PLC传送带自动装箱控制系统设计

目录

一．课程设计目的 (3)

1.1 课题背景 (3)

1.2 生产线自动化的发展概括 (4)

1.2.1国内生产线自动化发展概括 (4)

1.2.2 国外生产线自动化发展概括 (4)

1.3 本文主要研究内容 (4)

1.3.1 设计任务书 (4)

1.3.2 主要解决的问题 (4)

二．课程设计题目描述和要求 (5)

三．课程设计报告内容 (7)

2.1 方案论证 (7)

2.1.1 采用传统继电接触器电气控制系统 (8)

2.1.2 采用PLC可编程序控制器控制系统 (8)

2.1.3 方案比较与选择 (8)

2.2 PLC的硬件结构及工作原理 (10)

2.2.1 PLC控制系统组成 (10)

2.2.2 PLC的工作过程 (11)

2.3 控制系统构成图和工作流程 (11)

2.3.1 控制系统构成图 (13)

2.3.2 控制系统工作流程图 (14)

2.4 控制系统硬件设计 (15)

2.5 控制系统软件设计 (16)

2.5.1 控制系统逻辑分析 (16)

2.5.2 控制系统程序设计 (17)

2.6 系统程序调试及结果 (17)

四.结论 (20)

五.参考文献 (21)

第1章课程设计目的

1.1 课题背景

现代社会中，无论在任何行业，从工厂的生产，到能源的输送，到与人民生活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。

在自动化生产日渐普及的今天，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。为了适应现代化的大规模生产某种产品，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,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。而且需要对其进行计数，包装，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績。2002年11月3至7日在芝加哥举行的国际PACK EXPO上，我們可以看到多家自动化公司展示的最新的包裝设备和新技术。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。

近年来，生产线上的自动化控制应用已越来越多，越来越广泛。随着工业生产自动化水平的不断加快，对控制系统提出了愈来愈严格的要求。随着大规模集成电路广泛应用，控制系统本身也得到长足发展，已由原来的分立元件、继电器控制，发展成为大规模集成电路的微机控制。控制方式也由原来的分散控制发展为集中控制。正是在这种发展的需求下，可编程控制器应运而生。由于可编程控制器（PLC）具有体积小、抗干扰能力强、组态灵活等优点，因而在工业控制系统中得到非常广泛的应用。

在自动生产线检测控制系统中，可编程控制器主要用作下位机，检测各状态点的状态，直接控制系统的启、停和其他控制单元的投切，并将各点的状态送给

上位机——计算机，计算机综合可编程控制器和其他设备的数据，作出相应的处理和显示。自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

1.2国外生产线自动化发展概况

从上世纪30年代开始，机械加工企业为了提高生产效率，采用机械化流水作业的生产方式，大型自动生产线承担的加工对象也随之改变。生产线的控制系统使用的继电器数量很多，在频繁动作情况下寿命较短，使生产线的可靠性降低。为了解决这一问题，1969年美国数字设备公司率先研制出第一台可编程控制器（简称PLC），并在通用汽车公司的自动装配线上试用成功。

70年代出现了计算机群控系统，即直接数控（DNC）系统，由一台较大型计算机控制与管理多台数控机床和数控加工中心能完成多品种，多工序的产品加工。近年来又出现了计算机集成制造系统（CIMS），综合运用计算机辅助设计（CAD），计算机辅助制造（CAM），智能机器人等多项高技术。

近十几年来，国外PLC技术取得了飞跃，其容量成倍扩大、体积不断缩小、功能不断增强，不但具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有PID 等特殊控制功能，可直接进行A/D、D/A转换，还开发管控一体化。

1.3主要解决的问题

在传统的工业控制中，一般都是由继电器来进行控制的，当今的PLC吸收了微电子技术和计算机技术的成果。在很多领域，PLC已经取代了继电器进行控制。在传统的控制中，传送带的控制通常是通过继电器来完成，维护复杂。本设计介绍了通过PLC来对传送带进行自动控制。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，以便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。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。

依据提出的要求，我们需要解决的关键是对传送带B拖动空箱到指定位置的

控制；以及传送带B制动后传送带A的启动和传送带A制动后传送带B的启动，怎么使其形成一个循环的过程，对传送带的控制还应该设置报警功能；同时传送带A和传送带B应有独立点动控制，以便于调试和维修；最后还要对传送带A 运送的产品进行指定数量的检测。

对于传送带的控制可采用步控指令实现步进控制；而对于传送带的独立点动控制可设置一个手动控制按钮，当其按下时，系统可进行独立点动控制。对于PLC这些都可通过软件完成要求；其中需要用传感器来进行位置检测和产品计数。

第2章控制系统的设计

2.1.1 采用传统继电—接触器电气控制系统

由于继电—接触器电气控制线路简单，价格低廉，多年来在各种生产机械的电气控制领域中，应用十分广泛，而且技术上也十分成熟，因此受到大力推广。但是在一些较为复杂的控制系统中，特别是涉及到时序控制的自动控制系统，必须使用大量的中间继电器、时间继电器、接触器等，而且控制线路复杂、器件多、接点多，因而在这类控制系统中可靠性低、可维护性差。

2.1.2 采用PLC可编程序控制器控制系统

PLC可编程序控制器其实就是工业控制计算机，用以取代传统的中间继电器、时间继电器、计数器等，并具有一切计算机控制系统的功能。目前PLC已成为工业控制的标准设备，其应用面几乎覆盖了整个工业企业，广泛应用于化工、石油等企业的现代过程控制中。

2.1.3 方案比较与选择

采用传统据电—接触器电气控制系统，虽然价格低廉，但大量的中间继电器、时间继电器，使得线路复杂、器件多、接点多、可靠性低，而且一旦出现故障，检修困难。用于自动控制系统中，其反应时间、跟踪能力差，有可能使得系统不能正常运行。

而采用PLC可编程序控制器，其优点如下：

（1）具有高可靠性。PLC除采用优质器件等外，在硬件方面采用了较先进的电源，用以防止由电源回路串入干扰。其内部采用了电磁屏蔽，以防辐射干扰。