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得动作，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:包装好得料袋经过斜坡输送机进入压平机与加速输送机，对料袋进行整平、加速，然后进行转位（需要时）与编组操作，将竖袋２袋编为1组,横袋3袋编为１组;编好组得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得托盘上，升降机下降一层料袋得高度，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。
托盘得供给: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、按钮开关与指示灯）、控制元件（交流接触器、变频器与电磁阀）以及执行部件(电机与气缸)等几个部分组成.操作与显示单元作为设备操作得操作界面，接受来自操作人员得操作指令并指示设备得运行状态;检测元件检测料袋、托盘、垛盘得位置状态以及各单元得运行状态，ＰLC自动循环扫描各输入输出点得当前状态,并根据程序所确定得逻辑关系更新输出点得状态，通过通断交流接触器与换向电磁阀来控制电机得启停与气缸得动作,从而完成码垛全过程得控制。
PＬC(可编程序控制器）
电源 中央处理单元 输入通道 输出通道 控制元件 检测元件 操作与显示单元 执行部件
图１—1 电控系统原理框图
2. 系统得主要特点及技术说明
2、1 电源部分
现场得主电源３80VＡＣ进入控制柜后，首先经过旋钮开关与总断路器。在不打开控制柜得情况下,可方便地通过控制柜门上得旋转手柄完成接通与断开主电源得操作。
码垛机得每一个电机均有一个单独得断路器对其进行保护。因此保证了每个电机得到最佳得保护,并且便于在发生故障得情况下查找故障点。本系统所采用得保护断路器集成了多种保护功能，即短路、过载及断相保护，因而省去了传统得热继电器。根据工艺得要求，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得电机。对应每一个变频器也有一个单独得保护断路器，在变频器发生过载与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，也可以进入保护状态并停止其输出。为了满足系统得要求，转位机得转位部分在动作过程中需要进行位置控制，所以采用伺服驱动器控制伺服电机带动转位夹板进行转位。
为交流接触器供电得2２0V电源由一个小型断路器作保护。由于控制部分得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，其源端与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得工作电源均为直流24V，因而提高了设备运行及人员操作得安全性。直流稳压电源得交流端与直流端分别有相应得保护。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输出通道得控制电源，包括交流接触器控制线圈得电源与电磁阀得控制电源。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。该产品得CPU具有极快得Ｉ/Ｏ处理速度,能够满足现代生产线对速度得越来越高要求。由于内置一个MＰI端口，通过适配器可以与可编程终端或触摸屏相连。该PＬC提供了丰富得指令系统，使用起来非常方便，并且比传统PLC得功能更强大。由于就是模块化得PLＣ、扩展起来非常方便。
本码垛系统采用16点/公共端得2４V直流输入模块,16点/公共端得继电器输出模块。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得变频调速器，分别用于推袋机、分层机与升降机。变频器得工作方式、工作频率（多级）、加速时间等参数可通过键盘面板设置。控制端子ＦWD与REV分别控制电机得正向运转与反向运转，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、分层机与升降机在码垛过程中需要正、反向运行，且为了使垛形整齐与提高码垛速度需要两级调速,故使用了变频器。通过FWD与REV端子控制电机得正反转；通过Ｘ１与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设定为自动运行得高速频率,频率3设定为自动运行得低速频率,频率2设定为手动运行频率,这些数值得设定与修改须首先通过“ＰＲＧ”键进入编程状态。
变频调速器得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公司得MDＳ5000系列伺服驱动器SEA5000,用于转位伺服电机得驱动。伺服驱动器得I/O信号通过Ｘ１0１与ＰLＣ相连。系统中使用得伺服驱动器得输出信号有三个，分别就是: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向伺服驱动器发出得信号共有五个，分别就是;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）。
伺服驱动器得控制模式、位置回路增益、位置控制得方向、长度、速度以及电子齿轮等参数分别在计算机软件中设定。
伺服驱动器得详细情况请参考说明书。 2.5 其她
为确保电控系统得可靠性与工作寿命，几乎所有得电器元件与电控柜外得操作箱(包括接线端子、按钮开关与指示灯)、接线箱（包括接线端子）、按钮盒、传感器(开关）、电磁阀等，电控柜内得断路器、交流接触器、中间继电器等均采用具有国际声誉得德国、法国、等国家著名品牌得产品。 本系统所使用得通用控制元件主要有两种:交流接触器与电磁换向阀。其控制线圈与ＰＬC输出点控制得中间继电器相连。交流接触器简称接触器,当其控制线圈得电，则接触器得触点将接通,为电机供电。电磁换向阀简称电磁阀，用来切换气缸缸杆得伸出与缩回状态,进而带动相应得机械机构运作，完成相应得操作。请注意，在码垛机处于停止时,气缸缸杆得伸出与缩回状态不尽相同,但电阀一般均为失电状态。
开始:启动运行 斜坡输送机启动 N 压平机停否 Y 斜坡输送机停止 N 3. 码垛机得工与原理及控制过程
为方便叙述,下面将分成四个部分加以说明，控制回路电路图详见电气原理图。 N 压平机又启动否 ３、1 斜坡输送、压平加速、转位编组部分
斜坡输送机完成料袋得输送，进入到高架码
Y 垛。在码垛机运转过程中，只要压平机运转,斜坡
输送机就运转；若压平机停止,则斜坡输送机也跟
图1-2 斜坡输送机控制过程框图 着停止,待压平机运转后，斜坡输送机也重新开始
运转.斜坡输送机控制过程框图如图1-２所示。
在斜坡输送机上有一个“急停”按钮，在码垛机运行时,按下此按钮，则整个码垛机停止运行.
压平部分包括上、下压平输送机与加速输送机二个单元，在码垛过程中完成压袋、加速功能。在压平输送机与加速输送机得出口各有一个光电开关，用来实现连锁控制，即当转位机进行转位过程中时,如果料袋已到达加速输送机出口,则加速输送机停止运行；若此时下一个料袋到达压平输送机出口，则压平输送机也停止运行.延时5秒后，若压平输送机仍未运行，则斜坡输送机也停止运行。只有当加速输送机运行后,压平输送机与斜坡输送机才随之启动运行。压平输送机控制过程框图如图１-3所示,加速输送机控制过程框图如图1—4所示。
转位编组部分包括转位机与编组机两个单元 。转位机包括输送机与上转位机构两部分,
全自动高位码垛机说明书
