包裝自動線課程設計

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包裝自動線結(jié)構(gòu) ……………………………………………………………1</p><p>　　1.1.2包裝控制線自動要求 ……………………………………………… 2</p><p>　　1.2 課程設計的目的 ……………………………………………………… 4</p><p>　　2 課題任務分析 ……………………………………………………5</p&g

3、t;<p>　　3 控制方案設計 ……………………………………………………………5</p><p>　　3.1 任務分析 ……………………………………………………………………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 設計主電路………………………………………………………………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       設計小結(jié)……………………………………………………………12</p><p>　　參考文獻 ……………………………………………………………13</p><p>　　6      附 錄………………………………………………………………

7、14</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　包裝自動線可以實現(xiàn)產(chǎn)品的自動計數(shù)，移動的功能并可以自動切換手動系統(tǒng)，實現(xiàn)包裝線的各種輸送包裝要求，為了實現(xiàn)這一自動化要求，需要設計一個包裝自動線控制系統(tǒng)，本課題對此作了深入的研究，并初步實現(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包裝自動線結(jié)構(gòu)</p><p>　　包裝自動線是依據(jù)包裝工作過程要求而設計制造的一種高效率自動化設備，具有計數(shù)，移動功能。題中包裝生產(chǎn)線由輸送待包裝產(chǎn)品的輸送帶，產(chǎn)品計數(shù)裝置，產(chǎn)品分離與推送裝置組成。包裝自動生產(chǎn)線的輸送帶采用電動機驅(qū)動，分離產(chǎn)品的擋板

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

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

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

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

13、>　　擋板與推板在原位，待包裝產(chǎn)品到達檢測位置，檢測傳感器信號出發(fā)計數(shù)；</p><p>　　到達計給定數(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>　?。?）包裝自動線控制系統(tǒng)元件配置與工作要求</p>

14、<p>　　包裝自動線輸送帶電機為2.2KW，擋板機構(gòu)與推板機構(gòu)由氣壓系統(tǒng)驅(qū)動，供氣站氣泵電動機為2KW，擋板和推板動作方向通過電磁閥控制。自動循環(huán)工作時，所有工步切換由行程開關控制。電器元件工作關系如表所示</p><p><b>　　電器元件工作關系表</b></p><p>　　（5）包裝自動線安全穩(wěn)定工作要求</p><p>

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

16、.2課程設計的目的 </p><p>　　《機電傳動控制》課程設計為該課程的實踐環(huán)節(jié)，在本課程設計的過程中，通過課程設計實踐環(huán)節(jié)鞏固和加強<機電傳動控制>課程所學習的知識，掌握課程知識實際應用的能力。使學生能夠運用機電傳動控制的原理和分析問題，解決問題的方法，并能綜合已學知識，進行簡單控制系統(tǒng)設計，PLC控制程序設計，增強編程軟件使用的能力。</p><p><b>

17、　　2、課題任務分析</b></p><p>　　2.1設備機構(gòu)組成分析:</p><p>　　依據(jù)包裝自動線控制系統(tǒng)設計任務書分析可知：包裝自動生產(chǎn)線由輸送待包裝產(chǎn)品的輸送帶，產(chǎn)品計數(shù)裝置，產(chǎn)品分離與推送裝置組成。包裝自動生產(chǎn)線的輸送帶采用電動機驅(qū)動，分離產(chǎn)品的擋板機構(gòu)和退出產(chǎn)品的推送機構(gòu)采用氣動系統(tǒng)驅(qū)動，由電氣控制系統(tǒng)實現(xiàn)工作自動循環(huán)的控制。</p><

18、p><b>　　設備工作過程分析：</b></p><p>　　包裝自動線輸送帶持續(xù)轉(zhuǎn)動，源源不斷的將待包裝產(chǎn)品送往打包工作臺；待包產(chǎn)品隨機擺放在輸送帶上，通過到位檢測傳感器檢測是否到位，旋轉(zhuǎn)編碼器計算進入包裝工作臺的產(chǎn)品數(shù)目，擋板機構(gòu)在計數(shù)產(chǎn)品達到指定數(shù)目（4個）時上升，擋住后面的產(chǎn)品；推板機構(gòu)將計數(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、控制方案設計</b></p><p><b>　　3.1任務分析</b></p><p>　　3.1.1控制要求分析</p><p>　　包裝自動線能夠處于正常工作，要求具備二種工作方式，即：</p><p>　　輸送帶能夠點動向前調(diào)整；擋板，推板能夠分別調(diào)整</p>

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

21、<p>　　到達計給定數(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>　　輸送帶電機啟動和氣泵啟動采用開關量控制</p><p>　?。?）基于設備自動工作的要求，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設備，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)可運行在2種模式下，即全自動工作循環(huán)和手動調(diào)整工作；</p><p>　

23、　2臺電動機均為直接啟動控制，單方向轉(zhuǎn)動。電動機無制動控制；</p><p>　　電動機驅(qū)動電路三相電源供電，線電壓380V</p><p>　　（3）PLC主機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等使用24v直流電源。</p><p>　　控制系統(tǒng)具有短路和過載保護功

24、能；</p><p>　?。?）使用信號燈顯示機床工作狀態(tài)。</p><p><b>　　3.2設計主電路</b></p><p>　　包裝自動線電氣控制主要由兩部分組成，即電動機驅(qū)動系統(tǒng)（主電路）和由PLC設備構(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電器元件明細表</p><p><b>　　PLC選型設計</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，即步進控制。步進控制采用狀態(tài)轉(zhuǎn)換的方式簡化控制條件，使得控制程序設計簡潔方便，包裝自動控

27、系統(tǒng)工作過程為典型順序控制，因此采用步進控制，其控制流程設計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、設計小結(jié)</b></p><p>　　機電傳動對于整個控制系統(tǒng)起著非常重要的作用，一個優(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)增強的系統(tǒng)的安全性，觸點系統(tǒng)在整個控制系統(tǒng)中更是使系統(tǒng)按照

28、流程圖完善的運行。此次課程設計我們設計的是一個自動包裝控制系統(tǒng)，需要自動控制運行的部分及手動控制的系統(tǒng)，所以在設計中要加入互鎖的環(huán)節(jié)來保證自動控制系統(tǒng)的自動運行時手動控制進行鎖住，和在手動運行中自動系統(tǒng)的鎖住。在設計初期，我們很難下手，雖然我們學習了一個學期的PLC，但是很少獨自設計PLC，對于這方面的經(jīng)驗很是欠缺。我們仔細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，其中我負責的任務就是I/O接口圖，做的時候由于對FX2N不是很了解，第一次分配的時候分配的很不合理，第二次的時候就找到了一些規(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有一定的影響。此次課程設計，我們通過對自動包裝控制系統(tǒng)的設計，對于PLC的理解更</p><p><b>

30、　　參考文獻</b></p><p>　　[1]海心、趙華主編.機電傳動控制.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)入門與典型實例.人民郵電出版社.2009年1月</p><p>

31、;　　[4]宋伯生.PLC編程實用指南.北京：機械工業(yè)出版社，2007，2</p><p>　　[5]陳志新，宗學軍.電器與PLC控制技術.北京：北京大學出版社，中國林業(yè)出版社2006，8</p><p>　　[6]付家才，PLC實驗與實踐.北京：高等教育出版社,2006,5</p><p>　　[7]胡健. 西門子S7-300PLC應用教程. 北京：機械工業(yè)出版社