基于PLC的桶裝水堆疊機控制系統(tǒng)設計

基于PLC的桶裝水堆疊機控制系統(tǒng)設計,基于,plc,桶裝,堆疊,重疊,控制系統(tǒng),設計 湘 潭 大 學 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題 目 基于PLC的桶裝水堆疊機控制系統(tǒng)設計 姓 名 學號 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班級 指導教師 職稱 講師 填寫時間 2014年 3 月 21 日 2014年3月  說 明 1．根據(jù)湘潭大學《畢業(yè)設計(論文)工作管理規(guī)定》，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見，系主任批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計(論文)開題報告各項內(nèi)容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字。 5．開題報告檢查原則上在第2～4周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。 6. 填寫說明： (1) 課題性質(zhì)：可填寫A．工程設計；B．論文；C. 工程技術研究；E.其它。 (2) 課題來源：可填寫A．自然科學基金與部、省、市級以上科研課題；B．企、事業(yè)單位委托課題；C．校級基金課題；D．自擬課題。 (3) 除自擬課題外，其它課題必須要填寫課題的名稱。 (4) 參考文獻不能少于10篇。 (5) 填寫內(nèi)容的字體大小為小四，表格所留空不夠可增頁。 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 學 號 專 業(yè) 機械設計制造 及其自動化 指導教師 職 稱 講師 所在系 機電系 課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 工程設計 課題名稱 基于PLC的桶裝水堆疊機控制系統(tǒng)設計 一、選題的依據(jù)、課題的意義及國內(nèi)外基本研究情況 選題的依據(jù) 在桶裝水的生產(chǎn)線中，需要把桶裝水按需要堆放在一起。 比較項目 傳統(tǒng)的人工堆桶方式 自動堆疊機堆桶方式 人員配備 至少3-4人 1人 勞動強度 傳統(tǒng)人工堆疊方式每小時堆疊1200桶,每班至少需4名男性不停工作，工作量大。 采用堆疊機只需1名工作人員即可輕松操作。 衛(wèi)生等級 人工堆桶方式需用手提桶口，衛(wèi)生等級低。 自動堆疊機勿需人工接觸水桶。 桶損情況 由于瓶垛太高，人工堆疊時常重拿重放，對桶損壞嚴重。 自動堆疊機提、放桶動作溫柔穩(wěn)定，桶損極小。 課題的意義 針對勞動力日趨緊張，工人工資成本的增加,各中、大型飲用水廠勞動力資源不足等情況，通過對多數(shù)飲用水生產(chǎn)廠家的實際調(diào)查，設計基于PLC的桶裝水堆疊機，該自動堆疊機占地面積少，運行費用低，每小時可將600-3000桶裝水按要求疊成1-3層（每層4*4桶或每層3*4桶），以便于運輸和存放，整臺設備只需一人即可輕松操作，最大程度上減輕了員工的勞動強度及降低整個生產(chǎn)線的人員編制。設備占地面積少，運行費用低，可將桶裝水按要求疊成1-3層（每層4*4=16桶或任意），以便于運輸和存放，整臺設備只需一人即可輕松操作，最大程度上減輕了員工的勞動強度及降低整個生產(chǎn)線的人員編。 國內(nèi)外基本研究情況 傳統(tǒng)的機械設備與產(chǎn)品,多是以機械為主,是電氣、液壓或氣動控制的機械設備。隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展,機械設備已逐步地由手動操作改為自動控制,設備本身也發(fā)展成為機電 一體化的綜合體?？删幊绦蚩刂破?PLC)是以微處理器為核心,綜合計算機技術、自動化技術和通信技術發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。經(jīng)過30多年的發(fā)展,目前,可編程序控制器已成為工業(yè)自動化領域中最重要、應用最多的控制裝置,已躍居工業(yè)生產(chǎn)自動化四大支柱(可編程序控制器、數(shù)控機床、機器人、計算機輔助設計與制造)的首位。其應用的深度和廣度已成為衡量一個國家工業(yè)先進與自動化程度高低的標志。該機采用滑道式自重力進瓶，侍機狀態(tài)無功率消耗，能耗極低；內(nèi)置接近信號檢測機構跟據(jù)產(chǎn)量自動調(diào)節(jié)堆疊速度達到與灌裝出瓶線配套。提瓶系統(tǒng)采用最新式設計氣動對向型夾瓶，不傷瓶口及收縮膜、不掉瓶，耗氣量小。?升降系統(tǒng)采用直線軸承滑塊式軟連接結構，具有提升速度穩(wěn)定，意外故障機械保護等功能，有效保障了機器在特殊故障下的自保護功能。該機提升、平移位置采用數(shù)控技術檢測定位，提瓶、放瓶位置相當精確，避免了過多使用定位開關引起故障率高的缺點。提桶采用伺服系統(tǒng)，水桶在提升及平移過程中以高、低、中多段速運行（低速夾瓶-中高速運行-低速放瓶），叢而使整個運作過程動作協(xié)調(diào)，運行平穩(wěn)。該機升降運動位置均設光電檢測保護開關，機器運行時，如果檢測部位檢測到異?，F(xiàn)象產(chǎn)刻停機并報警，最大程度上保護了生產(chǎn)人員及設備的安全。 二、研究內(nèi)容、預計達到的目標、關鍵理論和技術、技術指標、完成課題的方案 和主要措施 研究內(nèi)容 在桶裝水的生產(chǎn)線中，需要把桶裝水按需要堆放在一起，該工作如果采用人工方式，勞動強度大，而且效率低。桶裝水堆疊機能極大地減少勞動強度，提高生產(chǎn)率。 預計達到的目的 利用PLC控制伺服電機，驅動堆疊機各機構之間協(xié)調(diào)運作，達到定位準確、運動平穩(wěn)、故障率低、容易維護的優(yōu)點。 關鍵理論和技術 硬件配置如圖所示, 包括中央處理單元SLC500/03及I/O擴展單元、檢測元件(光電開關和接近開關等)、操作面板( 觸摸屏, 按鈕開關和指示燈)、控制元件(交流接觸器和電磁基于PLC的聚乙烯包裝碼垛機控制系統(tǒng)設計閥) 以及執(zhí)行元件( 電動機和氣缸) 等幾部分。觸摸屏作為設備控制的操作界面, 接受來自操作人員的操作指令并指示設備的運行狀態(tài); 檢測元件檢測料袋、托盤、垛盤的行程和位置狀態(tài)以及各部分的動作完成情況; PLC自動循環(huán)掃描各個輸入輸出點的當前狀態(tài), 并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關系更新輸出點的狀態(tài), 通過通斷交流接觸器和換向電磁閥來控制電動機的啟停和氣缸的動作, 從而完成從料袋輸送到碼垛排出全過程的自動控制。 技術指標 碼垛機控制系統(tǒng)PLC的I/O資源除CPU模塊自帶的輸入輸出通道外,還擴展5個16點/ 2 公共端,獨立端的24V直流輸入模塊(1746-IB16)以及5個16點/2公共端,獨立端的繼電器輸出模塊。輸入所占通道地址從左到右為I1~I5;輸出所占通道地址從左到右為O6~ O10, 其06通道用于操作盤指示燈控制,公共端接直流24V電源的正端;07通道用于轉位電動機伺服驅動器;O8通道用于電動機接觸器的控制,公共端接交流220V電源;O9通道用于推袋、分層和升降電機變頻器的啟停。 完成課題的方案和措施 控制系統(tǒng)的軟件設計采用模塊化設計方案, 程序流程圖如圖所示。設計以下子程序: 報警子程序、推袋控制子程序、升降控制子程序、托盤輸送子程序、轉位控制子程序、自動循環(huán)子程序、手動控制子程序等。 三、主要特色及工作進度 主要特色 該碼垛機PLC自動控制系統(tǒng)集中了PLC、傳感器、電機驅動、氣動等先進技術, 系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠, 以PLC為基礎組成的自動碼垛機, 控制系統(tǒng)簡潔、方便, 自動化程度較高, 可極大提高生產(chǎn)效率。 工作進度 序號 各階段完成的內(nèi)容 完成時間 1 查閱資料、熟悉設計內(nèi)容 2013.12.21-2014.1.22 2 開題報告、方案設計 2014.1.23~2014.3.10 3 控制系統(tǒng)設計與編程 2014.3.11~2014.4.20 4 寫出初稿 2014.4.21~2014.5.10 5 修改，寫出第二稿 2014.5.11~2014.5.20 6 寫出正式稿 2014.5.21~2014.5.31 7 答辯 2014.6 四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出） [1] S Sharma, T Y Ladakhi, A P Tiwary, et al. Application of PLC for Elevator Control Systemp[C]. International Symposium on Deviecs MEMS, Intelligent Systems & Communication (ISDMISC) 2011: 4-7. [2] Programmable Logic Controller User Manual, V. I. Microsystems Pvt. Ltd. [3] L Cheded, M A Mulla. Control of a four-level elevator system using a programmable logic controller[J], International Journal of Electrical Engineering Education, 2002, 39(2): 110-117. [4] 趙燕, 江征風. 可編程邏輯控制器原理與應用[M]. 第2 版. 北京: 北京大學出版社, 2010. [5] 郭劍暉. 機械手PLC控制系統(tǒng)設計[D]. 南昌: 南昌大學. 2012. [6] 李長久. PLC原理及應用, 機械工業(yè)出版社 [7] 姜培剛, 蓋玉先. 機電一體化系統(tǒng)設計[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2003 [8] 楊昌煜, 金廣業(yè). 可編程序控制 器應用技術[M] 北京: 中國電力出版社, 2003 [9] 王永華，現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術. 第二版. 北京航空航天大學出版社，2008 [10] 劉美俊, 西門子PLC編程及應用, 機械工業(yè)出版社 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 系意見 系主任簽名： 年 月 日 院意見 教學院長簽名： 年 月 日