生产线自动装箱装置控制系统设计.doc
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1、攀枝花学院本科毕业设计(论文)生产线自动装箱装置控制系统设计 学生姓名: 学生学号: 院(系): 年级专业: 指导教师: 助理指导教师: 二一三年五月攀枝花学院本科毕业设计(论文) 摘要摘 要在现代化工业生产中时常需要对生产产品进行包装和计数,如果这么多繁杂的工作都完全由人工去完成的话不仅效率低下,而且劳动强度非常大,不能够满足现代化的生产需要.本文主要对生产线自动装箱的PLC控制系统进行了细密的科学研究。此系统拥有有两个传送带,即生产产品传送带和包装箱传送带.产品传送带将生产产品从生产车间流水线传送到包装箱,当某一刻生产产品被送到传送带的末端时,就会自动地进入包装箱中,并由另一个传感器将其转
2、换成计数脉冲。包装箱传送带则用来传第产品包装箱,其作用就是把已经装满了的包装箱运走,并用另外一只空箱来代替。为了使传送过来的空箱刚好对准产品传送带的末端,使产品准确落入空箱中,因此在包装箱的传送带中间装有一个光电传感器,用来检测空箱是否按照正确的方式传送到位.此控制系统具有成本低、精度高、故障率低、抗干扰能力强、操作维护简单等特点,具有优良的实际应用价值。 关键词: 系统,生产,自动,设计攀枝花学院本科毕业设计(论文) ABSTRACTABSTRACT Often need to carry out counting and package on the product in the comm
3、ercial run being modernized, not only the inefficient, moreover intensity of labour working from the words that the manpower accomplishes if these are complicated and overloaded is big , the childbirth being unfit to be modernized needs。 Detailed research the main body of a book has been carried out
4、 on the PLC navar enchasing owing to production line automation mainly. Be systems turn to have two conveyer belts , be package box conveyer belt and product conveyer belt. The package box conveyer belt is used to deliver the product package box , whose function is that the package box luck already
5、filling to full is leaked , is uses one to replace to come empty space box and. End being to make the empty space box aim at the product conveyer belt fitly, just the dropin package box is hit by the messenger product, before package box conveyer belt centre install one photoelectricity sensor, in o
6、rder to check if package box arrive at a place. And the product conveyer belt transmits a product from producing a workshop to package box , pawn some one products deliver to the conveyer belt end , the meeting automation dropin package box inner, change from another sensor becoming counting pulse。N
7、avar has accuracy height , the low , anti-interference ability of cost is strong , the malfunction leads a characteristic low , operation upkeep waits for simplely, have fine application value. Key words: System, Produce, Voluntarily, Design攀枝花学院本科毕业设计(论文) 目录目 录摘要ABSTRACT 1 绪论1 1.1 本课题研究的意义2 1.2 生产线
8、自动化的发展概况3 1。2.1 国内生产线自动化发展概况3 1。2.2 国外生产线自动化发展概况4 1.3 生产线自动化的发展趋势5 1。4 本文主要研究内容71。4。1 设计任务书7 1。4。2 主要解决的问题8 1。4。3 自动化生产线的应用92 控制系统的设计11 2。1 方案论证112.1.1 采用传统继电接触器电气控制系统11 2。1。2 采用PLC可编程序控制器控制系统11 2.1。3 方案比较与选择11 2。2 PLC的硬件结构及工作原理12 2.2。1 PLC控制系统组成12 2。2。2 PLC的工作过程13 2。2.3 控制系统构成图15 2.2。4 控制系统工作流程图163
9、 可编程控制器(PLC)17 3.1 PLC简介17 3。1.1 PLC的定义17 3。1。2 PLC的特点17 3.1。3 PLC的应用领域18 3.2 PLC的系统组成19 3。3 PLC的工作原理204 硬件系统设计22 4.1 系统控制要求22 4。2 输入输出端确定22 4。3 CPU模块型号选择23 4.3.1 主机模块简介23 4。3.2 CPU模块选择24 4.4 主电路设计27 4.5 PLC接线图285 电气元件的选型29 5。1 熔断器选择29 5.1。1 熔断器的分类29 5.1.2 熔断器的型号选用29 5。2 接触器选择31 5.2。1 接触器的结构及工作原理31
10、5.2.2 接触器的型号选用31 5.3 热继电器选择32 5。4 时间电器选择33 5.5 控制按钮选择34 5。6 行程开关选择34 5。6.1 行程开关分类34 5。6.2 行程开关的选用及安装36 5.7 光电开关选择36 5。7。1 光电开关的分类36 5。7.2 光电开关使用原则37 5.8 电源开关选择38 5。9 驱动设备选择39 5。9.1 电机设备简介39 5。9.2 电动机选择396 软件系统设计41 6.1 设计原理41 6.2 梯形图41 6.3 指令表437 程序调试与仿真45 7。1 仿真软件简介45 7.2 程序调试与仿真过程46总结与体会49参考文献50致谢5
11、18攀枝花学院本科毕业设计(论文) 1 绪论1 绪论 在现代化工业生产中时常需要对生产产品进行包装和计数,如果这么多繁杂的工作都完全由人工去完成的话不仅效率低下,而且劳动强度非常大,不能够满足现代化的生产需要.为了能够适应大规模生产某种产品的现代化需要,并且还要对产品进行包装、计数,就必须完整的设计出一套自动化生产线,以便将这些繁杂的工作由自动化生产线来代替人工完成。进一步促进工业现代化的发展,增加国民经济,改提高人民的生活水平。 本文主要对生产线自动装箱装置控制系统进行研究,详细的介绍了所用到的各个元器件的功能。 本文先具体的概括了设计的总体思路,主体部分使用两条传送带,一条是产品传送带,另
12、外一条是包装箱传送带,产品计数则采用了光电传感器,而电机部分采用性能良好的固态交流SSR,而且可以根据所装箱的产品的重量对内部器件数值的大小进行设置. 主电路部分则是由8031 74LS373 2764 组成一个单片机最小系统。为了方便地读出键盘给定植,以及完成各种检测和控制,本设计专门扩展了一个8255A可编程接口及程序存储器EPROM 2764. 对各控制系统进行程序编制,这样运用软硬件结合的方式完成整个生产线自动装箱装置控制系统的设计。1。1 本课题研究的意义 当今时代,由于科学技术的快速发展,自动化生产技术在工业生产中得到越来越广泛的应用。在机械制造、电子等行业已经设计和制造出大量的类
13、型各异的自动化生产线.这些自动化生产线的使用,在提高劳动效率和产品的质量、改善工人劳动条件、降低能源消耗、节约材料等方面均取得了显著的成效1。而对于以前,当生产力还远远不如现在代,生产线都十分复杂并且严重浪费财力物力,从而生产出来的商品的合格率也令人堪忧,生产的发展受到了很大的制约。这种情况下先驱改革者们开始思考用一种方法来改变这一现实,生产者们希望能通过制造各种机器来完全代替手工制作,而其他工人就只需要在旁边对机器进行控制与操作即可,每一道工序如:清点产品的数目,自动包装等工序都能让机器精确很而快速的进行。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台可编程控制器,用于通用汽车的生产线,
14、取代生产线上的继电器控制系统,开创了工业控制的新纪元。1971年,日本、德国、英国、法国等相继开发了适于本国的可编程控制器,并推广应用2。从此之后,这项新得技术迅速在全球得到广泛推广与应用,这项技术最大限度的按照人们预先的期望来实现生产及控制,使生产效率大大的提高,使繁重的生产至此变得简单、有序、准确。再自动化生产逐步普及的当今,包装机械自动化程度的优劣直接会对产品的质量和生产效率产生重大的影响。在工业的现代化生产中时常需要对产品进行计数,包装。但是这些繁咋的工作如果都让人工去完成的话不但麻烦,而且生产效率低下,劳动强度让人难以忍受,这不能够达到现代化生产的需要。为了适应现代化大批量生产一种产
15、品,促进工业现代化的飞速发展,增加国民经济,提高广大劳动人民的生活水平,就应当准确的设计出一套完整的自动化生产线,再用这种自动化生产线来取代人工完成各种各样的繁杂工作。而且还需要有对产品进行计数,包装等各道程序。生产自动化技术的使用大幅度的提高了工厂的经济效益,这在包装业中体现的尤为明显。特别是近年来,包装生产线的自动化、电子监测和控制系统的大力发展,使包装企业以高速度、较少的停机时间和包装故障,以及产品损耗减少、工伤和老毛病降低等优点而获得出色的成績。2002年11月3至7日在芝加哥举行的国际PACK EXPO上,我们可以看到多家自动化公司展示的最新的包裝设备和新技术。这些经济实用的自动化技
16、术将会成为未来的发展力量.可见自动装箱技术的应用前景十分广阔。 由于生产线生产的产品会有所不同不同,所以各种类型的自动化生产线均拥有自己的特点,这样就导致了生产线的大小有所差别,根据实际生产而设计的不同结构,在功能上也有诸多的不同。在这种情况下自动化生产线就被人们广泛的分为了:生产线的机械本体,工作过程的生产检测,各类信息的归纳及处理,运行机构的各种执行装置和与各类设备相连接的接口五个部分。生产线的不同导致功能的差异,但是所有的自动化生产线都应具备四大功能,它们分别是:运转,控制,检测和驱动这四大最基础的功能。动力源能为自动化生产线中的运转功能提供可靠地东方能。控制功能在自动生产线当中得以实现
17、,是由微型机、单片机、可编程控制器或其他一些电子装置来承担完成的。在工作过程中,设在各部位的传感器把信号检测出来,控制装置对信号进行储存、运输、运算、变换等等,然后用相应的接口电路向执行机构发出命令,完成必要的动作。检测功能主要有位置传感器、直线位移传感器、角位移传感器等各种传感器来实现。传感器收集生产线上的各种信息,如:位置、温度、压力、流量等传递给信息处理部分完成控制作用。驱动功能主要有电动机、液压缸、气压缸、电磁阀、机械手或机器人等执行机构来完成1。1。2 生产线自动化的发展概况1。2。1 国内生产线自动化发展概况 中国的包装业相对于如美国和欧盟等这些发达国家而言就相当落后,但是却具有非
18、常大的发展潜力。控制系统早在20世纪四十年代就已经开始运用了,最初的现场基地式仪表和后来的继电器成为了控制系统的前身.现在通常所说的控制系统,大多指的是采用电脑或微处理器进行智能控制的电子系统,在控制系统多年发展的历史上,它被称为第三代控制系统。这一代系统以PLC为代表,从70年代开始应用以来,在轻工、电力和石油等工业过程控制中得到飞速的发展。PLC,即可编程控制器,开始主要是从顺序控制发展而来,但自从90年代以来,随着通信技术、电子技术和计算机技术的发展,PLC的性能得到了大规模的拓展,PLC的应用范围也逐渐向连续流程工业生产方面进军,这一应用极大的使得自动化生产线得到了前所未有的发展。 在
19、中国,自动化技术还没有成熟,需要较长一段时间的积累和发展,因此在以后各行业将会有足够的空间来发展这项技术,这理所当然的成为未来很长一段时间内的发展方向和趋势。目前而言中国的经济发展局势也表明了十分需要各种高技术来支持,这样才能满足有一个比较稳定的发展基础。国家西部大开发的政策方针就必然伴随着许多高技术的转移,各类工业生产也将需要自动化技术大力支持,因此加大发展自动化生产的力度也就成为了目前以及未来必然的趋势.相信中国经济跨越式进步的背景下必将有生产自动化技术成熟后的深远影响。现阶段我国自动化市场有着活跃的发展状况,这种前提下剧烈地促进了对各种自动化人才的大量需求。此外,国外自动化企业正在实施的
20、包括人员本土化在内的全方位战略,这一举措也使得我国对自动化人才需求的与日骤增。 ABB是一家国家著名的跨国公司,被广大业内人士称为“多国部队。因为ABB更加重视在它的业务发展到的任何一个地方,都毫不犹豫并全力地推行人才本土化战略。2004年10月25日,ABB集团董事长兼首席执行官杜曼先生在北京的新闻发布会上曾表示:5年后,中国将取代美国和德国成为ABB的第一大市场。为了顺利实现这一目标,ABB已经制定了清晰的5点战略,其中包括培养本地人才。根据计划,到2008年ABB将在中国招聘新员工5000名。那时,ABB在中国的雇员总数将达到约12,000名。这些目标在此后一一得到了具体体现。现在,与一
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