包裝自動(dòng)線課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言 ……………………………………………………………………1</p><p>　　1 課題說明……………………………………………………………1</p><p>　　1.1 課題簡介 ……………………………………………………………1</p><p>

2、　　1.1.1包裝自動(dòng)線結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………1</p><p>　　1.1.2包裝控制線自動(dòng)要求 ……………………………………………… 2</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的目的 ……………………………………………………… 4</p><p>　　2 課題任務(wù)分析 ……………………………………………………5</p&g

3、t;<p>　　3 控制方案設(shè)計(jì) ……………………………………………………………5</p><p>　　3.1 任務(wù)分析 ……………………………………………………………………5</p><p>　　3.1.1控制要求分析 ……………………………………………………………5</p><p>　　3.1.2控制方案……………………………………

4、………………………………6</p><p>　　3.2 設(shè)計(jì)主電路………………………………………………………………6</p><p>　　3.2.1主電路圖 …… ……………………………………………………………7</p><p>　　3.2.2電器元件明細(xì)表 ……………………………………………………………7</p><p>　　3.2.3

5、I/O分配表 …………………………………………………………………8</p><p>　　3.2.4 I/O端子接線圖 ………………………………………………………9</p><p>　　4 控制流程分析………………………………………………………………9</p><p>　　4.1 流程圖 ………………………………………………………………………10</p&

6、gt;<p>　　5       設(shè)計(jì)小結(jié)……………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………13</p><p>　　6      附 錄………………………………………………………………

7、14</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　包裝自動(dòng)線可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的自動(dòng)計(jì)數(shù)，移動(dòng)的功能并可以自動(dòng)切換手動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)包裝線的各種輸送包裝要求，為了實(shí)現(xiàn)這一自動(dòng)化要求，需要設(shè)計(jì)一個(gè)包裝自動(dòng)線控制系統(tǒng)，本課題對此作了深入的研究，并初步實(shí)現(xiàn)了上述要求。 </p><p><b>　　1、課題說明</b

8、></p><p><b>　　1.1課題簡介 </b></p><p>　　1.1.1包裝自動(dòng)線結(jié)構(gòu)</p><p>　　包裝自動(dòng)線是依據(jù)包裝工作過程要求而設(shè)計(jì)制造的一種高效率自動(dòng)化設(shè)備，具有計(jì)數(shù)，移動(dòng)功能。題中包裝生產(chǎn)線由輸送待包裝產(chǎn)品的輸送帶，產(chǎn)品計(jì)數(shù)裝置，產(chǎn)品分離與推送裝置組成。包裝自動(dòng)生產(chǎn)線的輸送帶采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，分離產(chǎn)品的擋板

9、機(jī)構(gòu)和退出產(chǎn)品的推送機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作自動(dòng)循環(huán)的控制，是典型的機(jī)電或機(jī)液（氣）一體化的自動(dòng)化工作設(shè)備。</p><p>　　包裝自動(dòng)線輸送帶持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，源源不斷的將待包裝產(chǎn)品送往打包工作臺(tái)；待包產(chǎn)品隨機(jī)擺放在輸送帶上，通過到位檢測傳感器檢測是否到位，旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算進(jìn)入包裝工作臺(tái)的產(chǎn)品數(shù)目，擋板機(jī)構(gòu)在計(jì)數(shù)產(chǎn)品達(dá)到指定數(shù)目（4個(gè)）時(shí)上升，擋住后面的產(chǎn)品；推板機(jī)構(gòu)將計(jì)數(shù)好的產(chǎn)品推到打包位置，從而

10、完成一次打包循環(huán)。包裝自動(dòng)生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)部件工作循環(huán)如圖所示。</p><p>　　1.1.2包裝自動(dòng)線控制要求</p><p>　　(1)包裝自動(dòng)線打包工作過程</p><p>　　包裝自動(dòng)線打包工作時(shí)，由于人工不斷將待包裝產(chǎn)品放置在輸送帶上，包裝自動(dòng)完成計(jì)數(shù)，分離和送出，其工作過程如圖所示。</p><p>　　包裝自動(dòng)線的控制要求&l

11、t;/p><p>　　包裝自動(dòng)線的控制要求，是必須能滿足自動(dòng)線所有的工作要求。包裝自動(dòng)線的工作要求包含三個(gè)方面，工作方式要求，工作過程要求，安全穩(wěn)定要求。</p><p>　?。?）包裝自動(dòng)線工作方式要求</p><p>　　為保證包裝自動(dòng)線能夠處于正常工作，要求具備二種工作方式；</p><p>　　輸送帶能夠點(diǎn)動(dòng)向前調(diào)整；擋板，推板能夠分別調(diào)

12、整；</p><p><b>　　整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)</b></p><p>　?。?）包裝自動(dòng)線工作過程要求</p><p>　　包裝自動(dòng)線工作過程是自動(dòng)線在正常包裝時(shí)整機(jī)全自動(dòng)循環(huán)的工作過程，其過程需要滿足如下工作要求：</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕，輸送帶啟動(dòng)，輸送帶包裝產(chǎn)品；</p><p

13、>　　擋板與推板在原位，待包裝產(chǎn)品到達(dá)檢測位置，檢測傳感器信號出發(fā)計(jì)數(shù)；</p><p>　　到達(dá)計(jì)給定數(shù)值后，擋板上升2秒后，推板前移推出工件；</p><p>　　推板退回，到達(dá)原位后，擋板下降；</p><p>　　按下停止按鈕，生產(chǎn)系統(tǒng)停止。</p><p>　　（4）包裝自動(dòng)線控制系統(tǒng)元件配置與工作要求</p>

14、<p>　　包裝自動(dòng)線輸送帶電機(jī)為2.2KW，擋板機(jī)構(gòu)與推板機(jī)構(gòu)由氣壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，供氣站氣泵電動(dòng)機(jī)為2KW，擋板和推板動(dòng)作方向通過電磁閥控制。自動(dòng)循環(huán)工作時(shí)，所有工步切換由行程開關(guān)控制。電器元件工作關(guān)系如表所示</p><p><b>　　電器元件工作關(guān)系表</b></p><p>　?。?）包裝自動(dòng)線安全穩(wěn)定工作要求</p><p>

15、　　具有運(yùn)動(dòng)部件間安全工作的聯(lián)鎖功能；</p><p>　　具有位置保護(hù)功能（如限位,越位,相對位置保護(hù)）</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)具有短路，電動(dòng)機(jī)過載等保護(hù)功能；</p><p><b>　　具有應(yīng)急操作功能</b></p><p>　　具有照明，指示燈輔助功能。</p><p>　　1

16、.2課程設(shè)計(jì)的目的 </p><p>　　《機(jī)電傳動(dòng)控制》課程設(shè)計(jì)為該課程的實(shí)踐環(huán)節(jié)，在本課程設(shè)計(jì)的過程中，通過課程設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)鞏固和加強(qiáng)<機(jī)電傳動(dòng)控制>課程所學(xué)習(xí)的知識，掌握課程知識實(shí)際應(yīng)用的能力。使學(xué)生能夠運(yùn)用機(jī)電傳動(dòng)控制的原理和分析問題，解決問題的方法，并能綜合已學(xué)知識，進(jìn)行簡單控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，PLC控制程序設(shè)計(jì)，增強(qiáng)編程軟件使用的能力。</p><p><b>

17、　　2、課題任務(wù)分析</b></p><p>　　2.1設(shè)備機(jī)構(gòu)組成分析:</p><p>　　依據(jù)包裝自動(dòng)線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書分析可知：包裝自動(dòng)生產(chǎn)線由輸送待包裝產(chǎn)品的輸送帶，產(chǎn)品計(jì)數(shù)裝置，產(chǎn)品分離與推送裝置組成。包裝自動(dòng)生產(chǎn)線的輸送帶采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，分離產(chǎn)品的擋板機(jī)構(gòu)和退出產(chǎn)品的推送機(jī)構(gòu)采用氣動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，由電氣控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工作自動(dòng)循環(huán)的控制。</p><

18、p><b>　　設(shè)備工作過程分析：</b></p><p>　　包裝自動(dòng)線輸送帶持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，源源不斷的將待包裝產(chǎn)品送往打包工作臺(tái)；待包產(chǎn)品隨機(jī)擺放在輸送帶上，通過到位檢測傳感器檢測是否到位，旋轉(zhuǎn)編碼器計(jì)算進(jìn)入包裝工作臺(tái)的產(chǎn)品數(shù)目，擋板機(jī)構(gòu)在計(jì)數(shù)產(chǎn)品達(dá)到指定數(shù)目（4個(gè)）時(shí)上升，擋住后面的產(chǎn)品；推板機(jī)構(gòu)將計(jì)數(shù)好的產(chǎn)品推到打包位置，從而完成一次打包循環(huán)。</p><p>

19、;<b>　　3、控制方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1任務(wù)分析</b></p><p>　　3.1.1控制要求分析</p><p>　　包裝自動(dòng)線能夠處于正常工作，要求具備二種工作方式，即：</p><p>　　輸送帶能夠點(diǎn)動(dòng)向前調(diào)整；擋板，推板能夠分別調(diào)整</p>

20、<p><b>　　整機(jī)全自動(dòng)工作循環(huán)</b></p><p>　　包裝自動(dòng)線工作過程是自動(dòng)線在正常包裝時(shí)整機(jī)全自動(dòng)循環(huán)的工作過程，其過程需要滿足的工作要求有：</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕，輸送帶啟動(dòng)，輸送帶包裝產(chǎn)品；</p><p>　　擋板與推板在原位，待包裝產(chǎn)品到達(dá)檢測位置，檢測傳感器信號出發(fā)計(jì)數(shù)；</p>

21、<p>　　到達(dá)計(jì)給定數(shù)值后，擋板上升2秒后，推板前移推出工件；</p><p>　　推板退回，到達(dá)原位后，擋板下降；</p><p>　　按下停止按鈕，生產(chǎn)系統(tǒng)停止。</p><p><b>　　3.1.2控制方案</b></p><p>　　由設(shè)備條件和控制要求分析結(jié)果可以確定控制方案如下：</p&

22、gt;<p>　　輸送帶電機(jī)啟動(dòng)和氣泵啟動(dòng)采用開關(guān)量控制</p><p>　?。?）基于設(shè)備自動(dòng)工作的要求，選擇PLC為主要控制器件構(gòu)成控制系統(tǒng)由于控制對象為單機(jī)設(shè)備，控制系統(tǒng)屬于小型系統(tǒng)，因此選用三菱公司型號為FX3U的PLC產(chǎn)品；</p><p>　　由于工作要求確定，控制系統(tǒng)可運(yùn)行在2種模式下，即全自動(dòng)工作循環(huán)和手動(dòng)調(diào)整工作；</p><p>　

23、　2臺(tái)電動(dòng)機(jī)均為直接啟動(dòng)控制，單方向轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)無制動(dòng)控制；</p><p>　　電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路三相電源供電，線電壓380V</p><p>　?。?）PLC主機(jī)工作電源為交流電源，電壓220v，交流接觸器線圈使用交流電源，電壓為220v；電磁閥的電磁鐵使用24v直流電源，主令控制電器及行程開關(guān)等使用24v直流電源。</p><p>　　控制系統(tǒng)具有短路和過載保護(hù)功

24、能；</p><p>　　（5）使用信號燈顯示機(jī)床工作狀態(tài)。</p><p><b>　　3.2設(shè)計(jì)主電路</b></p><p>　　包裝自動(dòng)線電氣控制主要由兩部分組成，即電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（主電路）和由PLC設(shè)備構(gòu)成的控制部分，系統(tǒng)電路圖如圖所示。</p><p><b>　　3.2.1主電路圖</b&g

25、t;</p><p>　　3.2.2電器元件明細(xì)表</p><p><b>　　PLC選型設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)選用三菱公司型號為FX3U的PLC產(chǎn)品。</p><p>　　3.2.3 I/O分配表</p><p>　　電器元件信號與PLC連接的通道分配表</p>

26、<p>　　3.2.4 I/O端子接線圖</p><p><b>　　4、控制流程分析</b></p><p><b>　　4.1流程圖</b></p><p>　　由于控制系選擇三菱系列PLC，該產(chǎn)品具有順序控制的特殊用法，即步進(jìn)控制。步進(jìn)控制采用狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方式簡化控制條件，使得控制程序設(shè)計(jì)簡潔方便，包裝自動(dòng)控

27、系統(tǒng)工作過程為典型順序控制，因此采用步進(jìn)控制，其控制流程設(shè)計(jì)采用與控制流程圖功能一致的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖描述。流程圖如下所示：</p><p><b>　　5、設(shè)計(jì)小結(jié)</b></p><p>　　機(jī)電傳動(dòng)對于整個(gè)控制系統(tǒng)起著非常重要的作用，一個(gè)優(yōu)秀的控制系統(tǒng)可以在工業(yè)使用中發(fā)揮許多意想不到的作用，其中自鎖與互鎖的環(huán)節(jié)增強(qiáng)的系統(tǒng)的安全性，觸點(diǎn)系統(tǒng)在整個(gè)控制系統(tǒng)中更是使系統(tǒng)按照

28、流程圖完善的運(yùn)行。此次課程設(shè)計(jì)我們設(shè)計(jì)的是一個(gè)自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)，需要自動(dòng)控制運(yùn)行的部分及手動(dòng)控制的系統(tǒng)，所以在設(shè)計(jì)中要加入互鎖的環(huán)節(jié)來保證自動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行時(shí)手動(dòng)控制進(jìn)行鎖住，和在手動(dòng)運(yùn)行中自動(dòng)系統(tǒng)的鎖住。在設(shè)計(jì)初期，我們很難下手，雖然我們學(xué)習(xí)了一個(gè)學(xué)期的PLC，但是很少獨(dú)自設(shè)計(jì)PLC，對于這方面的經(jīng)驗(yàn)很是欠缺。我們仔細(xì)閱讀了課程題目的要求，并互相討論，查閱了許多資料，通過對資料上的一些范例的仔細(xì)研究，逐漸對我們課程題目找到了解決的

29、辦法并編寫了流程圖和SFC，其中在編寫中我們遇到了很多問題，對于I/O接口的分配以及SFC的編寫都遇到了很多問題，其中我負(fù)責(zé)的任務(wù)就是I/O接口圖，做的時(shí)候由于對FX2N不是很了解，第一次分配的時(shí)候分配的很不合理，第二次的時(shí)候就找到了一些規(guī)律并分配的合理，使用起來感覺既比較清晰了，對于下面的編程都會(huì)有一定的影響。此次課程設(shè)計(jì)，我們通過對自動(dòng)包裝控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對于PLC的理解更</p><p><b>

30、　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]海心、趙華主編.機(jī)電傳動(dòng)控制.高等教育出版社出版.2008年</p><p>　　[2]周軍，海心.電器控制及PLC.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2001,6</p><p>　　[3]海心 馬銀忠 劉樹青主編.西門子PLC開發(fā)入門與典型實(shí)例.人民郵電出版社.2009年1月</p><p>

31、;　　[4]宋伯生.PLC編程實(shí)用指南.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，2</p><p>　　[5]陳志新，宗學(xué)軍.電器與PLC控制技術(shù).北京：北京大學(xué)出版社，中國林業(yè)出版社2006，8</p><p>　　[6]付家才，PLC實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐.北京：高等教育出版社,2006,5</p><p>　　[7]胡健. 西門子S7-300PLC應(yīng)用教程. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社