當今生產工業的飛速發展離不開自動化控製的普及。在全國施行“機器換人”的政策形勢之下，浙江省更是在近幾年大力推行該項政策，並運用於各大機械和製造等行業中。如今PLC在工業生產中所占比例越來越高，它高速的計算力與穩定性極大地提高了生產力，創造了不可低估的效益。在新的發展形勢下，全自動化包裝碼垛生產線技術將變得越來越重要，可為國家的工業生產帶來不可低估的利處。而建立基於PLC為基礎技術的包裝碼垛生產線，不僅成本低，其控製係統操作簡易，而且自動化程度相對較高，從而可以大大地改變從前生產效率低下的困境。
1包裝碼垛生產線的機電一體化係統
包裝碼垛全自動生產線主要分為機電與傳感器兩個部分。機電部分又由氣動及真空係統與光電檢測係統組成。傳感器部分由光電開關與金屬檢測傳感器組成。其係統組成結構如圖1所示：

1.1氣動及真空係統
氣壓傳動是近幾十年被廣泛應用的一種傳動方式，壓縮空氣作為其介質用於能量傳遞。氣壓元件具有結構簡單，易加工，壽命長，維護方便的特點，用空氣做介質，來源簡單方便，用後直接排放，不汙染環境。在本課題設計的全自動化包裝碼垛生產線裝置中，氣動裝置主要用於電子自動稱重機、裝袋等環節中，具有重要的協調控製作用。
真空係統由真空泵、PLC程序控製係統、儲氣罐、檢測器、真空閥門、境外過濾總成組成。其中真空泵是真空係統的最重要的部分，也是密封環節最為關鍵的組成部分。這個部分不僅提供真空動力源，還控製真空部分線路的通斷控製。檢測器在真空防漏與真空壓力方麵承擔檢測功能，在檢測階段結束後發出相應的裝卸料信號。
1.2光電檢測係統
光電檢測係統主要由光源、光學通路、光電元件和單片機四部分組成。光電檢測電路把被計數的產品物體變化變成電信號，由顯示計數電路計數，再由數碼顯示管顯示，並產生相應的電信號給PLC。同時該係統也可以檢測雜質，實現碼垛裝置的自動控製，自動報警等功能。
1.3光電開關
本係統選用了型號為E3JK-DS30M1光電開關。主要利用其發射光束後在產品上產生的漫反射，發射器與接收器構成的單個信號接收時間不同，產生開關狀態變化，從而產生單個計數信號。
1.4金屬檢測傳感器
本係統選用了型號為SN04-N金屬檢測傳感器。利用無觸點式開關，由振蕩器以及放大器組成振蕩起振，在感應開關前方產生一個交變磁場。利用金屬本身性質，使得金屬內部在振蕩時產生渦流，進而吸收了傳感器所產生的振蕩能量，時振蕩幅度減小甚至停振使得開關達到反轉。再由整形放大器將其轉換成二進製的開關電路信號，此時檢測完成。
2包裝碼垛生產線的PLC係統設計
本係統的生產線機械部分主要為：全自動稱重、自動包裝、傳送檢測以及包裝碼垛單元。
2.1主要工藝流程
物料儲存罐利用物料鬥將物料送入給料裝置，當稱重傳感器達到預設重量時，稱重單元給出停止供料信號，當前次稱重環節結束，與此同時包裝部分收到來自稱重單元的傳輸信號。稱重完成後的信號同時會傳送給自動裝袋部分，在接受到輸入信號之後，控製卸料門的電機開始運行。打開卸料門，讓稱重完成的物料倒入提前預備好的物料袋。當物料倒入完畢後，卸料門電機反向運行，關閉打開的卸料門。與此同時，裝料完畢的包裝袋經過推袋機械動作，將袋口推送到封口裝置下。封口裝置利用光電開關進行校準，當物料袋到達預定位置後，縫口機械裝置開始動作。縫紉完成後，由自動切線機完成縫紉線的切斷，物料袋繼續向前運輸。在這之後，物料袋還會經過兩個檢測裝置，分別為金屬、重量複查。在金屬檢測和重量檢測兩個環節中，當有任何一個環節檢測不合格，對應的物料袋將由傳送帶上的剔除裝置進行剔除。合格的包裝袋繼續通過，之後在傳送帶上被傳送到碼垛單元，由碼垛單元中的機械臂完成自動碼垛。碼垛工藝按照“2袋豎一3袋橫”和“3袋橫-2袋豎”循環做轉位處理，一般以8層為一垛。當碼垛完成後，將有叉車送出瑪多曲。碼垛裝置的托盤及托盤倉和相應的托盤傳送機都由實際程序自動供應。
2.2程序控製邏輯
（1）全自動稱重控製邏輯。當物料開始倒入稱重漏鬥
時稱重儀器開始記錄重量，達到預設重量值時，物料擋板關閉，稱重儀器傳輸模擬信號給PLC，PLC接收到重量達標模擬信號時傳輸運作信號給傳送帶控製電機，電機運動，物料進入自動裝袋裝置，進行裝袋封口，隨後接觸到傳送帶進行運輸。傳輸電機運作信號隻需要一次，之後便進入運行狀態，直到接收到PLC給出的停止信號。
（2）雜質檢測控製邏輯。當物料袋通過金屬檢測傳感器，如果發現袋中含有雜質物體，檢測傳感器亮紅燈並發出警報。含有雜質物料袋將由自動撿選機器控製傳送帶上的擋板進行剔除。合格的物料袋會繼續前進運輸到下一個環節。
（3）碼垛係統控製邏輯。在雜質檢測傳感器之後裝設光電門，每有一個合格物料袋通過，傳感器給PLC一個輸入信號，PLC計數。碼垛要求按照“2豎—3橫”進行碼垛，每垛8層。PLC計數控製，2個豎放，再3個控製機械爪放置物料袋前旋轉90°。當8層堆疊達到時，PLC輸出一個換垛信號給推送機器，開始新的碼垛堆。
3MCGS人機交互
本係統選用了昆侖通態公司TPC7062Ti型號的MCGS組態軟件。本組態軟件采用的是嵌入版，具有操作方便、功能完備、可視性好、可維護性高等特點。並能提供形象生動的模擬實物動畫畫麵：利用圖形及實物仿真圖，為實際操作員提供相應的實時信息，可使工人遠程控製流水線，遠離惡劣工作環境。
該人機交互界麵可以實現對整條包裝碼垛流水線的實時監控，包括監控物料倒鬥，設定倒鬥質量，各傳感器工作狀態檢測，光電開關計數等。在操作界麵設定預設值後係統就可開始工作。當物料經過金屬檢測傳感器並檢出雜質時，傳感器亮燈警報。光電計數開關在傳送帶部分與碼垛機械臂運行部分，用於對物料數量進行檢測。
該人機交互界麵，可以實現即時數據收發與修改，使該係統的控製變得更加簡便，提高生產效率。
4結語
該設計是基於PLC的全自動包裝碼垛生產線控製係統設計，PLC控製技術在該設計中是重要的核心。其中實現全自動控製是本設計的重點要求，為了完成這個目的，在基於PLC技術的基礎上，結合了現場總線以及各類機電一體化技術。從而完成了設計的全自動包裝碼垛生產線的工藝過程及其動作流程。與此同時，完成了生產線控製係統的硬件和軟件設計以及調試，讓該係統能夠按照預期的目標正常地運作。

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