包装码垛生产线工艺流程课件

包装机控制系统
• 包装机控制系统组成框图
电源 CPU 输入输出单元
检测元件
光电开关 接近开光 真空开光 正压开关
操作界面
操 作 面 板 （包括触摸 式人机界面、 按钮开关、 指示灯等） 机上按钮盒
控制元件
伺服驱动器 电磁阀 变频器 交流接触器
执行元件
电机 气缸
输送检测单元控制系统
• 输送检测单元控制系统组成框图
全自动称重包装码垛生产线真空系统原理图
• 真空系统是以真空压力为动 力源，通过吸盘来吸附包装 袋，实现取袋、开袋功能。 真空系统中的真空泵为连续 运转，只要包装机开机，真 空泵即处于抽真空状态。当 吸盘接触到包装袋时，系统 内开始建立真空，当达到真 空开关设定值时，吸盘吸附 着包装袋，在执行装置-气 缸的带动下，进行相应操作， 操作完成后，真空阀动作， 使吸盘断开真空，释放料袋， 吸盘在执行装置的带动下， 回复原位置，完成一个动作 循环。
课外话
• 哈尔滨博实有限公司以哈工大为依托， 以机器人研究所为技术后盾，致力于机 电控制及自动化产品的研制、开发和工 程应用。通过消化吸收国外技术，该线 全部实现国产化,销量在同行中,国内领先， 目前，该公司又把目光锁定在液体饮料 软包装线的开发之中，国内还没有一家 拥有这项成熟技术，该技术一直为国外 所垄断。
60万吨/聚氯乙烯装置
包装码垛生产线
包装线简介
• 聚氯乙烯包装车间，具有三条包装生产线，是由哈尔滨 博实自动化设备有限公司制造的设备。自动称重、自动 包装、自动码垛、自动排垛，结构紧凑，运行效率高， 整个生产过程从供袋、送袋、开袋、装袋、夹口整形、 折边、缝纫（二次缝纫）、料袋输送、倒袋、压平、金 属检测、重量复检、料袋拣选、喷印批号、料袋斜坡输 送、整型压平、转位编组、自动码垛、垛盘排出一次完 成等特点，全自动包装生产线，是一种以机、电、仪一 体化的高技术产品，可用于粉料、粒料的包装，生产过 程中，全部实现自动化。zBML1000型全自动包装码垛 生产线达到了国际先进水平，包装机设计包装能力 1000袋/小时， 码垛机设计生产能力1200袋/小时。
托盘仓
叉车放置托盘
储料斗、电子秤
包装机（背面）
包装机（供袋机构）
抓袋机构
夹口整形机、折边机
二次缝纫机
倒袋机
整形压平机
金属检测器
拣选机
斜坡输送机
转位机构
推袋压袋机
码垛机（托盘仓及输送）
垛盘输送及下线
编组、分层方式示意图
垛形示意图
控制系统划分
• 本生产线的控制系统根据其实现的功能可分为除尘控制系统、称 重控制系统、包装机控制系统、输送检测单元控制系统和码垛机 控制系统等5个子系统。
联锁关系
• 本生产线控制系统中，如下四个控制系 统可实现联锁运行方式，除尘系统可独 立运行。
称重控制单元 卸料信号 允许卸料信号 正常信号 输送检测控制单元 启动信号 包装控制单元 包装控制单元
包装控制单元 正常运行信号
码垛控制单元
各系统之间联锁关系解读
• 连锁关系选通时的具体动作为： – 称重控制系统进入自动运行状态后，自动完成称重过程；此时如果包装机控制系统未发 出允许卸料联锁信号，则称重控制系统进入暂停等待，如果包装机控制系统已经发出了 允许卸料联锁信号，则称重控制系统控制卸料门打开，向包装机卸料，同时向包装机控 制系统发出卸料联锁信号，卸料门延时关闭后，卸料信号撤销。 – 包装控制单元进入自动运行状态后，每当袋口打开成功时，即向称重控制单元发出允许 卸料信号，此时如果称重控制单元未卸料，则包装控制单元处于暂停等待状态，如果称 重控制单元卸料并发出卸料联锁信号，则包装控制单元将允许卸料信号撤销。 – 输送检测单元控制系统通电后，如果没有故障信号输入，即向包装机控制系统发出正常 信号，如果存在故障，则撤销该正常信号；如果有正常信号，则包装机控制系统启动自 动运行或手动输送的同时向输送检测单元发出启动信号，输送检测单元随包装机而启动， 包装机停止时，启动信号撤销，输送检测系统也随之停止；如果没有该正常信号，则包 装机不能启动；如果输送检测单元在运行中发生故障，正常信号撤销，则包装机也自动 停止。 – 在码垛机运行时，码垛机控制系统向包装机控制系统发出正常运行信号，当码垛机停止 或所有输送机上都有料袋占位时，正常运行信号撤销；当存在正常运行信号时，包装机 可启动自动运行，当没有该信号时，包装机不能启动；如果在运行过程中该正常运行信 号撤销，则包装机进入暂停等待状态，此时包装机运行灯仍保持点亮，如果在30秒内 码垛机控制系统正常信号恢复，包装机会随之重新自动启动；如果持续30秒，码垛机 正常信号仍是断开状态，则包装机自动停止，运行灯熄灭；待码垛机正常运行后，可人 工重新启动包装机。 – 当控制系统间的联锁关系取消后，各系统均可以独立运行。
复检秤控制器 金属检测器 PLC（可编程控制器）包含输入输出单元
检测元件
光电开关 接近开光
操作界面
操作面板
控制元件
交流接触器 电磁阀 变频器
Байду номын сангаас
执行元件
电 气 机 缸
码垛机控制系统
• 码垛机控制系统组成框图
电源 CPU11 输入输出单元（ID211、OC211）
检测元件
光电开关 接近开光
操作界面
操 作 面 板 （包括触摸 式人机界面、 按钮开关、 指示灯等） 机上按钮盒
称重控制系统单元配置特点及技术说明
电源部分 • • • 现场动力电源（380V AC，三相五线制）进入控制柜后，经接 线端子变径后至漏电保护开关。 漏电保护开关提供对操作人员及设备的安全保护，当发生漏电 事故时，漏电保护开关可以迅速动作，切断主电源，避免人身 伤害事故的发生。 因可编程控制器和称重控制器对电源的性能要求较高，故采用 隔离变压器为可编程控制器、称重控制器及直流稳压电源提供 220VAC电源。隔离变压器源端和副端均有小型断路器提供保 护。 操作现场上所有的控制元件、检测元件的工作电源均为 DC24V，因而提高了设备运行及人员操作的安全性。
包装工艺流程说明
• V-85301A-E料仓聚氯乙烯颗粒，被送到包装料仓， 通过电子定量秤称重自动下料到包装机，每袋 25kg±50g重量，用编织袋包装，经过夹口整形、折 边、缝口，推倒后由金属检测器检测，进入重量检测 器，后经拣选剔除装置，进入自动喷码机喷出批次、 班次；经斜坡输送机，输送到全自动码垛机，通过 2+3编组进行码垛，每盘8层，每层5袋，共40袋一盘， 送到垛盘输送机排垛，由叉车运至库房。
•
称重控制系统单元配置特点及技术说明
可编程控制器部分
• • 控制单元采用的PLC具有较快的处理速度，较小的外形尺寸，PLC CPU单元内置RS-232C，可通过串口通讯电缆直接与计算机、手持编 程器或其它含有RS-232C端口的设备相连。 称重控制单元采用的CPU共包括输入点24个，输出点16个。输入通道 地址从IR000～IR002，输出通道地址为IR010～IR012。 – – – – – – 模块化设计 高精度、高可靠性 智能化 操作简单化 实用化 可靠的数据存储
包装码垛生产线工艺流程图
来料 储料斗 电子定量秤 装袋机 供袋机 人工上袋
立袋输送机
夹口整形机、折边机、缝口机
金属检测机
整形压平机
倒带输送机
折边缝口机
立袋输送机
电子复检秤
拣选机
过渡输送机、喷墨打号机
斜坡输送机
推袋压袋机
缓停编组机、编组机
转位输送机
压平输送机
分层机
升降机
垛盘输送机
托盘输送机 垛盘下线
真空泵系统
除尘、插板阀控制系统
单元组成
• • •
除尘控制系统由除尘风机控制回路和脉冲控制仪回路组成。 插板阀控制系统由插板阀开关信号回路及插板阀开关控制回路 组成。 以下只叙述除尘控制系统的特点及控制过程，插板阀系统叙述 省略。
除尘、插板阀控制系统单元配置特点及技术说明
电源部分
• • • • • • 现场动力电源（380V AC，三相五线制）进入控制柜后，经接线端子变径后 至漏电保护开关。 漏电保护开关提供对操作人员及设备的安全保护，当发生漏电事故时，漏电 保护开关可以迅速动作，切断主电源，避免人身伤害事故的发生。 现场动力电源（380V AC，三相五线制）进入除尘控制箱后，经接线端子变 径后至漏电保护开关。 漏电保护开关提供对操作人员及设备的安全保护，当发生由于电机绝缘破坏 或其它原因造成的漏电事故时，漏电保护开关可以迅速动作，切断主电源， 避免人身伤害事故的发生。 除尘风机电机及旋转卸料电机各有单独的电机保护断路器对其进行保护，从 而保证了电机的安全运行。本系统所采用的电机保护断路器集成了多种保护 功能，如短路、过载及缺相等，因而省去了传统的热过载继电器。 设备本体上的控制元件及控制柜按钮开关的工作电源均为24VDC，提高了设 备运行及人员操作的安全性。
控制元件
伺服驱动器 电磁阀 变频器 交流接触器
执行元件
电 气 机 缸
电子定量秤气动原理图
本生产线的气动系统是由气源处理装置、电 磁换向阀、限流器、气缸、消音器、气动软管以 及各种快速接头等组成，其中气源处理装置由空 气过滤器、减压阀（调压阀）及油雾器组成，其 上带有压力表。压缩空气经主干线进入气源处理 装置的空气过滤器，空气过滤器将压缩空气中的 水滴、油滴分离出来排出气动系统，并对压缩空 气中的杂质进行过滤，过滤后的压缩空气经减压 阀减压和稳压后进入油雾器，油雾器将雾化后的 润滑油注入到压缩空气中，含有润滑油雾的压缩 空气经电磁换向阀提供给执行元件--气缸，通过 电气系统控制电磁换向阀阀芯的动作，使压缩空 气分别从气缸的两端交替进入气缸内，从而使气 缸完成伸出或缩回的动作。含有润滑油雾的压缩 空气可对气缸的密封件进行润滑，减少密封件的 磨损，同时可防止管道及金属的腐蚀。从气缸排 出的压缩空气经过消音器后排放到大气中，减小 了压缩空气快速排放时产生的噪音，因此使整个 气动系统的噪音降低到最低程度。本生产线采用 限流器调节压缩空气进入或流出气缸的速度，从 而调节气缸活塞杆伸缩的运动速度。
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电子定量秤控制过程
– – – 称重开始时，卸料门关闭接近开关为ON，伺服电机驱动给料门打开给料； 当称重控制器发出称重完成信号时，伺服电机驱动给料门关闭； 如果此时包装单元已发出允许卸料信号，则卸料阀得电，卸料气缸缸杆缩 回，带动卸料门打开卸料，卸料门打开接近开关为OFF，卸料延时后，卸 料阀失电，卸料气缸缸杆伸出，带动卸料门关闭，卸料门关闭接近开关转 为ON，伺服电机启动，进行下一次给料控制过程。
称重控制器特点
称重控制系统单元配置特点及技术说明
电子定量秤工作原理
• 电子定量秤为单秤结构，由称重控制器控制其称重过程，完成所包装物料的 称重计量。可编程控制器接收称重控制器传来的粗给料、精给料、卸料、称 重完成等信号，通过伺服驱动器控制伺服电机的运转，带动给料机构动作， 完成给料的自动控制。 称重箱向包装机卸料过程由气缸驱动卸料门的开闭动作来实现。气缸上设有 卸料门关闭位磁感式接近开关。
定量秤控制系统
• 定量秤控制系统的组成框图
称重控制器 ME2000A PLC可编程控制器CPM2AH
称重传感器
检测元件
接近开关
操作界面
操作面板
控制元件
伺服驱动器 电磁阀
执行元件
伺服电机 气缸
定量秤各组成部分的作用
• 操作界面作为操作人员与设备之间的交互平台，接受来自操作人 员的操作指令并指示设备的工作状态； • 称重控制器是定量称重部分的核心，它将物料的重量信息装换为 数字信息，具体过程为：称重控制器将称重传感器输出的模拟信 号转换成数字信号，并将其运算处理，得出相应的逻辑信号。称 重控制器用此逻辑信号与PLC数字量I/O点实现互联通信，完成 定量称重过程控制； • 检测元件用于检测运动机构的位置信号； • 可编程控制器是定量秤控制系统的控制中心。PLC自动循环扫描 各个输入输出点的当前状态，并根据程序所确定的逻辑关系刷新 输出点的状态，通过伺服驱动器和电磁阀来控制给料伺服电机的 启停和卸料气缸的动作，从而完成整个称重和卸料工艺流程的自 动控制。
包装工艺原理
• 将前道工序中的聚氯乙烯颗粒，经过风送管道 输送到包装，然后经过底部下料阀下料，送到 电子定量秤计量，经过包装机包装，折边、缝 纫（二次缝纫）、再经过倒袋、压平、金属检 测、重量检测、料袋拣选、喷码机打印批号、 斜坡输送，整形压平、转位编组，自动码垛成 型排出，用叉车叉运到成品库房，然后入库完 成整个生产包装工艺过程。