基于三菱PLC在自动包装盒伺服控制系统中的设计
摘要:本系统以PLC为逻辑的控制核心，以气缸、伺服电机为执行机构进行设计，通过气缸上的各个磁性开关进行判断此时每一个气缸执行工位的动作信息，并通过输出Y控制气缸进行动作。本系统中涉及到很多执行动作气缸，在自动包装盒控制系统中起到了重要的位置，真空吸则是通过真空吸的作用将包装盒牢牢吸在固定架上，为下一个执行动作做好准备，伺服驱动系统则是通过伺服电机进行精确旋转90°，为下一个气缸执行动作进行精确控制。在系统中，各个气缸动作执行是通过独自的按钮进行控制，程序中使用取反执行，按钮按一下气缸执行，再按以下气缸返回。
关键词:PLC；伺服驱动系统；
Design of MITSUBISHI PLC and servo in automatic packing box control system
Abstract: The system takes PLC as the core of the logic control, and designs the cylinder and servo motor as the executive mechanism. It judges every magnetic cylinder's operation information by executing all the magnetic switches on the cylinder, and controls the cylinder by output Y. Involves a lot of action cylinder in the system, which plays an important role in automatic packing box control system, vacuum suction is through the vacuum suction effect of the packing box is firmly sucked on the fixed frame, ready for the next action, the servo drive system is accurately rotated 90 degrees by servo the motor for the next cylinder to perform precise control of movement. In the system, the execution of each cylinder is controlled by a single button. The program is executed by reverse execution, and the button is pressed according to the execution of the cylinder, and then returned according to the following cylinder.
keyword:PLC; Servo drive system;
目录
第1章 引言 1
1.1课题的简介与意义 1
1.2国内外自动包装发展状况 2
1.3本课题主要研究的内容 3
第2章 控制系统整体方案设计 4
2.1自动包装结构及基本原理 4
2.2控制系统整体方案 4
第3章 控制系统硬件设计 5
3.1可编程逻辑控制器 5
3.1.1 PLC的简介与工作原理 5
3.1.2 PLC的选型及其系统组成部分 6
3.2伺服系统的设计 8
3.2.1 伺服系统的简介 8
3.2.2 伺服系统的选型及其组成部分 9
3.3气动系统设计 9
3.3.1 气动系统原理图 9
3.3.2 气动元件选型列表 10
3.4系统接线图设计 11
3.4.1 PLC外部接线与I/O分配表 11
3.4.2 伺服系统接线图 13
3.4.3 气动电路接线图 14
第4章 控制系统软件设计 14
4.1 软件功能分析 14
4.2 PLC梯形图分析 15
4.3 气动运行图分析 18
参考文献 23
第1章 引言
1.1课题的简介与意义
现在人们的生活质量随着社会的前进在慢慢的提高，所以人们对生活中使用产品的要求也逐渐的提高了。所以此时的产品包装产业在这个时代发展的非常快速。不管是生活质量的提高还是人工成本的增加，自动控制流水线逐渐从人工向自动控制设备转换，我国是制造业大国，现在对我国生产产品来说，从质量上来讲有高端华丽的各种各样的产品，也有各种各样的生产流水线，所以就有各种各样的生产产品的公司。我国领土很大很广阔，所以看出在我国的范围内的做产品包装的这个包装公司非常的多，或许这些公司可以超出我们的预想范围，以前这些公司都是需要员工在生产流水线上亲自动手包装每一个产品，所以这样就要投入非常非常多的人工力，现在随着经济发展，人工生产费用也是特别的高，所以投入大量的人力的流水线应经不适合现在生产的发展，就算是可以完成，效率方面也是打折很多。在这种生产工艺和生产效率和质量落后的社会之下，社会就会逐渐逐渐的淘汰这种生产方式，就会需找新的生产发展的方向。传统的继电器控制缺点太多，而现在工业上使用的PLC优点很多，下面就是PLC的优势对比：
（1）PLC在实际应用中需要很少的接线，工艺操作相对简单，将传统接线数量降低，所以PLC 维护起来也非常方便。
（2）PLC自己本来的设计就很特殊所以可靠性高于一般的控制系统，而且没有非常烦杂逻辑控制，系统简单易懂，PLC具有非常好的自检能力好可以自我保护，如果在工作的过程中运行出现故障会就会快速有效的发出报警信号，PLC也能够自己断电减少损坏保持各种功能。
（3）PLC使用的是简单的逻辑功能，所以我们在平时生活中使用的过程中操作起来很容易，不像其它接触器逻辑电路那样有着复杂的操作步骤，而且还简单易学。
（4）PLC的在这个地球的出现是因为落后的生产力跟不上工业行业发展，以前落后的的科技无法满足生产所需，但同时又考虑了，既然在工业中发展就要适应工业的发展原则，所以PLC在编程和操作方面很人性化，通过简化编程语言让每个接触PLC的人都可以尽快的适应学会操作与编程。
(5) PLC在硬件功能上也使用了很多简单又非常成熟可靠的技术，其自身内部的元器件的工艺还是性能指标都是采用最先进的技术制造完成的。
(6)PLC在工作中占很大的优势，不是继电器控制电路可以相比的，PLC在运行过程中一旦出现问题故障，系统就会发出报警信号，可以提示哪里出现问题，能够及时的解决故障，所以PLC受到许多工业自动化行业的欢迎。
在日常的生活中经常就会见到的包装盒有很多例如家电包装纸盒、塑料包装盒，这些包装盒大多是通过人工的折叠进行组装，效率比较低，所以需要新的发展代替这种落后的生产工艺的运行模式。因此设计一种一键式包装装置就是是本系统的研究目标。本系统中通过PLC与伺服、气缸、真空发生器等进行自动装置的设计，实现一键式自动包装盒的包装，做到快捷，省时、集成化程度高的特点，大大提高整个包装系统的效率。本系列的选择是通过学生自己在生活实际的实习工作过程中接触到生产中的实际问题，对于提高自己的能力有很大的提高。
通过本次的毕业设计，了解到实际工厂生产所需要自动化设备与自己设计能力的差距，让我进一步认识到自动化工程应用的广泛。通过这次的毕业设计可以锻炼我在实践工作中所遇到问题、解决问题的思路与方法，并通过不断的努力学习来提高自己的能力，对未来在工作有很大的帮助。
1.2国内外自动包装发展状况
根据世界包装组织（WTO）提供的信息，目前，全球包装行业的总产值在各大行业排名中占到前10名的地位，每年全球的包装行业的总产值接近万亿美元，比重占到全球GDP的2%左右，作为一个轻工业的包装行业来说，这已经是非常大的比重的，其中结构状况：纸与纸板占比32%，塑料占比28%，金属24%，其它16%，因此纸与塑料的包装行业几乎占据了绝大多数的包装产业。目前全球中的包装产业大约有数十万家，从业人数达到上千万人，是一个非常庞大的产业链。
产品的包装是我国轻工业发展的一个环节，是最近数十年来新兴的产业，我国目前包装总体呈现低出发点趋势，因为不同的企业要求的不同，所需包装的设备不同，因此包装机构也是有很多种类，而且设备多数都是停留在低水平的技术层面。在二十世纪，在我国内范围之中还没有更高的即使突破的时候，国外已经使用了大量的PLC投入在生产线上的，PLC的大量使用提高了生产包装产品的技术水平，跟着时代前进控制技术在工业生产中应用越来越广泛，而且现在市场上出来了伺服电机，把这两种结合在一起可以促进工业的发展。目前包装行业已经进行多次的技术进步变化，但是我国的很多企业仍然停留在人工手动包装时代，因此设计出自动包装机器对于我国包装行业很重要，我国作为世界上最大的产品生产与出口型大国，自动包装产业一定可以占有一席之地。实现产品的自动包装可以有很多的优点:
① 产品多样化、市场大。
使用自动化包装对这个包装市场来是产品会越来越多种多样的，而且人们对美的定义各有看法，这个时代的人对各种审美观也是多样的，由此可以看出在这个新的时代要采用新的包装方式，落后的包装方式已经不能满足人们对产品的高品质又美观的要求。而且使用自动化包装可以使市场扩大。
② 减少劳动力，绿色产品。
现在在包装行业有一些包装是会含有一定的毒，所以不管这个毒对身体的伤害或大或小，都存在着一定的风险性。在这个时代是以人为本的新时代，有毒产品对工人造成健康影响是不可取的。所以使用包装产品的自动化，就可以不用影响身体健康又可以产品优化。现在好多食品医疗的公司使用的包装要求高，用员工手去摸过的产品是不够卫生的，使用自动化产品包装更加绿色更加安全。
③ 提高效率、节省成本、保护环境
自动化产品包装和旧式的人工进行包装产品相比，在生产产品的速度是快的不是一截，而且机器包装可以24 小时开机工作，而工人是需要休息的不可以高强度的工作。机械自动化包装可以比人工更精确，因为机械都是经过专门的设计的，目的是可以确保精准度。机械因为精准所以包装的时候可以减少浪费材料。
1.3本课题主要研究的内容
本系统中的课题来源于实际的实习工作中，主要的研究内容通过PLC控制气缸的对包装盒进行抱紧定性，同时通过真空发生器产生真空对包装盒进行真空吸将工件固定成型，然后顶部气缸下压打铆钉，使得包装盒能够固定成型。由于每一个包装盒上有很多的铆钉，有一个铆钉在包装盒上不管有多少个就需要使用气缸下压多少次，多用几个铆钉，可以提高包装盒的包装压合严实点，待工件成型时，抱紧气缸松开，伺服电机带动工件反转90度，侧边小气缸侧推将侧边的铆钉打入侧边包装板中，接下来的操作就是伺服电机把包装盒按原来旋转的逆时针的反转回去相同的角度，此时的商品由回归到本来摆放的位置，产品回到原点以后就需要工作的员工把产品拿下来，此时人工将包装好的包装盒取下，这样就完成了所有的操作任务。
参考文献
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