PLC的自动贴标签系统软件设计
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 1
1.3 工作安排 3
2 自动贴标签系统的总体设计 4
2.1 自动贴标签系统的方案 4
2.2 自动贴标签系统的工作原理 4
2.2.1 平面式机械吸附手 5
2.2.2 电机的选择 5
2.2.3 光电编码器 6
2.2.4 光电传感器 7
3 自动贴标签系统的PLC控制 8
3.1 PLC技术的简介 8
3.2 PLC程序执行的基本原理 8
3.3 可编程控制器的选型 10
3.4 PLC的编程软件 11
3.5自动贴标签系统的电路组成 11
3.5.1 标签打印机的PLC控制 11
3.5.2 气动电磁阀的控制贴标 12
3.5.3 定位标签纸的实现 13
4 系统软件设计 13
4.1 系统主程序流程 13
4.2 系统的子程序流程 15
4.2.1 吸附手子程序流程 15
4.2.2 标签定位子程序流程 16
4.3 梯形图程序设计 17
5 系统的仿真与调试 26
5.1 系统仿真 26
5.1.1 WINCC项目的建立 26
5.1.2 人机界面设计 27
5.2 系统PLC程序的调试 29
总结与展望 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
1 绪论
1.1 课题研究 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
背景和意义
随着经济的飞速发展，人们的生活水平有了较大程度的改善，鉴于人们对物质的需求，每一种流通的商品都需要注册必要的生产日期以及安全标志等相关信息，外包装承载着物品的信息，对商品进行贴标签是实现的途径。在生产物品的拼装上贴上标签，除有让物品变得好看以外，对生产物品的管制也就成为了现实，尤其是在物品包装等行业，如果发现有任何的异常，可以准确并且非常及时的启用产物调回机制。[1,2,3]
以前的贴标方式都是人为手动贴上去的，工人先通过打印机把条形码打印出来，再手动贴到包装箱上。这样也就会产生很多的问题，比如说不光是人员要付出强度大的劳动力，此外也不能将标签的顺序一一对应；况且管理的难度也会大大增强，误差的范围也会有所扩大，更严重的是对环境也会造成更严重的污染。随着经济的突飞猛进，自动化产业的管理水平自然也在步步升高，一种高新型的自动化贴标机械也就成为了众多产家的青睐。为适应当前的社会发展局势，当前我们国家生产贴标的机器也越来越多，随着经验的不断丰富，贴标的技术水平也有所提高，逐步在向全自动化生产转型，逐渐脱离落后的发展局面，但是与别的发达国家相比仍然有着很遥远的差距。
目前市场上贴标签基本上是以人力为主，急需创造出一款自动贴标签的产品，从教师几年来与企业洽谈实践来看市场对贴标签的需求比较大。本产品为全自动贴标签机，面向市场可以填补现有的技术空缺，且适应多种产品结构，通过技术手段，进一步提高市场生产效率，最大程度满足目标客户需求。
基于PLC的自动贴标签系统能够让产物的贴标效率大大提高，拥有着精确的位置、优越的品质、良好的稳定性；制止人为贴标签时的低效率、高污染、不能一一对应等一系列问题，同时也在经济上减少了资源的浪费，降低了成本。新型的贴标技术，也大大提高了产物包装表面的美观度，使产业的自动化水平进一步提升。[3~9]
1.2 研究现状和发展趋势
当今我国的贴标机自动化技术在一定程度上也有了很大的改变，也正在一步一步地走向强大，现在我国也有一些顶尖的高科技产品的专利，我们自己国家的机器配置也上演了科技秀，大秀尖端技术。当今已经是高飞猛进的发展时代，科技也随之日新月异，人们的需求也在不断地变化，自动贴标签的控制系统也将进入全新的范畴，在这全新的范畴里面不断的创新，在一定程度上提高了贴标技术在生产应用上的发展。自动贴标签控制系统是一个崭新的市场，PLC控制的自动贴标系统促进了许多新型行业的发展，让市场更多元化，变得更有竞争力。
自动贴标签控制系统顺应了时代的发展，是当今社会的高科技产品，全自动贴标技术的不断发展同时也带动了其他相关产业的不断进步，自动贴标机有它自己独特的设计感，并且与自动化技术一体更能彰显出贴标机那种独特的魅力，跟其他类型的贴标机相比，PLC控制的自动贴标技术更能使机器简单地运行，高超的自动化技术更是市场发展的领跑者。自动贴标机在各方面的完美体现更是受到了更多商业人士的认可和众多客户的追求，它能够更好地完善自己的贴标工作，本身的工作效率也非常的高，质量问题更是不在话下。[1,2,7~15]
随着自动化水平的提高，特别是伺服电机和步进电机控制技术的发展以及 MRPI和 ERP 等生产管理系统的出现贴标机向着以下几个发展方向:
(1)传统运送产物用的是气缸驱动，当今的自动化产业则是运用步进驱动或者是伺服驱动来代替了传统的工作方式，使工件的定位精度在很大程度上得到提高，同时改善了贴标质量。
(2)自动化水平在不断地提高，以往庞大的手动工作，己经逐步再被手自一体或者是全自动的贴标机代替，并且逐步以高新智能化为发展的目标。
(3)在自动贴标签控制系统中归纳了比较先进的电机技能和新元件，并且从中汲取了高效的设计理论大大提高了产品的质量，榆次同时生产周期也得到了大大的缩小。自动贴标机在企业包装领域是必不可少的元素，与产品的包装息息相关，于是提高产品的包装质量就成为重中之重，在生产线包装贴标的过程中，要求把各个方面考虑齐全，企业更是需要成本低而效率高的贴标机。
目前，主要的自动贴标技术有三种：
(1)“吸贴法”(或“气吸法”)
这是最常用的标记技术。当标签纸张的输送带离开传送带后，分布于真空吸盘和真空垫连接到一台机器的最后面。当标签纸到达预定的位置时，这个机械的装置就会贴到标签表面吸住标签纸，然后伸展到工件的表面贴住再收缩回去，此时一个流程就结束。这种贴标工艺是运用最广泛技术，它具有精度高等优点，在很多方面都很实用，这种技术唯一的不足点就在于它的速度一般。
(2)“吹贴法”(或“射流法”)
这类技术有很多地方有着与吸贴技术相同的操作方式，就是把打印好的标签纸固定在定位台上，等待吸附作用的运行。吹贴的贴标技术是将标签定位在卡位台上用具有几百个小孔的平面作为“真空栅”，使“真空栅”内部形成“空气射流”。就是由这些“空气射流”制造出一股气流产生压强，使标签慢慢移动，让它精确地贴附到被包装箱上。此工艺技术操作起来非常的复杂，但这并掩盖不了它的优点。
图2.2 基于PLC的自动贴标签系统原理示意图
2.2.1平面式机械吸附手
图2.4 传感器工作原理
分类和工作方式：
在双边槽表面装有发射器和接收器的光电传感器是槽型光电传感器。在没有任何物体阻挡的情况下，接收器可以接收到来自发射器发出的红外光线或者是其他可见光。当传送带上的物体经过槽型光电传感器的时候，发射器发射出的光线被遮挡，在这时候光电开关就会动作。光电开关动作之后就会输出一个控制信号，负载电流就会被这个控制信号切断或接通，一次控制动作就结束。由于整体结构的影响，槽形光电传感器的检测距离一般只有几厘米。⑵为了使检测距离变远，对射型光电传感器可以把发光器和接收器分隔开。对射分离式光电开关是由一个发光器和一个收光器结合而成的，可以简单地把它称作对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用的时候把发光器和收光器分别安装在物体通道的两侧，当传送带上的物体经过槽型光电传感器的时候，发光器发射出的光线被遮挡，在这时候光电开关就会动作。
1 绪论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 研究现状和发展趋势 1
1.3 工作安排 3
2 自动贴标签系统的总体设计 4
2.1 自动贴标签系统的方案 4
2.2 自动贴标签系统的工作原理 4
2.2.1 平面式机械吸附手 5
2.2.2 电机的选择 5
2.2.3 光电编码器 6
2.2.4 光电传感器 7
3 自动贴标签系统的PLC控制 8
3.1 PLC技术的简介 8
3.2 PLC程序执行的基本原理 8
3.3 可编程控制器的选型 10
3.4 PLC的编程软件 11
3.5自动贴标签系统的电路组成 11
3.5.1 标签打印机的PLC控制 11
3.5.2 气动电磁阀的控制贴标 12
3.5.3 定位标签纸的实现 13
4 系统软件设计 13
4.1 系统主程序流程 13
4.2 系统的子程序流程 15
4.2.1 吸附手子程序流程 15
4.2.2 标签定位子程序流程 16
4.3 梯形图程序设计 17
5 系统的仿真与调试 26
5.1 系统仿真 26
5.1.1 WINCC项目的建立 26
5.1.2 人机界面设计 27
5.2 系统PLC程序的调试 29
总结与展望 34
致 谢 35
参 考 文 献 36
1 绪论
1.1 课题研究 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
背景和意义
随着经济的飞速发展，人们的生活水平有了较大程度的改善，鉴于人们对物质的需求，每一种流通的商品都需要注册必要的生产日期以及安全标志等相关信息，外包装承载着物品的信息，对商品进行贴标签是实现的途径。在生产物品的拼装上贴上标签，除有让物品变得好看以外，对生产物品的管制也就成为了现实，尤其是在物品包装等行业，如果发现有任何的异常，可以准确并且非常及时的启用产物调回机制。[1,2,3]
以前的贴标方式都是人为手动贴上去的，工人先通过打印机把条形码打印出来，再手动贴到包装箱上。这样也就会产生很多的问题，比如说不光是人员要付出强度大的劳动力，此外也不能将标签的顺序一一对应；况且管理的难度也会大大增强，误差的范围也会有所扩大，更严重的是对环境也会造成更严重的污染。随着经济的突飞猛进，自动化产业的管理水平自然也在步步升高，一种高新型的自动化贴标机械也就成为了众多产家的青睐。为适应当前的社会发展局势，当前我们国家生产贴标的机器也越来越多，随着经验的不断丰富，贴标的技术水平也有所提高，逐步在向全自动化生产转型，逐渐脱离落后的发展局面，但是与别的发达国家相比仍然有着很遥远的差距。
目前市场上贴标签基本上是以人力为主，急需创造出一款自动贴标签的产品，从教师几年来与企业洽谈实践来看市场对贴标签的需求比较大。本产品为全自动贴标签机，面向市场可以填补现有的技术空缺，且适应多种产品结构，通过技术手段，进一步提高市场生产效率，最大程度满足目标客户需求。
基于PLC的自动贴标签系统能够让产物的贴标效率大大提高，拥有着精确的位置、优越的品质、良好的稳定性；制止人为贴标签时的低效率、高污染、不能一一对应等一系列问题，同时也在经济上减少了资源的浪费，降低了成本。新型的贴标技术，也大大提高了产物包装表面的美观度，使产业的自动化水平进一步提升。[3~9]
1.2 研究现状和发展趋势
当今我国的贴标机自动化技术在一定程度上也有了很大的改变，也正在一步一步地走向强大，现在我国也有一些顶尖的高科技产品的专利，我们自己国家的机器配置也上演了科技秀，大秀尖端技术。当今已经是高飞猛进的发展时代，科技也随之日新月异，人们的需求也在不断地变化，自动贴标签的控制系统也将进入全新的范畴，在这全新的范畴里面不断的创新，在一定程度上提高了贴标技术在生产应用上的发展。自动贴标签控制系统是一个崭新的市场，PLC控制的自动贴标系统促进了许多新型行业的发展，让市场更多元化，变得更有竞争力。
自动贴标签控制系统顺应了时代的发展，是当今社会的高科技产品，全自动贴标技术的不断发展同时也带动了其他相关产业的不断进步，自动贴标机有它自己独特的设计感，并且与自动化技术一体更能彰显出贴标机那种独特的魅力，跟其他类型的贴标机相比，PLC控制的自动贴标技术更能使机器简单地运行，高超的自动化技术更是市场发展的领跑者。自动贴标机在各方面的完美体现更是受到了更多商业人士的认可和众多客户的追求，它能够更好地完善自己的贴标工作，本身的工作效率也非常的高，质量问题更是不在话下。[1,2,7~15]
随着自动化水平的提高，特别是伺服电机和步进电机控制技术的发展以及 MRPI和 ERP 等生产管理系统的出现贴标机向着以下几个发展方向:
(1)传统运送产物用的是气缸驱动，当今的自动化产业则是运用步进驱动或者是伺服驱动来代替了传统的工作方式，使工件的定位精度在很大程度上得到提高，同时改善了贴标质量。
(2)自动化水平在不断地提高，以往庞大的手动工作，己经逐步再被手自一体或者是全自动的贴标机代替，并且逐步以高新智能化为发展的目标。
(3)在自动贴标签控制系统中归纳了比较先进的电机技能和新元件，并且从中汲取了高效的设计理论大大提高了产品的质量，榆次同时生产周期也得到了大大的缩小。自动贴标机在企业包装领域是必不可少的元素，与产品的包装息息相关，于是提高产品的包装质量就成为重中之重，在生产线包装贴标的过程中，要求把各个方面考虑齐全，企业更是需要成本低而效率高的贴标机。
目前，主要的自动贴标技术有三种：
(1)“吸贴法”(或“气吸法”)
这是最常用的标记技术。当标签纸张的输送带离开传送带后，分布于真空吸盘和真空垫连接到一台机器的最后面。当标签纸到达预定的位置时，这个机械的装置就会贴到标签表面吸住标签纸，然后伸展到工件的表面贴住再收缩回去，此时一个流程就结束。这种贴标工艺是运用最广泛技术，它具有精度高等优点，在很多方面都很实用，这种技术唯一的不足点就在于它的速度一般。
(2)“吹贴法”(或“射流法”)
这类技术有很多地方有着与吸贴技术相同的操作方式，就是把打印好的标签纸固定在定位台上，等待吸附作用的运行。吹贴的贴标技术是将标签定位在卡位台上用具有几百个小孔的平面作为“真空栅”，使“真空栅”内部形成“空气射流”。就是由这些“空气射流”制造出一股气流产生压强，使标签慢慢移动，让它精确地贴附到被包装箱上。此工艺技术操作起来非常的复杂，但这并掩盖不了它的优点。
图2.2 基于PLC的自动贴标签系统原理示意图
2.2.1平面式机械吸附手
图2.4 传感器工作原理
分类和工作方式：
在双边槽表面装有发射器和接收器的光电传感器是槽型光电传感器。在没有任何物体阻挡的情况下，接收器可以接收到来自发射器发出的红外光线或者是其他可见光。当传送带上的物体经过槽型光电传感器的时候，发射器发射出的光线被遮挡，在这时候光电开关就会动作。光电开关动作之后就会输出一个控制信号，负载电流就会被这个控制信号切断或接通，一次控制动作就结束。由于整体结构的影响，槽形光电传感器的检测距离一般只有几厘米。⑵为了使检测距离变远，对射型光电传感器可以把发光器和接收器分隔开。对射分离式光电开关是由一个发光器和一个收光器结合而成的，可以简单地把它称作对射式光电开关。它的检测距离可达几米乃至几十米。使用的时候把发光器和收光器分别安装在物体通道的两侧，当传送带上的物体经过槽型光电传感器的时候，发光器发射出的光线被遮挡，在这时候光电开关就会动作。
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