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[摘 要]随着科学技术的快速发展，工厂作业的控制技术和生产工艺都有了较大的改革，使其向着自动化、复合化、智能化的方向发展，大大提高了生产质量和操作效率，同时减少了人力操作带来的失误和不安全因素，为企业创造了巨大的经济效益合和社会效益。自动装箱生产线是目前我国多数生产型工厂用于产品装箱而广泛采用的设备，为了提高装箱的精确管理和故障检修，就必须将其与先进的自动控制系统相结合。目前PLC是发展较为成熟的自动控制技术，可以为工厂自动装箱生产线提供强大的技术支持。本文在实践的基础上对PLC在工厂自动装箱生产线中的应用做了深入的研究，探讨了其中的相关技术问题。
[关键词]PLC技术 自动装箱生产线 顺序控制
中图分类号：C932.2 文献标识码：C 文章编号：1009―914X（2013）34―0407―01
为了提升工厂生产效率和质量，整体提升工厂的核心竞争力，就必须对生产设备和技术进行大力的革新，以符合市场发展的需求。目前我国很多生产车间都实现了完全自动化操作或半自动化操作，这些技术的实现都与自动控制技术息息相关。PLC是当今世界范围内普遍采用的自动化控制系统，具有多方面的技术优势，在很多发达国家，PLC已经成为工业控制系统的标准设备。将其运用到工厂装箱生产线中，可以极大地提高工厂作业控制系统的安全性和稳定性。
一、PLC系统概述
（一）PLC的概念
PLC是Programmable Logic Controller的缩写，也即是可编程逻辑控制器，它是一种以数字运算为基础的电子控制系统，在工业生产环境中被广泛采用。PLC的基本控制元件是可编制程序的存储器，并在其内部进行逻辑的运算、计时、以及数学运算等操作，对经过处理之后的信息通过数字形式或者模拟信号的形式进行输出和输入，从而实现对生产过程的控制功能。
（二）PLC系统的基本结构
PLC的发展虽然经历了相当长的时间，并且为了适应各种工业环境的需要进行了不同的技术改进，但是实质仍是实现工业控制能力的计算机，因此从硬件构成上说PLC与普通微型计算机基本相似，具体有以下内容：电源，PLC的正常运行需要持续的电力供应，电源的质量对于系统工作的稳定性和安全性具有重要的影响，一般PLC系统使用的交流电压应控制在+10%范围之内；中央处理器，中央处理器（CPU）和计算机系统的中央处理器功能相似，是整个系统的中枢神经。因此其信息处理功能和输入输出通畅性是衡量PLC整体性能的重要指标。在进行大规模自动控制时，为了保证PLC运行的平稳性，还可以采用双核处理器建立冗余系统，甚至是运用三核建构表决系统，这样即使某一CPU出现问题也不会使系统出现整体性的故障；存储器，包含两种，一种是存储系统软件，另一种应用软件，这两种分别被称为系统程序存储器和用户程序存储器；输入输出接口，该功能模块对于PLC的控制工作具有重要的影响，是车间运行信息接收和处理后的信号发出单元，实现机械的直接控制；除此之外，PLC的重要组成部分还包括功能模块和通行模块等。
二、工厂自动装箱生产线的控制原理
自动装箱生产线的模拟控制如图1所示，进行控制的顺序为首先按下开动按钮，启动系统，此时运行的是传送带2；其后，将空箱设置到定点位置，将会触动光电开关SQ2，使传送带2停止运动；经过一段时间的延时之后，传送带1进行工作，将所要填装的物品逐次放入空箱内，这时开关SQ1的作用是检测物品的数量，其工作原理是每当一个物体进行空箱时，就会引起一次触发，使SQ1出现相应的脉冲信号；当落入空箱之后的物品达到预定的数量之后，传送带1就会停止，传送带2开始工作，并且重复以上流程，实现自动装箱的控制工作。当按下停止按钮之后，传送带1和传送带2同时停止工作。
三、PLC控制系统在自动装箱生产线中的应用
目前PLC系统已经在很多工厂的自动装箱生产线中得到了应用，在实际的操作中主要包含三方面的内容，也就是硬件选择、控制程序设计和控制系统调试。
（一）硬件选择
硬件的选择是进行生产的前提保证，在进行设备购置之前，要对工厂的各项条件和要求进行实地考察和论证，然后根据生产线的输入输出特征、产量标准、控制需求等指标进行硬件的设计，使系统不仅能够满足当下的生产需要，还要具有良好的扩充性能，以应对以后生产线各项参数变动引起的调整。
（二）控制程序设计
PLC系统功能的强大之处在于其具有较好的智能性和自检功能，而这些功能都要通过对控制系统软件进行有针对性的设计才能实现。目前对用户控制程序设计主要有两种方法：经验设计法和STL指令设计法。
1、经验设计法
PLC控制系统程序设计的经验设计法是以“自锁”、“互锁”、“联锁”为原始依据，依照传统的控制系统如继电器等的控制电路图原理运用梯形图程序进行用户控制程序的设计。由经验设计法得来的控制程序通常具有很大的主观性和随机性。对控制程序产生重要影响的因素大多来自于设计者本身，例如设计者的設计经验、对于PLC系统和用户需求的掌握情况等。因此由这种设计方法设计的程序往往没有现成的规律可循，一旦程序出现问题或者生产线参数出现变动，就需要进行重新的全方位检测。
2、STL指令设计法
STL指令其实是一种针对PLC编制顺序控制程序而专门开发的步进梯形指令。在实际进行PLC顺序控制程序编写时还有一种与之相配套能够使其复位的指令，也即是RET指令。使用STL指令编程时要协同继电器才能发挥其效用，STL触电对电路块的驱动能够实现三项功能，也即是对负载的驱动进行有效的处理、根据需求设定转换条件以及指定需要进行转换的目标。STL触点通常情况下是与母线相连接的常开触点，如果出现活动步情况，与该步相对应的触点就会连通，该触点右侧的电路处于工作状态并被进行处理，这种过程一直持续到下一步变为活动步。通过这种步进型的联动效应达到PLC顺序控制程序的编制效果。
（三）系统调试
用于工厂自动装箱生产线的PLC控制系统在投入运行之前必须进行调试工作，进行调试的基本依据是PLC技术的设计理念。一般情况下，负责用户控制程序编制的设计人员会采用具有液晶显示功能的的Fx-20P-E型编程器对控制系统进行编程，完成这一工作之后，就需要对软件的运行性能、平稳性和可操作性进行检测和调试，这种调试工作一般是在Fx2N-16MR-001的PLC系统上完成的。如果试运行和检测结果证明该程序可以投入生产控制中，方可将其正式引进工厂自动装箱生产线。
结论：
将PLC控制系统应用到工厂自动装箱生产线中可以大幅度提高生产线的运行质量和效率，实现巨大的经济效益和社会效益。在将PLC引进到实际的生产线时，要进行严格的实地考察和论证，得出生产线的设备需求，并根据需求进行控制程序的设计，在调试完成之后方可进入生产线，确保PLC能够满足工厂装箱生产线的自动控制要求。
参考文献
[1] 姚成，黄国方，周劭亮，金杰，陆洪洋.软PLC技术应用于智能保护测控装置的实现方案[J].电力系统自动化，2010（23）
[2] 柴承文，蔡吉飞，孙建新.卧式装箱生产线开箱及合箱系统气动控制系统研究[J].北京印刷学院院报，2011（06）
[3] 张瑶.PLC应用于工厂自动装箱生产线中的分析[J].信息系统工程，2013（02）
[4] 唐鹏，张波，朱学建，冯渝，包仕林.五连杆机器人震源药柱装箱生产线控制系统[J].电气自动化，2012（03）
[5] 邓洁清，袁宇波.基于PLC模块的变电站自动化测试仿真系统的实现及应用[J].电力系统保护与控制，2009（24）
[关键词]PLC技术 自动装箱生产线 顺序控制
中图分类号：C932.2 文献标识码：C 文章编号：1009―914X（2013）34―0407―01
为了提升工厂生产效率和质量，整体提升工厂的核心竞争力，就必须对生产设备和技术进行大力的革新，以符合市场发展的需求。目前我国很多生产车间都实现了完全自动化操作或半自动化操作，这些技术的实现都与自动控制技术息息相关。PLC是当今世界范围内普遍采用的自动化控制系统，具有多方面的技术优势，在很多发达国家，PLC已经成为工业控制系统的标准设备。将其运用到工厂装箱生产线中，可以极大地提高工厂作业控制系统的安全性和稳定性。
一、PLC系统概述
（一）PLC的概念
PLC是Programmable Logic Controller的缩写，也即是可编程逻辑控制器，它是一种以数字运算为基础的电子控制系统，在工业生产环境中被广泛采用。PLC的基本控制元件是可编制程序的存储器，并在其内部进行逻辑的运算、计时、以及数学运算等操作，对经过处理之后的信息通过数字形式或者模拟信号的形式进行输出和输入，从而实现对生产过程的控制功能。
（二）PLC系统的基本结构
PLC的发展虽然经历了相当长的时间，并且为了适应各种工业环境的需要进行了不同的技术改进，但是实质仍是实现工业控制能力的计算机，因此从硬件构成上说PLC与普通微型计算机基本相似，具体有以下内容：电源，PLC的正常运行需要持续的电力供应，电源的质量对于系统工作的稳定性和安全性具有重要的影响，一般PLC系统使用的交流电压应控制在+10%范围之内；中央处理器，中央处理器（CPU）和计算机系统的中央处理器功能相似，是整个系统的中枢神经。因此其信息处理功能和输入输出通畅性是衡量PLC整体性能的重要指标。在进行大规模自动控制时，为了保证PLC运行的平稳性，还可以采用双核处理器建立冗余系统，甚至是运用三核建构表决系统，这样即使某一CPU出现问题也不会使系统出现整体性的故障；存储器，包含两种，一种是存储系统软件，另一种应用软件，这两种分别被称为系统程序存储器和用户程序存储器；输入输出接口，该功能模块对于PLC的控制工作具有重要的影响，是车间运行信息接收和处理后的信号发出单元，实现机械的直接控制；除此之外，PLC的重要组成部分还包括功能模块和通行模块等。
二、工厂自动装箱生产线的控制原理
自动装箱生产线的模拟控制如图1所示，进行控制的顺序为首先按下开动按钮，启动系统，此时运行的是传送带2；其后，将空箱设置到定点位置，将会触动光电开关SQ2，使传送带2停止运动；经过一段时间的延时之后，传送带1进行工作，将所要填装的物品逐次放入空箱内，这时开关SQ1的作用是检测物品的数量，其工作原理是每当一个物体进行空箱时，就会引起一次触发，使SQ1出现相应的脉冲信号；当落入空箱之后的物品达到预定的数量之后，传送带1就会停止，传送带2开始工作，并且重复以上流程，实现自动装箱的控制工作。当按下停止按钮之后，传送带1和传送带2同时停止工作。
三、PLC控制系统在自动装箱生产线中的应用
目前PLC系统已经在很多工厂的自动装箱生产线中得到了应用，在实际的操作中主要包含三方面的内容，也就是硬件选择、控制程序设计和控制系统调试。
（一）硬件选择
硬件的选择是进行生产的前提保证，在进行设备购置之前，要对工厂的各项条件和要求进行实地考察和论证，然后根据生产线的输入输出特征、产量标准、控制需求等指标进行硬件的设计，使系统不仅能够满足当下的生产需要，还要具有良好的扩充性能，以应对以后生产线各项参数变动引起的调整。
（二）控制程序设计
PLC系统功能的强大之处在于其具有较好的智能性和自检功能，而这些功能都要通过对控制系统软件进行有针对性的设计才能实现。目前对用户控制程序设计主要有两种方法：经验设计法和STL指令设计法。
1、经验设计法
PLC控制系统程序设计的经验设计法是以“自锁”、“互锁”、“联锁”为原始依据，依照传统的控制系统如继电器等的控制电路图原理运用梯形图程序进行用户控制程序的设计。由经验设计法得来的控制程序通常具有很大的主观性和随机性。对控制程序产生重要影响的因素大多来自于设计者本身，例如设计者的設计经验、对于PLC系统和用户需求的掌握情况等。因此由这种设计方法设计的程序往往没有现成的规律可循，一旦程序出现问题或者生产线参数出现变动，就需要进行重新的全方位检测。
2、STL指令设计法
STL指令其实是一种针对PLC编制顺序控制程序而专门开发的步进梯形指令。在实际进行PLC顺序控制程序编写时还有一种与之相配套能够使其复位的指令，也即是RET指令。使用STL指令编程时要协同继电器才能发挥其效用，STL触电对电路块的驱动能够实现三项功能，也即是对负载的驱动进行有效的处理、根据需求设定转换条件以及指定需要进行转换的目标。STL触点通常情况下是与母线相连接的常开触点，如果出现活动步情况，与该步相对应的触点就会连通，该触点右侧的电路处于工作状态并被进行处理，这种过程一直持续到下一步变为活动步。通过这种步进型的联动效应达到PLC顺序控制程序的编制效果。
（三）系统调试
用于工厂自动装箱生产线的PLC控制系统在投入运行之前必须进行调试工作，进行调试的基本依据是PLC技术的设计理念。一般情况下，负责用户控制程序编制的设计人员会采用具有液晶显示功能的的Fx-20P-E型编程器对控制系统进行编程，完成这一工作之后，就需要对软件的运行性能、平稳性和可操作性进行检测和调试，这种调试工作一般是在Fx2N-16MR-001的PLC系统上完成的。如果试运行和检测结果证明该程序可以投入生产控制中，方可将其正式引进工厂自动装箱生产线。
结论：
将PLC控制系统应用到工厂自动装箱生产线中可以大幅度提高生产线的运行质量和效率，实现巨大的经济效益和社会效益。在将PLC引进到实际的生产线时，要进行严格的实地考察和论证，得出生产线的设备需求，并根据需求进行控制程序的设计，在调试完成之后方可进入生产线，确保PLC能够满足工厂装箱生产线的自动控制要求。
参考文献
[1] 姚成，黄国方，周劭亮，金杰，陆洪洋.软PLC技术应用于智能保护测控装置的实现方案[J].电力系统自动化，2010（23）
[2] 柴承文，蔡吉飞，孙建新.卧式装箱生产线开箱及合箱系统气动控制系统研究[J].北京印刷学院院报，2011（06）
[3] 张瑶.PLC应用于工厂自动装箱生产线中的分析[J].信息系统工程，2013（02）
[4] 唐鹏，张波，朱学建，冯渝，包仕林.五连杆机器人震源药柱装箱生产线控制系统[J].电气自动化，2012（03）
[5] 邓洁清，袁宇波.基于PLC模块的变电站自动化测试仿真系统的实现及应用[J].电力系统保护与控制，2009（24）