本特利 330103-00-05-10-02-00
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由于包裝生產線的各種控制為開關量，而目前流行的PLC具有結構小巧、運行速度高、通用性好、可靠性高等特點，非常適合于工業現場的高溫、振動、粉塵等惡劣環境下的開關控制。所以選用PLC作為控制系統的核心部件。本包裝碼垛自動生產線動作關系復雜，I/O點數較多，以開關量控制為主，所以選擇日本三菱公司的FX2N系列PLC為控制核心部件。
3.1PLC控制系統硬件設計
PLC控制系統示全包裝生產線的核心部分，而在包裝過程中，動作多，運動復雜，這就要求控制系統具有很高的可靠性、良好的節能措施、很強的故障診斷能力，確保生產的穩定運行。由于包裝生產線的各種控制為開關量，動作關系復雜，I/0點數較多，選擇日本三菱公司的FX2N系列PLC。該系列PLC為模塊式結構，可以根據控制系統的需要靈活地組合成的配置。
①硬件配置
硬件配置包括FX2N基本單元、FX2N擴展單元、檢測元件(光電開關、接近開關、真空開關等)、人機操作界面(按鈕、指示燈等)、控制元件(交流接觸器、變頻器、電磁閥等)以及執行元件(電機和氣缸等)。
②FX2N系列PLC輸入輸出擴展方法，FX2N系列PLC是由電源、CPU、輸入輸出和程序存儲器組成的單元型可編程控制器。其主機稱為基本單元，為主機備有可擴充輸入輸出點數的“擴展單元(電源I/0)和擴展模塊(I/0)”，此外，還可以連接特殊擴展設備，用于特殊控制。
在組織FX2N系列時，須考慮下述各點：
輸入輸出總點數控制在256點以內，其中輸入點數和輸出點數均不能超過184點；DC24V電源和DC5V電源的容量，基本單元和擴展單元內部裝有電源，可以對擴展模塊供給DC24V電源，對特殊模塊供給DC5V電源，因此擴展模塊和特殊模塊的耗電量應該控制在基本單元及擴展單元的電源范圍以內；
對于FX2N基本單元，外接特殊單元和特殊模塊的數量，多不超過8臺。關于輸入輸出序號的編號問題，FX2N系列PLC使用如下的編號方法:
（1）輸入繼電器(X)、輸出繼電器(Y)的序號是由基本單元開始，按連接順序分配八進制數碼。
（2）特殊擴展設備和PLC使用PLC的FROM和T0指令進行數據信息交換，但是輸入輸出繼電器不占序號。
3.2控制系統電氣原理圖
系統供電電源采用三相四線制上機供電。供電電源等級為AC380±5％，50Hz。上電源經總的低壓斷路器QF0為整機供電。其中QFl給包裝部分電機M1.1～M10.1提供電源，QF2給碼垛部分電機M11.1～M20.1提供電源，QF3給檢測電機M21.1～M25.1提供電源，QF4為打印機、金檢、重量復檢的執行電機M26.1~M30.1提供電源。普通電機的主回路包括交流接觸器和熱繼電器，制動電機還包括制動單元的輔助回路。
包裝碼垛自動生產線可自動完成稱重、供袋、取袋、裝袋、縫口、輸送、金屬檢測、重量檢測及碼垛等功能。全自動包裝碼垛生產線的機械系統主要包括全自動稱重單元、包裝單元、輸送檢測單元、碼垛單元。其主要工藝流程如下:物料自儲料斗進入包裝秤的給料裝置，通過粗、細給料，實現粗、細兩級加料。當秤斗中的物料重量達到終設定值時，稱重終端發出停止加料信號，待空中的飛料全部落入秤斗后此次稱重循環結束，此時電子包裝秤等待裝袋機的投料信號。當自動裝袋機完成上袋后，發出訊號，使稱重箱打開卸料翻門，向包裝袋內投料，卸料后稱重箱關閉翻門，裝袋機張開夾袋器，包裝袋通過夾口整形機和立袋輸送機進入自動折邊機，包裝袋經折邊后，進入縫口機，當設在縫口機旁邊的光電開關檢測到包裝袋后，縫紉機開始工作，縫合包裝袋，當包裝袋離開縫紉機后，縫紉機停止，并自動切斷縫合線。包裝袋經過倒袋整形機進入金屬檢測機及重量復檢機，如果檢測不合格，在包裝袋通過自動撿選機時將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過自動撿選機，再經噴墨打印機、過渡輸送機、緩停機等設備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉位機根據碼垛工藝要求將料袋依次按“2袋豎-3袋橫”和“3袋橫-2袋豎”循環做轉位處理。這樣包裝袋便以2袋直或3袋橫的形式進入編組機，后由碼垛機將包裝袋堆碼到托盤上，一般以碼8層為一垛。碼垛完成后，垛盤輸送機將其輸送出碼垛區，停放在叉車區域垛盤輸送機上。碼垛機所使用的托盤由托盤倉和托盤輸送機根據程序自動提供。
