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1PLC技術(shù)下的自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線概述
自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于糧食、化肥、醫(yī)藥等行業(yè)的粉狀、顆粒狀物料的自動(dòng)包裝領(lǐng)域。集機(jī)、電、氣于一體，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)包裝過程的運(yùn)輸，大大提高了工作效率。PLC全稱可編程控制器，在系統(tǒng)控制編程方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，在環(huán)境相對惡劣的工業(yè)控制領(lǐng)域，適應(yīng)性強(qiáng)、穩(wěn)定性高、可靠性高。因此，基于可編程控制器的自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)已成為目前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。本文研究了以西門子S7-300和維綸MT8150iE觸摸屏為控制系統(tǒng)核心的自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線。
2.自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線工藝流程
全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的運(yùn)行過程主要包括以下幾個(gè)方面:首先，物料通過稱重系統(tǒng)的料斗進(jìn)入包裝秤的進(jìn)料裝置，由供料系統(tǒng)進(jìn)行篩分分級，實(shí)現(xiàn)粗細(xì)料的標(biāo)準(zhǔn)配比；其次，物料不是連續(xù)輸入給料裝置，稱重系統(tǒng)中的壓力傳感器主要負(fù)責(zé)重量傳感。當(dāng)檢測到物料重量達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，會向PLC發(fā)出信號，PLC發(fā)出指令命令，控制給料系統(tǒng)停止運(yùn)行，從而完成給料操作，等待下一次稱重給料信號指示循環(huán)；再次，PLC繼續(xù)控制自動(dòng)裝袋機(jī)裝袋。此時(shí)，傳感器檢測到信號后，會打開稱重箱中的卸料口蓋，物料會被傾倒到包裝袋中。所有材料裝袋后，將封口；第四，折疊機(jī)自動(dòng)將經(jīng)過的包裝袋依次折疊，然后由傳送帶將折疊好的包裝袋運(yùn)送到縫紉機(jī)上。傳感器檢測到后，會指令縫紉機(jī)縫制包裝袋的開口，并切斷縫合線；第五，所有材料裝袋包裝后，成品運(yùn)至重量復(fù)檢系統(tǒng)進(jìn)行最終質(zhì)量檢驗(yàn)。一旦檢驗(yàn)不合格，包裝袋將在通過下一環(huán)節(jié)的自動(dòng)剔除系統(tǒng)時(shí)自動(dòng)剔除，而質(zhì)量達(dá)標(biāo)的包裝袋將繼續(xù)通過噴墨打印設(shè)備，最終到達(dá)碼垛機(jī)系統(tǒng)，由碼垛機(jī)器人進(jìn)行排列。
3.自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
3.1.1設(shè)計(jì)原則
一是生產(chǎn)線各環(huán)節(jié)緊密協(xié)調(diào)控制，確保自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行；其次，自動(dòng)控制程序可變性強(qiáng)，可調(diào)性高，能適應(yīng)不同的生產(chǎn)要求，滿足特殊情況下的調(diào)整要求；第三，生產(chǎn)線控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)可控、靈敏，能及時(shí)感知和檢測信號指令，并在第一時(shí)間反饋；四是生產(chǎn)線設(shè)備可靠性高，能長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；第五，人際控制界面簡潔明了，便于人員掌握；第六，各個(gè)硬件結(jié)構(gòu)的緊湊性高，保證了后期的擴(kuò)展需求。
3.1.2觸摸屏的設(shè)計(jì)
所謂觸摸屏，就是直接控制包裝機(jī)的媒介?？紤]到生產(chǎn)線設(shè)備相對惡劣的工作環(huán)境，觸摸屏的質(zhì)量極高，需要實(shí)用且性價(jià)比高，才能滿足觸摸屏在生產(chǎn)運(yùn)行中的長期可靠運(yùn)行。本文采用威倫MT8150iE系列觸摸屏，大大提高了包裝速度、輸送帶速度等參數(shù)的輸入，縮短了整個(gè)過程時(shí)間。
3.1.3PLC設(shè)計(jì)
PLC作為整個(gè)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的核心設(shè)備，主要是模塊化的，由CPU、電源和基礎(chǔ)I/O組成，后期擴(kuò)展系統(tǒng)時(shí)，不需要改變原設(shè)計(jì)，只需要在原系統(tǒng)上疊加相應(yīng)的模塊功能，既能保證高效率，又能最大限度地降低成本，保證生產(chǎn)效率。目前，自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的主流控制系統(tǒng)采用西門子PLCS7-300系列，功能齊全，運(yùn)行速度快，能夠滿足不同生產(chǎn)線的需求。
3.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
3.2.1上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)
在應(yīng)用上位機(jī)觸摸屏程序的過程中，操作員可以在不同的人機(jī)界面之間進(jìn)行交換和轉(zhuǎn)換，控制不同的操作程序，實(shí)現(xiàn)操作員與PLC的實(shí)時(shí)通信，保證系統(tǒng)的順利運(yùn)行。其中觸摸屏軟件程序的設(shè)計(jì)要特別注意。威倫MT8150iE系列觸摸屏程序通過EasyBuilder8000編程軟件執(zhí)行離線仿真和在線仿真任務(wù)，共同實(shí)現(xiàn)包裝碼垛生產(chǎn)線的操作指令、報(bào)警和控制信息。它可以將信號流轉(zhuǎn)換成文本或圖像形式，直觀清晰地向控制層反映生產(chǎn)線的運(yùn)行情況，便于生產(chǎn)線操作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)報(bào)警故障，并在第一時(shí)間進(jìn)行維修和維護(hù)。同時(shí)觸摸屏程序結(jié)構(gòu)在界面設(shè)計(jì)上要注重美觀和簡潔，易于識別。
3.2.2下位機(jī)的程序設(shè)計(jì)
全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)通過一系列邏輯程序代碼實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)篩選裝袋、去邊縫、重量檢測整理碼垛子程序編輯。這整個(gè)過程是一個(gè)循環(huán)的過程，是相互緊密協(xié)調(diào)的。
3.3實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
自動(dòng)包裝碼垛控制系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)具有獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和通信功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控上下工位之間的通信，快速采集和篩選信息數(shù)據(jù)，方便生產(chǎn)控制。
4結(jié)束語
本文研究了基于可編程控制器的自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的控制，
在概述全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上，闡述了全自動(dòng)包裝碼垛生產(chǎn)線的工藝流程，并設(shè)計(jì)了相關(guān)的程序結(jié)構(gòu)，主要從硬件設(shè)備和軟件程序兩個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。目的是提高控制系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行，在保證碼垛效率的基礎(chǔ)上降低運(yùn)行成本和操作人員時(shí)間消耗，促進(jìn)我國工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的快速發(fā)展，提高我國工業(yè)自動(dòng)化自主創(chuàng)新技術(shù)，從而逐步擺脫對國外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)口的依賴。

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