全自动高位码垛机说明书样本

电气控制系统

1.系统概述

电气控制系统控制并协调码垛系统各单元的动作, 使码垛机按照工艺流程来完成整个生产过程。工艺过程如下: 包装好的料袋经过斜坡输送机进入压平机和加速输送机, 对料袋进行整平、加速, 然后进行转位( 需要时) 和编组操作, 将竖袋2袋编为1组, 横袋3袋编为1组; 编好组的料袋由推袋机推到分层机上, 一层5个料袋在分层机上再次整形后, 打开分层机放到升降机上的托盘上, 升降机下降一层料袋的高度, 即码好一层; 这样码完8层( 或10层) 即为一垛, 码好后升降机下降到最低位, 再由垛盘输送机将垛盘输送到无动力垛盘输送机上, 最后由叉车运走。

托盘的供给: 叉车将空托盘( 最多10个) 放入托盘仓中, 托盘仓能自动地将托盘放到托盘输送机上, 再由托盘输送机送到升降机上。

码垛机电气控制系统原理框图如图1-1所示, 包括中央处理单元PLC－CPU及其I/0扩展单元、检测单元( 光电开关、接近开关) 、操作与显示单元( 触摸屏、按钮开关和指示灯) 、控制元件( 交流接触器、变频器和电磁阀) 以及执行部件( 电机和气缸) 等几个部分组成。操作与显示单元作为设备操作的操作界面, 接受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态; 检测元件检测料袋、托盘、垛盘的位置状态以及各单元的运行状态, PLC自动循环扫描各输入输出点的当前状态, 并根据程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态, 经过通断交流接触器和换向电磁阀来控制电机的启停和气缸的动作, 从而完成码垛全过程的控制。

PLC( 可编程序控制器)

图1-1 电控系统原理框图

2. 系统的主要特点及技术说明

2.1 电源部分

现场的主电源380VAC 进入控制柜后, 首先经过旋钮开关和总断路器。在不打开控制柜的情况下, 可方便地经过控制柜门上的旋转手柄完成接通和断开主电源的操作。

码垛机的每一个电机均有一个单独的断路器对其进行保护。因此保证了每个电机得到最佳的保护, 而且便于在发生故障的情况下查找故障点。本系统

电源

所采用的保护断路器集成了多种保护功能, 即短路、过载及断相保护, 因而省去了传统的热继电器。根据工艺的要求, 推袋机、分层机及升降机在动作过程中需要进行调速, 故采用变频调速器驱动相应的电机。对应每一个变频器也有一个单独的保护断路器, 在变频器发生过载和短路时切断其源端电流。变频器本身在电机发生过载等故障时, 也能够进入保护状态并停止其输出。为了满足系统的要求, 转位机的转位部分在动作过程中需要进行位置控制, 因此采用伺服驱动器控制伺服电机带动转位夹板进行转位。

为交流接触器供电的220V电源由一个小型断路器作保护。由于控制部分的电路对电源要求较高, 故由一个隔离变压器为PLC、直流稳压电源等提供交流220V电源, 其源端和副端均有小型断路器保护。码垛机上所有控制元件及主令电器的工作电源均为直流24V, 因而提高了设备运行及人员操作的安全性。直流稳压电源的交流端和直流端分别有相应的保护。钥匙开关、急停按钮、控制继电器及强制停状态指示灯构成了急停回路, 用来切断PLC输出通道的控制电源, 包括交流接触器控制线圈的电源和电磁阀的控制电源。动力回路及控制器电源详见电气原理图。

2.2可编程序控制器( PLC)

选用德国西门子公司S7-300系列PLC。该产品的CPU具有极快的I/O处理速度, 能够满足现代生产线对速度的越来越高要求。由于内置一个MPI端口, 经过适配器能够和可编程终端或触摸屏相连。该PLC提供了丰富的指令系统, 使用起来非常方便, 而且比传统PLC的功能更强大。由于是模块化的PLC、扩展起来非常方便。

本码垛系统采用16点/公共端的24V直流输入模块, 16点/公共端的继电

器输出模块。输入所占通道地址从左到右为I0.0-I1.7, I4.0-5.7, I8.0-I9.7,I12.0-I13.7; 输出所占通道地址从左到右为Q16.0-Q17.7,Q20.0-Q21.7,Q24.0-Q25.7,Q28.0-Q29.7, 输入、输出位号定义详见电气原理图。

2.3变频调速器

本码垛机生产线控制系统选用三个日本富士公司的变频调速器, 分别用于推袋机、分层机和升降机。变频器的工作方式、工作频率( 多级) 、加速时间等参数可经过键盘面板设置。控制端子FWD和REV分别控制电机的正向运转和反向运转, 当均为OFF时, 变频器停止输出; X5( X9) 为自由旋转端子; X1、 X2、为多级速度控制端。

由于推袋机、分层机和升降机在码垛过程中需要正、反向运行, 且为了使垛形整齐和提高码垛速度需要两级调速, 故使用了变频器。经过FWD和REV 端子控制电机的正反转; 经过X1和X2端进行速度控制: 当X1=ON, X2=OFF 时变频器以频率1输出; 点X1=OFF, X2=ON时变频器以频率2输出; 当X1=ON, X2=ON时变频器以频率3输出。对本码垛机, 应将频率1设定为自动运行的高速频率, 频率3设定为自动运行的低速频率, 频率2设定为手动运行频率, 这些数值的设定和修改须首先经过”PRG”键进入编程状态。

变频调速器的详细操作参见其说明书。

2.4伺服驱动器

本系统采用德国STOBER公司的MDS5000系列伺服驱动器SEA5000, 用于转位伺服电机的驱动。伺服驱动器的I/O信号经过X101与PLC相连。系统中使用的伺服驱动器的输出信号有三个, 分别是: 1、 BA1-伺服驱动器准备好信

号( 初始化结束, 允许进行位操作) ; 2、 BA2—伺服完成信号( 伺服电机每一个位移结束时此信号输出为ON) ; 3、 RELAY1—伺服报警信号。PLC向伺服驱动器发出的信号共有五个, 分别是; 1、 BE1—位移控制编码输入端1; 2、BE2—位移控制编码输入端2; 3、 BE3—参考点信号( REF) 输入端; 4、 BE4—位移运行控制信号( POSTION-START) ; 5、 ENABLE—数字量信号输入端( BE1~BE4) 使能端( X1) 。

伺服驱动器的控制模式、位置回路增益、位置控制的方向、长度、速度以及电子齿轮等参数分别在计算机软件中设定。

伺服驱动器的详细情况请参考说明书。

2.5其它

为确保电控系统的可靠性和工作寿命, 几乎所有的电器元件和电控柜外的操作箱( 包括接线端子、按钮开关和指示灯) 、接线箱( 包括接线端子) 、按钮盒、传感器( 开关) 、电磁阀等, 电控柜内的断路器、交流接触器、中间继电器等均采用具有国际声誉的德国、法国、等国家著名品牌的产品。

本系统所使用的通用控制元件主要有

两种: 交流接触器和电磁换向阀。其控

制线圈与PLC输出点控制的中间继电器

相连。交流接触器简称接触器, 当其控

制线圈得电, 则接触器的触点将接通,

为电机供电。电磁换向阀简称电磁阀,

用来切换气缸缸杆的伸出与缩回状态,