基于PLC的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王子源 劉黎

摘要：貼標(biāo)機(jī)是當(dāng)前包裝不可或缺的重要工具之一，在當(dāng)今時(shí)代得到了廣泛的應(yīng)用，成為工業(yè)自動(dòng)控制的首選產(chǎn)品。在自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)行業(yè)中面對(duì)復(fù)雜多變的控制要求和客戶(hù)緊迫的供貨周期，PLC更是體現(xiàn)出了其自身的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)貼標(biāo)機(jī);PLC控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)

引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活條件的改善，在人們的日常生活用品中各種商貨都需要標(biāo)明各自的編號(hào)條形碼以及產(chǎn)品的描述和生產(chǎn)場(chǎng)地和日期，這種標(biāo)簽如果都需要人為貼標(biāo)的話，人力物力和效率太低，所以就需要一種自動(dòng)機(jī)械來(lái)替代人為貼標(biāo)，本設(shè)計(jì)主要研究的是平面物體的貼標(biāo)機(jī)器，不僅整體效果完善的好，最主要的是替代了人為貼標(biāo)，這極大的省下了人力和物力更極大的提高了效率。直到現(xiàn)在各個(gè)行業(yè)的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)一般都采用PLC，這種自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)置參數(shù)過(guò)多，在實(shí)地測(cè)試的時(shí)候，參數(shù)設(shè)定就是一大問(wèn)題，如果設(shè)定的不合理就會(huì)影響標(biāo)簽機(jī)貼標(biāo)的錯(cuò)誤率和穩(wěn)定性能。

1控制要求

本控制系統(tǒng)主要由可編程控制器S7-200PLC、光電傳感器接口電路、對(duì)象傳感器、標(biāo)簽傳感器、電動(dòng)機(jī)和標(biāo)簽輪組成[1]。當(dāng)要固定的物品運(yùn)輸?shù)絺魉蛶蠒r(shí)，傳送帶以發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的規(guī)定速度移動(dòng)，并將要固定到標(biāo)簽位置的物品發(fā)送出去。設(shè)計(jì)后的標(biāo)簽必須滿足以下功能要求：它可以可靠地粘到物體的上表面。要實(shí)現(xiàn)此功能，系統(tǒng)必須執(zhí)行以下操作：運(yùn)輸和準(zhǔn)確定位標(biāo)記物品、準(zhǔn)確提供標(biāo)記材料、標(biāo)記標(biāo)簽、從標(biāo)簽帶上拆下標(biāo)簽、牢固地將標(biāo)簽貼在對(duì)象上，并在標(biāo)記后進(jìn)行準(zhǔn)備。全自動(dòng)連續(xù)標(biāo)記。標(biāo)記過(guò)程中的所有操作均自動(dòng)完成，無(wú)需人工干預(yù)，可由控制系統(tǒng)管理，以便完成每個(gè)操作的協(xié)調(diào)控制和連續(xù)執(zhí)行。降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本。使用傳感器、PLC控制器和熔斷器進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)具有應(yīng)用少、匹配合理等特點(diǎn)，降低了整個(gè)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)成本，使其更加普及。它是緊湊的機(jī)械結(jié)構(gòu)。根據(jù)PLC控制機(jī)制的特點(diǎn)和伺服發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化便攜式貼標(biāo)機(jī)設(shè)備，合理配置不同的貼標(biāo)機(jī)機(jī)制，并且適合使用。

2硬件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)所需輸入端口為6個(gè)，輸出端口為2個(gè)，根據(jù)所需I/O接口，采用的CPU型號(hào)為CPU224AC/RLY[2]。由于PLC控制器的輸出電壓為220V，因此送標(biāo)輪和傳送帶都選定的電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為JX5622的220V交流電動(dòng)機(jī)[3]。結(jié)合實(shí)際情況，在自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的工作過(guò)程中，由于貨物批次顏色的不同。需要篩選出不符合顏色傳感器的貨物，這就需要?dú)鈩?dòng)閥自動(dòng)踢出。由于物體重量最高為2KG，因此氣動(dòng)閥選用了MDZK-AT-Q614-16PT型氣動(dòng)閥[4]。登記傳感器和零位傳感器選用的是M18激光漫反射光電開(kāi)關(guān)，型號(hào)為SYM18J-D50N1，NPN三線常開(kāi)，檢測(cè)距離為50cm。

3軟件設(shè)計(jì)

分配I/O端口是編寫(xiě)PLC程序的第一個(gè)先決條件，也是現(xiàn)場(chǎng)布線和故障排除錯(cuò)誤的重要基礎(chǔ)。結(jié)合智能窗簾控制系統(tǒng)的控制要求，完成I/O端口分配。I/O端口分配表，如表1所示。

4程序設(shè)計(jì)

輔助線圈M0.0的控制程序：按下啟動(dòng)按鈕后，輔助線圈M0.0得電。

送標(biāo)輪電動(dòng)機(jī)的控制程序：M0.0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)1得電動(dòng)作，也可選擇手動(dòng)控制。

傳送帶電動(dòng)機(jī)的控制程序：當(dāng)?shù)怯泜鞲衅鳈z測(cè)到標(biāo)簽時(shí)，電動(dòng)機(jī)2動(dòng)作，并形成自鎖。也可選擇手動(dòng)控制。

輔助線圈M0.1的控制程序：電動(dòng)機(jī)2得電動(dòng)作，并且零位傳感器在也得電的情況下，輔助線圈M0.1得電。

定時(shí)器的參數(shù)與控制程序：當(dāng)電動(dòng)機(jī)1和電動(dòng)機(jī)2同時(shí)得電動(dòng)作時(shí)，定時(shí)器動(dòng)作，延時(shí)2S。

氣動(dòng)閥的控制程序：當(dāng)顏色傳感器檢測(cè)到不同顏色物體時(shí)，氣動(dòng)閥得電動(dòng)作。

計(jì)數(shù)器的參數(shù)與控制程序：當(dāng)?shù)怯泜鞲衅鳈z測(cè)到標(biāo)簽時(shí)，計(jì)數(shù)器記一次數(shù)，計(jì)數(shù)器的設(shè)定計(jì)數(shù)次數(shù)為50次。計(jì)數(shù)器未達(dá)到給定值時(shí)，循環(huán)動(dòng)作。達(dá)到給定值時(shí)，貼標(biāo)結(jié)束。

5總結(jié)

本設(shè)計(jì)主要描述了標(biāo)注平面箱體的自動(dòng)貼標(biāo)設(shè)備管理的系統(tǒng)，全面考慮了貼標(biāo)機(jī)方案的整體設(shè)計(jì)、自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的軟件設(shè)計(jì)，優(yōu)化了自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)并在實(shí)際工作中進(jìn)行了驗(yàn)證。

參考文獻(xiàn)

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