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1、20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）题 目： 东风公司重型车厂 KD 包装线自动控制系统的设计与实现系 别： 电信学院专 业： 自动化班 级：xxxx学生姓名：xx 学 号：xxxx指导教师： xx20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）摘要摘要本设计课题以东风公司重型厂 KD 包装线为背景，针对汽车 KD 件的特殊性进行全方位设计，以得到适用于重型级的 KD 包装生产线。自动化思想贯穿着整个设计过程。以自动控制为目标，实现包装线全自动运行，提高企业的
2、生产效率和质量，降低成本。在本设计论文中，详细讲解了 KD 包装线的硬件搭建，包含输送滚床的整体设计、旋转滚床内部执行机构的设计。同时也设计出了安全可控的电气系统电路。在其控制程序中更是以模块化、结构化编程为思想进行程序设计，实现程序高度可读性与可靠性。控制程序设计有通信模块和故障监控模块，可使主从站都能快速响应各种故障情况，避免造成不必要的损失。关键词：关键词：KD 包装线；自动化；PLC 控制系统；模块化编程；结构化编程20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）Abstract This design task aims at special
3、 of automobile KD units to completely design with the background of Dong fen company Pattern plant KD packaging line. KD packaging line can be successfully packed automobile KD units. Automation idea runs through the procession of designing. Packaging line can be realized with the automatic control,
4、 and improve companys productivity, and cost reduction.This design instruction explains the hardware construction of KD packaging line in detail, including the whole design of conveyor roller bed, inside executing design of rotating roller bed. At the same time, it is designed the save systems circu
5、its. It is used modular programming and structured programming in the control program design, realized high readability and reliability. Communication blocks and fault blocks are set in the control program. It can lead the master and slave to deal all kinds of fault situations, and avoid causing the
6、 unnecessary losing.Key word: KD packaging line; automation; PLC control; modular programming; structured programming.20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）目录目录第一章第一章 绪论绪论 - - 1 1 - - 1.1 课题来源.- 1 - 1.2 KD 包装线国内外发展情况 - 1 - 1.3 KD 包装线实现意义 - 2 - 第二章第二章 KDKD 包装线系统需求分析包装线系统需求分析- - 4 4 - - 第三章第三章
7、KDKD 包装线系统硬件设计包装线系统硬件设计- - 6 6 - - 3.1 主电路设计.- 6 - 3.2 PLC 选型与设计 .- 8 - 3.2.1 主站 PLC 选型 .- 9 - 3.2.2 从站 PLC 选型.- 12 - 3.2.3 PLC 供电设备选型.- 14 - 3.3 触摸屏选型 - 14 - 3.4 通信网络设计- 15 - 3.5 输送滚床设计- 17 - 3.5.1 单段滚道尺寸选型 - 17 - 3.5.2 电机驱动设计 - 18 - 3.6 旋转滚床设计- 20 - 3.6.1 旋转驱动装置 - 20 - 3.6.2 顶升装置 - 22 - 第四章第四章 KDK
8、D 包装线控制软件设计包装线控制软件设计- - 2323 - - 4.1 控制程序设计总方向- 23 - 4.2 控制程序- 24 - 4.2.1 旋转滚床控制程序 - 24 - 4.2.2 转台电机控制程序 - 28 - 4.2.3 工件进出转台控制程序.- 30 - 4.2.4 缺/复料控制程序 .- 33 - 4.2.5 称重工位控制程序 - 34 - 4.3 通信模块程序- 38 - 4.4 故障监控程序- 40 - 4.5 人机界面设计- 42 - 4.5.1 WinCC 简介.- 42 - 4.5.2 界面设计 - 43 - 第五章第五章 结论结论 - - 4646 - - 结束语
9、结束语 - - 4747 - - 致谢致谢 - - 4848 - - 参考文献参考文献 - - 4949 - -20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）- 1 -第一章第一章 绪论绪论KD（Knocked Down）即“散件组装” ， KD 有三种形式：CKD、SKD、DKD。CKD (Complete Knocked Down)为全散件组装，SKD(Semi-Knocked Down) 则是半散件组装，一部分总成是现成的。还有的就是 DKD(Direct Knocked Down) ，直接组装或者成品组装。 而汽车 KD 包装线即把汽车各个零
10、部件进行打包的包装流水线。近年来，汽车企业除了整车出口外，KD 出口项目也变得越来越多,因此各大汽车企业纷纷搭建自己的 KD 包装线，来应对汽车产业的新挑战。1 1.1.1 课题来源课题来源课题来源于东风公司重型车厂西坪新工厂新建两条 KD 包装线，用来对外输的汽车零部件进行打包处理，整条 KD 包装线包含有旋转滚床和传输滚床，有称重工位、上料工位、打包工位等。这条 KD 包装线是一条全自动包装线，它需按包装的工艺要求，将各自动包装机和相关辅助设备，彼此间连结起来，并具有独立控制装置的自动运行系统。它能使被包装物品和包装材料按预定的包装要求和工艺顺序，由各包装机完成包装的全过程。在自动包装线中
11、，工人不需要直接参与操作，其主要任务是监视、调整和控制，以保证自动包装线的正常运行。由此可见，KD 包装线可令企业提高生产效率，避免在生产过程中因人为原因导致的包装质量问题，同时也降低了包装成本。全自动包装线是包装行业的趋势。1.21.2 KDKD 包装线国内外发展情况包装线国内外发展情况在汽车产业的飞速发展及国与国之间贸易不断加强，全球的汽车企业都争先恐后地发展自己的 KD 包装业，使自己的产品迅速占领新兴市场。因此汽车 KD 包装线得到了很好的发展，大大促进包装行业。在国外 KD 包装流水线工艺流程自动化程度越来越高，且不断提高生产率和设备的柔性及灵活性。采用机械手完成复杂的动作。操作时，
12、在由电脑控制的摄像机录取信息和监控下，机械手按电脑指令完成规定动作，确保包装的质量。在开发包装流水线20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）- 2 -时，普遍采用计算机仿真设计技术，如德国包装机械设计采用了计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。除此之外，还对包装设备进行改进，使其更趋于“三高” （高速、高效、高质量） 。对于专用型包装机，不断应用先进的技术，发展和开发含高新技术的现代化包装机械。所应用到的新技术有航天工业技术（热管类） 、微电子技术、磁性技术、信息处理技术、传感技术（光电及化学） 、激光技术、生物技术、以及新的加
13、工工艺、新的机械部件结构（如锥形同步齿形带传动等） 、新的光纤材料等，使许多包装机械已趋于智能化1。 相对于国外的发展，国内包装流水线有二十多年的发展历史，不断地向前发展。在引进消化、吸收的基础上，有一定的创新，产品科技含量也在不断的提高。经过了多年的努力，国内全自动包装流水线产业可以说进入了高速发展时期，培养出了一大批包装线生产商。对不同的包装工件类型分别设计有托盘自动包装线，机器人码垛包装线、箱型产品包装线等，而在包装机械上也得到了不断的创新，如缠绕机、打包机、封切热缩包装机等都按不同的使用情况设计出了不同的型号。总的来说，包装技术在不断地发展，技术含量不断增加，包装生产线更是越来越自动化
14、，生产能力不断地提高。1.31.3 KDKD 包装线实现意义包装线实现意义在当前的商业社会中，商业活动早已跨越了国界，跨国投资、对外贸易已十分普遍，特别是在汽车产业中，各国的汽车厂家都不满足于本国的汽车销售业务，极力向外发展，壮大自己的企业，使其在全球汽车产业中占据更大的份额。上世纪末，我国成为一个极具生命力的新兴市场。外国的汽车厂家一直想打入我国市场，而我国也一直希望能够发展自己本国的汽车产业，权衡了各方面的利弊，采取了中外合作的方式，使得我国的汽车产业得到了快速的发展。对于一个企业，生产力决定着它的存活，所以每一个企业都在不停地提高自己的生产力。其解决办法只有一个，那就是科技，用技术去创造
15、生产力。我国已开始从原来粗放型经济慢慢转向以技术为主导的密集型经济，各个厂家都在不断地更新生产设备，采用更高水平的生产技术去提高生产效率，保证生产质量。人力的优势已开始变得不存在了，许多大型的工厂都采用了自动化技术来进行生产，并且现场的工人却少之又少，他们主要的工作只是对生产过程和生产设备作监控。但这类型的生产模式是很有吸引力的，因为它的生产力非常惊人，而且生产出高质量的产品。20142014 届届 xxxx 汽车工业学院毕业设计（论文）汽车工业学院毕业设计（论文）- 3 -想要达到这种生产水平就得采用自动化技术，让生产过程全自动化，避免人为的误差与过失影响生产效率与质量。无论高速大批量制造企
16、业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。 自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：（1）提高生产过程的安全性；（2）提高生产效率；（3）提高产品质量；（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。KD 包装线就是要实现一条全自动的包装流水线，负责对 KD 件的传送与包装，并不需要工人去对笨重的 KD 件进行处理，大大提高了生产效率。据国际权威咨询机构统计，对自动化系统投入和企业效益方面提升产出比约 1：4 至 1：6 之间。特别在资金密集型企业中，自动化系统占设备总投资 10%以下，起到“四两拨千金”的作用2。在现实中，2010 全年，东风商用车重型车厂装配 218 个品种，33616 辆，同比增长 39.2；适应性商品开发 56 个品种、总量 12059 辆，同比增长 16.82%；KD 业务实现了新跨越，累计出口 4634 辆，同比增长 28.74，其中伊朗 CKD 包装 4550 辆，实现了大批量流水作业包装，有力支撑了东风商用车公司海外事
