全自动高位码垛机说明书.docx
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1、电气控制系统1.系统概括电气控制系统控制并协调码垛系统各单元的动作,使码垛机依据工艺流程来达成整个生产 过程。工艺过程以下:包装好的料袋经过斜坡输送机进入压平机和加快输送机,对料袋进 行整平、加快,而后进行转位(需要时)和编组操作,将竖袋2袋编为1组,横袋3袋编为1 组;编好组的料袋由推袋机推到分层机上,一层5个料袋在分层机上再次整形后,翻开分层机放 到起落机上的托盘上,起落机降落一层料袋的高度,即码好一层;这样码完8层(或10层)即为一垛,码好后起落机降落到最低位,再由垛盘输送机将垛盘输送到无动力垛盘输 送机上,最后由叉车运走。托盘的供应:叉车将空托盘(最多10个)放入托盘仓中,托盘仓能自动
2、地将托盘放到托 盘输送机上,再由托盘输送机送到起落机上。码垛机电气控制系统原理框图如图 1-1所示,包含中央办理单元 PLC CPU及其I/0扩展 单元、检测单元(光电开关、凑近开关)、操作与显示单元(触摸屏、按钮开关和指示灯) 控制元件(沟通接触器、变频器和电磁阀)以及履行零件(电机随和缸)等几个部分构成。 操作与显示单元作为设备操作的操作界面,接受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行 状态;检测元件检测料袋、托盘、垛盘的地点状态以及各单元的运行状态,PLC自动循环扫描各输入输出点的目前状态,并依据程序所确立的逻辑关系更新输出点的状态,经过通绝交 流接触器和换向电磁阀来控制电机的启停随和缸
3、的动作,从而达成码垛全过程的控制。PLC (可编程序控制器)图1-1电控系统原理框图2.系统的主要特色及技术说明电源部分现场的主电源380VAC进入控制柜后,第一经过旋钮开关和总断路器。在不翻开控制柜的 状况下,可方便地经过控制柜门上的旋转手柄达成接通和断开主电源的操作。码垛机的每一个电机均有一个独自的断路器对其进行保护。所以保证了每个电机获得最佳的保护,而且便于在发生故障的状况下查找故障点。本系统所采纳的保护断路器集成了多 种保护功能,即短路、过载及断相保护,因此省去了传统的热继电器。依据工艺的要求,推 袋机、分层机及起落机在动作过程中需要进行调速,故采纳变频调速器驱动相应的电机。对 应每一
4、个变频器也有一个独自的保护断路器,在变频器发生过载和短路时切断其源端电流。 变频器自己在电机发生过载等故障时,也能够进入保护状态并停止其输出。为了知足系统的 要求,转位机的转位部分在动作过程中需要进行地点控制,所以采纳伺服驱动器控制伺服电 机带动转位夹板进行转位。为沟通接触器供电的220V电源由一个小型断路器作保护。因为控制部分的电路对电源要求 较高,故由一个隔绝变压器为PLC、直流稳压电源等供应沟通220V电源,其源端和副端均 有小型断路器保护。码垛机上所有控制元件及主令电器的工作电源均为直流24V,因此提高了设 备运行及人员操作的安全性。直流稳压电源的沟通端和直流端分别有相应的保护。钥匙开
5、关、急停按钮、控制继电器及强迫停状态指示灯构成了急停回路,用来切断PLC输出通道的控 制电源,包含沟通接触器控制线圈的电源和电磁阀的控制电源。动力回路及控制器电源详见电气 原理图。可编程序控制器(PLC)采纳德国西门子企业S7-300系列PLC。该产品的CPU拥有极快的I/O办理速度,能够满 足现代生产线对速度的愈来愈高要求。因为内置一个MPI端口,经过适配器能够和可编程终端或触摸屏相连。该PLC供应了丰富的指令系统,使用起来特别方便,而且比传统PLC的功能更强盛。因为是模块化的PLC、扩展起来特别方便。本码垛系统采纳16点/公共端的24V直流输入模块,16点/公共端的继电器输出模块。输入所占
6、通道地点从左到右为,;输出所占通道地点从左到右为,输入、输出位号定义详见 电气原理图。变频调速器本码垛机生产线控制系统采纳三个日本富士企业的变频调速器,分别用于推袋机、分层 机和起落机。变频器的工作方式、工作频次(多级)、加快时间等参数可经过键盘面板设置。 控制端子FWD和REV分别控制电机的正向运行和反向运行,当均为 OFF时,变频器停止输 出;X5(X9)为自由旋转端子;X1、X2、为多级速度控制端。因为推袋机、分层机和起落机在码垛过程中需要正、反向运行,且为了使垛形齐整和提 高码垛速度需要两级调速,故使用了变频器。经过FWD和REV端子控制电机的正反转;经过 X1和X2端进行速度控制:当
7、 X1=ON,X2=OFF时变频器以频次1输出;点X1=OFF,X2=ON 时变频器以频次2输出;当X1=ON,X2=ON时变频器以频次3输出。对本码垛机,应将频次1 设定为自动运行的高速频次,频次3设定为自动运行的低速频次,频次2设定为手动运行频次, 这些数值的设定和改正须第一经过“ PRG ”键进入编程状态。变频调速器的详尽操作拜见其说明书。伺服驱动器本系统采纳德国STOBER企业的MDS5000系列伺服驱动器SEA5000,用于转位伺服电机的 驱动。伺服驱动器的I/O信号经过X101与PLC相连。系统中使用的伺服驱动器的输出信号有三 个,分别是:1、BA1-伺服驱动器准备好信号(初始化结
8、束,同意进行位操作);2、BA2-图伺服达成信号(伺服电机每一个位移结束时此信号输出为ON) ; 3、RELAY1伺服报警信号。PLC 向伺服驱动器发出的信号共有五个,分别是;1、BE1 一位移控制编码输入端1 ; 2、BE2 一位移控制 编码输入端2 ; 3、BE3 参照点信号(REF)输入端;4、BE4 一位移运行控制信号(POSTION- START); 5、ENABLE一数字量信号输入端(BE1-BE4)使能端(X1)。伺服驱动器的控制模式、地点回路增益、地点控制的方向、长度、速度以及电子齿轮等 参数分别在计算机软件中设定。伺服驱动器的详尽状况请参照说明书。2.5其余为保证电控系统的靠
9、谱性和工作寿命,几乎所有的电器元件和电控柜外的操作箱(包含 接线端子、按钮开关和指示灯)、接线箱(包含接线端子)、按钮盒、传感器(开关)、电磁阀 等,电控柜内的断路器、沟通接触器、中间继电器等均采纳拥有国际名誉的德国、法国、等 国家有名品牌的产品。本系统所使用的通用控制元件主要有两种:沟通接触器和电磁换向阀。其控制线圈与PLC输出 点控制的中间继电器相连。沟通接触器简称接触 器,当其控制线圈得电,则接触器的触点将接通, 为电机供电。电磁换向阀简称电磁阀,用来切换气 缸缸杆的伸出与缩回状态,从而带动相应的机械机 构运作,达成相应的操作。请注意,在码垛机处于 停止时,气缸缸杆的伸出与缩回状态不尽同
10、样,但 电阀一般均为失电状态。3.码垛机的工和原理及控制过程为方便表达,下边将分红四个部分加以说明, 控制回路电路图详见电气原理图。斜坡输送、压平加快、转位编组部分斜坡输送机达成料袋的输送,进入到高架码 垛。在码垛机运行过程中,只需压平机运行,斜 坡输送机就运行;若压平机停止,则斜坡输送机 也随着停止,待压平机运行后,斜坡输送机也重 新开始运行。斜坡输送机控制过程框图如图1-2所 示。在斜坡输送机上有一个“急停”按钮,在码垛机运行时,按下此按钮,则整个码垛机停 止运行。压平部分包含上、下压平输送机和加快输送机二个单元,在码垛过程中达成压袋、加快功 能。在压平输送机和加快输送机的出口各有一个光电
11、开关,用来实现连锁控制,即当转位机进 行转位过程中时,假如料袋已抵达加快输送机出口,则加快输送机停止运行;若此时下一个料袋抵达压平输送机出口,则压平输送机也停止运行。延时5秒后,若压平输送机仍未运 行,则斜坡输送机也停止运行。只有当加快输送机运行后,压平输送机和斜坡输送机才随之启动运行。压平输送机控制过程框图如图1-3所示,加快输送机控制过程框图如图1-4所示。转位编组部分包含转位机和编组机两个单元。转位机包含输送机和上转位机构两部分,图1-3压平输送机控制过程框图图1-4 加快输送机控制过程框图可对料袋进行 90o和 180o的转位。在进行 90o和 180o的转位时,夹袋气缸将闭合, 夹住
12、料袋,同时,输送机停止;在转位机中间有一个光电开关,当需要转位的料袋中间瞄准该 光电时,夹袋气缸闭合,夹住料袋,PLC控制转位伺服电机,并带动夹袋气缸正转或反转90 o和 180o,其目的是为了知足2/3和3/2编组的要求,并使袋口所有朝向垛里。当转位电机正转或反转到位时,伺服电机驱动器给PLC 一个定位信号,夹袋气缸翻开,输送机转动,输送给 过渡输送机。别的,当编组机编组满(2或3袋)时,若下一个料袋抵达过渡输送机,则料袋 头部将在编组传递1光电开关处停止。只有当推袋机将编组机上的一组料袋(2或3袋)推出编 组机时,过渡输送机才从头开始运行。转位输送机的控制过程框图如图1-5所示。NN夹袋气
13、缸翻开编组机无袋吗伺服正转180oNY需到位否图1-5转位输送机控制过程框图编组机用于实现料袋的编组,编组方式如图1-6所示,竖袋时二袋为一 组;横袋时三袋为一组。编组机上有三个光电开关:在编组机的进口有 两个,用于控制编组机的启停;启停时间以下:当料袋一到编组机的进口,挡住靠外边的光电开关(由OFF变成NO),PLC就启动编组 机;等编组机靠外边的光电开关(由ON变成OFF)后,编组机就停止; 假如是每一组的最后一个料袋,则料袋一定超出向前推袋时的侧挡板, 即与此档板对齐的此外一个光电开关由ON变成OFF后,编组机才停 止。当编组达成,编组机中的料袋已满(2或3袋)时,编组机传递到位档 板后
14、的光电开关为ON,此时推袋机能够推袋。编组机的控制过程框图如 图1-7所示。图1-7 编组机控制过程框图推袋、压袋、侧边整形部分推袋机由电机驱动,而且利用变频调速器控制推袋电机的转向、速度和加快度。推袋机的启停由PLC经过控制变频器启动端(FWD或REV)来控制,推袋机停止时,推袋变频器外面制 动电阻接通制动。控制推袋机运行的检测输入元件为八个凑近开关,即推板开、推板关、推袋后位、推袋后位减速、推袋中位、推袋中位减速、推袋前位和推袋前位减速八个凑近开关。自动时,初始状态下,推袋机处于推袋后位,推袋后位凑近开关为 ON,推板为翻开状态,推板开凑近开关为ON。当编组机中的料袋已满时,控制推板关的气
15、缸电磁阀得电,封闭推板。 推板关上(推板关凑近开关为ON)。依据目前的进袋数为半层或一层,推袋机分别将料袋推到 中位或前位。启动时调整运行,PLC控制变频器的速度选择端X1=ON,X2=OFF,选择速度1。若为半层,当推袋机至推袋中位减速地点时,推袋中位减速凑近开关为ON,此时PLC控制变频 器的速度选择端X1=ON,X2=ON,选择速度3,使推袋机变成低速运行;至推袋中位时,推袋 中位凑近开关为ON,PLC控制变频器的X4(X8)端口为ON,其余控制端均为OFF,推袋机停止。若满一层,当推袋机至推袋前位减速地点时,推袋前位减速凑近开关为ON,此时PLC也控制变频器的速度选择端 X1=ON,X
16、1=ON,选择速度3,使推袋机变成低速运行;至推袋 前位时,推袋前位凑近开关为 ON,PLC控制变频器的X4(X8)端为ON,其余控制端均为OFF, 推袋机停止。半层或满一层推袋到位后,推板气缸电磁阀失电,翻开推板(推板开凑近开关为ON)。这时推袋机高速启动返回,PLC控制变频器控制端的状态为:FWD=OFF,REV=ON,X4=OFF, X1=ON,X2=OFF,选择速度 1。当推袋机至推袋后位减速地点时,推袋后位减速凑近开关为 ON,PLC控制变频器的速度选择端X1=ON,X2=ON,选择速度3,使推袋机变成低速运行; 至推袋后位时,推袋后位凑近开关为 ON,PLC控制变频器的X4端为ON
17、,其余控制端均为 OFF,推袋机停止。今后准备下一次推袋。手动时,不论是向前推袋仍是返回,PLC控制变频器X1端为OFF、X2端为ON,即选择速度2。推袋机控制过程框图如图1-8所示。压袋和侧边整形的目的是使编组后袋与袋之间比较紧凑,垛形外观齐整。初始状态,压 袋缸为提起状态,压袋上位凑近开关为ON,侧边整形板为缩回状态,当推袋机把满一层的料 袋推到分层机上并翻开推板后,控制侧边整形的气缸电磁阀得电,侧边整形板伸出,当分层 机翻开后,控制压袋缸的气缸电磁阀得电,压袋缸压下。压袋缸随起落机降落,降落延时, 压袋缸气缸电磁阀失电,压袋缸提起,同时侧边整形气缸电磁阀失电,侧边整形板缩回。编组机满且停
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