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1、包装自动线控制1、课题说明1.1课题简介1.1.1包装自动线结构包装自动线是依据包装工作过程要求而设计制造的一种高效率自动化设备，具有计数，移动功能。题中包装生产线由输送待包装产品的输送带，产品计数装置，产品分离与推送装置组成。包装自动生产线的输送带采用电动机驱动，分离产品的挡板机构和退出产品的推送机构采用气动系统驱动，由电气控制系统实现工作自动循环的控制，是典型的机电或机液（气）一体化的自动化工作设备。包装自动线输送带持续转动，源源不断的将待包装产品送往打包工作台；待包产品随机摆放在输送带上，通过到位检测传感器检测是否到位，旋转编码器计算进入包装工作台的产品数目，挡板机构在计数产品达到指定数
2、目（4个）时上升，挡住后面的产品；推板机构将计数好的产品推到打包位置，从而完成一次打包循环。包装自动生产线结构及运动部件工作循环如图所示。1.1.2包装自动线控制要求（1）包装自动线打包工作过程包装自动线打包工作时，由于人工不断将待包装产品放置在输送带上，包装自动完成计数，分离和送出，其工作过程如图所示。 -拦梶上丹推板旅出二件难騒回頫悝(1) 包装自动线的控制要求包装自动线的控制要求，是必须能满足自动线所有的工作要求。包装自动线 含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定要求。(2) 包装自动线工作方式要求为保证包装自动线能够处于正常工作，要求具备二种工作方式；Q)输送带能够点动向前调
3、整；挡板，推板能够分别调整；整机全自动工作循环(3) 包装自动线工作过程要求包装自动线工作过程是自动线在正常包装时整机全自动循环的工作过程，其 如下工作要求： 按下启动按钮，输送带启动，输送带包装产品； 挡板与推板在原位，待包装产品到达检测位置，检测传感器信号出发计 到达计给定数值后，挡板上升2秒后，推板前移推出工件；(4)推板退回，到达原位后，挡板下降；(五)按下停止按钮，生产系统停止。的工作要求包过程需要满足数;(4)包装自动线控制系统元件配置与工作要求包装自动线输送带电机为2.2KW，挡板机构与推板机构由气压系统驱动，供气站气泵电动机为 2KW挡板和推板动作方向通过电磁阀控制。自动循环工
4、作时，所有工步切换由行程开关控制。电器元件工作关系如表所示电器兀件工作关系表工步挡板推板输送带主令电器YV1YV2YV3YV4Ml启动+SB2产品计数5Q? SQL EA4挡虹升+C推板前移+SQ5推板后移+SQ3挡板下降+SQ2（5 ）包装自动线安全稳定工作要求CD具有运动部件间安全工作的联锁功能；具有位置保护功能（如限位 ，越位，相对位置保护） 电气控制系统具有短路，电动机过载等保护功能；D具有应急操作功能具有照明，指示灯辅助功能。1.2课程设计的目的机电传动控制课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强v机电传动控制 课程所学习的知识，掌握课程知识实
5、际应用的能力。使学生能够运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法，并能综合已学知识，进行简单控制系统设计，PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力。2、课题任务分析2.1 设备机构组成分析 : 依据包装自动线控制系统设计任务书分析可知：包装自动生产线由输送 待包装产品的输送带，产品计数装置，产品分离与推送装置组成。包装自动生产线的 输送带采用电动 机驱动，分离产品的挡板机构和退出产品的推送机构采用气动系 统驱动，由电气控制系统实现工 作自动循环的控制。设备工作过程分析： 包装自动线输送带持续转动，源源不断的将待包装产品送往打包工作台；待 包产品随机摆放在输送带上，通过到位检测传感器检
6、测是否到位，旋转编码器计 算进入包装工作 台的产品数目，挡板机构在计数产品达到指定数目（ 4 个）时上 升，挡住后面的产品；推板机 构将计数好的产品推到打包位置，从而完成一次打 包循环。3、控制方案设计3.1 任务分析3.1.1 控制要求分析(1) 包装自动线能够处于正常工作，要求具备二种工作方式，即：CD 输送带能够点动向前调整；挡板，推板能够分别调整整机全自动工作循环(2) 包装自动线工作过程是自动线在正常包装时整机全自动循环的工作过 程，其过程需要 满足的工作要求有：D1 按下启动按钮，输送带启动，输送带包装产品；D2 挡板与推板在原位，待包装产品到达检测位置，检测传感器信号出发计数；D
7、3 到达计给定数值后，挡板上升2 秒后，推板前移推出工件；D4 推板退回，到达原位后，挡板下降；D5 按下停止按钮，生产系统停止。3.1.2 控制方案 由设备条件和控制要求分析结果可以确定控制方案如下：( 1) 输送带电机启动和气泵启动采用开关量控制( 2) 基于设备自动工作的要求，选择PLC 为主要控制器件构成控制系统由于控制对象为单机设备， 控制系统属于小型系统， 因此选用三菱公司型号为 FX2N 的 PLC 产 品；由于工作要求确定，控制系统可运行在 2 种模式下，即全自动工作循环 和手动调整工 作；(1) 2 台电动机均为直接启动控制，单方向转动。电动机无制动控制；( 2) 电动机驱动
8、电路三相电源供电，线电压 380V(3) PLC 主机工作电源为交流电源，电压 220v ，交流接触器线圈使用交流电 源，电压为220v ;电磁阀的电磁铁使用 24v直流电源，主令控制电器及行程开关等使用24v直流电源。( 4) 控制系统具有短路和过载保护功能；( 5) 使用信号灯显示机床工作状态。3.2 设计主电路 包装自动线电气控制主要由两部分组成，即电动机驱动系统(主电路 ) 和由 PLC设备构成的控制部分，系统电路图如图所示。3.2.1主电路图亠L_I1mSt卜-c1i 吃LBrsAXW1l: WT?.”_ I. _ gmF?XOfli片Pg-4fXWft. _ JXWT_Ha一生pp
9、bF花pr*MlM2A汁Jzz322电器元件明细表符号名称及用途符号名称及用途M1输送带电动机SB1总停按钮M2气泵电动机SB2启动按钮KM1输送带接触器SB3输送带点动按钮:KM2气压系统接触器SB4挡板上升点动KM3检测器接触器SB5推板前移点动KM4挡板上升自锁接触器SB6推板后移点动KM5推板后移自锁接触器SB7挡板下移点动KM6挡板下降自锁接触器SB8停止自动循环按钮KM7推板前移自锁接触器SB9恢复自动循环按钮QFPLC电源开关SA1自动/手动选择开关:QS电源隔离开关SQ1产品到位检测FU1、 FU2、 FU3FU4、 FU5、 FU6短路保护熔断器SQ2、SQ3推板前、后移极位
10、开关SQ5、SQ6挡板上升、下降极位开关HL1气压系统指示灯FR1、 FR2电机过载保护热继电器HL2输送带电机指示灯YV1、YV2、挡板移动电磁阀电磁铁HL3自动运行指示灯YV3、YV4推板移动电磁阀电磁铁VC整流器HL4手动指示灯TC变压器PLC选型设计本系统选用三菱公司型号为 FX2N的PLC产品323 I/O分配表电器元件信号与pic连接的通道分配表输入输出元件通道地址说明元件通道地址说明SB1X001总停按钮HL1Y002气压系统扌曰示器SB2X002启动按钮HL2Y004输送带电机指示灯SB3X003输送带点动按钮HL3Y005自动运行指示灯SB4X004挡板上升点动HL4Y006
11、手动指示灯SB5X005推板前移点动YV1Y007控制挡板上升电磁铁SB6X006推板后移点动YV2Y011控制挡板下降电磁铁SB7X007挡板下移点动YV3Y010控制推板前移电磁铁SB8X100停止自动循环按钮YV4Y011控制推板后移电磁铁SB9X101恢复自动循环按钮KM1Y003输送带接触器SA1X010自动/手动选择开关KM2Y001气压系统接触器SQ1X020产品到位检测KM3Y013检测器接触器SQ2X021推板后移极位开关KM4Y012挡板上升自锁接触 器SQ3X022推板前移极位开关KM5Y014推板后移自锁接触 器SQ5X023挡板上升极位开关KM6Y015挡板下降自锁接
12、触器SQ6X024挡板下降极位开关KM7Y016推板前移自锁接触 器號QF5T173彳04)7u50T5门蜀)1O匸I jcfoo3.2.4 I/O端子接线图*U A、AWOOXo07 0( 3cOM DNLMco 6VVYO.4、控制流程分析4.1流程图由于控制系选择三菱系列PLC,该产品具有顺序控制的特殊用法，即步进控制。步进控制采用状态转换的方式简化控制条件，使得控制程序设计简洁方便，包装自动控系统工作过程为典型顺序控制，因此采用步进控制，其控制流程设计采用与控制流程图功能一致的状态转移图描述。流程图如下所示：-7AX901XM2(tm XEO)+刈汕X0iCO qK佗片-(yooa)IHP誣壷哭歸TI 一 003)X0 04X023XOIAo oII Lv Lv ILr c气 roii11K0 05A22XD13曲#1丿髓X0E3 -S24? WX0E1-TO XOOifiroil.l *XOD7K024 亍、XOEA琨*1OS
