自動貼標機PLC控制系統(tǒng)硬件設計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u20826自動貼標機PLC控制系統(tǒng)硬件設計案例 197171.1貼標機硬件總體設計 195861.2控制系統(tǒng)硬件選型 1163821.2.1PLC控制器選型 1129321.2.2傳感器裝置選擇 2114881.2.3執(zhí)行結構 3160501.3I/O地址分配 4252101.4電路設計 460421.1.1電氣原理圖 4210581.1.2PLC控制電路 61.1貼標機硬件總體設計此次貼標設計主要使用了一臺全自動立式貼標機。此貼標器用的是一種特別廣泛適合于醫(yī)療制藥、食物、日化等工業(yè)領域的專用貼標,可以再細分為全周期的貼標及一個半周期的兩種貼標方式。可以直接選擇自動理瓶轉盤輸送機,并且可直接與工廠前端理瓶生產(chǎn)線直接相連,自動轉盤輸送各種瓶裝材料到貼標機,增加了生產(chǎn)效率，減少了每個瓶子的大量包裝工作時間,提高了企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益。根據(jù)設計要求所選的全自動貼標機是通過自動檢測酒瓶，自動傳輸酒瓶到達指定位置，然后自動進行貼標動作的成熟型機械設備。自動檢測物體和標簽部分采用了測標電眼、編碼器、電容式傳感器等電氣元件，測物電眼用于檢測酒瓶位置，測標電眼檢測標簽是否正確擺放，最后將檢測信號及時傳輸?shù)絇LC主控制器中進行處理，PLC處理完成后，又通過控制編碼器將這些被處理過的信號傳輸?shù)礁鱾€電機中，由電機帶動貼標動作的完成。1.2控制系統(tǒng)硬件選型1.2.1PLC控制器選型按照自行設計的控制器選擇，采用S7-300來作為主控制器，讓整個貼標系統(tǒng)可以具備快速反應機制，從而更好的完成控制要求。在本此設計中，采用的控制器為西門子S7-300系列的PLC（如圖1.2.1所示），其結構輕巧，運行程序可靠、迅速，其主要特點之一是采用模塊化的軟件結構、易于快速實現(xiàn)各種類型分布式系統(tǒng)配置以及功能特點,更有著性價比高、電磁傳動兼容性強、抵抗機械震動和電磁沖擊等諸多優(yōu)點,使其在廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)化和自動化過程控制系統(tǒng)技術應用領域中,成為了一種既便宜又安全切合實際的最佳解決PLC。s7-300PLC的程序采取了一個循環(huán)模式來同時執(zhí)行多個用戶設計的語言程序。OB1是一個專門拿來用于阻止進行程序循環(huán)中斷處理的程序邏輯塊(程序即循環(huán)主程序),它們也是因為可以通過阻止調(diào)用特定的程序邏輯塊,而被人們稱為程序中斷處理程序(process,即中斷組織塊)。在對一個循環(huán)應用程序對象進行數(shù)據(jù)處理的整個過程中,CPU并不直接訪問位于I/O模塊過程中的一個輸入輸出地址存儲區(qū)而是直接訪問CPU內(nèi)部存儲區(qū)。S7－300PLC的內(nèi)存容量為192K，擁有輸入通道28個和輸出通18個，通過分布式的主機架和3個擴展機架，最多可以配置32個信號模塊、功能模塊和通信處理器圖1.2.1S7-300PLC1.2.2傳感器裝置選擇面對設計要求和實驗室貼標工段的經(jīng)費需求，對于測物電眼、測標電眼、各傳感器和編碼器選擇如下：（1）測標電眼測標電眼安裝在送標器上，主要用于識別不干膠標簽卷上的標簽，使得送標器每次送出的標簽能滿足程序設定的預出標長要求。本次設計中采用的是紅外線光電傳感器。由于采用的標簽底紙對于貼標使用的標簽有很大影響，必須保證底紙的不透光性，以保證紅外線可以正常的反射回測標電眼中，讓PLC可以得到正確的信號指引。當所用標簽與底紙之間的縫隙反射紅外線反射回測標電眼時，反射量大于開始設定貼標正確的設定值，將這個正確的信號返回到PLC中進行處理。（2）照瓶電眼照瓶（測物）電眼是整個貼標工段的最初始門檻，它是否設置正確和檢測酒瓶位置正確關系到整個貼標過程的順利進行。它所處的位置以及設定的檢測設定值必須適中，讓酒瓶到正確位置后可以傳送正確信號到PLC，防止貼標出現(xiàn)偏差。故照瓶電眼安裝在距離貼標處10到20厘米的位置，根據(jù)瓶子大小來具體設定，用于識別是否有瓶子從傳送帶上傳出，從而根據(jù)反饋發(fā)出信號到控制系統(tǒng)。本次設計采用漫反射紅外線光電感應傳感器，主要用于檢測是否有物體經(jīng)過。電眼發(fā)出紅外線照射到物體，物體會反射一定量的紅外線回到電眼，當物體反射的紅外線量達到設定值時，電眼信號變化，發(fā)出信號到控制系統(tǒng)。（3）電容式傳感器電容式傳感器主要用于檢測瓶子是否完成貼標，電容式傳感器由于其結構簡單且動態(tài)響應良好以及靈敏度高，可以檢測到物體細微的變化。（4）編碼器編碼器用于檢測出標速度、傳送帶速度、標盤速度。1.2.3執(zhí)行結構執(zhí)行機構包括各個電機和驅動器一起協(xié)調(diào)執(zhí)行，也是整個貼標過程中最為重要的一環(huán)，它通過PLC反饋而來的正確信號帶動電機的運行從而完成最后貼標動作的執(zhí)行。（1）伺服驅動器和伺服電機伺服電機就是對貼標盤提供動力支持，需配合相應的驅動器共同使用，選用的伺服驅動器為MBDHT2510E,同時選用的伺服電機也是與之相配套的。（2）三相異步電機和變頻器三相異步電機作為傳送帶電機和分瓶電機對傳送帶的速度和分瓶處理進行控制，而三相異步電機的速度通過變頻器進行控制。變頻器通過對PLC處理過的信號進行分析，從而分瓶電機對上一個工段輸送過來的酒瓶進行分瓶操作，再控制傳送帶電機讓酒瓶以一個恒定的速度通過整個貼標工段，完成貼標動作。（3）觸摸屏采用觸摸屏的方式對整個貼標機系統(tǒng)進行方便控制，可以從觸摸屏上選擇開始和停止整個系統(tǒng)的運行。1.3I/O地址分配對全自動立式貼標機控制系統(tǒng)輸入輸出信號統(tǒng)計分析，對I/O點完成合理分配，確定各I/O點的詳細內(nèi)容及意義。輸入、輸出信號地址分配表分別見表1.3。1.4電路設計1.1.1電氣原理圖通過對整個實驗室貼標工段的分析，畫出電氣原理圖，由電源對所有工段電器進行供電，包括PLC、三相異步電機及伺服電機等元件。其中，PLC是24V供電。電氣原理圖如圖1.1.1所示表1.3I/O分配表S7-300I0.0伺服原點Q0.0貼標輪伺服脈沖I0.1照瓶傳感器Q0.1I0.2標簽傳感器Q0.2I0.3到位傳感器Q0.3I0.4伺服報警Q0.4伺服上電使能I0.5分瓶