动化网络方向发展。

（三）包装码垛自动生产线的发展

近几年，传统的机械系统和计算机控制相结合，能极大的提高工业生产效率和企业的经济效益，因此，结合机电一体化技术，实现定量给料的计算机定量控制是必然的发展方向。包装码垛生产线以PLC为控制核心，以触摸屏为输入设备，PLC与变频器通过Profibus总线进行通信，完成对各电机转速、转向及各个接触器、中继器等的控制包装码垛生产线简单地讲，它是由包装机械和码垛机械组成的，其中的主要部分还是包装机械，码垛机械是从包装生产线上分离出来而发展起来的。其流程图如图1-1所示：

图1-1包装码垛生产线流程