自动装箱系统课程设计说明书.docx
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自动装箱系统课程设计说明书
前言
本次课程设计主要是通过实践环节巩固和加强<机电传动控制>课程所学的知识，掌握课程知识实际应用的能力。
生产线自动装箱系统在自动化生产过程中是常用的终端设备，系统通常由传送带机构、产品检测计数控制和产品装箱运送部件组成。
传送带一般采用电动机驱动，包装箱移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动。
这个课题由季洁琼、洪玮、殷果、苏小欢、孔建民五个人一起合作完成。
从本次课程设计中，我们可以获得综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能，独立分析和解决实际问题的能力；培养应用现代信息技术手段获得信息、利用信息解决问题的能力和相应的思维方式；培养进行科学研究、产品开发等方面的能力；培养严肃、认真、科学的工作作风和勇于进取开拓的创新精神。
由于我们水平有限，设计中存在一些错误和不妥之处，恳请老师批评指正。
第一章课题说明
第一节课题简介
生产线自动装箱系统在自动化生产过程中是常用的终端设备，系统通常由传送带机构、产品检测计数控制和产品装箱运送部件组成。
传送带一般采用电动机驱动，包装箱移动机构可以采用电动机驱动，也可以采用液压系统驱动。
本题目针对如图3-5所示自动装箱设备设计相应的电气控制系统。
图示自动装箱系统由成直角分布的2条输送带组成，1条输送带输送产品，另一条输送带输送包装箱。
产品装箱过程中需要对产品进行计数，每箱为50个产品。
包装箱输送带将空包装箱送到装箱位置，并将满箱移出。
系统中输送带由电动机驱动，使用光电开关对装箱产品进行计数，通过行程开关检测包装箱是否到达预定位置。
系统设备结构如图3-1所示。
图3-1自动装箱系统设备结构图
第二节课程设计目的
《机电传动控制》课程设计为该课程的实践环节，在本课程设计的过程中，通过课程设计实践环节巩固和加强<机电传动控制>课程所学习的知识，掌握课程知识实际应用的能力。
使学生能够运用机电传动控制的原理和分析问题，解决问题的方法，并能综合已学知识，进行简单控制系统设计，PLC控制程序设计，增强编程软件使用的能力。
第二章课程设计任务分析
第一节设备机构组成分析
图示自动装箱系统由成直角分布的2条输送带组成，1条输送带输送产品，另一条输送带输送包装箱。
产品装箱过程中需要对产品进行计数，每箱为50个产品。
包装箱输送带将空包装箱送到装箱位置，并将满箱移出。
系统中输送带由电动机驱动，使用光电开关对装箱产品进行计数，通过行程开关检测包装箱是否到达预定位置。
系统设备结构如图3-1所示，图3-2为循环图。
图3-1自动装箱系统设备结构图
图3-2自动装箱系统设备循环图
第二节设备工作过程分析
自动装箱系统的工作过程如图3-3所示，启动输送带1后，产品被送往装箱位置，并在经过光电开关计数时进行计数，计数后的产品掉入包装箱。
当计数到达给定数值后，输送带1停止运转，输送带2启动运转，将装满产品的包装箱，移出装箱位置，而将空包装箱移入装箱位置，当包装箱到达预定位置，输送带2停止运转，由此结束一次装箱工作循环过程。
图3-3物品输送系统工作过程
第三章控制方案设计
第一节任务分析
自动装箱系统的控制要求，是通过满足自动装箱系统工作要求行成的，控制系统的功能必须满足自动装箱系统所有的工作要求。
自动装箱系统的工作要求包含三个方面，工作方式要求，工作过程要求，安全稳定工作要求。
1.自动装箱系统工作方式要求
为保证物品输送系统能够处于正常工作，要求其具备二种工作方式：
1）整机全自动循环工作；
2）输送带能够点动向前调整。
第二节设计主电路
生产线自动装箱的电气控制系统主要有两部分组成，即电动机驱动系统（主电路）和由PLC设备构成的控制部分，驱动系统通过交流接触器主触点控制电动机电路的断开与接通，采用熔断器和热继电器进行短路和过载保护，同时采用控制变压器和整流器，系统电路图如图3-4所示，电器元件明细表如表1所示：
图3-4系统电路图
表1电器元件明细表
符号
名称及用途
符号
名称及用途
M1
输送带1的电动机
HL1
输送带1工作指示灯
M2
输送带2的电动机
HL2
输送带2工作指示灯
KM1
输送带1电动机启动接触器
FR1
电动机1过载保护
KM2
输送带2电动机启动接触器
FR2
电动机2过载保护
SQ1
输送带1光电开光
FU1
短路保护熔断器
SQ2
输送带2空箱起点行程开关
FU2
SQ3
输送带2空箱到达终点行程开关
FU3
SQ4
越位保护
FU4
SQ5
越位保护
SA1
输送带1选择开关
SA2
输送带2选择开关
VC
整流器
SB1
总停开关
SB2
输送带2启停开关
SB3
输送带2点动开关
SB4
输送带1点动开关
QF
PLC电源开关
QS
电源隔离开关
TC
控制变压器
第三节PLC选型设计
由于PLC控制部分有16个输入通道，13个输出通道，故选择三菱FX2n系列的型号产品。
按照下列型号选择FX2N-48MR-D型。
[FX2N系列PLC主机]
FX2N-128MR-001输入点：
64，64继电器输出
FX2N-80MR-001输入点：
40，40继电器输出
FX2N-64MR-001输入点：
32，32继电器输出
FX2N-48MR-001输入点：
24，24继电器输出
FX2N-32MR-001输入点：
16，16继电器输出
FX2N-16MR-001输入点：
8，8继电器输出
FX2N-80MR-D输入点：
40，40继电器输出（直流供电）
FX2N-64MR-D输入点：
32，32继电器输出（直流供电）
FX2N-48MR-D输入点：
24，24继电器输出（直流供电）
FX2N-32MR-D输入点：
16，16继电器输出（直流供电）
第四节I/O分配表
表2电器元件信号与PLC连接的通道分配表
输入
输出
元件
通道地址
说明
元件
通道地址
说明
SB1
X000
总停按钮
KM1
Y001
传送带1启动接触器
SB2
X001
输送带2启停按钮
KM2
Y002
传送带2启动接触器
SB3
X002
输送带2点动按钮
HL1
Y003
传送带1运动指示灯
SB4
X003
输送带1点动按钮
HL2
Y004
传送带2运动指示灯
SA1
X004
输送带1选择开关
SA2
X005
输送带2选择开关
SQ1
X006
光电开关，记球数
SQ2
X007
空箱起始地点
SQ3
X010
空箱到达地点
第五节I/O端子接线图
根据生产线自动装箱系统电路图绘制出生产线自动装箱系统的I/O端子接线图，如图3-5所示：
图3-5I/O端子图
第四章控制流程分析
第一节功能图
三菱系列PLC用于步进控制法，其控制流程设计采用与流程图功能一致的状态转移图（功能图）描述。
首先输送带2上有包装箱空箱，然后输送带2运动到达指定位置后，输送带1运动，光电开关开始对产品计数，计满50个以后，传送带1停止2运动，完成一次循环。
各步使用状态器S0、S20~S25，S30~S31，设计完成的设备自动工作流程图如图3-6所示：
图3-6自动装箱系统功能图
第二节梯形图
根据前一节的自动装箱系统功能图，在三菱编程软件fxgpwin上绘制梯形图，如图3-7所示：
图3-7自动装箱系统的梯形图
第三节指令表
在三菱编程软件fxgpwin上把梯形图自动转化为指令表如图3-8所示：
图3-8指令表
第五章课程设计总结
为期一周的课程设计将要结束了。
在这一周的学习中，我学到了很多，也找到了自己身上的不足，感受良多，获益匪浅。
这一周中，我们小组分工合作、齐心协力，一起完成了课程设计前的准备工作（阅读课程设计相关文档）、小组讨论分工、完成系统开发的各个文档、课程设计总结报告、小组汇报电子稿，个人小结的任务。
在课程设计的第一天我们便对这次任务进行了规划和分工。
在以后的几天中，我们组的成员一起努力，查阅资料、小组讨论、对资料进行分析，并在这段时间里完成了设计，并最后撰写课程设计报告及个人总结。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程．＂千里之行始于足下＂，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础．
说实话，课程设计真的有点累．然而，当我一着手清理自己的设计成果，漫漫回味这３周的心路历程，一种少有的成功喜悦即刻使倦意顿消．虽然这是我刚学会走完的第一步，也是人生的一点小小的胜利，然而它令我感到自己成熟的许多，另我有了一中＂春眠不知晓＂的感悟。
通过课程设计，使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。
一定要养成一种高度负责，认真对待的良好习惯．这次课程设计使我在工作作风上得到了一次难得的磨练．短短一周的课程设计，使我发现了自己所掌握的知识是真正如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足
第六章主要参考文献
1.海心、赵华主编.机电传动控制.高等教育出版社出版.2008年
2.周军、海心.电器控制及PLC.北京：
机械工业出版社,2001,6
3.海心、马银忠刘树青主编.西门子PLC开发入门与典型实例.人民邮电出版社.2009年1月
4.宋伯生.PLC编程实用指南.北京：
机械工业出版社，2007，2
5.陈志新，宗学军.电器与PLC控制技术.北京：
北京大学出版社，中国林业出版社2006，8
6.付家才，PLC实验与实践.北京：
高等教育出版社,2006,5
7.胡健.西门子S7-300PLC应用教程.北京：
机械工业出版社.2007，3
8.汪小澄、袁立宏，张世荣.可编程序控制器运动控制技术.北京：
机械工业出版社，2006，1
9.洪志育.例说PLC.北京：
人民邮电出版社,2006,6
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