1、 畢業設計（論文）年級專業 學生姓名 指導教師 評 卷 人 教學地點 年 月 日打包機控制系統的PLC控制摘要：本文通過對打包機控制系統程序的進行分析，闡述了PLC控制系統在打包機設備上應用是可行的，并且可大幅度提高設備的可靠性及壽命,有效地降低設備故障率。為同類產品的改造提供了一種投資小、見效快的案例。關鍵詞：打包機 PLC控制 接近開關 電磁閥引言 打包機是現代化生產廠常用設備之一,它是產品出產最后一道工序，其質量的好壞、效率的高低,直接影響整個生產線的產量及人力成本。為此,對有問題的打包機進行升級或改造是提高產品生產效率，降低成本的有效途徑之一。（一） 問題的提出 全自動打包機是我公司1

2、987年從國外進口的二手設備，該機主要用于產品的出庫包裝。它由轉盤、轉盤定位機構、壓板、壓板定位機構、包裝膜供料裝置、供料升降裝置、剪料機構、控制系統組成。其控制系統由于采用繼電器、接觸器、行程開關等元器件，故控制系統經常發生故障，經多次維修仍沒有改善，從而給流水線式的生產帶來很大的影響。為此公司決定對該控制設備進行升級改造。（二） 故障原因與分析 我們進入現場觀察設備的實際工作狀況，并詢問了調機和操作人員。通過調查我們發現以下幾點因素影響設備控制系統的正常工作： 1工作環境差，粉塵過多，容易污染繼電器、接觸器的觸點和銜鐵，造成接觸不良。生產現場粉塵的來源如下：叉車搬運貨物時排出的尾氣中煙塵。

3、木托架與滾筒磨擦產生的粉末。廠房靠近路邊空氣中含有的灰塵。2行程開關定位不準-生產線經過多次改造提速后產量有了很大的提高，由于動作頻繁，行程開關很容易損壞，造成定位不準或不能定位。3改變工作方式難-當產品的規格及包裝要求有變動時，需要改動的各電器間的接線繁雜，工作量大。4維修效率低-由于繼電器控制系統線路繁雜，聯鎖較多，且沒有自檢功能，發生故障時，檢修耗時較多。（三） 改造方案 從以上分析可知，原控制系統已無法滿足生產的要求，必需將原控制系統改造成為符合生產環境的新控制系統，新控制系統的功能如下：1.防塵電柜進氣孔加裝帶濾網的進氣風扇，使電柜內形成正壓，這樣外面的粉塵將無法進入柜內。另選用帶防

4、塵罩密封性好的繼電器；2.定位準確，壽命長選用防塵、防水、無觸點輸出的接近開關代替行程開關。 3.工作方式改變容易選用PLC控制，通過修改程序或直接切換程序就可改變工作方式，無需拆線。參數修改也可由操作工按生產需要進行調整。4.維修效率高選用PLC及帶指示燈的繼電器、電磁閥。設備檢修時通過觀察各器件的指示燈，就可判定故障的大致范圍。（四） 主要器件選擇1.由于PLC控制有著繼電器順序控制無法比擬的優點，而三菱FX系列在可編程序控制器中具有領先地位，且在國內市場占有率很高，所以我們決定選用三菱FX2N-64MR型PLC為控制核心，對整個電氣系統作控制。2.對于轉盤定位、供膜檢測、割膜檢測、供膜裝

5、置的上下行程控制部份，選用封閉性良好、耐油耐水、帶指示燈、無觸點電感型的接近開關，其型號為E2EX18ME，感應范圍18MM。3.對于轉盤上貨物位置檢測及貨物越位報警部份，選用擴散反射型、封閉性良好、耐油耐水、帶指示燈的光電開關，其型號為E3S-CD12，檢測范圍2M。 4.本機氣動電磁閥選用SMC的 VF5000系列產品，經測量，DC24V線圈工作電流均在0.5A以下，故可采用封閉性良好、帶指示燈的OMRON MY2NJ型繼電器。（注：MY2NJ中繼線圈工作電壓220V，觸點最大電流5A。）（五） 控制系統設計1 I/O分配表2 PLC 接線圖3 根據本公司產品的包裝要求,打包機控制系統的狀

6、態流程圖如下:M80024.PLC程序及控制系統原理說明 控制系統分為手動和自動兩個部分，PLC一通電，M8002繼電器閉合一個脈沖時間使得S0置位。 手動運行程序 將選擇開關SA撥到手動位置，X0常開觸點閉合，Y0置1，手動指示燈HL10亮，這時可根據需要人工操作設備運行，其程序如下圖： 回原點條件 下列條件滿足時，Y2置1，回原點指示燈HL2亮，才可以進入自動程序；· 轉盤上的導軌與固定導軌對齊，轉盤定位接近開關SQ9動作，X25常開觸點閉合。· 壓板上升到位，上限位接近開關SQ5動作，X21常開觸點閉合。· 包裝膜夾具將包裝膜夾緊。· 供膜裝置回到

7、最底位，包裝膜裝置下限位接近開關SQ8動作，X24常開觸點閉合。自動運行程序 當回原點指示燈HL2亮時，將選擇開關SA撥到自動位置，X1常開觸點閉合；按下自動確認按鈕SB12，X4常開觸點閉合，狀態元件S2置1，這時設備進入自動運行狀態。進入自動運行狀態后，Y1置1，自動指示燈HL1亮；當轉盤上無貨(此時X26常閉觸點閉合)，前工位有貨時，SQ4光電開關使X20常開觸點閉合，使狀態S2轉移到狀態S20。其程序如下圖： 進入狀態S20后,Y20置1（KM20吸合）,前工位的傳送帶起動,將貨傳給轉盤；同時，Y10置1（KM10吸合），轉盤上的傳送帶起動接收前面的貨。當貨到達轉盤上指定位置后，SQ1

8、0光電開關使X26常開觸點閉合，使狀態S20轉移到狀態S21。之后，Y20、Y10置0，KM10及KM20線圈失電，前工位及轉盤上的傳送帶都停止。其程序如下圖：進入狀態S21后,Y12置位（KM12吸合）壓板下降將包裝蓋板壓實；3秒后，狀態S21轉移到狀態S22。其程序如下圖：進入狀態S22后,Y4置1（HA吸合）報警2秒，之后，狀態S22轉移到狀態S23。其程序如下圖： 進入狀態S23后,Y15置1（KM15吸合）轉盤開始慢速起動，同時供膜夾具打開，開始對貨物從低處開始打包，轉盤轉2圈（轉盤定位接近開關使X25常開觸點閉合2次），狀態S23轉移到狀態S24。其程序如下圖： 進入狀態S24后,

9、 Y15置0（KM15失電）轉盤慢速運行結束；同時Y16置1（KM16吸合）轉盤開始快速運行（供膜夾具此時保持打開）；Y23置1（KM23吸合）供膜裝置開始向上運行，對貨物從低向高處打包。供膜裝置向上運行到高位時，供膜上限位接近開關SQ7使X23常開觸點閉合，狀態S24轉移到狀態S25。其程序如下圖： 進入狀態S25后, Y23置0（KM23失電）供膜裝置向上運行結束；轉盤保持快速運行（供膜夾具此時保持打開）；供膜裝置將在高位點對貨物纏繞2層包裝膜，即轉盤轉動2圈（轉盤定位接近開關使X25常開觸點閉合2次）。狀態S25轉移到狀態S26。其程序如下圖： 進入狀態S26后, 轉盤保持快速運行（供膜

10、夾具此時保持打開）；Y24置1（KM24得電）供膜裝置向下運行，打包機對貨物從上到下纏繞1層包裝膜，供膜裝置下行到位后SQ8接近開關使X24常開觸點閉合，狀態S26轉移到狀態S27。其程序如下圖： 進入狀態S27后, Y16置0（KM16失電）轉盤快速運行結束；同時Y15置1（KM15吸合）轉盤開始慢速運行（供膜夾具此時保持打開）；供膜裝置將在低位點對貨物纏繞2層包裝膜，即轉盤轉動2圈（轉盤定位接近開關使X25常開觸點閉合2次），然后狀態S27轉移到狀態S28。 進入狀態S28后, Y15置0（KM15失電）轉盤慢速運行結束，轉盤停止；同時Y12復位（KM12失電）壓板下壓結束；Y13置1（K

11、M13）供膜夾具將膜夾緊；然后狀態S28轉移到狀態S29。其程序如下圖： 進入狀態S29后, Y17置1（KM17得電）割膜裝置動作將包裝膜割斷；同時Y11置1（KM11得電）壓板上升；Y13置1（KM13）供膜夾具將保持膜夾緊；然后狀態S29轉移到狀態S30。其程序如下圖： 進入狀態S30后, C1、C2、C3復位，其值為零；Y1置0自動指示燈HL1滅；Y13置1（KM13）供膜夾具將保持膜夾緊；Y3置1卸貨指示燈HL3亮請求卸貨；當貨被卸走時，轉盤貨到位檢測光電管SQ10使X26常閉觸頭復位，由狀態S30返回到狀態S2，進入下一循環。其程序如下圖：其他 當轉盤上的貨沒有停在指定位置時,SQ

12、1光電傳感器使X5常開觸點閉合,Y5置1,貨越位指示燈HL5亮，同時驅動M8040使PLC程序停止執行下一步。 當包裝膜快用完時，SQ2接近開關使X6常開觸點閉合, Y6置1, 無包裝膜指示燈HL6亮，提示要更換包裝膜。 如果割膜器壞，包裝膜沒有割斷，SQ3接近開關使X7常閉觸點閉合, Y7置1, 割膜失敗指示燈HL7亮，提示要人工剪斷包裝膜及進行維修割膜器。設備中途停機，可按SB10停止按鈕，X2常開觸點閉合,程序將自動返回初始狀態。結論 用可編程控制器改造舊打包機的電控系統，在現有企業中是非常實用的技改方案，具有投資省、見效快特點。通過改造后，去掉了原機23只繼電器和3只接觸器，使電路簡化。同時由于PLC的高可靠性，輸入輸出部分還有信號指示。不僅使故障次數大大減少，而且還給準確判斷電器故障的發生