全自动高位码垛机说明书样本.doc

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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。
输出通道
输入通道
中央处理单元
PLC( 可编程序控制器)
执行部件
检测元件
操作与显示单元
控制元件
电源

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, 进而带动相应的机械机构运作, 完成相应的操作。请注意, 在码垛机处于停止时, 气缸缸杆的伸出与缩回状态不尽相同, 但电阀一般均为失电状态。
3. 码垛机的工和原理及控制过程
压平机又启动否
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。
3.1 斜坡输送、 压平加速、 转位编组部分
开始: 启动运行
Y
Y
斜坡输送机停止
N
压平机停否
N
斜坡输送机启动
N
图1-2 斜坡输送机控制过程框图
斜坡输送机完成料袋的输送, 进入到高架码垛。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、 下压平输送机和加速输送机二个单元, 在码垛过程中完成压袋、 加速功能。在压平输送机和加速输送机的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, 压平输送机和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和编组机两个单元 。转位机包括输送机和上转位机构两部分,
开始: 启动运行

压平输送机运转

开始: 启动运行

Y
堵袋否

加速输送机运转

N

N
加速输送有袋否
N
压平输送机有袋

Y
Y

N
加速输送机有袋且停

Y
转位机运行吗

Y

压平输送机停止
N

加速输送机停

图1-3 压平输送机控制过程框图

图1-4 加速输送机控制过程框图

可对料袋进行±90º和±180º的转位。在进行±90º和±180º的转位时, 夹袋气缸将闭合, 夹住料袋, 同时, 输送机停止; 在转位机中间有一个光电开关, 当需要转位的料袋中间对准该光电时, 夹袋气缸闭合, 夹住料袋, PLC控制转位伺服电机, 并带动夹袋气缸正转或反转90º和180º, 其目的是为了满足2/3和3/2编组的要求, 并使袋口全部朝向垛里。当转位电机正转或反转到位时, 伺服电机驱动器给PLC一个定位信号, 夹袋气缸打开, 输送机转动, 输送给过渡输送机。另外, 当编组机编组满(2或3袋)时, 若下一个料袋到达过渡输送机, 则料袋头部将在编组传送1光电开关处停止。只有当推袋机将编组机上的一组料袋(2或3袋)推出编组机时, 过渡输送机才重新开始运行。转位输送机的控制过程框图如图1-5所示。

开始: 启动运行

转位输送机运转

N
料袋到转位否

Y

N
需转位或袋编组满吗

Y

输送机停止

N
N
需正转吗

Y

N
编组机无袋吗

Y

夹袋气缸打开

图1-5 转位输送机控制过程框图
N
需到位否

Y

夹袋气缸关闭
需转90º吗
伺服正转180º
伺服反转90º
伺服正转90º

图1-6 编组方式
编组机用于实现料袋的编组, 编组方式如图1-6所示, 竖袋时二袋为一组; 横袋时三袋为一组。编组机上有三个光电开关: 在编组机的入口有两个, 用于控制编组机的启停; 启停时间如下: 当料袋一到编组机的入口, 挡住靠外边的光电开关(由OFF变为NO), PLC就启动编组机; 等编组机靠外边的光电开关( 由ON变为OFF)后, 编组机就停止; 如果是每一组的最后一个料袋, 则料袋必须超过向前推袋时的侧挡板, 即与此档板对齐的另外一个光电开关由ON变为OFF后, 编组机才停止。当编组完成, 编组机中的料袋已满(2或3袋)时, 编组机传送到位档板后的光电开关为ON, 此时推袋机能够推袋。编组机的控制过程框图如图1-7所示。
开始: 启动运行

N
料袋到编组机入口否

Y

编组机运转

N
Y
是第2/5/8/10袋吗

N
N
料袋过推袋侧档板否

料袋全进入编组机否

Y
Y

编组机停止

图1-7 编组机控制过程框图

3.2 推袋、 压袋、 侧边整形部分
推袋机由电机驱动, 而且利用变频调速器控制推袋电机的转向、 速度和加速度。推袋机的启停由PLC经过控制变频器启动端(FWD或REV)来控制, 推袋机停止时, 推袋变频器外部制动电阻接通制动。控制推袋机运行的检测输入元件为八个接近开关, 即推板开、 推板关、 推袋后位、 推袋后位减速、 推袋中位、 推袋中位减速、 推袋前位和推袋前位减速八个接近开关。
自动时, 初始状态下, 推袋机处于推袋后位, 推袋后位接近开关为ON, 推板为打开状态, 推板开接近开关为ON。当编组机中的料袋已满时, 控制推板关的气缸电磁阀得电, 关闭推板。推板关上(推板关接近开关为ON)。根据当前的进袋数为半层或一层, 推袋机分别将料袋推到中位或前位。启动时调整运行, PLC控制变频器的速度选择端X1=ON, X2=OFF, 选择速度1。若为半层, 当推袋机至推袋中位减速位置时, 推袋中位减速接近开关为ON, 此时PLC控制变频器的速度选择端X1=ON, X2=ON, 选择速度3, 使推袋机变为低速运行; 至推袋中位时, 推袋中位接近开关为ON, PLC控制变频器的X4(X8)端口为ON, 其它控制端均为OFF, 推袋机停止。若满一层, 当推袋机至推袋前位减速位置时, 推袋前位减速接近开关为ON, 此时PLC也控制变频器的速度选择端X1=ON, X1=ON, 选择速度3, 使推袋机变为低速运行; 至推袋前位时, 推袋前位接近开关为ON, PLC控制变频器的X4(X8)端为ON, 其它控制端均为OFF, 推袋机停止。半层或满一层推袋到位后, 推板气缸电磁阀失电, 打开推板(推板开接近开关为ON)。这时推袋机高速启动返回, PLC控制变频器控制端的状态为: FWD=OFF, REV=ON, X4=OFF, X1=ON, X2=OFF, 选择速度1。当推袋机至推袋后位减速位置时, 推袋后位减速接近开关为ON, PLC控制变频器的速度选择端X1=ON, X2=ON, 选择速度3, 使推袋机变为低速运行; 至推袋后位时, 推袋后位接近开关为ON, PLC控制变频器的X4端为ON, 其它控制端均为OFF, 推袋机停止。此后准备下一次推袋。
手动时, 无论是向前推袋还是返回, PLC控制变频器X1端为OFF、 X2端为ON, 即选择速度2。推袋机控制过程框图如图1-8所示。
压袋和侧边整形的目的是使编组后袋与袋之间比较紧凑, 垛形外观整齐。初始状态, 压袋缸为提起状态, 压袋上位接近开关为ON, 侧边整形板为缩回状态, 当推袋机把满一层的料袋推到分层机上并打开推板后, 控制侧边整形的气缸电磁阀得电, 侧边整形板伸出, 当分层机打开后, 控制压袋缸的气缸电磁阀得电, 压袋缸压下。压袋缸随升降机下降, 下降延时, 压袋缸气缸电磁阀失电, 压袋缸提起, 同时侧边整形气缸电磁阀失电, 侧边整形板缩回。

开始: 启动运行

N

Y

置推袋到中位标志

N

Y

N

Y

N

Y

N

Y

N

Y

开推板, 推袋机高速返回

N

Y

推袋机变为低速, 继续返回

N

Y
置推袋到前位标志
是第2或第8袋吗
编组机满且停否
N
关推板、 推袋机高速向前运行
分层机关且无袋吗
到中位减速位否
关推板、 推袋机高速向前运行
推袋机变为低速, 继续前进
到前位减速位否
到推袋中位否
推袋机变为低速, 继续前进
清推袋到中位标志
到推袋前位否
清推袋到中位标志
到后位减速位否
图1-8 推袋机控制过程框图
返回到后位否
推袋机停止
Y

开始: 启动运行
Y
N
N
N
Y
Y
Y
N
N
N
N
分层机停止
开到减速位否
分层机高速打开
侧边整形时间到吗
关到位否
分层机变为低速, 继续关闭
关到减速位否
分层机高速关闭
压袋缸回到上位否
分层机停止
开到位否
分层机变为低速, 继续打开
Y

3.3 分层机和升降机
分层机满且升降机在临界位否
Y
分层机控制过程框图如图1-9所示。分层机由电机驱动, 而且利用变频调速器控制分层电机的转向、 速度和加速度。分层机的启停由PLC经过控制变频器启动端(FWD或REV)来控制, 停止时变频器外部制动电阻接通。控制分层机运行的检测输入元件为四个接近开关和两个光电开关, 即分层机开、 分层机关、 开减速和关减速接近开关以及分层机满和升降机临界光电开关。
自动时, 初始状态下, 分层机处于关闭状态, 分层机关接近开关为ON。当推袋机将一层5个料袋推至分层机到位后, 分层机满光电开关为ON, PLC控制侧边整形板伸出整形, 侧边整形保持, PLC检测到升降机在临界位(升降机临界光电开关为ON)后启动分层机高速打开, 使变频器的速度选择端X1=ON, X2=OFF, 选择速度1, 压袋缸向下压袋。当到分层机开减速位置时, 开减速接近开关为ON, 此时PLC控制变频器的速度选择端X1=ON, X2=ON, 选择速度3, 使分层机变为低速运行; 至分层机开位置时, 分层机开接近开关为ON, PLC控制变频器的X4端为ON, 其它控制端均为OFF, 分层机停止。此时, 升降机下降, 到位后, 侧边整形板和压袋缸复位。分层机启动高速关闭, PLC控制变频器控制端的状态为: FWD=OFF, REV=ON, X4=OFF, X1=ON, X2=OFF, 选择速度1。当至分层机关减速位置时, 关减速接近开关为ON, PLC控制变频器的速度选择端X1=ON, X2=ON, 选择速度3, 使分层机变为低速运行; 至分层机关位置时, 分层机关接近开关为ON, PLC控制变频器的X4端为ON, 其它控制端均为OFF, 分层机停止。此后准备码下一层。
Y

图1-9 分层机控制过程框图

手动时, 无论是打开还是关闭分层机, PLC均控制变频器的X1端为OFF、 X2端为ON, 即速度2。
升降机由电机驱动, 而且利用变频调速器控制升降电机的转向、 速度和加速度。升降机的启停也由PLC经过控制变频器启动端(FWD或REV)来控制, 同时PLC控制交流接触器的通断使升降电机的制动器得电或断电; 当FWD或REV为ON时, 接触器闭合, 电机制动器得电—松开, 升降机启动; 当FWD和REV均为OFF时, 接触器断开, 电机制动器失电
— 紧锁, 升降机停止。控制升降机运行的检测输入元件为八个接近开关和二个光电开关, 即分层机开、 分层机关、 升降机上限位1、 升降机上限位2、 升降机上升限速、 升降机下限位1和升降机下限位2、 升降机下降限速接近开关以及升降机临界光电、 托盘传输到位光电开关。
自动时, 在码第一层料袋之前, 升降机升到最高位置, 此时上限位1接近开关和上限位2接近开关至少有一个为ON, 而且升降机临界光电开关为ON。每一次分层机打开(分层机开接近开关为ON)放下一层料袋, 升降机和压袋缸都开始下降, 直到临界光电为OFF后停止, 压袋缸收起, 升降机上升至临界光电开关ON时停止, 为在码下一层料袋做准备。当已码完八层料袋时, 升降机不再低速上升, 而是降到最低位, 此时下限位接近开关1和下限位接近开关2至少有一个为ON, PLC控制升降机停止, 启动托盘输送机和垛盘输送机, 开始排垛, 将满垛盘送出码垛机, 同时将一个新的空托盘送到升降机上。当空托盘传到位后(此时托盘传输到位接进开关为ON), PLC启动升降机高速上升, 使变频器控制端FWD=ON, REV=OFF, X8=OFF, X1=ON, X2=OFF, 选择速度1。当至升降机上升限速位置时, 升降机上升限速接近开关为ON, 此时PLC控制变频器速度选择端X1=ON, X2=ON, 选择速度3, 使升降机变为低速运行; 至升降机最高位置时, 升降机上限位1接近开关和上限位2接近开关至少有一个为ON, 而且升降机临界光电开关为ON, 升降机停止, 开始下一个码垛循环。
手动状态下, 无论升降机上升还是下降, PLC均控制变频器的X1端为OFF、 PL端为ON, 即选择速度2。升降机的控制过程框图如图1-10所示。
3.4 托盘仓、 托盘输送及垛盘输送部分
托盘仓能够自动地将空托盘放到托盘传送位上。托盘输送机将托盘传送的空托盘送到码垛位, 将码好垛的实托盘送到垛盘输送机上。垛盘输送机将实托盘继续输送到位, 最后由叉车运走。这部分的检测输入元件有四个光电开关和四个接近开关, 即托盘不足、 托盘传送位、 托盘等待位、 托盘传送到位( 垛盘输送1) 光电开关, 垛盘输送2和垛盘输送3接近开关以及托盘仓底缸上位和托盘仓底缸中位接近开关。

开始: 启动运行

N

Y

清码垛八层完标志为OFF
OFFOFF

Y

N

升降机变为低速, 继续上升

N

Y

N

Y

升降机低速下降

Y

N

N

Y

升降机停止

N

Y

升降下低速上升

N

图1-10 升降机控制过程框图
初始状态: 升降机停在下限位, 码垛八层完标志为OFF
托盘输送到位否
升降机高速上升
N
升到限速位否
垛盘排出否
到上限位否
升降机停止
Y
N
升降机停止
降到下位否
分层机开到位否
置码垛八层完标志为NO, 升降机继续下降
是否码垛八层
临界光电OFF否
分层机关到位否
升到临界位否
Y

开始
当托盘仓中的托盘少于2个时(托盘不足光电开关为OFF), 或三个垛位都已有垛盘时(垛盘输送2、 3、 4三个光电开关均为ON), 声光报警器HA发出”满垛/托盘仓空”报警信号。当托盘叉上还有托盘时, 可直接将成垛的空托盘放入托盘仓中。否则, 放入空托盘前, 按上升按钮, 此时PLC控制托盘仓底大气缸电磁阀得电, 仓底大气缸缓慢提升。若托盘传送位上无空托盘(托盘传送位光电开关为OFF), 则当大气缸升到较上位置(托盘仓底缸位置接近开关有下降沿信号)时, 托盘叉气缸电磁阀得电, 仓体两侧的可摆动叉子打开; 若托盘传送位上有空托盘(托盘传送位光电开关为ON), 则气缸上升到中间位置(托盘仓底缸位置接近开关有上升沿信号)时, 托盘叉气缸电磁阀得电, 仓体两侧的可摆动叉子打开。叉车将成垛的空托盘(最多10个)升起到一定的高度后, 放入长方形托盘仓中, 由大气缸将托盘支撑住。再按下降按钮, 托盘仓底大气缸电磁阀失电, 大气缸缓慢下降。当大气缸下降到中间位置时(托盘仓底缸位置接近开关有下降沿信号), 托盘叉气缸电磁阀失电, 托盘叉在气缸的作用下合上, 插入倒数第二个托盘的托盘孔中, 从而将其上的托盘支撑住。此时气缸继续下降到原始位置, 并把最下面的托盘放置在托盘输送机上(托盘传送位)。自动时, 当托盘传送位的空托盘被送出托盘仓(托盘传送位光电开关由ON变为OFF)后, PLC延时几秒就控制托盘仓底大气缸和托盘叉气缸按上述过程动作, 从而自动地将一个空托盘放到托盘输送机上。托盘仓的控制过程框图如图1-11所示, 其中图(A)为自动控制过程, 图(B)为经过上升和下降按钮向托盘输送机放托盘的控制过程。
开始: 启动运行

N
按上升按钮否

Y
托盘传送位无盘且托盘输送朵停否

N

Y
N
托盘仓底缸上升

托盘传送位有盘否
Y

N
(B)
图1-11 托盘仓控制过程框图
Y
Y
N
N
Y
Y
N
(A)
合托盘叉, 底缸继续下降到最低位后停止
降到中位否
托盘仓底缸下降
按下降钮否
开托盘叉, 底缸继续上升到最高位后停止
升到上位否
升到中位否
Y
Y
Y
N
N
合托盘叉, 底缸继续下降到最低位后停止
降到中位否
开托盘叉, 底缸下降
升到上位否
托盘仓底缸上升
仓中还有托盘吗

当码好一垛且垛盘已降到最低位置时, 托盘定位挡铁气缸电磁阀得电, 托盘定位挡铁下降, 启动托盘输送机和垛盘输送机, 开始排垛。当满垛盘被送出码垛位之后(托盘传输到位光电开关变为OFF), 托盘定位挡铁气缸电磁阀失电, 挡铁升起 — 将后边送来的空托盘挡住。当空托盘传输到位(托盘传送到位光电开关变为ON)后, 托盘输送机停止; 当满垛盘被送出码垛机, 而且, 当垛盘输送机2和3均有垛盘时(垛盘输送2和3光电开关均为ON), 新的满垛盘被送到垛盘输送机1上(垛盘输送1光电开关变为ON), 垛盘输送机就停止; 如果垛盘输送机2和3上不是全有垛盘, 则新的满垛盘被送出垛盘输送机1后(垛盘输送1光电开关由ON变为OFF), 垛盘输送机才停止。
当一垛码完后, PLC判断垛盘输送机和叉装架上是否有空垛位, 若无, 则在码垛位上等待, ”满垛/托盘仓空”报警器HA报警, 直到垛盘输送机上有空位, PLC启动托盘输送机和垛盘输送机将垛盘排出。
在托盘仓与升降机之间有一个托盘等待位, 在升降机升起码垛过程中, 如果托盘等待位没有空托盘(托盘等待位光电开关为OFF), 则托盘输送机会自动地将托盘传送位的空托盘输送到托盘等待位。托盘输送机和垛盘输送机的控制过程框图如图1-12所示。
上述码垛机的控制过程全部是由PLC按照梯形图程序自动完成的, 梯形图程序清单参见电子版。

开始: 启动运行

Y
升降机在下限位否

Y
N
码垛八层完标志为ON吗

N
托盘传送位有盘且等待位无盘码

N

N
有空垛位否

Y
Y
升降机上有盘否

Y
托盘定位档铁降下, 托盘输送机和垛盘输送机运转

N
托盘输送机运转

N
N
N
托盘传送位有盘且等待位无盘码

垛盘排出否
托盘到等待位否

Y
Y

Y
托盘定位接铁升起
清码垛八层完标志为OFF
托盘输送机停止

托盘输送机停止

托盘输送机运转

N

托盘传送到位否

Y
N
垛盘输送机2和3均有实垛盘吗

托盘输送机停止

Y

托盘输送机继续运转

垛盘在输送机1上到位否

N

N
垛盘排过输送机1否

Y

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托盘输送机停止

托盘输送机停止

图1-12 托盘输送机和垛盘输送机控制过程框图

4. 码垛机的操作
4.1 安全注意事项
a． 未接受岗前培训, 不熟悉该设备性能及安全注意事项人员不得操作使用本高架码垛机系统。
b． 操作人员必须严格遵守本操作手册中所规定的各项操作程序及步骤。
c． 在断开电源和关闭气源之前不得进行设备润滑、 机械高速或零部件的更换工作。
d． 设备的所有安全防护设施尚未就位前, 不得操作运行该设备。
e． 码垛机正在运行时, 禁止进入或跨越设备运行禁入区域, 如升降机的大框架下、 推袋机和分层机的大框架内等。
f． 设备通电后, 禁止任何物体进入光电开关的工作范围内, 禁止任何金属物体靠近接近开关。
g． 禁止无关人员随意修改控制柜内接线、 PLC程序、 变频器的设定参数。
4.2 设备运行的工作条件及环境
a． 设备运行环境温度: 0~40℃
b． 设备运行环境温度: 在40℃时不超过50%, 在较低温度不允许有较大的湿度。
c． 设备运行现场照度: ≥100Lux
d． 设备运行现场保护接地电阻: ≤10Ω
e． 设备运行现场信号接地电阻: ≤4Ω
4.3 码垛机操作盘
码垛机操作如下图所示, 包括触摸屏终端、 状态指示灯以及操作控制开关等几个部分。下面分别予以说明。

A．初始化界面

完成系统自动运行之前, 所须设定的重要运行参数。
B．自动运行界面

系统进行自动操作时所须进入的画面。
C．手动操作界面

系统进行手动操作时所须进入的画面。
D．输入/输出监控界面

动态监控PLC输入/输出点
E．当前故障查询界面

显示当前报警信息, 系统发生故障触摸屏自动进入此画面, 揭示故障信息和故障的发生的时间。
F．故障历史查询

记录最近所发生的50次报警信息。

G．操作开关部分
a.钥匙开关
钥匙开关为控制系统的电源开关, 该开关必须闭合控制系统才能投入运行, 运行结束停机时应取下钥匙, 由操作人员保管;
b.急停开关
急停开关有三个, 分别在斜坡输送、 升降机出口处和操作台上, 这三个急停开关与钥匙开关串联, 它们在意外紧急情况下使用, 即只有在有可能造成人员伤亡、 设备损坏等灾难性后果的情况下才可使用。按下急停开关则控制系统断电。意外紧急情况处理完毕后, 必须顺时针旋转急停开关, 使其放开 — 恢复原状, 码垛机才能重新启动运行。
c.启动按钮
在自动方式下, 且设备的初始状态正常, 该按钮开关可启动整个码垛机工作。
d.停止按钮
码垛机自动运行时, 按该按钮开关可停止其运行。
e.复位按钮
在停止状态或手动状态下按复位按钮, PLC将根据袋号设备数值修改内部编组计数器和转位计数器的当前值, 同时将变频器和伺服驱动器的故障复位。
f.伺服电源断开/接通选择开关
该开关用于控制转位伺服驱动器主回路接触器的通/断, 并在接通伺服驱动器主回路电源后延时发出SERVE-ON启动信号, 使伺服驱动器做好回转准备。
4.4 设备的操作
4.4.1 码垛机运行前检查项目
a. 仪表风的压力是否正常、 油雾器中的润滑油是否足够;
b.气动装置是否漏气;
c.各部分润滑情况;
d.设备运行的禁入区是否有人或杂物;
e.控制开关是否灵活好用;
f.光电开关是否清洁;
g.接近开关是否松动;
h.的各项盘仓中是否有空托盘。
4.4.2 码垛机开车程序
a.合上码垛机动力电源的总开关(控制柜门上), 此时操作盘上的急停指示灯亮;
b.将操作盘上的钥匙开关接通, 确认两个急停开关均放开, 急停指示灯灭, 停止灯亮;
c.打开气源阀门;
d.若有故障指示, 则参考故障提示将故障排除;
e.若要进行手动操作, 自动操作状态显示窗口显示”系统手动操作”;
f.若要进行自动操作, 自动操作状态显示窗口显示”系统自动运行”;
g.按启动按钮, 码垛机进入自动运行状态, 运行指示灯亮, 停止指示灯灭。
4.4.3 码垛机停车程序
正常停车
在正常情况下, 确认码垛机的各部机都已完成它们的操作后, 按操作台上的停止按钮或斜坡输送机处的就地停车按钮, 使码垛机停车。
急停
在危险情况下, 应立即挥动急停开关, 断开控制系统电源。
4.5 码垛机运行中监视项目
a.气动装置是否漏气;
b.各部件动作是否协调;
c.码垛的垛形是否规则;
d.各单元的机械传动系统是否正常: 链条是否有异常噪音、 皮带是否跑偏;
e.各单元的电机运转是否正常: 有无异常噪音或过热;
f. 有无故障指示灯亮;
g. ”满垛/托盘仓空”报警器报警时, 应注意托盘仓中空托盘是否已少于三个或垛盘输送机上的垛盘是否已满。
5. 系统维护
a.定期检查交流及直流电源的电压是否在规定的范围内;
b.定期检查控制柜、 接线盒的接线端子、 设备的接地线是否松动;
c.操作前检查光电开关表面是否清洁, 接近开关是否松动;
d.检查操作盘上的按钮开关和选择开关是否灵活好用。