摘要：本文所設(shè)計(jì)的全自動包裝碼垛生產(chǎn)線主要由自動定量包裝機(jī)、自動上袋機(jī)組、封口系統(tǒng)、倒袋機(jī)、金屬檢測機(jī)、重量檢驗(yàn)機(jī)、檢選機(jī)、噴墨打印機(jī)、碼垛機(jī)等單元組成。通過可編程序控制器對整個(gè)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

1前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對降低勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境同時(shí)重視起來。石油化工、化肥、糧食等行業(yè)對包裝質(zhì)量和勞動效率的要求也日益提高，從而促進(jìn)了這些企業(yè)的現(xiàn)代化改造。而傳統(tǒng)的人工包裝由于其生產(chǎn)效率低下而成為這些行業(yè)產(chǎn)量和包裝質(zhì)量提高的巨大障礙，已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。用戶為了便于產(chǎn)品的運(yùn)輸和存儲，對包裝要求更加嚴(yán)格，包裝已成為企業(yè)升級和獲得經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，因此盡快提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，是這些行業(yè)的迫切任務(wù)之一，也是用戶對這些行業(yè)的要求。國際上日本NEWLONG、英國BL、美國ORY等公司掌握了包裝先進(jìn)技術(shù)。目前國內(nèi)全自動包裝碼垛設(shè)備主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，市場呼吁國產(chǎn)化的全自動包裝生產(chǎn)線。在新的世紀(jì),隨著我國各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展以及知識經(jīng)濟(jì)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),包裝碼垛機(jī)械必將發(fā)揮越來越重要的作用,為國民生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟(jì)效益。

包裝碼垛生產(chǎn)線是機(jī)電儀一體化高技術(shù)產(chǎn)品，適用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)。它可實(shí)現(xiàn)對粉、粒、塊狀物料（如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等）的稱重、供袋、裝袋、折邊、封袋、倒袋整形、金屬檢測、重量復(fù)檢、批號打印、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動化。通過可編程序控制器，對整個(gè)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。包裝碼垛生產(chǎn)線簡單地講，它是由包裝機(jī)械和碼垛機(jī)械組成的，其中的主要部分還是包裝機(jī)械，碼垛機(jī)械是從包裝生產(chǎn)線上分離出來而發(fā)展起來。

2包裝碼垛自動生產(chǎn)線系統(tǒng)組成

包裝碼垛自動生產(chǎn)線主要應(yīng)用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料的全自動包裝碼垛。包裝碼垛自動生產(chǎn)線可分為包裝部分和碼垛部分。包裝部分實(shí)現(xiàn)定量稱重、自動供袋、裝袋、夾口整形、折邊縫口、金屬檢測、重量復(fù)檢等功能。碼垛部分實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位編組、推袋壓袋、碼垛及托盤的提供和垛盤的輸送等功能。

1、電子稱重機(jī)是包裝機(jī)起始部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱重、投料等作業(yè)。

2、自動供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成。全自動包裝供袋工作是由供袋機(jī)械自動完成，操作人員只要將空袋子按要求碼放到上袋機(jī)的備用倉中就可以了。

3、自動裝袋機(jī)是由過渡料斗、取袋開袋夾送裝置、翻門縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成。過渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接電子稱重機(jī)的過渡裝置，它可以存儲一袋物料，提高電子稱重機(jī)的稱重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時(shí)保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動傳遞到電子稱重機(jī)上。

4、轉(zhuǎn)位輸送機(jī):將送來的料袋進(jìn)行變換方位的設(shè)備。

5、編組機(jī)是是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來的料袋按碼垛要求實(shí)現(xiàn)2-3編組和3-2編組，即垛型每層為二袋豎、三袋橫或三袋橫、二袋豎并交替進(jìn)行。

6、推袋壓袋、分層、升降機(jī),推袋機(jī)將編號的料袋推至緩沖區(qū),并在分層碼垛時(shí)整形壓平，推到分層機(jī)，分層機(jī)將料袋投放到升降機(jī)上的托盤,完成一層料袋的碼垛。

7、托盤倉:是存儲一定量的托盤,并自動完成托盤輸送過程的部分。

3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，而目前流行的PLC具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場的高溫、振動、粉塵等惡劣環(huán)境下的開關(guān)控制。所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。本包裝碼垛自動生產(chǎn)線動作關(guān)系復(fù)雜，I/O點(diǎn)數(shù)較多，以開關(guān)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(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)示全包裝生產(chǎn)線的核心部分，而在包裝過程中，動作多，運(yùn)動復(fù)雜，這就要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，動作關(guān)系復(fù)雜，I/0點(diǎn)數(shù)較多，選擇日本三菱公司的FX2N系列PLC。該系列PLC為模塊式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的需要靈活地組合成最佳的配置。

①硬件配置

硬件配置包括FX2N基本單元、FX2N擴(kuò)展單元、檢測元件(光電開關(guān)、接近開關(guān)、真空開關(guān)等)、人機(jī)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(zhí)行元件(電機(jī)和氣缸等)。

②FX2N系列PLC輸入輸出擴(kuò)展方法，F(xiàn)X2N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(jī)稱為基本單元，為主機(jī)備有可擴(kuò)充輸入輸出點(diǎn)數(shù)的“擴(kuò)展單元(電源I/0)和擴(kuò)展模塊(I/0)”，此外，還可以連接特殊擴(kuò)展設(shè)備，用于特殊控制。

在組織FX2N系列時(shí)，須考慮下述各點(diǎn)：

輸入輸出總點(diǎn)數(shù)控制在256點(diǎn)以內(nèi)，其中輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)均不能超過184點(diǎn)；DC24V電源和DC5V電源的容量，基本單元和擴(kuò)展單元內(nèi)部裝有電源，可以對擴(kuò)展模塊供給DC24V電源，對特殊模塊供給DC5V電源，因此擴(kuò)展模塊和特殊模塊的耗電量應(yīng)該控制在基本單元及擴(kuò)展單元的電源范圍以內(nèi)；

對于FX2N基本單元，外接特殊單元和特殊模塊的數(shù)量，最多不超過8臺。關(guān)于輸入輸出序號的編號問題，F(xiàn)X2N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(jìn)制數(shù)碼。

（2）特殊擴(kuò)展設(shè)備和PLC使用PLC的FROM和T0指令進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，但是輸入輸出繼電器不占序號。

3.2控制系統(tǒng)電氣原理圖

系統(tǒng)供電電源采用三相四線制上機(jī)供電。供電電源等級為AC380±5％，50Hz。上電源經(jīng)總的低壓斷路器QF0為整機(jī)供電。其中QFl給包裝部分電機(jī)M1.1～M10.1提供電源，QF2給碼垛部分電機(jī)M11.1～M20.1提供電源，QF3給檢測電機(jī)M21.1～M25.1提供電源，QF4為打印機(jī)、金檢、重量復(fù)檢的執(zhí)行電機(jī)M26.1~M30.1提供電源。普通電機(jī)的主回路包括交流接觸器和熱繼電器，制動電機(jī)還包括制動單元的輔助回路。

整機(jī)的接地保護(hù)與系統(tǒng)的接地保護(hù)網(wǎng)相聯(lián)接。圖1為電氣控制系統(tǒng)主電路圖。

圖1為電氣控制系統(tǒng)主電路圖

4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

包裝碼垛自動生產(chǎn)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(chǎn)線的機(jī)械系統(tǒng)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(jìn)入包裝秤的給料裝置，通過粗、細(xì)給料，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)兩級加料。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，稱重終端發(fā)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(huán)結(jié)束，此時(shí)電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號。當(dāng)自動裝袋機(jī)完成上袋后，發(fā)出訊號，使稱重箱打開卸料翻門，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后稱重箱關(guān)閉翻門，裝袋機(jī)張開夾袋器，包裝袋通過夾口整形機(jī)和立袋輸送機(jī)進(jìn)入自動折邊機(jī)，包裝袋經(jīng)折邊后，進(jìn)入縫口機(jī)，當(dāng)設(shè)在縫口機(jī)旁邊的光電開關(guān)檢測到包裝袋后，縫紉機(jī)開始工作，縫合包裝袋，當(dāng)包裝袋離開縫紉機(jī)后，縫紉機(jī)停止，并自動切斷縫合線。包裝袋經(jīng)過倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，如果檢測不合格，在包裝袋通過自動撿選機(jī)時(shí)將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過自動撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印機(jī)、過渡輸送機(jī)、緩?fù)C(jī)等設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)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(huán)做轉(zhuǎn)位處理。這樣包裝袋便以2袋直或3袋橫的形式進(jìn)入編組機(jī)，最后由碼垛機(jī)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(jī)將其輸送出碼垛區(qū)，停放在叉車區(qū)域垛盤輸送機(jī)上。碼垛機(jī)所使用的托盤由托盤倉和托盤輸送機(jī)根據(jù)程序自動提供。圖2為包裝碼垛自動生產(chǎn)線工藝流程圖。

圖2包裝碼垛生產(chǎn)線工藝流程圖

5系統(tǒng)抗干擾措施

PLC系統(tǒng)中混入輸入、輸出的干擾，或感應(yīng)電壓，容易引起錯(cuò)誤的輸入信號，從而引起錯(cuò)誤的控制信號。為了使控制器穩(wěn)定地工作，提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，在控制系統(tǒng)采取一些有效的抗干擾措施是非常必要的。

5.1抗電源干擾

（1）使用隔離變壓器使用隔離變壓器將屏蔽層良好地接地，對抑制電網(wǎng)中的干擾信號有良好的效果。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，必須注意兩點(diǎn):一是屏蔽層要良好接地，二是次級連接線要使用雙絞線。雙絞線能減少電源線間干擾。

（2）使用濾波器使用濾波器代替隔離變壓器，在一定的頻率范圍內(nèi)有一定的抗電網(wǎng)干擾作用，慣用的方法是既使用濾波器，同時(shí)使用隔離變壓器。連接方法如圖3所示。

圖3濾波器和隔離變壓器同時(shí)用的系統(tǒng)

（3）分離供電系統(tǒng)將控制器、I/O通道和其他設(shè)備的供電分離開來，也有助于抗電網(wǎng)干擾。

本系統(tǒng)采用分離供電系統(tǒng)措施，PLC控制器遠(yuǎn)離供電系統(tǒng)。

5.2防I/O信號干擾

防止輸入信號的干擾除采用濾波器及使控制器良好接地來抑制干擾外，下面介紹幾種抗輸入干擾措施。

（1）在輸入端有感性負(fù)荷時(shí)，為了防止反沖擊感應(yīng)電勢，在負(fù)荷兩端并接電容C和電阻R(為交流輸入信號時(shí))，或并接續(xù)流二極管VD(為直流輸入信號)。交流輸入方式時(shí)，C、R的選擇要適當(dāng)，才能起到較好的效果，一般參考值為:負(fù)荷容量在20VA以下一般選用0.1μF

147?比較適宜。如果與輸入信號并接的電感性負(fù)荷較大時(shí)，使用繼電器中轉(zhuǎn)效果更好。

（2）防感應(yīng)電壓的措施在感應(yīng)電壓大的場合，如果可能的話，改交流輸入為直流輸入;在輸入端并接浪涌吸收器(浪涌吸收器的作用是防止瞬間高壓損壞設(shè)備);在長距離配線和大電流場合，感應(yīng)電壓大，可用繼電器轉(zhuǎn)換。

6結(jié)論

包裝碼垛自動生產(chǎn)線包括機(jī)械、電控、氣動等系統(tǒng)，雖然設(shè)備復(fù)雜，但操作卻很簡單。設(shè)有多個(gè)操作盤或觸摸屏，可進(jìn)行自動/手動操作切換，在手動操作時(shí)可對單一部機(jī)或動作進(jìn)行控制。操作盤面上均有多個(gè)狀態(tài)顯示窗口和故障顯示窗口，以便于操作人員了解設(shè)備所處的狀態(tài)。

摘要：本文所設(shè)計(jì)的全自動包裝碼垛生產(chǎn)線主要由自動定量包裝機(jī)、自動上袋機(jī)組、封口系統(tǒng)、倒袋機(jī)、金屬檢測機(jī)、重量檢驗(yàn)機(jī)、檢選機(jī)、噴墨打印機(jī)、碼垛機(jī)等單元組成。通過可編程序控制器對整個(gè)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。

1前言

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，生產(chǎn)力水平的不斷提高，人們對降低勞動強(qiáng)度、改善工作環(huán)境同時(shí)重視起來。石油化工、化肥、糧食等行業(yè)對包裝質(zhì)量和勞動效率的要求也日益提高，從而促進(jìn)了這些企業(yè)的現(xiàn)代化改造。而傳統(tǒng)的人工包裝由于其生產(chǎn)效率低下而成為這些行業(yè)產(chǎn)量和包裝質(zhì)量提高的巨大障礙，已不能滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要。用戶為了便于產(chǎn)品的運(yùn)輸和存儲，對包裝要求更加嚴(yán)格，包裝已成為企業(yè)升級和獲得經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵因素，因此盡快提高產(chǎn)品的包裝質(zhì)量，是這些行業(yè)的迫切任務(wù)之一，也是用戶對這些行業(yè)的要求。國際上日本NEWLONG、英國BL、美國ORY等公司掌握了包裝先進(jìn)技術(shù)。目前國內(nèi)全自動包裝碼垛設(shè)備主要依靠進(jìn)口，國產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)廠家較少，市場呼吁國產(chǎn)化的全自動包裝生產(chǎn)線。在新的世紀(jì),隨著我國各項(xiàng)事業(yè)的蓬勃發(fā)展以及知識經(jīng)濟(jì)所面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn),包裝碼垛機(jī)械必將發(fā)揮越來越重要的作用,為國民生產(chǎn)產(chǎn)生不可估量的經(jīng)濟(jì)效益。

包裝碼垛生產(chǎn)線是機(jī)電儀一體化高技術(shù)產(chǎn)品，適用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)。它可實(shí)現(xiàn)對粉、粒、塊狀物料（如塑料、化肥、合成橡膠、糧食等）的稱重、供袋、裝袋、折邊、封袋、倒袋整形、金屬檢測、重量復(fù)檢、批號打印、轉(zhuǎn)位編組、碼垛、托盤和垛盤的輸送等作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)自動化。通過可編程序控制器，對整個(gè)生產(chǎn)線的工作過程進(jìn)行自動控制，對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障或供料不足，供袋不及時(shí)、出垛不及時(shí)等，進(jìn)行聲光報(bào)警。該設(shè)備具有操作簡單，運(yùn)行可靠，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。包裝碼垛生產(chǎn)線簡單地講，它是由包裝機(jī)械和碼垛機(jī)械組成的，其中的主要部分還是包裝機(jī)械，碼垛機(jī)械是從包裝生產(chǎn)線上分離出來而發(fā)展起來。

2包裝碼垛自動生產(chǎn)線系統(tǒng)組成

包裝碼垛自動生產(chǎn)線主要應(yīng)用于化工、糧食、食品及醫(yī)藥等行業(yè)中的粉、粒、塊狀物料的全自動包裝碼垛。包裝碼垛自動生產(chǎn)線可分為包裝部分和碼垛部分。包裝部分實(shí)現(xiàn)定量稱重、自動供袋、裝袋、夾口整形、折邊縫口、金屬檢測、重量復(fù)檢等功能。碼垛部分實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位編組、推袋壓袋、碼垛及托盤的提供和垛盤的輸送等功能。

1、電子稱重機(jī)是包裝機(jī)起始部機(jī)，其作用是完成物料的定值稱重、投料等作業(yè)。

2、自動供袋機(jī)是由供袋器、吸袋器、袋子傳送器、接袋器、取袋器等部件組成。全自動包裝供袋工作是由供袋機(jī)械自動完成，操作人員只要將空袋子按要求碼放到上袋機(jī)的備用倉中就可以了。

3、自動裝袋機(jī)是由過渡料斗、取袋開袋夾送裝置、翻門縮口裝置、機(jī)架等構(gòu)成。過渡料斗是裝袋機(jī)聯(lián)接電子稱重機(jī)的過渡裝置，它可以存儲一袋物料，提高電子稱重機(jī)的稱重速度，減小物料落差，降低粉塵產(chǎn)生量，利于除塵，同時(shí)保證物料順利地導(dǎo)入裝袋機(jī)并防止裝袋機(jī)產(chǎn)生的振動傳遞到電子稱重機(jī)上。

4、轉(zhuǎn)位輸送機(jī):將送來的料袋進(jìn)行變換方位的設(shè)備。

5、編組機(jī)是是將轉(zhuǎn)位輸送機(jī)送來的料袋按碼垛要求實(shí)現(xiàn)2-3編組和3-2編組，即垛型每層為二袋豎、三袋橫或三袋橫、二袋豎并交替進(jìn)行。

6、推袋壓袋、分層、升降機(jī),推袋機(jī)將編號的料袋推至緩沖區(qū),并在分層碼垛時(shí)整形壓平，推到分層機(jī)，分層機(jī)將料袋投放到升降機(jī)上的托盤,完成一層料袋的碼垛。

7、托盤倉:是存儲一定量的托盤,并自動完成托盤輸送過程的部分。

3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，而目前流行的PLC具有結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、通用性好、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于工業(yè)現(xiàn)場的高溫、振動、粉塵等惡劣環(huán)境下的開關(guān)控制。所以選用PLC作為控制系統(tǒng)的核心部件。本包裝碼垛自動生產(chǎn)線動作關(guān)系復(fù)雜，I/O點(diǎn)數(shù)較多，以開關(guān)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(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

PLC控制系統(tǒng)示全包裝生產(chǎn)線的核心部分，而在包裝過程中，動作多，運(yùn)動復(fù)雜，這就要求控制系統(tǒng)具有很高的可靠性、良好的節(jié)能措施、很強(qiáng)的故障診斷能力，確保生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行。由于包裝生產(chǎn)線的各種控制為開關(guān)量，動作關(guān)系復(fù)雜，I/0點(diǎn)數(shù)較多，選擇日本三菱公司的FX2N系列PLC。該系列PLC為模塊式結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)控制系統(tǒng)的需要靈活地組合成最佳的配置。

①硬件配置

硬件配置包括FX2N基本單元、FX2N擴(kuò)展單元、檢測元件(光電開關(guān)、接近開關(guān)、真空開關(guān)等)、人機(jī)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(zhí)行元件(電機(jī)和氣缸等)。

②FX2N系列PLC輸入輸出擴(kuò)展方法，F(xiàn)X2N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(jī)稱為基本單元，為主機(jī)備有可擴(kuò)充輸入輸出點(diǎn)數(shù)的“擴(kuò)展單元(電源I/0)和擴(kuò)展模塊(I/0)”，此外，還可以連接特殊擴(kuò)展設(shè)備，用于特殊控制。

在組織FX2N系列時(shí)，須考慮下述各點(diǎn)：

輸入輸出總點(diǎn)數(shù)控制在256點(diǎn)以內(nèi)，其中輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)均不能超過184點(diǎn)；DC24V電源和DC5V電源的容量，基本單元和擴(kuò)展單元內(nèi)部裝有電源，可以對擴(kuò)展模塊供給DC24V電源，對特殊模塊供給DC5V電源，因此擴(kuò)展模塊和特殊模塊的耗電量應(yīng)該控制在基本單元及擴(kuò)展單元的電源范圍以內(nèi)；

對于FX2N基本單元，外接特殊單元和特殊模塊的數(shù)量，最多不超過8臺。關(guān)于輸入輸出序號的編號問題，F(xiàn)X2N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(jìn)制數(shù)碼。

（2）特殊擴(kuò)展設(shè)備和PLC使用PLC的FROM和T0指令進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換，但是輸入輸出繼電器不占序號。

3.2控制系統(tǒng)電氣原理圖

系統(tǒng)供電電源采用三相四線制上機(jī)供電。供電電源等級為AC380±5％，50Hz。上電源經(jīng)總的低壓斷路器QF0為整機(jī)供電。其中QFl給包裝部分電機(jī)M1.1～M10.1提供電源，QF2給碼垛部分電機(jī)M11.1～M20.1提供電源，QF3給檢測電機(jī)M21.1～M25.1提供電源，QF4為打印機(jī)、金檢、重量復(fù)檢的執(zhí)行電機(jī)M26.1~M30.1提供電源。普通電機(jī)的主回路包括交流接觸器和熱繼電器，制動電機(jī)還包括制動單元的輔助回路。

整機(jī)的接地保護(hù)與系統(tǒng)的接地保護(hù)網(wǎng)相聯(lián)接。圖1為電氣控制系統(tǒng)主電路圖。

圖1為電氣控制系統(tǒng)主電路圖

4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

包裝碼垛自動生產(chǎn)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(chǎn)線的機(jī)械系統(tǒng)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(jìn)入包裝秤的給料裝置，通過粗、細(xì)給料，實(shí)現(xiàn)粗、細(xì)兩級加料。當(dāng)秤斗中的物料重量達(dá)到最終設(shè)定值時(shí)，稱重終端發(fā)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(huán)結(jié)束，此時(shí)電子包裝秤等待裝袋機(jī)的投料信號。當(dāng)自動裝袋機(jī)完成上袋后，發(fā)出訊號，使稱重箱打開卸料翻門，向包裝袋內(nèi)投料，卸料后稱重箱關(guān)閉翻門，裝袋機(jī)張開夾袋器，包裝袋通過夾口整形機(jī)和立袋輸送機(jī)進(jìn)入自動折邊機(jī)，包裝袋經(jīng)折邊后，進(jìn)入縫口機(jī)，當(dāng)設(shè)在縫口機(jī)旁邊的光電開關(guān)檢測到包裝袋后，縫紉機(jī)開始工作，縫合包裝袋，當(dāng)包裝袋離開縫紉機(jī)后，縫紉機(jī)停止，并自動切斷縫合線。包裝袋經(jīng)過倒袋整形機(jī)進(jìn)入金屬檢測機(jī)及重量復(fù)檢機(jī)，如果檢測不合格，在包裝袋通過自動撿選機(jī)時(shí)將被剔除，而合格的包裝袋則順利通過自動撿選機(jī)，再經(jīng)噴墨打印機(jī)、過渡輸送機(jī)、緩?fù)C(jī)等設(shè)備，將包裝袋輸送到碼垛單元，由轉(zhuǎn)位機(jī)根據(jù)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(huán)做轉(zhuǎn)位處理。這樣包裝袋便以2袋直或3袋橫的形式進(jìn)入編組機(jī)，最后由碼垛機(jī)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(jī)將其輸送出碼垛區(qū)，停放在叉車區(qū)域垛盤輸送機(jī)上。碼垛機(jī)所使用的托盤由托盤倉和托盤輸送機(jī)根據(jù)程序自動提供。圖2為包裝碼垛自動生產(chǎn)線工藝流程圖。

圖2包裝碼垛生產(chǎn)線工藝流程圖

5系統(tǒng)抗干擾措施

PLC系統(tǒng)中混入輸入、輸出的干擾，或感應(yīng)電壓，容易引起錯(cuò)誤的輸入信號，從而引起錯(cuò)誤的控制信號。為了使控制器穩(wěn)定地工作，提高整體控制系統(tǒng)的可靠性，在控制系統(tǒng)采取一些有效的抗干擾措施是非常必要的。

5.1抗電源干擾

（1）使用隔離變壓器使用隔離變壓器將屏蔽層良好地接地，對抑制電網(wǎng)中的干擾信號有良好的效果。為了改善隔離變壓器的抗干擾效果，必須注意兩點(diǎn):一是屏蔽層要良好接地，二是次級連接線要使用雙絞線。雙絞線能減少電源線間干擾。

（2）使用濾波器使用濾波器代替隔離變壓器，在一定的頻率范圍內(nèi)有一定的抗電網(wǎng)干擾作用，慣用的方法是既使用濾波器，同時(shí)使用隔離變壓器。連接方法如圖3所示。

圖3濾波器和隔離變壓器同時(shí)用的系統(tǒng)

（3）分離供電系統(tǒng)將控制器、I/O通道和其他設(shè)備的供電分離開來，也有助于抗電網(wǎng)干擾。

本系統(tǒng)采用分離供電系統(tǒng)措施，PLC控制器遠(yuǎn)離供電系統(tǒng)。

5.2防I/O信號干擾

防止輸入信號的干擾除采用濾波器及使控制器良好接地來抑制干擾外，下面介紹幾種抗輸入干擾措施。

（1）在輸入端有感性負(fù)荷時(shí)，為了防止反沖擊感應(yīng)電勢，在負(fù)荷兩端并接電容C和電阻R(為交流輸入信號時(shí))，或并接續(xù)流二極管VD(為直流輸入信號)。交流輸入方式時(shí)，C、R的選擇要適當(dāng)，才能起到較好的效果，一般參考值為:負(fù)荷容量在20VA以下一般選用0.1μF

147?比較適宜。如果與輸入信號并接的電感性負(fù)荷較大時(shí)，使用繼電器中轉(zhuǎn)效果更好。

（2）防感應(yīng)電壓的措施在感應(yīng)電壓大的場合，如果可能的話，改交流輸入為直流輸入;在輸入端并接浪涌吸收器(浪涌吸收器的作用是防止瞬間高壓損壞設(shè)備);在長距離配線和大電流場合，感應(yīng)電壓大，可用繼電器轉(zhuǎn)換。

6結(jié)論

包裝碼垛自動生產(chǎn)線包括機(jī)械、電控、氣動等系統(tǒng)，雖然設(shè)備復(fù)雜，但操作卻很簡單。設(shè)有多個(gè)操作盤或觸摸屏，可進(jìn)行自動/手動操作切換，在手動操作時(shí)可對單一部機(jī)或動作進(jìn)行控制。操作盤面上均有多個(gè)狀態(tài)顯示窗口和故障顯示窗口，以便于操作人員了解設(shè)備所處的狀態(tài)。