在全自动码垛包装过程中，称重、供袋、取 袋、装袋、输送以及缝合等多个动作均是自动完 成，工作过程中动作较多且复杂，工作环境也较为恶劣。而基于 PLC 的全自动包装码垛生产线 控制系统具有结构简单、运行速度快、稳定性高、 可扩展性强等优点，比较适合本文所研究的生产 线所处的工作环境条件。根据生产线的工艺流 程，该控制系统应该满足以下几个要求： （1）各工序能够协调控制，使自动化生产线 稳定、可靠高速运行
（2）程序的可变性强，能够根据不同作业要 求随时对运行程序进行调整。
（3）实时性高，动态响应性能好，能够随时对 各种传感器信号进行采集并及时反馈。
（4）高可靠性、安全性和稳定性。
（5）理性化的人机界面，便于工人操作以及 监控。
（6）硬件结构紧凑，且具有后期扩展性。 根据包装工艺流程，本文采用了“HMI+PLC”的控制模式，控制系统整体框图如图 3 所示。
PLC可编程控制器作为触摸屏与各信号传感器之 间的桥梁，将触摸屏与各个信号紧密连接起来。 因此触摸屏、PLC、I/O
输入输出模块等组合在一 起便构成了全自动包装码垛生产线控制系统。
2.1 触摸屏
触摸屏，简称 HMI，是控制包装机的直接媒 介。由于该生产线的工作环境复杂恶劣，为了保证设备能够在复杂的工作环境中稳定可靠运行，同时考虑到其实用性和成本等特点，该控制系统中上位机选用威纶MT8150iE系列触摸屏。通过该触摸屏可实现包装速度、传送带速度等参数的输入，并实时对生产线目前的生产状态等信息进行显示。MT8150iE系列触摸屏具有多个串口（RS-232/RS-485）可同时与下位机实现通讯，拥有400 MHz的32位 RISC处理速度、输入电源为24VDC，能够实现1分钟的500VAC超高耐压。
2.2 PLC
针对控制系统主要实现功能，选择模块式的 PLC，主要组成单元有CPU模块、电源模块、基本 I/O 模块。对控制系统进行扩展时，只需要在原 系统上增加相应的功能模块，就可以完成功能的 添加，设计成本低、效率高。 PLC作为整个控制系统的核心，包装生产线工作过程中动作多且复杂，而生产线中的 I/O点数较多，综合分析该系统选择西门子PLC S7-300 系列该款PLC功能多、运算速度快，能够根据生产线不同需求进行组合配置。在分析整个包装码垛流水线工艺流程的基础上，选择
S7-300系列 中的 CPU315-2DP，该生产线中主要包括自动包装系统和自动码垛系统两大部分，根据包装流程 的动作分析，包装和码垛部分总共需要约60个输 入点和50个输出点，选择输入模块 SM321，数字 输出模块SM322。
3 控制系统软件设计
3.1 上位机软件设计
上位机触摸屏程序能够实现操作人员与PLC 之间的交流，实现不同人机界面之间的切换，以 及不同的操作不同的按键控制
PLC 中不同的程序运行。触摸屏能够对包装码垛生产线的运行信息、报警信息以及控制信号以文字或者图像的形式，直观形象的展示给用户。触摸屏程序结构设计好坏不仅仅影响人机界面美观性，对整个系统的稳定可靠运行同样具有重要影响。 MT8150iE 系列触摸屏通过 EasyBuilder8000 编程软件进行离线模拟和在线模拟，极大的方便了程序的调试。该触摸屏软件程序中主要包括主控界面、参数设置界面以及监控三大部分。主控界面中主要包括启动、停止、自动模式以及手动模式，控制画面如图4所示。
参数设置界面图5所示
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