四线三位机器人码垛输送线控制系统设计plc子系统(附件)
针对四线三位机器人码垛输送线的工艺要求，本系统以WinCC作为上位机监控，PLC作为下位机实施控制，形成人机交互的输送控制系统。本系统主要实现了饲料包的输送与码垛，空托盘的存储与输送，满垛盘的输送与叉取以及系统的实时监控等功能。本文主要从设计要求，系统整体结构介绍，控制系统硬件、软件设计，人机界面组态软件设计以及系统调试方面详明介绍了本系统。最后经试验，本系统不仅实现了工艺要求，并且具有系统运行可靠，生产效率高，实时监控，故障设置完善等优点。关键词 码垛输送线，PLC控制，软件设计，实时监控
目录
1引言 4
1.1发展现状及趋势 5
1.2 采用S7300 PLC的优势 5
2系统总体结构介绍 6
2.1设计内容和要求 6
2.2控制系统工艺要求 6
2.2.1包输送线控制工艺 7
2.2.2托盘存储及输送控制工艺 8
2.3控制系统架构 8
3控制系统硬件设计 9
3.1硬件组态配置 9
3.2I/O地址分配 10
3.3接线图设计 13
4控制系统软件设计 14
4.1包输送线控制 14
4.1.1包输送线多级输送机顺序启动控制 14
4.1.2倒袋气缸延时伸出的时间设计 16
4.1.3 TM12输送机延时停止的时间设计 18
4.1.4饲料包抓取计数设计 18
4.2机械手控制 19
4.3满垛盘输送线控制 20
4.4托盘库控制 22
4.4.1空托盘输送线输送顺序控制 22
4.4.2托盘库存储控制 24
4.5故障检测控制 25
4.5.1包过高故障检测设计 25
4.5.2打滑故障检测设计和连包故障检测设计 25
4.5.3托盘库托盘不足故障设计 27
4.6设置共享数据块 27
5系统调试 28
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
附录 PLC控制程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
序 37
1引言
本文机器人码垛的意思是，机器人根据单元集成化的思想，机械手一次抓取两个饲料包，然后按照一定的模式将饲料包堆放在码垛位托盘上，形成码垛，从而方便零散的饲料包的存储，运输等活动。
码垛生产线系统以集成化的思想为核心，这种技术被应用的成熟度已经成为衡量企业生产自动化水平的一把重要尺度。在我国，食品、医药、化工、物流等大型产品的工业规模生产线的应用仍然是空白。然而随着科技的发展，企业对该技术在车间级的应用需求却越来越旺盛，使得码垛生产线系统表现出巨大的发展潜力和市场空间。
1.1发展现状及趋势
简单来说，码垛生产线系统是一种喂料、计量、控制装置。实际上，包装堆垛自动生产线属于工业机器人。包装码垛生产线是机电仪一体化高技术产品,适用于化工、粮食、食品及医药等行业。它可实现对粉、粒、块状物料(如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等)的称重、供袋、装袋、折边、封袋、倒袋整形、金属检测、重量复检、批号打印转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。通过可编程序控制器PLC,对整个生产线的工作过程进行自动控制,对运行过程中出现的故障或供料不足,供袋不及时、出垛不及时等,进行声光报警。该设备具有操作简单,运行可靠,维修方便等优点。包装码垛生产线简单地讲,它是由包装机械和码垛机械组成的,其中的主要部分还是包装机被,码垛机械是从包装生产线上分离出来而发展起来 [6]。
在物流自动化技术领域里,机器人码垛技术称得上是一颗冉冉升起的新星，而且自动化物料后处理成套设备技术中,它也是极为重要的一项热门技术。随着时代的进步，近几年，物流和科技发展极快，码垛技术在各种生产加工线上也都渐渐获得认可，也或获得了业界广泛的应用。之所以业界对码垛技术产生了更高的期待，以及更高的要求，是因为包裹种类、生产现场环境以及用户需求的多样化，物料对安全方面要求的增长，以及随着物流和科技发展而对性能指标要求的逐渐提高。
1.2 采用S7300 PLC的优势
S7300是西门自公司生产的PLC系列之一，它具有满足对中小型规模的控制系统进行设计的要求，指令集功能强大，有利于节省内存空间，可以拓展多达32个模块，可供选择的拓展模块种类多，与不同CPU的兼容性较好，循环周期短，处理速度高，设计模块化等优点，因此S7300在工业领域获得广泛应用[15]。
2系统总体结构介绍
2.1设计内容和要求
鉴于码垛生产线控制系统表现出来的巨大的发展潜力以及市场空间，响应时代发展的需求呼声，提出了集组态软件、PLC、机器人系统、打码机于一体的机器人码垛输送线控制系统研究课题，通过此课题使学生掌握PLC系统的软硬件系统的开发方法和步骤，以及综合设计方法，实现与HMI、机器人控制器的通信，熟练使用STEP7软件进行应用程序开发和调试的能力。
1．掌握PLC软件、硬件系统的开发方法与步骤；实现物料输送、码垛顺序和托盘库控制等设计，以及根据生产所需的包装的类型不同，实现不同的码垛方法的设计；输送线、机械手的协调控制、操作模式的切换以及与组态软件按、机器人系统的通信等；
2．完成机器人码垛输送线控制系统的软硬件系统设计、统调；
2.2控制系统工艺要求
图2.1展现了某一完整饲料包输送线的机械结构，图2.2为相应的机械剖面图。为方便理解，下面结合控制系统的工艺要求来介绍控制系统的架构。
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图2.1 包输送线机械构图（俯视图）
图2.2 包输送线机械图（剖面图）
2.2.1包输送线控制工艺
目录
1引言 4
1.1发展现状及趋势 5
1.2 采用S7300 PLC的优势 5
2系统总体结构介绍 6
2.1设计内容和要求 6
2.2控制系统工艺要求 6
2.2.1包输送线控制工艺 7
2.2.2托盘存储及输送控制工艺 8
2.3控制系统架构 8
3控制系统硬件设计 9
3.1硬件组态配置 9
3.2I/O地址分配 10
3.3接线图设计 13
4控制系统软件设计 14
4.1包输送线控制 14
4.1.1包输送线多级输送机顺序启动控制 14
4.1.2倒袋气缸延时伸出的时间设计 16
4.1.3 TM12输送机延时停止的时间设计 18
4.1.4饲料包抓取计数设计 18
4.2机械手控制 19
4.3满垛盘输送线控制 20
4.4托盘库控制 22
4.4.1空托盘输送线输送顺序控制 22
4.4.2托盘库存储控制 24
4.5故障检测控制 25
4.5.1包过高故障检测设计 25
4.5.2打滑故障检测设计和连包故障检测设计 25
4.5.3托盘库托盘不足故障设计 27
4.6设置共享数据块 27
5系统调试 28
结 论 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
附录 PLC控制程 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
序 37
1引言
本文机器人码垛的意思是，机器人根据单元集成化的思想，机械手一次抓取两个饲料包，然后按照一定的模式将饲料包堆放在码垛位托盘上，形成码垛，从而方便零散的饲料包的存储，运输等活动。
码垛生产线系统以集成化的思想为核心，这种技术被应用的成熟度已经成为衡量企业生产自动化水平的一把重要尺度。在我国，食品、医药、化工、物流等大型产品的工业规模生产线的应用仍然是空白。然而随着科技的发展，企业对该技术在车间级的应用需求却越来越旺盛，使得码垛生产线系统表现出巨大的发展潜力和市场空间。
1.1发展现状及趋势
简单来说，码垛生产线系统是一种喂料、计量、控制装置。实际上，包装堆垛自动生产线属于工业机器人。包装码垛生产线是机电仪一体化高技术产品,适用于化工、粮食、食品及医药等行业。它可实现对粉、粒、块状物料(如塑料、化肥、合成橡胶、粮食等)的称重、供袋、装袋、折边、封袋、倒袋整形、金属检测、重量复检、批号打印转位编组、码垛、托盘和垛盘的输送等作业全部实现自动化。通过可编程序控制器PLC,对整个生产线的工作过程进行自动控制,对运行过程中出现的故障或供料不足,供袋不及时、出垛不及时等,进行声光报警。该设备具有操作简单,运行可靠,维修方便等优点。包装码垛生产线简单地讲,它是由包装机械和码垛机械组成的,其中的主要部分还是包装机被,码垛机械是从包装生产线上分离出来而发展起来 [6]。
在物流自动化技术领域里,机器人码垛技术称得上是一颗冉冉升起的新星，而且自动化物料后处理成套设备技术中,它也是极为重要的一项热门技术。随着时代的进步，近几年，物流和科技发展极快，码垛技术在各种生产加工线上也都渐渐获得认可，也或获得了业界广泛的应用。之所以业界对码垛技术产生了更高的期待，以及更高的要求，是因为包裹种类、生产现场环境以及用户需求的多样化，物料对安全方面要求的增长，以及随着物流和科技发展而对性能指标要求的逐渐提高。
1.2 采用S7300 PLC的优势
S7300是西门自公司生产的PLC系列之一，它具有满足对中小型规模的控制系统进行设计的要求，指令集功能强大，有利于节省内存空间，可以拓展多达32个模块，可供选择的拓展模块种类多，与不同CPU的兼容性较好，循环周期短，处理速度高，设计模块化等优点，因此S7300在工业领域获得广泛应用[15]。
2系统总体结构介绍
2.1设计内容和要求
鉴于码垛生产线控制系统表现出来的巨大的发展潜力以及市场空间，响应时代发展的需求呼声，提出了集组态软件、PLC、机器人系统、打码机于一体的机器人码垛输送线控制系统研究课题，通过此课题使学生掌握PLC系统的软硬件系统的开发方法和步骤，以及综合设计方法，实现与HMI、机器人控制器的通信，熟练使用STEP7软件进行应用程序开发和调试的能力。
1．掌握PLC软件、硬件系统的开发方法与步骤；实现物料输送、码垛顺序和托盘库控制等设计，以及根据生产所需的包装的类型不同，实现不同的码垛方法的设计；输送线、机械手的协调控制、操作模式的切换以及与组态软件按、机器人系统的通信等；
2．完成机器人码垛输送线控制系统的软硬件系统设计、统调；
2.2控制系统工艺要求
图2.1展现了某一完整饲料包输送线的机械结构，图2.2为相应的机械剖面图。为方便理解，下面结合控制系统的工艺要求来介绍控制系统的架构。
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图2.1 包输送线机械构图（俯视图）
图2.2 包输送线机械图（剖面图）
2.2.1包输送线控制工艺
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