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包裝自動線結構 ……………………………………………………………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……………………………………………………………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產品的自動計數，移動的功能并可以自動切換手動系統(tǒng)，實現包裝線的各種輸送包裝要求，為了實現這一自動化要求，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包裝自動線結構</p><p>　　包裝自動線是依據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，移動功能。題中包裝生產線由輸送待包裝產品的輸送帶，產品計數裝置，產品分離與推送裝置組成。包裝自動生產線的輸送帶采用電動機驅動，分離產品的擋板

9、機構和退出產品的推送機構采用氣動系統(tǒng)驅動，由電氣控制系統(tǒng)實現工作自動循環(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)轉動，源源不斷的將待包裝產品送往打包工作臺；待包產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，旋轉編碼器計算進入包裝工作臺的產品數目，擋板機構在計數產品達到指定數目（4個）時上升，擋住后面的產品；推板機構將計數好的產品推到打包位置，從而

10、完成一次打包循環(huán)。包裝自動生產線結構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品放置在輸送帶上，包裝自動完成計數，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整；擋板，推板能夠分別調

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，輸送帶包裝產品；</p><p

13、>　　擋板與推板在原位，待包裝產品到達檢測位置，檢測傳感器信號出發(fā)計數；</p><p>　　到達計給定數值后，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，擋板機構與推板機構由氣壓系統(tǒng)驅動，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>　?。?）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設備機構組成分析:</p><p>　　依據包裝自動線控制系統(tǒng)設計任務書分析可知：包裝自動生產線由輸送待包裝產品的輸送帶，產品計數裝置，產品分離與推送裝置組成。包裝自動生產線的輸送帶采用電動機驅動，分離產品的擋板機構和退出產品的推送機構采用氣動系統(tǒng)驅動，由電氣控制系統(tǒng)實現工作自動循環(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)轉動，源源不斷的將待包裝產品送往打包工作臺；待包產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，旋轉編碼器計算進入包裝工作臺的產品數目，擋板機構在計數產品達到指定數目（4個）時上升，擋住后面的產品；推板機構將計數好的產品推到打包位置，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整；擋板，推板能夠分別調整</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，輸送帶包裝產品；</p><p>　　擋板與推板在原位，待包裝產品到達檢測位置，檢測傳感器信號出發(fā)計數；</p>

21、<p>　　到達計給定數值后，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)和手動調整工作；</p><p>　

23、　2臺電動機均為直接啟動控制，單方向轉動。電動機無制動控制；</p><p>　　電動機驅動電路三相電源供電，線電壓380V</p><p>　?。?）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，即電動機驅動系統(tǒng)（主電路）和由PLC設備構成的控制部分，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)轉移圖描述。流程圖如下所示：</p><p><b>　　5、設計小結</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