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1、電氣控制系統(tǒng) 1. 系統(tǒng)概述 電氣控制系統(tǒng)控制并協(xié)調(diào)碼垛系統(tǒng)各單元的動作，使碼垛機(jī)按照工藝流程來完成整個生產(chǎn)過程。工藝過程如下：包裝好的料袋經(jīng)過斜坡輸送機(jī)進(jìn)入壓平機(jī)和加速輸送機(jī)，對料袋進(jìn)行整平、加速，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)位（需要時）和編組操作，將豎袋2袋編為1組，橫袋3袋編為1組；編好組的料袋由推袋機(jī)推到分層機(jī)上，一層5個料袋在分層機(jī)上再次整形后，打開分層機(jī)放到升降機(jī)上的托盤上，升降機(jī)下降一層料袋的高度，即碼好一層；這樣碼完8層（或10層）即為一垛，碼好后升降機(jī)下降到最低位，再由垛盤輸送機(jī)將垛盤輸送到無動力垛盤輸送機(jī)上，最后由叉車運走。 托盤的供給：叉車將空托盤（最多10個）放入托盤倉中，托盤倉能

2、自動地將托盤放到托盤輸送機(jī)上，再由托盤輸送機(jī)送到升降機(jī)上。 碼垛機(jī)電氣控制系統(tǒng)原理框圖如圖1-1所示，包括中央處理單元PLC－CPU及其I/0擴(kuò)展單元、檢測單元（光電開關(guān)、接近開關(guān)）、操作與顯示單元（觸摸屏、按鈕開關(guān)和指示燈）、控制元件（交流接觸器、變頻器和電磁閥）以及執(zhí)行部件（電機(jī)和氣缸）等幾個部分組成。操作與顯示單元作為設(shè)備操作的操作界面，接受來自操作人員的操作指令并指示設(shè)備的運行狀態(tài)；檢測元件檢測料袋、托盤、垛盤的位置狀態(tài)以及各單元的運行狀態(tài)，PLC自動循環(huán)掃描各輸入輸出點的當(dāng)前狀態(tài)，并根據(jù)程序所確定的邏輯關(guān)系更新輸出點的狀態(tài)，通過通斷交流接觸器和換向電磁閥來控制電機(jī)的啟停和氣缸的動作

3、，從而完成碼垛全過程的控制。 輸出通道 輸入通道 中央處理單元 PLC（可編程序控制器） 執(zhí)行部件 檢測元件 操作與顯示單元 控制元件 電源 圖1-1 電控系統(tǒng)原理框圖 2. 系統(tǒng)的主要特點及技術(shù)說明 2.1 電源部分 現(xiàn)場的主電源380VAC進(jìn)入控制柜后，首先經(jīng)過旋鈕開關(guān)和總斷路器。在不打開控制柜的情況下，可方便地通過控制柜門上的旋轉(zhuǎn)手柄完成接通和斷開主電源的操作。 碼垛機(jī)的每一個電機(jī)均有一個單獨的斷路器對其進(jìn)行保護(hù)。因此保證了每個電機(jī)得到最佳的保護(hù)，并且便于在發(fā)生故障的

4、情況下查找故障點。本系統(tǒng)所采用的保護(hù)斷路器集成了多種保護(hù)功能，即短路、過載及斷相保護(hù)，因而省去了傳統(tǒng)的熱繼電器。根據(jù)工藝的要求，推袋機(jī)、分層機(jī)及升降機(jī)在動作過程中需要進(jìn)行調(diào)速，故采用變頻調(diào)速器驅(qū)動相應(yīng)的電機(jī)。對應(yīng)每一個變頻器也有一個單獨的保護(hù)斷路器，在變頻器發(fā)生過載和短路時切斷其源端電流。變頻器本身在電機(jī)發(fā)生過載等故障時，也可以進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)并停止其輸出。為了滿足系統(tǒng)的要求，轉(zhuǎn)位機(jī)的轉(zhuǎn)位部分在動作過程中需要進(jìn)行位置控制，所以采用伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)帶動轉(zhuǎn)位夾板進(jìn)行轉(zhuǎn)位。 為交流接觸器供電的220V電源由一個小型斷路器作保護(hù)。由于控制部分的電路對電源要求較高，故由一個隔離變壓器為PLC、直流穩(wěn)

5、壓電源等提供交流220V電源，其源端和副端均有小型斷路器保護(hù)。碼垛機(jī)上所有控制元件及主令電器的工作電源均為直流24V，因而提高了設(shè)備運行及人員操作的安全性。直流穩(wěn)壓電源的交流端和直流端分別有相應(yīng)的保護(hù)。鑰匙開關(guān)、急停按鈕、控制繼電器及強制停狀態(tài)指示燈構(gòu)成了急?；芈?，用來切斷PLC輸出通道的控制電源，包括交流接觸器控制線圈的電源和電磁閥的控制電源。動力回路及控制器電源詳見電氣原理圖。 2.2可編程序控制器（PLC） 選用德國西門子公司S7-300系列PLC。該產(chǎn)品的CPU具有極快的I/O處理速度，能夠滿足現(xiàn)代生產(chǎn)線對速度的越來越高要求。由于內(nèi)置一個MPI端口，通過適配器可以和可編程終端或觸摸

6、屏相連。該PLC提供了豐富的指令系統(tǒng)，使用起來非常方便，并且比傳統(tǒng)PLC的功能更強大。由于是模塊化的PLC、擴(kuò)展起來非常方便。 本碼垛系統(tǒng)采用16點/公共端的24V直流輸入模塊，16點/公共端的繼電器輸出模塊。輸入所占通道地址從左到右為I0.0-I1.7，I4.0-5.7，I8.0-I9.7,I12.0-I13.7；輸出所占通道地址從左到右為Q16.0-Q17.7,Q20.0-Q21.7,Q24.0-Q25.7,Q28.0-Q29.7，輸入、輸出位號定義詳見電氣原理圖。 2.3變頻調(diào)速器 本碼垛機(jī)生產(chǎn)線控制系統(tǒng)選用三個日本富士公司的變頻調(diào)速器，分別用于推袋機(jī)、分層機(jī)和升降機(jī)。變頻器的工作

7、方式、工作頻率（多級）、加速時間等參數(shù)可通過鍵盤面板設(shè)置?？刂贫俗覨WD和REV分別控制電機(jī)的正向運轉(zhuǎn)和反向運轉(zhuǎn)，當(dāng)均為OFF時，變頻器停止輸出；X5（X9）為自由旋轉(zhuǎn)端子；X1、X2、為多級速度控制端。 由于推袋機(jī)、分層機(jī)和升降機(jī)在碼垛過程中需要正、反向運行，且為了使垛形整齊和提高碼垛速度需要兩級調(diào)速，故使用了變頻器。通過FWD和REV端子控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)；通過X1和X2端進(jìn)行速度控制：當(dāng)X1=ON，X2=OFF時變頻器以頻率1輸出；點X1=OFF，X2=ON時變頻器以頻率2輸出；當(dāng)X1=ON，X2=ON時變頻器以頻率3輸出。對本碼垛機(jī)，應(yīng)將頻率1設(shè)定為自動運行的高速頻率，頻率3設(shè)定為自動

8、運行的低速頻率，頻率2設(shè)定為手動運行頻率，這些數(shù)值的設(shè)定和修改須首先通過“PRG”鍵進(jìn)入編程狀態(tài)。 變頻調(diào)速器的詳細(xì)操作參見其說明書。 2.4伺服驅(qū)動器 本系統(tǒng)采用德國STOBER公司的MDS5000系列伺服驅(qū)動器SEA5000，用于轉(zhuǎn)位伺服電機(jī)的驅(qū)動。伺服驅(qū)動器的I/O信號通過X101與PLC相連。系統(tǒng)中使用的伺服驅(qū)動器的輸出信號有三個，分別是：1、BA1-伺服驅(qū)動器準(zhǔn)備好信號（初始化結(jié)束，允許進(jìn)行位操作）；2、BA2—伺服完成信號（伺服電機(jī)每一個位移結(jié)束時此信號輸出為ON）；3、RELAY1—伺服報警信號。PLC向伺服驅(qū)動器發(fā)出的信號共有五個，分別是；1、BE1—位移控制編碼輸入端1

9、；2、BE2—位移控制編碼輸入端2；3、BE3—參考點信號（REF）輸入端；4、BE4—位移運行控制信號（POSTION-START）；5、ENABLE—數(shù)字量信號輸入端（BE1~BE4）使能端（X1）。 伺服驅(qū)動器的控制模式、位置回路增益、位置控制的方向、長度、速度以及電子齒輪等參數(shù)分別在計算機(jī)軟件中設(shè)定。 伺服驅(qū)動器的詳細(xì)情況請參考說明書。 2.5 其他 為確保電控系統(tǒng)的可靠性和工作壽命，幾乎所有的電器元件和電控柜外的操作箱（包括接線端子、按鈕開關(guān)和指示燈）、接線箱（包括接線端子）、按鈕盒、傳感器（開關(guān)）、電磁閥等，電控柜內(nèi)的斷路器、交流接觸器、中間繼電器等均采用具有國際聲譽的德

10、國、法國、等國家著名品牌的產(chǎn)品。 本系統(tǒng)所使用的通用控制元件主要有兩種：交流接觸器和電磁換向閥。其控制線圈與PLC輸出點控制的中間繼電器相連。交流接觸器簡稱接觸器，當(dāng)其控制線圈得電，則接觸器的觸點將接通，為電機(jī)供電。電磁換向閥簡稱電磁閥，用來切換氣缸缸桿的伸出與縮回狀態(tài)，進(jìn)而帶動相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)運作，完成相應(yīng)的操作。請注意，在碼垛機(jī)處于停止時，氣缸缸桿的伸出與縮回狀態(tài)不盡相同，但電閥一般均為失電狀態(tài)。 3. 碼垛機(jī)的工和原理及控制過程 壓平機(jī)又啟動否 為方便敘述，下面將分成四個部分加以說明，控制回路電路圖詳見

11、電氣原理圖。 3.1 斜坡輸送、壓平加速、轉(zhuǎn)位編組部分 開始：啟動運行 Y Y 斜坡輸送機(jī)停止 N 壓平機(jī)停否 N 斜坡輸送機(jī)啟動 N 圖1-2 斜坡輸送機(jī)控制過程框圖 斜坡輸送機(jī)完成料袋的輸送，進(jìn)入到高架碼垛。在碼垛機(jī)運轉(zhuǎn)過程中，只要壓平機(jī)運轉(zhuǎn)，斜坡輸送機(jī)就運轉(zhuǎn)；若壓平機(jī)停止，則斜坡輸送機(jī)也跟著停止，待壓平機(jī)運轉(zhuǎn)后，斜坡輸送機(jī)也重新開始運轉(zhuǎn)。斜坡輸送機(jī)控制過程框圖如圖1-2所示。 在斜坡輸送機(jī)上有一個“急?！卑粹o，在碼垛機(jī)運行時，按下此按鈕，則整個碼垛機(jī)停止運行。 壓平部分包括上、下壓平輸送機(jī)和加速輸送機(jī)二個單元，在碼垛過程中完成壓袋、加速功能。在壓平輸送機(jī)和加

12、速輸送機(jī)的出口各有一個光電開關(guān)，用來實現(xiàn)連鎖控制，即當(dāng)轉(zhuǎn)位機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)位過程中時，如果料袋已到達(dá)加速輸送機(jī)出口，則加速輸送機(jī)停止運行；若此時下一個料袋到達(dá)壓平輸送機(jī)出口，則壓平輸送機(jī)也停止運行。延時5秒后，若壓平輸送機(jī)仍未運行，則斜坡輸送機(jī)也停止運行。只有當(dāng)加速輸送機(jī)運行后，壓平輸送機(jī)和斜坡輸送機(jī)才隨之啟動運行。壓平輸送機(jī)控制過程框圖如圖1-3所示，加速輸送機(jī)控制過程框圖如圖1-4所示。 轉(zhuǎn)位編組部分包括轉(zhuǎn)位機(jī)和編組機(jī)兩個單元 。轉(zhuǎn)位機(jī)包括輸送機(jī)和上轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)兩部分， 開始：啟動運行 壓平輸送機(jī)運轉(zhuǎn) 開始：啟動運行 Y 堵袋否 加速輸送機(jī)運轉(zhuǎn) N

13、 N 加速輸送有袋否 N 壓平輸送機(jī)有袋 Y Y N 加速輸送機(jī)有袋且停 Y 轉(zhuǎn)位機(jī)運行嗎 Y 壓平輸送機(jī)停止 N 加速輸送機(jī)停 圖1-3 壓平輸送機(jī)控制過程框圖 圖1-4 加速輸送機(jī)控制過程框圖 可對料袋進(jìn)行90和180的轉(zhuǎn)位。在進(jìn)行90和180的轉(zhuǎn)位時，夾袋氣缸將閉合，夾住料袋，同時，輸送機(jī)停止；在轉(zhuǎn)位機(jī)中間有一個光電開關(guān)，當(dāng)需要轉(zhuǎn)位的料袋中間對準(zhǔn)該光電時，夾袋氣缸閉合，夾住料袋，PLC控制轉(zhuǎn)位伺服電機(jī)，并帶動夾袋氣缸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)90和180，其目的是為了滿足2/3和3/2編組的要求，并使袋口

14、全部朝向垛里。當(dāng)轉(zhuǎn)位電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)到位時，伺服電機(jī)驅(qū)動器給PLC一個定位信號，夾袋氣缸打開，輸送機(jī)轉(zhuǎn)動，輸送給過渡輸送機(jī)。此外，當(dāng)編組機(jī)編組滿(2或3袋)時，若下一個料袋到達(dá)過渡輸送機(jī)，則料袋頭部將在編組傳送1光電開關(guān)處停止。只有當(dāng)推袋機(jī)將編組機(jī)上的一組料袋(2或3袋)推出編組機(jī)時，過渡輸送機(jī)才重新開始運行。轉(zhuǎn)位輸送機(jī)的控制過程框圖如圖1-5所示。 開始：啟動運行 轉(zhuǎn)位輸送機(jī)運轉(zhuǎn) N 料袋到轉(zhuǎn)位否 Y N 需轉(zhuǎn)位或袋編組滿嗎 Y 輸送機(jī)停止 N N 需正轉(zhuǎn)嗎 Y N 編組機(jī)無袋嗎

15、 Y 夾袋氣缸打開 圖1-5 轉(zhuǎn)位輸送機(jī)控制過程框圖 N 需到位否 Y 夾袋氣缸關(guān)閉 需轉(zhuǎn)90嗎 伺服正轉(zhuǎn)180 伺服反轉(zhuǎn)90 伺服正轉(zhuǎn)90 圖1-6 編組方式 編組機(jī)用于實現(xiàn)料袋的編組，編組方式如圖1-6所示，豎袋時二袋為一組；橫袋時三袋為一組。編組機(jī)上有三個光電開關(guān)：在編組機(jī)的入口有兩個，用于控制編組機(jī)的啟停；啟停時間如下：當(dāng)料袋一到編組機(jī)的入口，擋住靠外邊的光電開關(guān)(由OFF變?yōu)镹O)，PLC就啟動編組機(jī)；等編組機(jī)靠外邊的光電開關(guān)（由ON變?yōu)?/p>

16、OFF)后，編組機(jī)就停止；如果是每一組的最后一個料袋，則料袋必須超過向前推袋時的側(cè)擋板，即與此檔板對齊的另外一個光電開關(guān)由ON變?yōu)镺FF后，編組機(jī)才停止。當(dāng)編組完成，編組機(jī)中的料袋已滿(2或3袋)時，編組機(jī)傳送到位檔板后的光電開關(guān)為ON，此時推袋機(jī)可以推袋。編組機(jī)的控制過程框圖如圖1-7所示。 開始：啟動運行 N 料袋到編組機(jī)入口否 Y 編組機(jī)運轉(zhuǎn) N Y 是第2/5/8/10袋嗎 N N 料袋過推袋側(cè)檔板否 料袋全進(jìn)入編組機(jī)否 Y Y 編組機(jī)停止 圖1-7

17、 編組機(jī)控制過程框圖 3.2 推袋、壓袋、側(cè)邊整形部分 推袋機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，并且利用變頻調(diào)速器控制推袋電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和加速度。推袋機(jī)的啟停由PLC通過控制變頻器啟動端(FWD或REV)來控制，推袋機(jī)停止時，推袋變頻器外部制動電阻接通制動。控制推袋機(jī)運行的檢測輸入元件為八個接近開關(guān)，即推板開、推板關(guān)、推袋后位、推袋后位減速、推袋中位、推袋中位減速、推袋前位和推袋前位減速八個接近開關(guān)。 自動時，初始狀態(tài)下，推袋機(jī)處于推袋后位，推袋后位接近開關(guān)為ON，推板為打開狀態(tài)，推板開接近開關(guān)為ON。當(dāng)編組機(jī)中的料袋已滿時，控制推板關(guān)的氣缸電磁閥得電，關(guān)閉推板。推板關(guān)上(推板關(guān)接近開關(guān)為ON)。

18、根據(jù)當(dāng)前的進(jìn)袋數(shù)為半層或一層，推袋機(jī)分別將料袋推到中位或前位。啟動時調(diào)整運行，PLC控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=OFF，選擇速度1。若為半層，當(dāng)推袋機(jī)至推袋中位減速位置時，推袋中位減速接近開關(guān)為ON，此時PLC控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=ON，選擇速度3，使推袋機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至推袋中位時，推袋中位接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的X4(X8)端口為ON，其它控制端均為OFF，推袋機(jī)停止。若滿一層，當(dāng)推袋機(jī)至推袋前位減速位置時，推袋前位減速接近開關(guān)為ON，此時PLC也控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X1=ON，選擇速度3，使推袋機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至推袋前位時，推袋前位接

19、近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的X4(X8)端為ON，其它控制端均為OFF，推袋機(jī)停止。半層或滿一層推袋到位后，推板氣缸電磁閥失電，打開推板(推板開接近開關(guān)為ON)。這時推袋機(jī)高速啟動返回，PLC控制變頻器控制端的狀態(tài)為：FWD=OFF，REV=ON，X4=OFF，X1=ON，X2=OFF，選擇速度1。當(dāng)推袋機(jī)至推袋后位減速位置時，推袋后位減速接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=ON，選擇速度3，使推袋機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至推袋后位時，推袋后位接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的X4端為ON，其它控制端均為OFF，推袋機(jī)停止。此后準(zhǔn)備下一次推袋。 手動時，無論是向前推袋還

20、是返回，PLC控制變頻器X1端為OFF、X2端為ON，即選擇速度2。推袋機(jī)控制過程框圖如圖1-8所示。 壓袋和側(cè)邊整形的目的是使編組后袋與袋之間比較緊湊，垛形外觀整齊。初始狀態(tài)，壓袋缸為提起狀態(tài)，壓袋上位接近開關(guān)為ON，側(cè)邊整形板為縮回狀態(tài)，當(dāng)推袋機(jī)把滿一層的料袋推到分層機(jī)上并打開推板后，控制側(cè)邊整形的氣缸電磁閥得電，側(cè)邊整形板伸出，當(dāng)分層機(jī)打開后，控制壓袋缸的氣缸電磁閥得電，壓袋缸壓下。壓袋缸隨升降機(jī)下降，下降延時，壓袋缸氣缸電磁閥失電，壓袋缸提起，同時側(cè)邊整形氣缸電磁閥失電，側(cè)邊整形板縮回。 開始：啟動運行

21、 N Y 置推袋到中位標(biāo)志 N Y N Y N Y N Y N Y 開推板，推袋機(jī)高速返回 N Y 推袋機(jī)變?yōu)榈退?，繼續(xù)返回 N Y 置推袋到前位標(biāo)志 是第2或第8袋嗎 編組機(jī)滿且停否 N 關(guān)推板、推袋機(jī)高速向前運行 分層機(jī)關(guān)且無袋嗎 到中位減速位否 關(guān)推板、推袋機(jī)高速向前運行 推袋機(jī)變?yōu)榈退?，繼續(xù)前進(jìn) 到前位減速位否 到推袋中位否 推袋機(jī)變?yōu)榈退伲^續(xù)前進(jìn) 清推袋到中位標(biāo)志 到推袋前位否 清推袋到中位標(biāo)

22、志 到后位減速位否 圖1-8 推袋機(jī)控制過程框圖 返回到后位否 推袋機(jī)停止 Y 開始：啟動運行 Y N N N Y Y Y N N N N 分層機(jī)停止 開到減速位否 分層機(jī)高速打開 側(cè)邊整形時間到嗎 關(guān)

23、到位否 分層機(jī)變?yōu)榈退?，繼續(xù)關(guān)閉 關(guān)到減速位否 分層機(jī)高速關(guān)閉 壓袋缸回到上位否 分層機(jī)停止 開到位否 分層機(jī)變?yōu)榈退?，繼續(xù)打開 Y 3.3 分層機(jī)和升降機(jī) 分層機(jī)滿且升降機(jī)在臨界位否 Y 分層機(jī)控制過程框圖如圖1-9所示。分層機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，并且利用變頻調(diào)速器控制分層電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和加速度。分層機(jī)的啟停由PLC通過控制變頻器啟動端(FWD或REV)來控制，停止時變頻器外部制動電阻接通?？刂品謱訖C(jī)運行的檢測輸入元件為四個接近開關(guān)和兩個光電開關(guān)，即分層機(jī)開、分層機(jī)關(guān)、開減速和關(guān)減速接近開關(guān)以及分層機(jī)滿和升降機(jī)臨界光電開關(guān)。 自動時，初始狀態(tài)下，分層機(jī)處于關(guān)閉狀態(tài)，分

24、層機(jī)關(guān)接近開關(guān)為ON。當(dāng)推袋機(jī)將一層5個料袋推至分層機(jī)到位后，分層機(jī)滿光電開關(guān)為ON，PLC控制側(cè)邊整形板伸出整形，側(cè)邊整形保持，PLC檢測到升降機(jī)在臨界位(升降機(jī)臨界光電開關(guān)為ON)后啟動分層機(jī)高速打開，使變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=OFF，選擇速度1，壓袋缸向下壓袋。當(dāng)?shù)椒謱訖C(jī)開減速位置時，開減速接近開關(guān)為ON，此時PLC控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=ON，選擇速度3，使分層機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至分層機(jī)開位置時，分層機(jī)開接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的X4端為ON，其它控制端均為OFF，分層機(jī)停止。此時，升降機(jī)下降，到位后，側(cè)邊整形板和壓袋缸復(fù)位。分層機(jī)啟動高速關(guān)閉，PLC

25、控制變頻器控制端的狀態(tài)為：FWD=OFF，REV=ON，X4=OFF，X1=ON，X2=OFF，選擇速度1。當(dāng)至分層機(jī)關(guān)減速位置時，關(guān)減速接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的速度選擇端X1=ON，X2=ON，選擇速度3，使分層機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至分層機(jī)關(guān)位置時，分層機(jī)關(guān)接近開關(guān)為ON，PLC控制變頻器的X4端為ON，其它控制端均為OFF，分層機(jī)停止。此后準(zhǔn)備碼下一層。 Y 圖1-9 分層機(jī)控制過程框圖 手動時，無論是打開還是關(guān)閉分層機(jī)，PLC均控制變頻器的X1端為OFF、X2端為ON，即速度2。 升降機(jī)由電機(jī)驅(qū)動，并且利用變頻調(diào)速器控制升降電機(jī)的轉(zhuǎn)向、速度和加速度。升降機(jī)的

26、啟停也由PLC通過控制變頻器啟動端(FWD或REV)來控制，同時PLC控制交流接觸器的通斷使升降電機(jī)的制動器得電或斷電；當(dāng)FWD或REV為ON時，接觸器閉合，電機(jī)制動器得電—松開，升降機(jī)啟動；當(dāng)FWD和REV均為OFF時，接觸器斷開，電機(jī)制動器失電 — 緊鎖，升降機(jī)停止。控制升降機(jī)運行的檢測輸入元件為八個接近開關(guān)和二個光電開關(guān)，即分層機(jī)開、分層機(jī)關(guān)、升降機(jī)上限位1、升降機(jī)上限位2、升降機(jī)上升限速、升降機(jī)下限位1和升降機(jī)下限位2、升降機(jī)下降限速接近開關(guān)以及升降機(jī)臨界光電、托盤傳輸?shù)轿还怆婇_關(guān)。 自動時，在碼第一層料袋之前，升降機(jī)升到最高位置，此時上限位1接近開關(guān)和上限位2接近開關(guān)至少有一個為

27、ON，并且升降機(jī)臨界光電開關(guān)為ON。每一次分層機(jī)打開(分層機(jī)開接近開關(guān)為ON)放下一層料袋，升降機(jī)和壓袋缸都開始下降，直到臨界光電為OFF后停止，壓袋缸收起，升降機(jī)上升至臨界光電開關(guān)ON時停止，為在碼下一層料袋做準(zhǔn)備。當(dāng)已碼完八層料袋時，升降機(jī)不再低速上升，而是降到最低位，此時下限位接近開關(guān)1和下限位接近開關(guān)2至少有一個為ON，PLC控制升降機(jī)停止，啟動托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)，開始排垛，將滿垛盤送出碼垛機(jī)，同時將一個新的空托盤送到升降機(jī)上。當(dāng)空托盤傳到位后(此時托盤傳輸?shù)轿唤舆M(jìn)開關(guān)為ON)，PLC啟動升降機(jī)高速上升，使變頻器控制端FWD=ON，REV=OFF，X8=OFF，X1=ON，X2=O

28、FF，選擇速度1。當(dāng)至升降機(jī)上升限速位置時，升降機(jī)上升限速接近開關(guān)為ON，此時PLC控制變頻器速度選擇端X1=ON，X2=ON，選擇速度3，使升降機(jī)變?yōu)榈退龠\行；至升降機(jī)最高位置時，升降機(jī)上限位1接近開關(guān)和上限位2接近開關(guān)至少有一個為ON，并且升降機(jī)臨界光電開關(guān)為ON，升降機(jī)停止，開始下一個碼垛循環(huán)。 手動狀態(tài)下，無論升降機(jī)上升還是下降，PLC均控制變頻器的X1端為OFF、PL端為ON，即選擇速度2。升降機(jī)的控制過程框圖如圖1-10所示。 3.4 托盤倉、托盤輸送及垛盤輸送部分 托盤倉可以自動地將空托盤放到托盤傳送位上。托盤輸送機(jī)將托盤傳送的空托盤送到碼垛位，將碼好垛的實托盤送到垛盤輸送

29、機(jī)上。垛盤輸送機(jī)將實托盤繼續(xù)輸送到位，最后由叉車運走。這部分的檢測輸入元件有四個光電開關(guān)和四個接近開關(guān)，即托盤不足、托盤傳送位、托盤等待位、托盤傳送到位（垛盤輸送1）光電開關(guān)，垛盤輸送2和垛盤輸送3接近開關(guān)以及托盤倉底缸上位和托盤倉底缸中位接近開關(guān)。 開始：啟動運行 N Y 清碼垛八層完標(biāo)志為OFF OFFOFF Y N 升降機(jī)變?yōu)榈退伲^續(xù)上升 N Y N Y 升降機(jī)低速下降 Y N N Y 升降機(jī)停止 N Y 升降下低

30、速上升 N 圖1-10 升降機(jī)控制過程框圖 初始狀態(tài)：升降機(jī)停在下限位，碼垛八層完標(biāo)志為OFF 托盤輸送到位否 升降機(jī)高速上升 N 升到限速位否 垛盤排出否 到上限位否 升降機(jī)停止 Y N 升降機(jī)停止 降到下位否 分層機(jī)開到位否 置碼垛八層完標(biāo)志為NO，升降機(jī)繼續(xù)下降 是否碼垛八層 臨界光電OFF否 分層機(jī)關(guān)到位否 升到臨界位否 Y 開始 當(dāng)托盤倉中的托盤少于2個時(托盤不足光電開關(guān)為OFF)，或三個垛位都已有垛盤時(垛盤輸送2、3、4三個光電開關(guān)均為ON)，聲光報警器HA發(fā)出“滿垛/托盤倉空”報警信號。當(dāng)托盤叉上還有托盤時，可直接

31、將成垛的空托盤放入托盤倉中。否則，放入空托盤前，按上升按鈕，此時PLC控制托盤倉底大氣缸電磁閥得電，倉底大氣缸緩慢提升。若托盤傳送位上無空托盤(托盤傳送位光電開關(guān)為OFF)，則當(dāng)大氣缸升到較上位置(托盤倉底缸位置接近開關(guān)有下降沿信號)時，托盤叉氣缸電磁閥得電，倉體兩側(cè)的可擺動叉子打開；若托盤傳送位上有空托盤(托盤傳送位光電開關(guān)為ON)，則氣缸上升到中間位置(托盤倉底缸位置接近開關(guān)有上升沿信號)時，托盤叉氣缸電磁閥得電，倉體兩側(cè)的可擺動叉子打開。叉車將成垛的空托盤(最多10個)升起到一定的高度后，放入長方形托盤倉中，由大氣缸將托盤支撐住。再按下降按鈕，托盤倉底大氣缸電磁閥失電，大氣缸緩慢下降。當(dāng)

32、大氣缸下降到中間位置時(托盤倉底缸位置接近開關(guān)有下降沿信號)，托盤叉氣缸電磁閥失電，托盤叉在氣缸的作用下合上，插入倒數(shù)第二個托盤的托盤孔中，從而將其上的托盤支撐住。此時氣缸繼續(xù)下降到原始位置，并把最下面的托盤放置在托盤輸送機(jī)上(托盤傳送位)。自動時，當(dāng)托盤傳送位的空托盤被送出托盤倉(托盤傳送位光電開關(guān)由ON變?yōu)镺FF)后，PLC延時幾秒就控制托盤倉底大氣缸和托盤叉氣缸按上述過程動作，從而自動地將一個空托盤放到托盤輸送機(jī)上。托盤倉的控制過程框圖如圖1-11所示，其中圖(A)為自動控制過程，圖(B)為通過上升和下降按鈕向托盤輸送機(jī)放托盤的控制過程。 開始：啟動運行 N 按上升按鈕否

33、 Y 托盤傳送位無盤且托盤輸送朵停否 N Y N 托盤倉底缸上升 托盤傳送位有盤否 Y N (B) 圖1-11 托盤倉控制過程框圖 Y Y N N Y Y N (A) 合托盤叉，底缸繼續(xù)下降到最低位后停止 降到中位否 托盤倉底缸下降 按下降鈕否 開托盤叉，底缸繼續(xù)上升到最高位后停止 升到上位否 升到中位否 Y Y Y N N 合托盤叉，底缸繼續(xù)下降到最低位后停止 降到中位否 開托盤叉，底缸下降 升到上位否 托盤倉底缸上升 倉中還有托盤嗎

34、 當(dāng)碼好一垛且垛盤已降到最低位置時，托盤定位擋鐵氣缸電磁閥得電，托盤定位擋鐵下降，啟動托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)，開始排垛。當(dāng)滿垛盤被送出碼垛位之后(托盤傳輸?shù)轿还怆婇_關(guān)變?yōu)镺FF)，托盤定位擋鐵氣缸電磁閥失電，擋鐵升起 — 將后邊送來的空托盤擋住。當(dāng)空托盤傳輸?shù)轿?托盤傳送到位光電開關(guān)變?yōu)镺N)后，托盤輸送機(jī)停止；當(dāng)滿垛盤被送出碼垛機(jī)，并且，當(dāng)垛盤輸送機(jī)2和3均有垛盤時(垛盤輸送2和3光電開關(guān)均為ON)，新的滿垛盤被送到垛盤輸送機(jī)1上(垛盤輸送1光電開關(guān)

35、變?yōu)镺N)，垛盤輸送機(jī)就停止；如果垛盤輸送機(jī)2和3上不是全有垛盤，則新的滿垛盤被送出垛盤輸送機(jī)1后(垛盤輸送1光電開關(guān)由ON變?yōu)镺FF)，垛盤輸送機(jī)才停止。 當(dāng)一垛碼完后，PLC判斷垛盤輸送機(jī)和叉裝架上是否有空垛位，若無，則在碼垛位上等待，“滿垛/托盤倉空”報警器HA報警，直到垛盤輸送機(jī)上有空位，PLC啟動托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)將垛盤排出。 在托盤倉與升降機(jī)之間有一個托盤等待位，在升降機(jī)升起碼垛過程中，如果托盤等待位沒有空托盤(托盤等待位光電開關(guān)為OFF)，則托盤輸送機(jī)會自動地將托盤傳送位的空托盤輸送到托盤等待位。托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)的控制過程框圖如圖1-12所示。 上述碼垛機(jī)的控制過

36、程全部是由PLC按照梯形圖程序自動完成的，梯形圖程序清單參見電子版。 開始：啟動運行 Y 升降機(jī)在下限位否 Y N 碼垛八層完標(biāo)志為ON嗎 N 托盤傳送位有盤且等待位無盤碼 N N 有空垛位否 Y Y 升降機(jī)上有盤否 Y 托盤定位檔鐵降下，托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)運轉(zhuǎn) N 托盤輸送機(jī)運轉(zhuǎn) N N N 托盤傳送位有盤且等待位無盤碼 垛盤排出否 托盤到等待位否 Y Y Y 托盤定位接鐵升起 清碼垛八層完標(biāo)志為OFF 托盤輸

37、送機(jī)停止 托盤輸送機(jī)停止 托盤輸送機(jī)運轉(zhuǎn) N 托盤傳送到位否 Y N 垛盤輸送機(jī)2和3均有實垛盤嗎 托盤輸送機(jī)停止 Y 托盤輸送機(jī)繼續(xù)運轉(zhuǎn) 垛盤在輸送機(jī)1上到位否 N N 垛盤排過輸送機(jī)1否 Y Y 托盤輸送機(jī)停止 托盤輸送機(jī)停止 圖1-12 托盤輸送機(jī)和垛盤輸送機(jī)控制過程框圖

38、 4. 碼垛機(jī)的操作 4.1 安全注意事項 a． 未接受崗前培訓(xùn)，不熟悉該設(shè)備性能及安全注意事項人員不得操作使用本高架碼垛機(jī)系統(tǒng)。 b． 操作人員必須嚴(yán)格遵守本操作手冊中所規(guī)定的各項操作程序及步驟。 c． 在斷開電源和關(guān)閉氣源之前不得進(jìn)行設(shè)備潤滑、機(jī)械高速或零部件的更換工作。 d． 設(shè)備的所有安全防護(hù)設(shè)施尚未就位前，不得操作運行該設(shè)備。 e． 碼垛機(jī)正在運行時，禁止進(jìn)入或跨越設(shè)備運行禁入?yún)^(qū)域，如升降機(jī)的大框架下、推袋機(jī)和分層機(jī)的大框架內(nèi)等。 f．

39、設(shè)備通電后，禁止任何物體進(jìn)入光電開關(guān)的工作范圍內(nèi)，禁止任何金屬物體靠近接近開關(guān)。 g． 禁止無關(guān)人員隨意修改控制柜內(nèi)接線、PLC程序、變頻器的設(shè)定參數(shù)。 4.2 設(shè)備運行的工作條件及環(huán)境 a． 設(shè)備運行環(huán)境溫度：0~40℃ b． 設(shè)備運行環(huán)境溫度：在40℃時不超過50%，在較低溫度不允許有較大的濕度。 c． 設(shè)備運行現(xiàn)場照度：≥100Lux d． 設(shè)備運行現(xiàn)場保護(hù)接地電阻：≤10Ω e． 設(shè)備運行現(xiàn)場信號接地電阻：≤4Ω 4.3 碼垛機(jī)操作盤 碼垛機(jī)操作如下圖所示，包括觸摸屏終端、狀態(tài)指示燈以及操作控制開關(guān)等幾個部分。下面分別予以說明。

40、 A．初始化界面 完成系統(tǒng)自動運行之前，所須設(shè)定的重要運行參數(shù)。 B．自動運行界面 系統(tǒng)進(jìn)行自動操作時所須進(jìn)入的畫面。 C．手動操作界面 系統(tǒng)進(jìn)行手動操作時所須進(jìn)入的畫面。 D．輸入/輸出監(jiān)控界面 動態(tài)監(jiān)控PLC輸入/輸出點 E．當(dāng)前故障查詢界面 顯示當(dāng)前報警信息，系統(tǒng)發(fā)生故障觸摸屏自動進(jìn)入此畫面，揭示故障信息和故障的發(fā)生的時間。 F．故障歷史

41、查詢 記錄最近所發(fā)生的50次報警信息。 G．操作開關(guān)部分 a.鑰匙開關(guān) 鑰匙開關(guān)為控制系統(tǒng)的電源開關(guān)，該開關(guān)必須閉合控制系統(tǒng)才能投入運行，運行結(jié)束停機(jī)時應(yīng)取下鑰匙，由操作人員保管； b.急停開關(guān) 急停開關(guān)有三個，分別在斜坡輸送、升降機(jī)出口處和操作臺上，這三個急停開關(guān)與鑰匙開關(guān)串聯(lián)，它們在意外緊急情況下使用，即只有在有可能造成人員傷亡、設(shè)備損壞等災(zāi)難性后果的情況下才可使用。按下急停開關(guān)則控制系統(tǒng)斷電。意外緊急情況處理完畢后，必須順時針旋轉(zhuǎn)急停開關(guān)，使其放開 — 恢復(fù)原狀，碼垛機(jī)才能重新啟動運行。 c.啟動按鈕 在自動方式下，且設(shè)備的初始

42、狀態(tài)正常，該按鈕開關(guān)可啟動整個碼垛機(jī)工作。 d.停止按鈕 碼垛機(jī)自動運行時，按該按鈕開關(guān)可停止其運行。 e.復(fù)位按鈕 在停止?fàn)顟B(tài)或手動狀態(tài)下按復(fù)位按鈕，PLC將根據(jù)袋號設(shè)備數(shù)值修改內(nèi)部編組計數(shù)器和轉(zhuǎn)位計數(shù)器的當(dāng)前值，同時將變頻器和伺服驅(qū)動器的故障復(fù)位。 f.伺服電源斷開/接通選擇開關(guān) 該開關(guān)用于控制轉(zhuǎn)位伺服驅(qū)動器主回路接觸器的通/斷，并在接通伺服驅(qū)動器主回路電源后延時發(fā)出SERVE-ON啟動信號，使伺服驅(qū)動器做好回轉(zhuǎn)準(zhǔn)備。 4.4 設(shè)備的操作 4.4.1 碼垛機(jī)運行前檢查項目 a. 儀表風(fēng)的壓力是否正常、油霧器中的潤滑油是否足夠； b.氣動裝置是否漏氣； c.各部分潤滑情

43、況； d.設(shè)備運行的禁入?yún)^(qū)是否有人或雜物； e.控制開關(guān)是否靈活好用； f.光電開關(guān)是否清潔； g.接近開關(guān)是否松動； h.的各項盤倉中是否有空托盤。 4.4.2 碼垛機(jī)開車程序 a.合上碼垛機(jī)動力電源的總開關(guān)(控制柜門上)，此時操作盤上的急停指示燈亮； b.將操作盤上的鑰匙開關(guān)接通，確認(rèn)兩個急停開關(guān)均放開，急停指示燈滅，停止燈亮； c.打開氣源閥門； d.若有故障指示，則參考故障提示將故障排除； e.若要進(jìn)行手動操作，自動操作狀態(tài)顯示窗口顯示“系統(tǒng)手動操作”； f.若要進(jìn)行自動操作，自動操作狀態(tài)顯示窗口顯示“系統(tǒng)自動運行”； g.按啟動按鈕，碼垛機(jī)進(jìn)入自動運行狀態(tài)，

44、運行指示燈亮，停止指示燈滅。 4.4.3 碼垛機(jī)停車程序 正常停車 在正常情況下，確認(rèn)碼垛機(jī)的各部機(jī)都已完成它們的操作后，按操作臺上的停止按鈕或斜坡輸送機(jī)處的就地停車按鈕，使碼垛機(jī)停車。 急停 在危險情況下，應(yīng)立即揮動急停開關(guān)，斷開控制系統(tǒng)電源。 4.5 碼垛機(jī)運行中監(jiān)視項目 a.氣動裝置是否漏氣； b.各部件動作是否協(xié)調(diào)； c.碼垛的垛形是否規(guī)則； d.各單元的機(jī)械傳動系統(tǒng)是否正常：鏈條是否有異常噪音、皮帶是否跑偏； e.各單元的電機(jī)運轉(zhuǎn)是否正常：有無異常噪音或過熱； f. 有無故障指示燈亮； g. “滿垛/托盤倉空”報警器報警時，應(yīng)注意托盤倉中空托盤是否已少于三個或垛盤輸送機(jī)上的垛盤是否已滿。 5. 系統(tǒng)維護(hù) a.定期檢查交流及直流電源的電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)； b.定期檢查控制柜、接線盒的接線端子、設(shè)備的接地線是否松動； c.操作前檢查光電開關(guān)表面是否清潔，接近開關(guān)是否松動； d.檢查操作盤上的按鈕開關(guān)和選擇開關(guān)是否靈活好用。