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1固體散狀物料包裝線生產(chǎn)工藝要求
固體散狀物料包裝線示意如圖1所示?？瞻b袋放在給袋箱上→吸袋器吸袋→送給供袋輾子→傾斜裝置取袋→橫進(jìn)裝置把空袋移向料斗→吸開(kāi)袋子→裝料→送入導(dǎo)向折邊機(jī)→縫紉機(jī)封口→袋子翻轉(zhuǎn)輸送器→壓平機(jī)→打印日期、時(shí)間、批次、班次→金屬檢測(cè)器檢測(cè)→經(jīng)斜坡輸送→緩?fù)?rarr;轉(zhuǎn)位→編組→推袋、壓袋→分層→碼垛排垛。

1.1包裝機(jī)的工作過(guò)程
按下啟動(dòng)按鈕SB1后，傳送帶A、B、C電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，供袋輻子電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)。
吸袋器下降，當(dāng)碰到下極限開(kāi)關(guān)時(shí)，吸袋電磁閥KM7接通，吸袋器開(kāi)始吸袋，持續(xù)時(shí)間為2S,2s后吸袋器上升，碰到上極限開(kāi)關(guān)時(shí)，吸袋器向前送袋，碰到前極限開(kāi)關(guān)時(shí)，吸袋器暫停，暫停時(shí)間為3S,同時(shí)松開(kāi)袋子，吸袋器開(kāi)始后退，碰到后極限開(kāi)關(guān)時(shí)，又開(kāi)始下降，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
吸袋器碰到前極限開(kāi)關(guān)時(shí)，取袋器向前運(yùn)動(dòng)開(kāi)始取袋，碰到前極限開(kāi)關(guān)時(shí)，吸袋2S后，開(kāi)始后退,到達(dá)預(yù)定位置，暫停4S。
橫進(jìn)裝置的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)取袋器把袋子取過(guò)來(lái)后，橫進(jìn)裝置到達(dá)前極限開(kāi)關(guān)的位置時(shí)，橫進(jìn)裝置上面的吸袋裝置開(kāi)始吸袋。停留0.5S后，橫進(jìn)裝置開(kāi)始向后運(yùn)動(dòng)，到達(dá)后極限開(kāi)關(guān)時(shí)，吸袋器開(kāi)始橫向拉袋，拉袋裝置縱向拉袋，把袋子的口拉開(kāi)，裝料裝置完成裝料，裝完料后，橫進(jìn)裝置向前運(yùn)動(dòng)，托料裝置托住已經(jīng)裝完的包裝袋，如此往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
縫紉機(jī)的運(yùn)動(dòng)：每當(dāng)縫紉機(jī)光電開(kāi)關(guān)1檢測(cè)到有袋子過(guò)來(lái)時(shí)，縫紉機(jī)開(kāi)始工作，光電開(kāi)關(guān)2檢測(cè)到物體時(shí)，縫紉機(jī)停止工作。
打印機(jī)的運(yùn)動(dòng):當(dāng)打印機(jī)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有物體過(guò)來(lái)時(shí)，開(kāi)始打印日期、時(shí)間、批次、班次。
當(dāng)金屬檢測(cè)裝置檢測(cè)到聚乙烯袋中的金屬含量超標(biāo)時(shí)，金屬檢測(cè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，把次品運(yùn)走。
碼垛機(jī)的工作：碼垛機(jī)碼垛時(shí)5個(gè)為一層，三個(gè)橫放，兩個(gè)豎放，當(dāng)數(shù)值到達(dá)5個(gè)時(shí)，碼垛機(jī)的手抓把這個(gè)5袋料抓到另一個(gè)工作臺(tái)上。
當(dāng)碼垛機(jī)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有包裝袋過(guò)來(lái)的時(shí)候，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行計(jì)數(shù)，對(duì)于前三個(gè)包裝袋，1S后當(dāng)他們經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)位輸送機(jī)時(shí),轉(zhuǎn)位輸送機(jī)把包裝袋舉起，旋轉(zhuǎn)90度，然后放下，使得包裝袋旋轉(zhuǎn)了90度，而對(duì)于后兩個(gè)包裝袋不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
1.2光電傳感器的安裝與PLC的接口
1.2.1安裝前需要確認(rèn)的事項(xiàng)
在光電傳感器安裝前要根據(jù)包裝生產(chǎn)線的工藝要求和各個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的位置對(duì)光電傳感器進(jìn)行選型，還要對(duì)被檢測(cè)物體的大小、形狀（縱X橫X高），透明度（不透明體I半透明體I透明體）；移動(dòng)速度v（m/s或個(gè)/分）；検測(cè)距離（L）；安裝間距；安裝的限制（是否需要角度等）；是否可以交錯(cuò)安裝，環(huán)境條件等事項(xiàng)進(jìn)行確認(rèn)。
包裝生產(chǎn)線的被檢測(cè)物體為粒料包裝袋，生產(chǎn)中用于包裝的編織袋，每一袋的包裝重量為25千克，包裝重量精度為正負(fù)50克。包裝袋為不透明體。包裝機(jī)傳送帶平均輸送速度為1米/秒。檢測(cè)距離和安裝間距根據(jù)包裝線的檢測(cè)位置確定。安裝時(shí)如為對(duì)射型，在相對(duì)方向安裝投光器與受光器，對(duì)于反射型，在傳感器相對(duì)方向設(shè)置反射板，如圖2所示。

1.2.2傳感器的接線與PLC的接口
光電傳感器主要采用直流3線式（NPN）輸出，其接線方式如圖3所示。

傳感器布線時(shí)，電源電壓不要超過(guò)使用的電壓范圍。如在使用電壓范圍以上施加電壓，或在直流電源型的傳感器上施加交流電源（AC100V以上），則可能導(dǎo)致破裂或燒毀。另外要避免使負(fù)載短路，否則可能引起破裂或燒毀。因?yàn)闊o(wú)負(fù)載情況下，直接連接電源會(huì)引起內(nèi)部元件破裂或燒毀，所以務(wù)必在有負(fù)載的情況下進(jìn)行布線。
傳感器布線時(shí)，如果沒(méi)有記錄導(dǎo)線延長(zhǎng)的長(zhǎng)度的情況下，采用0.3mm2以上的導(dǎo)線，且在100m以內(nèi)。并且要考慮導(dǎo)線的拉伸強(qiáng)度，在布線時(shí)請(qǐng)不要超過(guò)下表所示的力。同時(shí)，請(qǐng)不要在屏蔽線、同軸線上施加拉伸力，而且通常傳感器的導(dǎo)線不能反復(fù)彎曲使用。
1.3霍爾傳感器的安裝與PLC的接口
霍爾傳感器屬于有源磁電轉(zhuǎn)換器件，它是在霍爾效應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，利用集成封裝和組裝工藝制作而成，它可方便地把磁輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成實(shí)際應(yīng)用中的電信號(hào)，同時(shí)又具有工業(yè)場(chǎng)合實(shí)際應(yīng)用易操作和高可靠性的要求?；魻杺鞲衅鞯妮斎攵耸且源鸥袘?yīng)強(qiáng)度B來(lái)表征的，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到一定的程度時(shí)，霍爾傳感器內(nèi)部的觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，霍爾傳感器的輸出電平狀態(tài)也隨之翻轉(zhuǎn)。輸出端一般采用晶體管輸出，和接近開(kāi)關(guān)類似有NPN、PNP、常開(kāi)型、常閉型、鎖存型、雙信號(hào)輸出幾類。霍爾傳感器具有無(wú)觸點(diǎn)、低功耗、長(zhǎng)使用壽命、響應(yīng)頻率高等特點(diǎn)，能在各類惡劣環(huán)境下可靠的工作。
包裝生產(chǎn)線碼垛機(jī)的垛層結(jié)構(gòu)為每垛8層，每垛40袋，每垛重量為1噸。碼垛機(jī)碼垛時(shí)5個(gè)為一層，三個(gè)橫放，兩個(gè)豎放，當(dāng)數(shù)值到達(dá)5個(gè)時(shí)，碼垛機(jī)的手抓把這個(gè)5袋料抓到旁邊的碼垛盤上。在進(jìn)行碼垛時(shí)，碼垛機(jī)要自動(dòng)記錄碼垛層數(shù)，并且按照層數(shù)來(lái)升高碼垛機(jī)手抓移動(dòng)支架的高度，這個(gè)高度的確定就是由霍爾傳感器來(lái)檢測(cè)和定位的。在碼垛盤工作臺(tái)的固定支架上有8個(gè)永久磁鐵，分別固定在碼垛機(jī)手抓移動(dòng)支架對(duì)應(yīng)的8個(gè)高度，這8個(gè)高度又分別對(duì)應(yīng)碼垛盤的8個(gè)層位。當(dāng)碼垛機(jī)手抓移動(dòng)支架上固定的霍爾傳感器接近某個(gè)永久磁鐵時(shí)在霍爾傳感器中會(huì)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)，其輸出的電平變化被送入PLC的數(shù)字量輸入模塊SM321的輸入端,PLC可以記錄電平變化次數(shù)以確定碼垛機(jī)手抓移動(dòng)支架的高度位置。
2固體散狀物料包裝線控制PLC模塊
選型與輸入輸出分配
2.1PLC的選型
固體散狀物料包裝線控制器采用S7-300型PLC。固體散狀物料包裝線生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要包括各種數(shù)字量的輸入采集，輸出大部分用來(lái)控制汽亂與接如觸器的動(dòng)作，輸入與輸出均為數(shù)字量，因此選型時(shí)，選擇的SM接口模塊為DI模塊和DO模塊。再根據(jù)控制點(diǎn)的要求選擇電源模塊和CPU模塊。
因此根據(jù)要求，我們的電源模板采用PS3O75A,CPU模板采用S7-300315,DI模板采用SM321,DO模板采用SM322。
2.2PLC輸入輸出地址分配
輸入/輸出繼電器地址分配表，如圖4所示。

其他編程元件地址分配表見(jiàn)表

2.3I/O接線
I/O接線是指可編程序控制器的輸入/輸出連接，也是可編程序控制器外部接線圖?？删幊绦蚩刂破魉B接的外部電氣元件，根據(jù)其功能不同，應(yīng)分別連接在可編程序控制器的輸入端或輸出端,對(duì)于可編程序控制器輸入端或輸出端連接的元件,應(yīng)確定其對(duì)應(yīng)連接端子上的編號(hào)，這就是外部的電氣元件在可編程序控制器上的I/O編址
3固體散狀物料包裝線控制部分程序設(shè)計(jì)
固體散狀物料包裝線PLC控制部分部分PLC程序
1）初始化及吸袋部分梯形圖，如圖5所示。

2）取袋器部分梯形圖程序，如圖6所示。

3）橫進(jìn)裝置部分梯形圖，如圖7所示。

4）縫紉機(jī)及金屬檢測(cè)部分梯形圖，如圖8所示。

4結(jié)束語(yǔ)
集機(jī)電一體化、光電檢測(cè)等功能于一體的固體散狀物料包裝線，PLC控制是設(shè)備的關(guān)鍵技術(shù)。結(jié)合傳感器控制、電氣控制和模糊計(jì)量控制，達(dá)到計(jì)量稱重準(zhǔn)確、產(chǎn)品合格率高、包裝效率高的目的。可廣泛用于醫(yī)藥、化工、食品等行業(yè)的粉狀、顆粒狀、片狀、塊狀及條狀等固體散狀物料的包裝。
PLC控制可靠性高，編程方便。不僅具有開(kāi)關(guān)量控制，而且還具有模擬量控制，可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、與上位機(jī)通信連網(wǎng)等功能，在包裝機(jī)械中廣泛應(yīng)用。

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