系统简介

包装生产线常用于许多物品的分拣及包装服务，是库房包装物品和物流公司常用的一种包装设备。传统的包装生产方式大多数是依靠让人工手动包装分拣，耗时长，且效率较为低下，还有一定的人工成本，不足以满足生产经济发展的需要。由此自动包装生产线应运而生，自动包装生产线是一种人为干预少，能够按照包装需求，对物品进行包装分拣的自动化生产线。可编程控制器（PLC），是一种具有微处理器的用于自动化控制的数字运算控制器，它具有工作可靠、编程简单、体积小、安装方便等特点，所以在工业上有着广泛的用途。基于PLC的优点，所以采用PLC作为包装生产线的模拟控制系统。本次模拟系统设计是在工业上已拥有的自动化包装生产线为基础，通过增添和完善一些功能后，自主设计出基于PLC的包装生产线模拟控制系统。按下启动按钮后，系统自动运行，实现了包装箱的运送、停止和把物品传送进包装箱的功能等。通过增加限位开关，用来对包装箱位置的缺顶。设置信号灯，用来对系统运行的警报和提示。自动化包装生产线系统有着自动化程度高、具有警报提示等特点，在系统设计中还加入了三菱变频器，用来控制物品输送的速度；增加了触摸屏人机交互功能，点击触摸屏的图标或者文字就能够操控系统的运行。在设计中经过多次与PLC、触摸屏进行连接的整体调试，实现了本次系统中所需要的功能。

关键词：自动化包装生产线；PLC；变频器；触摸屏；控制系统

1绪论

1.1包装生产线设计背景
随着工业、制造业的不断发展，生产规模的不断扩大，对于生产效率的要求不断提高，生产过程中对控制系统的自动化要求和成本节约要求越来越高。在现代化工业生产中，自动生产线的发展已变得非常重要，通用型自动化程度高的自动包装生产线，广泛适用于制造业生产、物流等行业。自动包装生产线是一条可以对物品进行包装、自动计数并传送到下一个工序的生产线。该生产线具有很强的抗干扰能力。在工业自动化不断发展的同时，包装业也在发展。由于包装生产线的自动化、控制系统的持续发展，使得包装生产线以响应速度快、能长时间的工作、出现问题次数少出现等优点在包装生产业中广泛使用。PLC是近年来开发的新型工业控制器。将电脑程序编程的灵活性、应用齐全、适用性强等优点和控制器系统的容易掌握、具有很强的防干扰能力、性价比高等优点的组合，不仅如此，它还具有体积小、功耗小等特点，在工业中得到了广泛的应用。在包装生产线中加入PLC控制，那么可以大大简化控制系统结构，生产效率进一步提高，维修管理更加方便，运行更加稳定。本次包装生产线控制系统设计采用PLC作为中心控制器，并运用变频器和触摸屏，操作方便，简化控制系统的结构，提高自动化程度，提高控制系统灵活性和可靠性。
1.2 包装生产线的发展趋势
随着科技水平的不断发展进步，生产领域推陈出新对于包装技术有了更高的要求以及对于包装设备的多样化有了更大的需求，包设备的更新换代会越来越快。由于全球化的行业竞争以及PLC控制技术及各种新技术不断发展，更加成熟，利用PLC控制的包装生产线系统会更稳定，安全可靠，自动化程度更高。
1.3 包装生产线控制系统设计内容及要求
本次毕业论文的选题为“基于PLC的包装生产线控制系统”，在本次系统设计中编写控制程序主要使用GXWorks2，控制程序编程好后，将控制程序导入至PLC中进行包装生产线系统控制过程，同时本次硬件系统设计所需要用到的硬件有：5V直流小电机、发光二极管、电阻、按钮、拨动开关等。在本次设计中，包装生产线模拟控制系统主要有两大部分，分为硬件操作部分和程序部分，程序部分为：在程序编程软件中自主编程关于系统控制的梯形图控制程序，通过编程软件编译没有错误后利用传输线将编译好的程序导入PLC。硬件操作部分为：模拟系统控制板，模拟控制板上的输入输出设备通过模拟系统控制板上预留的接线端子接入PLC的输入输出端口中，在按下模拟控制板上的焊接好按钮和拨动开关时，会对PLC输入信号，待到PLC输出信号反馈到模拟控制板上时，模拟控制板上会出现相对应的输出显示，如发光二极管的亮灭和5V直流小电机是否运行等。在对模拟控制板进行调试和控制程序写入PLC运行后，达到基本控制要求。设计的具体要求为：当按下系统启动按钮时，再按下包装箱传送带启动按钮，启动包装箱传送带电机，限位开关检测包装箱到位后，包装箱传送带电机停转，随后再按下物品传送带启动按钮，物品传送带电机启动，将物品传送到物品传送带末端后掉入包装箱。当物品掉落数量达到设定数量之后，物品传送带停止运行，包装箱传送带重新运行，将放有物品的包装箱传送至下一道工序，同时将下一个包装箱传送到指定位置，开始新一轮包装。

2 可编程控制器（PLC）简介

2.1 PLC的概念
PLC中文名称为可编程控制器，英文名称为Programmable Logic Controller。PLC的出现是基于生产技术的发展，继电器、接触器控制系统的弊端开始显现出来，如维护不方便、控制线路较多、噪音较大以及可靠性差。PLC第一次被研发出来是在1969，由美国数字化设备公司生产，在随后的五十年里，PLC得到不断发展，功能逐渐完善，可供选择的型号也越来越多，能够适应各种环境下的控制。PLC在拥有微处理器后，其跟计算机差别不大，可以用来对自动化控制的数字运算控制器。在刚研发出PLC的时候，PLC只是用来进行逻辑控制，之后随着PLC技术的发展和生产技术发展的需要，PLC的功能不断完善，拥有了时序控制和模拟控制等各项功能。PLC由于能适应恶劣的环境下工作、不错的可靠性和方便维护，在工业生产控制中占据的重要的地位。
2.2 PLC的基本组成
PLC硬件结构主要由中央处理器（CPU）、电源、储存器、输入/输出单元和外接设备五大部分构成。PLC硬件结构图如图2-1所示。

图2-1 PLC硬件结构图
（1）中央处理器（CPU）
中央处理器（CPU）是PLC中不可缺少的部分，主要由控制器、运算器以及寄存器构成，性能强大的CPU可以让系统程序顺利的运行，CPU的性能与PLC的优秀与否挂钩。
（2）储存器
储存器主要是用来储存PLC的相关数据，主要用来储存系统控制程序、变量等其它数据。PLC的储存器主要分为两种，一种是只读存储器（ROM），用来存储系统程序，用户没权限访问；另一种是随机读写存储器（RAM），因为有着可以随意写入于擦除的特点，主要用来存储系统运行过程中临时数据的存储。
（3）输入/输出单元
PLC中的输入/输出单元接口是预定控制的设备与PLC通信的通道，输入单元接口主要是接受设备发出给PLC的各种输入信号，把信号经过处理传送到PLC；而输出单元则是将PLC传输出来的信号上传达给设备。
（4）电源部分
电源在PLC硬件部分中尤为重要，因为电源供电在绝大多数工业设备上都是不可或缺的，PLC一旦没有了电源，相当于一切想要实现的功能都无法实现。电源的质量也与PLC的寿命息息相关。
（5）外接设备
在我们实际使用PLC的过程中，可以根据功能的需要或者需求的增加，可以在PLC中外接一些设备。
2.3 PLC的特点
（1）防干扰能力强、可靠性能强
PLC在开始设计的时候，基于当时技术发展的需要，就是为了能够在许多恶劣的工作中稳定运行进行控制，还采用了光电隔离等防干扰技术在PLC的制造中。因为PLC在控制中采用微处理器，集成度高而且还增加了相应的电路保护功能和可以自行扫描诊断的功能，进一步提高了可靠性。
（2）功能完善
PLC在继电器原有的功能上加以改进，能更好的实现复杂的功能。PLC中还自带了一些功能，方便我们可以直接通过控制程序来使用。
（3）体积小、拓展方便、维护简易
PLC相较于继电器更方便携带和移动。PLC在使用过程中所耗费的电量比继电器更少，PLC还提供许多可外接的拓展接口模块。PLC还有着自我诊断功能，可以实时检测是否有故障，一旦出现故障会第一时间显示，方便操作人员修复。
（4）编程语言较为简单
PLC的编程语言种类有很多，但梯形图使用最为普遍。因为梯形图的编程与实际的电气原理图相似，有着继电器控制较为直观表达的特点。而且梯形图语言编程简单，易学，与其它知识联系不大。
2.4 PLC的工作原理
微型计算机的工作原理与PLC类似，微机的工作方法是等待是否有新的命令传达。如果命令没有改变，则继续扫描等待命令。但PLC的工作原理跟它有所区别。PLC采用的是自上而下反复扫描的工作方式，成功扫描一次为一次扫描周期。
可以将一个循环扫描周期分为五个阶段：
（1）自检阶段；
（2）数据处理阶段；
（3）输入读写阶段；
（4）执行程序阶段；
（5）刷新输出阶段；
2.5 PLC控制系统设计的基本内容
（1）选定输入\输出设备和受输出设备控制的设备；
（2）为系统选择相应PLC；
（3）为输入\输出设备设定I\O点，制作I\O点分配图；
（4）编写系统控制程序；
（5）创建控制系统有关的技术文档。

3 包装生产线控制系统

3.1 包装生产线的基本结构
包装生产线是一种自动化加工生产线，常用于物品的生产与包装。其基本结构原理如图3-1所示。

图3-1 包装生产线结构原理图
包装生产线控制系统设置了1个限位开关，可以检测到包装箱的到位状况，从而对系统的运行状况有一定的了解。开关SC1是用来提示包装箱到位的限位开关，我们可以让其检测包装箱是否运送到位，从而达到能刚好接到传送下来的物品。包装箱传送带和物品传送带分别由两台电动机拖动。
3.2 包装生产线的工作原理
当控制系统启动时，我们只需要输入每个包装箱所装物品的数量，然后按下启动按钮，包装生产线就会按照所定的物品数量进行包装。
（1）按下启动按钮之后，再按下包装箱传送带启动按钮，包装箱传送带电机启动，待限定开关检测到包装箱到达限定位置，包装箱传送带电机会停转。
（2）限定开关检测包装箱到达限定位置后，包装箱传送带电机停转，再按下物品传送带启动按钮，物品传送带电机启动，开始把物品传送进包装箱，物品传送带可以进行高低速切换运行，先高速运行再低速运行。待到检测到掉落包装箱里的物品达到指定数量，物品传送带将停止运行。。
（3）包装箱里物品达到指定数量后，物品传送带停止运行，同时包装箱传送带开始时运行，将有物品的包装箱传送至下一道工序，同时将下一个包装箱传送到指定位置。
3.3 包装生产线的功能
自动包装生产线是一条可以对物品进行包装、自动计数并传送到下一个工序的生产线。传统的包装生产方式大多数是依靠让人工手动包装分拣，耗时长，且效率较为低下，还有一定的人工成本，不足以满足生产经济发展的需要。包装生产线可以实现自动生产包装并根据需求计数。与传统的包装生产方式不同的是，PLC不仅有着计算机编写程序的优点，还融合了继电器编程的优势，深受工业控制人员的喜爱。综合两点，PLC控制是一种成本较低，效率高且符合我国包装生产技术的需要和发展自动化包装生产的新道路。所以包装生产线采用PLC控制系统，会使得功能更加齐全，而且竞争力更大。
3.4 包装生产线的主电路图
其中，QF为断路器，FU1为熔断器，FR1~FR2为热继电器，M1为物品传送带电机，M2为包装箱传送带电机。包装生产线主电路如图3-2所示。

图3-2 包装生产线主电路图
3.5 包装生产线的I/O地址分配表和接线图
（1）输入设备
限位开关：SQ1是用来提示包装箱到位的限位开关，SQ2是物品计数的限位开关。系统的启动和停止按钮：SB1（启动）、SB2（停止）。热继电器：FR1、FR2保护电机的热继电器。
（2）输出设备
输出设备共有2个接触器，KM1~KM2分别是控制物品传送带运行和包装箱传送带运行的接触器。变频器则控制物品传送带电机正转以及速度控制。I/O地址分配如表3-1所示。
表3-1 I/O地址分配表
输入地址分配表 输出地址分配表
名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号
启动 SB1 X0 物品传送带电机正转 STF Y0
停止 SB2 X1 高速 RH Y1
包装箱到位 SQ1 X2 中速 RM Y2
物品计数 SQ2 X3 低速 RL Y3
热继电器FR1 FR1 X4 包装箱传送带运行 KM2 Y4
热继电器FR2 FR2 X5 包装箱传送带运行指示灯 HL1 Y5
系统运行灯 HL2 Y6
系统停止灯 HL3 Y7
包装箱到位灯 HL4 Y10
物品传送带电机运行灯 HL5 Y11
在进行接线时，对应的输入输出为：SB1—X0，SB2—X1，SQ1—X2，SQ2—X3，FR1-X4,FR2-X5；STF—Y0，RH—Y1，RW—Y2，RL—Y3，KM2—Y4,HL1-Y5,HL2-Y6,HL3-Y7,HL4-Y10,HL5-Y11。其PLC接线如图3-3所示。
3.6 部分元器件介绍
（1）接触器
接触器线圈通电后，会使得常开触点闭合，常闭触点断开，常开触点和常闭触点是相反的，可以利用这一特性来设计控制系统。当线圈失电之后常闭触点会闭合，常开触点断开。
（2）热继电器
热继电器主要用来对异步电机和其它电器进行过载保护作用，防止设备被损坏。热继电器的工作原理是一旦电流超过设定值，电流流过热元件时会使双金属片加热弯曲来推动元件完成触点动作来控制电机的启停。
（3）熔断器
熔断器工作原理主要是通过自身产生的热量来熔断熔体，从而断开电路。熔断器常用于电力系统等，是使用较为寻常的一种保护器件。
（4）限位开关
限位开关又叫做行程开关，工业中常用于限定机械设备的位置。当物品靠近行程开关后，限位开关的连杆驱动开关的接点会使闭合的接点断开或者断开的接点闭合，从而控制电路的通断和电机的启停。
3.7 包装生产线的梯形图程序
（1）按下启动按钮X000，线圈Y004得电，包装箱传送带电机启动，包装箱传送带运行指示灯和系统运行指示灯亮。
（2）包装箱传送带到位，限位开关X002闭合，包装箱传送带Y004停止运行，包装箱运行指示灯Y005熄灭，包装箱到位指示灯Y006亮起,同时定时器T2定时3秒。
（3）定时器T2定时3秒后，T2得电闭合，物品传送带Y000以高速运行，物品传送带运行指示灯Y011亮起，T3定时器再定时3秒。
（4）定时器T3定时达到3秒后得电闭合，物品传送带以低速Y003运行。
（5）按下物品计数限位开关X003，线圈Y000失电断开，物品传送带停止运行，Y004得电闭合包装箱传送带运行。包装箱运行指示灯Y005亮起，物品传送带运行指示灯Y011和包装箱到位指示灯Y010熄灭，定时器T4定时5秒。
（6）定时器T4定时达到5秒，得电闭合。线圈Y004失电断开，包装箱传送带停止运行，包装箱传送带指示灯Y005和系统运行指示灯Y006熄灭。

4 包装生产线模拟控制系统的方案设计

4.1包装生产线工艺流程图
包装生产线是一种自动化包装生产线，可以高效率的对物品进行循环的包装生产加工，然后通过包装箱传送带将装好物品的包装箱转移到下一个工序。按下系统启动按钮，包装箱传送带电机启动，限位开关检测包装箱到位后，包装箱传送带停止，物品传送带电机启动，掉落包装箱物品数量达到设定值，物品传送带停止，包装箱传送带重新启动，把包装箱传送走，再传送下一个包装箱到位，由此循环。
4.2 模拟系统组成
包装生产线的PLC模拟控制系统由二个部分组成，分别是包装箱传送以及物品的传送。为了检测系统的工作状态，模拟系统采用了1个限位开关和1个光电接近开关。包装箱传送和物品传送分别由2台电动机带动，此外还带有报警系统。限位开关和光电接近开关由拨动开关模拟，物品传送带电机电机采用实验室的三相鼠笼式异步电动机，包装箱传送带电机则采用直流小电机。模拟系统控制模式下的按钮由立式微动开关模拟。警报系统由发光二极管来作为警示灯，此外也利用发光二极管来作为系统各个部分运行的指示灯。
4.3 模拟系统控制功能
设计基于PLC的包装生产线控制系统，使之可以实现包装生产线的自动化。包括：物品的运送、传送带电机、电机的启停控制。
（1）开启PLC准备启动控制系统。
（2）按下启动按钮，包装箱传送带电机启动，当限位开关检测到包装箱到达限定位置时，包装箱传送带电机停转，确保包装箱刚好在物品传送带末端，能够精准装到物品。
（3）当包装箱传送带把包装箱运送到位后，物品传送带电机启动，物品传送带电机可高低速切换运行，先高速运行再低速运行。
（4）当检测到掉落进包装箱的物品达到设定数量，物品传送带电机停转，包装箱传送带电机启动，把装好的包装箱传送走，把下一个包装箱传送上来，当限位开关又检测到包装箱时，包装箱传送带电机停转，物品传送带电机启动，以上述步骤重复运行。
（5）当按下停止按钮时，物品传送带电机与包装箱传送带电机都停止运行。
（6）使用变频器实现速度控制，使用触摸屏实现人机界面。
（7）有一定的保护及报警功能。

5 包装生产线模拟控制系统的软件及硬件设计

5.1 模拟控制系统硬件设计元器件清单
电源方面，使用了4节1.5V的五号电池，以6V电压来当作电源来提供系统运行，达到电机启动和发光二极管的所需电压。电阻选用的是220Ω色环电阻，为了预防发光二极管由于电流过大而烧坏。根据模拟系统设计方案的需求，本次设计所需的的硬件清单如下表5-1所示。
表5-1 元器件材料清单
元件名称 规格
PLC 三菱FX2N-64MR
万用板 1325cm
5V直流小电机 玩具马达
220Ω电阻 220Ω色环电阻
发光二极管 φ5mmLED
5号4槽电池盒 4节5号电池盒
按钮 66*5H立式微动开关
5号电池 5号电池
2位接线端子 KF301-5.0mm-2P
拨动开关 6脚拨动 柄长2.0MM
变频器 三菱FR740
触摸屏 西门子smart700
三相电动机 三相鼠笼式异步电动机
导线 导线
（1）按钮
按钮在电路中是较为常用的一种控制电器元件，本次模拟系统设计采用的是立式微动开关，利用按钮来控制电路的通断。系统自动控制、系统停止、包装箱到位、物品传送带电机启动、包装箱传送带电机启动、物品传送带电机高速运行/低速运行采用按钮。
（2）拨动开关
拨动开关是利用手动的拨动来控制电路通断，从而实现电路的切换，有着拨动简便、性能可靠等优点。物品计数、热继电器FR1、FR2采用的是拨动开关来模拟，根据设计要求来实现通断。
（3）LED
发光二极管(Light Emitting Diode,LED)，是一种半导体元器件。有着使用时间长，耐干扰等特点。物品传送带电机运行指示灯、物品传送带电机低速指示灯、高速指示灯、包装箱传送带电机运行指示灯、包装箱到位指示灯、变频指示灯、包装完成指示灯均采用LED来进行显示，在使用发光二极管时，需要串联220Ω电阻，防止发光二极管由于电流流过大而烧坏。
（4）触摸屏
实现人机界面是用SiemensSmart700触摸屏。可以通过设计人机界面传输到触摸屏来进行控制。触摸屏可以显示图形、文字、时间等信息。
（5）三菱变频器
变频器在目前来说是较为普遍的电动机调速方式，在工业生产中深受喜爱。本次包装生产线控制模拟系统用到的是三菱的FR-D740-0.75K-CHT型号的变频器。
模拟系统的I/O地址分配：
（1）输入设备
拨动开关：SQ1（物品计数）、SQ2（热继电器FR1）、SQ3（热继电器FR2）。
按钮：SB1（系统启动）、SB2（系统停止）、SB3（包装箱传送带电机启动）、SB4（物品传送带启动）、SB5（高速按钮）、SB6（包装箱到位）、SB7（低速按钮）。
（2）输出设备
STF、RH、RW、RL分别是三菱变频器的正转接口、高速接口、中速接口、低速接口。HL1是包装箱传送带电机运行指示灯，HL2是其低速运行时的指示灯，HL3是其高速运行的指示灯，HL4是变频器变频指示灯；HL5是物品传送带电机指示灯，HL6是包装箱到位指示灯，HL7是包装完成指示灯。KM2是控制包装箱传送带电机启动的，驱动直流小电机的旋转，从而来模拟包装箱传送带运行。PLC的I/O端子口地址分配表。HL1~HL8是用来模拟系统运行时各个状态的指示灯，如包装箱传送带运行状态指示灯、物品传送带电机高低速运行状态指示灯、物品传送带运行状态指示灯、包装箱到位指示灯、包装完成指示灯和系统运行指示灯。物品计数和继电器FR1、FR2用行程开关SQ来进行模拟。
三菱变频器介绍：
（1）三菱FR-D740变频器型号
变频器在目前来说是较为普遍的电动机调速方式，普遍适用于在工业生产和自动化流水线等。本次包装生产线控制模拟系统用到变频器的是三菱的FR-D740-0.75K-CHT型号的变频器。

图5-1 变频器型号
FR-D700系列变频器主要是利用磁通矢量来实现控制。
（2）变频器的调速方式
变频器是一种可以控制电机驱动的设备，通常用来对调节电动机的转速，调速方法是利用改变输出三相电源的频率，从而达到调速的目的。
变频器需要外接380V电源，由于电压过大，需要对电动机进行星接，达到低压启动。
5.2 模拟控制系统软件设计
当按下系统启动按钮X，T1定时器定时一秒，一秒后按下包装箱传送带电机启动按钮X2，包装箱传送带电机Y4启动，传送包装箱。系统运行指示灯Y14和包装箱传送带运行指示灯Y5亮起。按下包装箱到位按钮X006，包装箱传送带电机Y004停转，包装箱传送带运行指示灯Y005熄灭，包装箱到位指示灯Y012亮起，并且T1定时器延时一秒。延时一秒后，定时器T1常开触点得电闭合，按下物品传送带启动按钮X003，物品传送带电机启动，物品传送带电机指示灯Y011亮起。
按下高速按钮X004，物品传送带电机高速运行，高速指示灯Y007和变频指示灯Y010亮起。按下低速按钮X005，物品传送带电机变为低速运行，高速指示灯Y007灭掉，低速指示灯Y006亮起。拨动物品计数开关X7，物品传送带电机Y停止运行，低速指示灯Y6、物品传送带运行指示灯Y11和变频灯Y1熄灭，T2定时器延时1秒。当T2计时器计时达到1秒，T2计时器常开触点闭合，包装箱传送带电机Y004运行，包装箱传送带运行指示灯Y005和包装完成指示灯Y013亮起，包装箱到位指示灯Y012熄灭,运行5秒。运行5秒后，定时器T3常开触点得电闭合，包装箱传送带电机Y004停止运行，包装箱传送带运行指示灯Y005、包装完成指示灯Y013和系统运行指示灯Y014熄灭。当两台电机中有一台电机过载，X010或X011常闭触点断开，系统不能运行。
触摸屏介绍：
（1）西门子Smart700介绍
在设计中是采用西门子Smart700触摸屏来制作人机界面来更好的控制系统运行，可以通过设计人机界面传输到触摸屏来进行控制。触摸屏可以显示图形、文字、时间等信息。
（2）触摸屏程序设计
1.下载WinCCflexibleSMARTV3软件，利用该软件进行界面设计。打开软件后，新建项目选择西门子Smart700触摸屏型号。
2.基于设计选用的PLC是三菱FX2N，所以通讯连接选择MitsubishiFX，选用其它连接选项会导致触摸屏与PLC之间无法成功通信。
3.设置变量。
根据设计中需要的变量设定输入输出，方便在进行调试时发现输入无反应或者输出无响应可以及时发现和编写控制程序时不会控制出错。
4.在设计好界面后，需要将界面里的按钮和图形与变量连接，这样才可以在与PLC连接通信时，按下按钮能够传送信号给PLC，输出同样也能通过图形来显示在触摸屏上。
5.在设计界面完成后，通过通讯线将界面从计算机传输到触摸屏中，在传送失败时要看是否还有变量未连接，有变量未连接会导致传输失败。人机控制页面中最为关键的是系统启动和系统停止两个按钮。当按下人机控制界面上系统启动按钮时，系统启动，触摸屏中相应的圆形灯会亮起，因为模拟板还连接着PLC，模拟板上的发光二极管也会亮起，当按下包装箱传送带电机启动按钮后，直流小电机启动，模拟包装箱传送带运输包装箱的过程，触摸屏和模拟板上相应的指示灯都会亮起。当我们按下物品传送带启动按钮，触摸屏和模拟板上的物品传送带电机指示灯亮起，按下高速按钮，三相鼠笼式异步电动机也会以高速运行，按下低速按钮，三相异步电动机会转为低速运行。按下物品计数按钮，物品传送带电机停止运行，触摸屏和模拟板上的包装完成指示灯会亮起。因为模拟板、PLC、触摸屏连接为一体，当按下模拟板上的按钮时，PLC上输出的信号不止能在模拟板上显示，同样也会显示在触摸屏上。

6 包装生产线控制系统的调试

6.1 硬件调试
拿到购买的元器件后，需要用万用表对元器件进行测定，以防焊接上去使用不了。在焊接时需要注意发光二极管的正负极，如果接反发光二极管会无法亮起。
在将所有元器件焊接完成之后需要用万用表进行测定，保证焊接的电路连通没有虚焊或没有连通的情况，这样测定完成后对于调试中的出现问题可以快速的排查。焊接完成后需要到实验室连接PLC，使用自己编写的控制程序传输到PLC，来测试焊接好的模拟板是否按照设定的功能运行，系统能基本运行的话代表焊接的板没有问题，可以进行下一步调试。
6.2 程序调试
因为学校实验室的PLC编程软件是GXDeveloper，而在编写程序中，使用的是GXWORK2，GXWORK2编写的程序文件不能在实验室的编程软件上直接打开运行，需要将自己编写的程序格式转换为GXDeveloper格式文件，拷贝到优盘里拿到实验室打开。在将程序传输到PLC运行后，需要在实验室编程软件GXDeveloper中打开监视模式来监视系统运行到哪一步，如果系统哪一步出现问题，可以通过监视模式来找到问题所在，再对程序进行进一步的改进。
6.3 整体调试
在完成程序调试与硬件调试后，需要将变频器、PLC、触摸屏和模拟控制板进行连接来进行系统的整体调试，通过按下模拟控制板上的按钮来观察PLC是否有输出、触摸屏上是否显示对应的变化和电动机是否启动。在调试中出现问题需要逐个排查，看看是哪一部分出现了问题现场，有时候会因为模拟控制板上的电路焊接不稳，电线掉落导致没能功能和触摸屏可能因为老旧，按下触摸屏按键反应迟，不能够及时进行下一步运行。经过多次整体连接调试，成功实现设计所需的功能，完成系统整体调试。
6.4 设计小结
从一开始的选题到后面确定设计方案以及到后来的调试，在这个过程中我对于包装生产线控制系统以及PLC有了更深的理解。同时，在这个过程中老师和同学们给了我很大的帮助，在确定设计方案的时候经常和老师同学们讨论，怎样才能设计出一个完整且达到设计要求的控制系统，在与老师同学们讨论的过程中，我对于自己控制系统功能的设计方案有了清晰的认识，也帮助我更好的确定设计方案。在后来的调试过程中，由于焊接的一些小问题，没有注意到，导致去到实验室调试，发现达不到自己预定的功能，后面花费了好长时间才排查到问题并解决。也让我认识到在设计系统的过程中不能有一点马虎，往往因为一个小小的失误会导致系统不能够正常运行。这一次毕业设计也很好地锻炼了我自主编写控制程序的能力，使我对于梯形图控制更了解，编写梯形图的能力也得到很大提升，能够根据所想要实现的功能来编写梯形图程序。设计控制系统的经验为我以后的工作打下了一定的基础，可以更好的设计编写其他控制系统的程序，受益良多。

总结

此次毕业设计采用PLC进行系统控制，设计出了一个基于PLC的包装生产线控制系统，此外增加了变频器对电机速度的控制，增加了触摸屏实现人机界面，可以通过触摸屏对系统进行控制，本次包装生产线控制系统功能更多，经过模拟系统调试达到预定的功能，调试完成。在本次系统中运用发光二极管来模拟实际系统运行过程中的指示灯，还增加了限位开关，用于确认包装箱的位置，从而进行下一步的系统控制。PLC在工业控制方面优点很多，使用灵活，通用性强；可靠性强，抗干扰能力强；接口简单、维护方便；利用PLC来控制包装生产线可以使得控制系统得到进一步简化，操作更加方便，同时系统也会更加稳定。随着我国科技水平的不断发展进步，生产领域推陈出新对于包装技术有了更高的要求以及对于包装设备的多样化有了更大的需求，自动化的包装生产线行业会得到更为迅速的发展。随着PLC控制技术及各种新技术不断发展，更加成熟，利用PLC控制的包装生产线系统会更稳定，安全可靠，自动化程度更高。