全自动包装码垛生产线ＰＬＣ控制系统设计

蒋继红　卢志珍　岳满林　高安邦

摘要：介绍了全自动包装码跺生产线工艺流程。设计了以日本欧姆龙公司C200H型PLC为基础的全自动包装码跺生产线控制系统，重点介绍了控制系统的硬件配置、输入输出分配和软件设计。

关键词：全自动包装码垛生产线PLC控制系统硬件软件

中图分类号：TP273^＋.5

文献标识码B文章编号：1002-2422(2007)05-0015-03

石化、粮食、医药等行业的散装物料的包装码垛离不开自动化包装机械。国内新一代包装码垛生产线的设计制造将打破国外产品在我国自动包装行业的垄断地位，并实现用具有自主产权的高技术产品武装我国支柱产业的目标。全自动包装码垛生产线是集机、电、仪于一体的高技术产品，它主要应用于化工、粮食、食品及医药等行业中的粉、粒、块状物料(如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等)的全自动包装，即对包装过程中的称重、供袋、装袋、折边、封袋、倒袋整形、批号打印、检测、转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。以PLC为基础的全自动包装码垛生产线，控制系统简单、便于维护、适应性强，自动化程度高，节约人力，可极大提高生产效率。

1全自动包装码垛生产线工艺流程

全自动包装码垛生产线的机械系统主要包括全自动称重单元、包装单元、输送检测单元、码垛单元。其主要工艺流程如下：物料自储料斗进入包装秤的给料装置，通过粗、细给料，实现粗、细两级加料。当秤斗中的物料重量达到最终设定值时，称重终端发出停止加料信号，待空中的飞料全部落入秤斗后此次称重循环结束，此时电子包装秤等待装袋机的投料信号。当自动装袋机完成上袋后，发出讯号，使称重箱打开卸料翻门，向包装袋内投料，卸料后称重箱关闭翻门，装袋机张开夹袋器，包装袋通过夹口整形机和立袋输送机进入自动折边机，包装袋经折边后，进入缝口机，当设在缝口机旁边的光电开关检测到包装袋后，缝纫机开始工作，缝合包装袋，当包装袋离开缝纫机后，缝纫机停止，并自动切断缝合线。包装袋经过倒袋整形机进入金属检测机及重量复检机，若检测不合格，在包装袋通过自动捡选机时将被剔除，而合格的包装袋则顺利通过自动捡选机，再经喷墨打印机、过渡输送机、缓停机等设备，将包装袋输送到码垛单元，由转位机根据码垛工艺要求将料袋依次按“2袋直－3袋横”和“3袋横－2袋直”循环做转位处理。包装袋便以2袋直或3袋横的形式进入编组机，最后由码垛机将包装袋堆码到托盘上，一般以码8层为一垛。码垛完成后，垛盘输送机将其输送出码垛区，停放在叉车区域垛盘输送机上。码垛机所使用托盘由托盘仓和托盘输送机根据程序自动提供。

2控制系统硬件设计

C200H型PLC为模块式结构，可以根据控制系统的需要灵活地组合成最佳的配置。

2.1硬件配置：硬件配置包括中央处理单元C200H—CPU01-E、I/O扩展单元、电源模块、检测元件(光电开关、接近开关、真空开关等)、人机操作界面(触摸屏、按钮、指示灯等)、控制元件(交流接触器、变频器、电磁阀等)以及执行元件(电机和气缸等)。

2.2输入/输出点分配：一般输入点与输入信号、输出点与输出控制是——对应的。分配好后，按系统配置的通道与接点号，分配给每一个输入信号和输出信号，即进行编号。C200H型PLC的输入/输出通道号采用自由配置、固定通道方式。输入输出继电器可自由选择，与输入点对应的即为输入继电器，与输出点对应的即为输出继电器。全自动包装码垛生产线控制系统主机单元A0.0如图1所示，带四个16点DC输入模块C200H-ID212；扩展单元A0.1带一个8点输入模块C200H-ID211和三个16点DC输入模块C200H-ID212，并带有一个16点继电器输出模块C200H-0C225、一个8、点独立接点继电器输出模块C200H-0C224和两个8点继电器输出模块C200H-0C221；扩展单元A0.2带两个8点独立接点继电器输出模块C200H-0C224和六个16点继电器输出模块C200H-0C225。输入模块通道号为002CH～005CH，010CH～013CH；输出模块通道号为014CH～017CH，020CH～027CH。

3控制系统软件设计

控制系统的软件设计采用结构化编程方法。采用结构化编程，可以优化程序结构，减少指令存储空间，缩短程序执行时间。结构化编程使程序结构层次清晰，部分程序通用化、标准化，程序修改简单，调试方便。程序流程图如图2所示。对那些需要经常执行的程序段，设计成子程序的形式并为每个子程序赋以不同的编号，在程序执行的过程中，可随时调用某个编号的子程序。该系统设计以下子程序：称重包装子程序、供袋取袋子程序、封口输送子程序、检测子程序、转位编组子程序、推袋压袋子程序、分层码垛子程序、升降子程序、托盘输送子程序等。

4结束语

全自动包装码垛生产线包括机械、电控、气动、真空等系统，设备复杂，但操作简单。设有多个操作盘及触摸屏，可进行自动/手动操作切换。操作盘面上均有多个状态显示窗口和故障显示窗口，以便于操作人员了解设备所处的状态。它是哈尔滨七星机械设备制造公司的技改项目和拳头产品。