1 引言

國內(nèi)的包裝生產(chǎn)線在發(fā)展初期一般只能完成物料包 裝盘瞧，后續(xù)的搬運工作則由搬運工人來完成堰怜。隨著產(chǎn)量的 日益擴大，傳統(tǒng)的人工搬運方式顯然無法滿足需求熄阻，碼 垛機械的出現(xiàn)為這一問題提供了有效的解決方案斋竞。

碼垛機可以集成在生產(chǎn)線中，使生產(chǎn)現(xiàn)場變得智能 化秃殉，可以實現(xiàn)飲料坝初、食品、日化等行業(yè)各種作業(yè)的碼垛 物流钾军，為企業(yè)改善工作條件鳄袍，減輕個人體力勞動，減員 增效起到了關(guān)鍵作用吏恭。目前主流的控制系統(tǒng)采用 PLC+ 機 械手的方式拗小，對整條生產(chǎn)線的末端產(chǎn)品進行整理、堆疊樱哼、 整垛輸出等哀九。

目前市場上主流的碼垛線為單線輸送系統(tǒng)，碼垛能力 在 30~40 箱 / 分搅幅，具體的碼垛能力視貨物而異阅束。本項目中 設(shè)計的碼垛線為雙線輸送呼胚，碼垛能力能達到 60 箱 / 分， 主要應(yīng)用在食品行業(yè)伴严。該碼垛線通過 PLC 控制將兩條生 產(chǎn)線上輸送過的產(chǎn)品分別輸送到對應(yīng)的堆疊區(qū)膳庵，且通過觸摸屏可設(shè)定不同的層數(shù)采用不同的堆疊方式，如第 1層按方式 1 堆疊贡垃，第 2 層按方式 2 堆疊描休，碼垛方式靈活。

2 工藝要求

碼垛線分為 A碗昭、B 兩線侄突，每條線均由以下部分組成： 入口輸送帶 1、入口輸送帶 2体笨、入口輸送帶 3涎狐、分離電機、 轉(zhuǎn)向電磁閥烧啊、轉(zhuǎn)向滾筒赐汤、堆疊輸送帶，出口輸送帶等端杂；A刨紊、 B 兩線共用棧板供應(yīng)系統(tǒng)和左右棧板輸送帶等設(shè)備。碼垛 線裝備實物圖片如圖 1 所示纬傲。

貨物由入口輸送帶 1 進入满败，經(jīng)過三個入口緩存輸送帶， 輸送到分離電機處叹括；分離電機分離后根據(jù)需要確認是否 轉(zhuǎn)向 ( 如需轉(zhuǎn)向則轉(zhuǎn)向氣缸動作 ) 并計數(shù)算墨，PLC 進行判斷 產(chǎn)品是否已完成一列。達到一列后控制推桿動作汁雷，將貨 物整平净嘀。此時，PLC 發(fā)出 DO 信號給 ABB 機械手 (ABB 機械手與 PLC 通過硬接線連接 )侠讯，機械手動作抓取已完成 碼垛的一列產(chǎn)品挖藏；當(dāng)完成一垛后，堆疊電機動作厢漩，將已整垛輸出膜眠；然后棧板供應(yīng)啟動，為缺少 棧板的堆疊區(qū)提供棧板溜嗜，依次循環(huán)實現(xiàn)持續(xù)碼垛宵膨。其工藝流程如圖 2 所示。

3 自動化平臺選型

鑒于該碼垛機 I/O 點數(shù)較多 (DI 為 75盔雷，DO 為 40)牺闪， 以及電控柜空間限制的需求，在系統(tǒng)選型時采用西門子 S7-200 SMART PLC 作為主控制器篱汤，因為 S7-200 SMART具備 60I/O 的大點數(shù) CPU 以及高密度擴展模塊扼漓，并且模 塊體積緊湊，能夠有效滿足以上需求铃越。碼垛線上的轉(zhuǎn)向 氣缸醒屠、滾筒等動作頻繁，高達 20~30 次 / 分切锈，故采用晶體 管輸出類型橘谐，外接中間繼電器驅(qū)動大負載。在 HMI 選型上尿旅， 單線系統(tǒng)選用 7 寸屏即能滿足要求陋疑，但對于雙線控制系統(tǒng)， 需要顯示的信息更多捕阅，最終選用 10 寸屏泉钮。同時，屏上集 成的以太網(wǎng)接口與 S7-200 SMART 無縫連接秃臣，編程調(diào)試涧衙、 設(shè)備通訊都很方便。電控系統(tǒng)配置如附表所示奥此。

4 PLC 程序設(shè)計

4.1 結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)計

由于碼垛線控制點 數(shù)較多弧哎，程序較大，而 且 各 部 分 功 能 較 為 分 明稚虎，所以在軟件設(shè)計時撤嫩， 采用結(jié)構(gòu)化編程的理念 可 使 程 序 結(jié) 構(gòu) 更 加 分 明。程序設(shè)計分為主程 序和子程序兩部分祥绞，主 程序中 AB 兩線運行各 自調(diào)用相應(yīng)子程序非洲。子 程序主要有：開機初始 化程序、各設(shè)備手動控 制程序蜕径、入口計數(shù)子程 序两踏、整列推桿初始化子 程序、自動運行子程序兜喻、 堆疊方式處理子程序梦染、 故障報警子程序、系統(tǒng) 復(fù)位及數(shù)量清零等子程 序組成硫缓，如圖 3 所示抄刁。

4.2 HMI 程序設(shè)計：

觸摸屏程序分主畫面及窗口調(diào)用 畫面等總計 23 個畫面。主畫面用于 監(jiān)視 AB 生產(chǎn)線運行數(shù)據(jù)恭隧，調(diào)用窗口 包括報警祈哆、手動控制漩跋、自動控制、堆 疊程序設(shè)定帆速、箱體動作設(shè)定阁檀、幫助說 明等畫面；讀取或?qū)懭?PLC 變量總 計約 300 個互愚。主畫面和調(diào)用窗口畫面 舉例如下：

(1) 主畫面：用于監(jiān)視兩條生產(chǎn) 線當(dāng)前運行數(shù)據(jù)羞喻， 如當(dāng)前程序 ( 配 方 )、每層設(shè)定箱數(shù)千覆、設(shè)定層數(shù)区膨，已 計箱區(qū)箱體數(shù)、已計當(dāng)前層數(shù)等如圖 4 所示姑裂。

(2) 奇數(shù)層箱體動作畫面：奇數(shù)層 用于設(shè)定當(dāng)層數(shù)達到奇數(shù)層時 ( 例 1 層馋袜、3 層、5 層等 )舶斧，該層即按本觸摸 所設(shè)定的方式進行堆疊桃焕，如圖 5 所示。

5 結(jié)束語

西 門 子 小 型 可 編 程 控 制 器 S7- 200 SMART 集成以太網(wǎng)接口捧毛，使用 低成本的普通線纜與編程設(shè)備通訊观堂。 可拆卸的端子、緊湊的結(jié)構(gòu)設(shè)計大 大節(jié)省了控制柜占用空間等特點呀忧。 Micro/WIN SMART 軟件的子程序的 調(diào)用功能师痕，相比較其他小型 PLC 編程軟件更易于方便查找、瀏覽程序而账。 子程序可以做成功能塊胰坟，在對多臺 相同設(shè)備控制時只需反復(fù)調(diào)用即可， 程序結(jié)構(gòu)更加清晰泞辐。

同其他 HMI 解決方案相比笔横，西 門子 SMART LINE 觸摸屏編程調(diào)試 更加便捷，集成的以太網(wǎng)接口可與 S7-200 SMART 等控制設(shè)備實現(xiàn)快速 的實時通訊咐吼，同時具備 65000 色真彩 顯示要茴，讓操作員具有更好的視覺體 驗，高分辨率使畫面更清晰搔献，畫質(zhì)更細膩携侮。其新穎設(shè)計和傳統(tǒng)觸摸屏相比 具有更大的可視面積，單個畫面中可 顯示更多的信息榛瞪。

通過實際的測試運行姚继，采用 S7- 200 SMART PLC 和 SMART LINE 觸摸屏的雙線碼垛生產(chǎn)線控制系統(tǒng)性 能可靠，相比之前的單線控制系統(tǒng)， 產(chǎn)能提升了 50% 以上几馁。

作者簡介

林開洪 (1981-) 男 技術(shù)工程師某尘，現(xiàn)就職于福建華拓自動化技術(shù)有 限公司，從事 OEM 事業(yè)部電氣及自 動化系統(tǒng)的設(shè)計钙阐、開發(fā)及成套調(diào)試焚惰。

參考文獻

[1]  S7-200   SMART 產(chǎn)品樣本 [ Z]. 西門子

( 中國 ) 有限公司 .

[2]  S7-200   SMART 系統(tǒng)手冊 [ Z]. 西門子

( 中國 ) 有限公司 .

[3] Wincc flexible 2008 操作手冊 [Z]. 西門 子 ( 中國 ) 有限公司

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