基于PLC的自动标签打印机的控制系统的设计
摘要：该项目采用三菱PLC控制自动标签打印机整个系统，运用气压传动来动作以完成课题要求。本设计说明书主要介绍了关于自动标签打印机系统的气动部分（电磁阀与气缸的选用等）与电气部分（PLC的硬件部分与软件部分等），并介绍了该系统的功能及保护。
关键词：自动标签打印机 气压传动 PLC
1 引言
在工业生产过程中，存在着大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护。传统上，这些功能是通过继电器-接触器控制系统来实现的。但由于传统的继电器-接触器控制系统存在着比较明显的缺点，如体积大、可靠性差、动作速度慢、接线复杂、功能少、难以实现比较复杂的控制，因此其通用性和灵活性显得相对较差。
为了适应生产工艺不断更新的需要，出现了一种新型的工业控制器，取代了继电器-接触器控制装置——可编程序控制器（PLC）。它把计算机控制的优点（功能完备，灵活性、通用性好）和继电器-接触器控制的优点（简单易懂、使用方便、价格便宜）结合起来，并将继电器-接触器控制的硬件接线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程，且编程简单，使得不熟悉计算机的人员也能很快掌握其使用技术。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采用了严格的抗干扰技术，具有很高的可靠性，从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点以减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低，此外，PLC带有故障电路的自我检测功能，出现故障时可及时发出报警信息，这样，整个系统具有极高的可靠性也就不足为怪了。
可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通信技术而发展起来的一种新型、通用的自动控制装置。因其具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强和编程简单等特点，已成为当代工业自动化的主要支柱之一。
自动标签打印机系统具有操作简单、打印标签均匀、自动化程度高等优点，因此，一些有实力的生产厂家已经开始使用自动标签打印机设备。这对他们来说是提高了生产效率，降低了生产成本。
在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起这愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动标签打印机控制系统就是采用PLC自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。
在许多打印设备中，自动标签打印机系统是自动化程度最高的先进设备的一种。以前的自动打印机其性能等各方面都不太完善，现在自动加料控制系统多采用PLC，从打印机机的性能、器件的灵活性及安全保障方面等都有了很大的提高。目前打印的控制普遍采用了两种方式，一是采用单片机作为信号控制单元，完成打印信号的采集、运行状态和功能的设定，实现料的自动调度功能；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代单片机实现信号集选控制。
继电器组成的顺序控制系统也是一种实现自动打印机控制的方法。但是，进入九十年代，随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对自动加料的安全性、可靠性的要求越来越高，单片机控制的弱点就越来越明显。
由于社会的不断发展，经济越来越发达，而自动打印机成了生产中的必须设备，使得我国打印机市场的发展和打印机的技术的研发以及市场状况成为业内企业关注的焦点。PLC在自动打印机控制系统上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在自动打印过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对打印过程的控制。
当然这些都是由于PLC控制的自动打印机系统具有操作简单、打印均匀、自动化程度高等优点，好多企业采用了一整套自动加料设备。
该项目采用了PLC来进行逻辑控制，而针对打印机的动作实现则采用的是气压传动。
而气动系统的优点如下：
1) 空气的随处可取，取之不尽。节约了购买、储存、运输介质的费用和麻烦；用后的空气直接排入大气，对环境无污染，处理方便，不必设置回收管道，因而也不存在介质变质、补充和更换等问题。
2) 因空气黏度小，在管内流动阻力小，压力损失小，便于集中供气和远距离输送，即使有泄露，也不会像液压油一样污染环境。
3) 与液压相比，气动反应快，动作迅速，维护简单，管路不易堵塞。
4) 气动元件结构简单，制造容易，适于标准化、系列化、通用化。
5) 气动系统对工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境中工作时，安全可靠性优于液压、电子和电气系统。
6) 空气具有可压缩性，使气动系统能够实现过载自动保护，也便于储气罐储存能量，以备急需。
7) 排气时气体因膨胀而温度降低，因而气动设备可以自动降温，长期运行也不会发生过热现象。
课题需要完成的任务：
自动标签打印机是生产流水线上的常用设备，适用于在各种产品标牌上打印商标、技术参数、编号日期、企业名称等内容，如不锈钢、铜、铝等金属标牌， PVC 塑料、纸质不干胶、皮革等特殊标牌。本课题中自动标签打印机用于工件带标签打印并自动切割，可通过继电-接触器系统或PLC控制气动机械完成工作实施。具体控制要求如下：
1. 动作顺序：
检测到工件带，压紧气缸伸出（250mm，出力40kgf）-气动手指夹紧工件带，压紧气缸缩回-拉带气缸伸出（100mm，出力70kgf），推动气动手指带动工件带前行-工件带前行到位，压紧气缸伸出压住工件带-打印气缸伸出（200mm，出力20kgf），打印标签后缩回-切割气缸伸出（300mm，出力50kgf）切割工件-气动手指松开工件，拉带气缸缩回-进入下一循环
2、对切割工件进行计数，切割满1000个自动停机并报警以便换工件带
3、如检测点没有工件带，5秒后自动停机并报警
参考文献
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