为了提高粉状水泥包装效率,摆脱水泥包装过程中过度依赖人工套袋的现象,本文特此以8嘴回转式包装机为基础,设计了一款与之相匹配的基于PLC控制的摆臂型水泥袋自动套袋机,明确了摆臂型自动套袋机的结构组成和工艺流程,并对其控制难点进行了分析,结合低成本、高性能、易维护等要求,制定了自动套袋机的技术参数和控制方案。摆臂型自动套袋机是融合精密机械制造、多元传感网络、复合驱动系统于一体的工业自动化生产线,它依靠多机构、多工位组合控制方式来完成各工艺环节的执行,根据摆臂型自动套袋机的工作流程特点,本文着重对其控制系统软硬件进行了设计,具体包含以下几个方面的工作:(1)对摆臂型自动套袋机的执行机构进行了详细介绍和分析,并按照工位顺序将整个工作流程划分为三个有序衔接的工作单元,分别是:包装袋输送单元、包装袋供应单元以及摆臂套袋单元,针对每个单元的工作特点,依此设计了对应的顺序逻辑控制算法;(2)根据套袋过程中的啮合特性,对摆臂套袋机构进行了运动学分析,以平面四杆机构的尺寸为基础,利用矢量法对机械臂末端机构进行了位置分析、速度分析以及加速度分析,建立了确切的运动学模型,通过仿真软件进行数值仿真,其结果验证了模型的可靠性,为运动控制系统的设计提供了理论依据;(3)对设备硬件进行了选型,完成了相关电路设计,构建了完善的传感网络系统、气动与真空系统、变频驱动系统以及伺服驱动系统,最终搭建了以“PLC HMI”为核心的层级控制系统硬件平台:工业层以可编程逻辑控制器(PLC)为核心,搭配传感模块、驱动模块等,完成设备信号的采集和相关动作执行的控制;监控层则以触摸屏(TPC)为核心,结合报警模块、主令模块,一同构成人机交互系统(HMI),经由以太网通信与PLC设备建立通信连接,满足用户对设备的监控和操作功能;(4)利用STEP-7Micro/WINSMART软件对自动套袋机的PLC控制程序进行了开发,采用结构化编程方式完成了主程序和各子程序的设计,实现了PID算法指令在控制系统中的应用,最后,利用MCGS嵌入版组态软件设计了触摸屏监控画面,满足实时人机交互和参数在线设定等功能。经调试和运行分析表明,本文所设计的自动套袋机控制系统稳定可靠,易于操作和维护,在高粉尘环境中可以长时间稳定运行,实现了供袋、移袋、储袋、取袋、开袋、套袋等连续动作自动化控制,套袋成功率超过98.4%,套袋速度达到有效预期值,满足了企业生产需要,该系统通过人机交互界面实现了用户对自动套袋机的远程操控,大幅改善了工作环境,彻底地将水泥套袋工人从粉尘弥漫的包装车间解放出来,为回转式水泥包装机的自动套袋技术难题提供了有利解决方案,提升了中小型水泥企业的智能化生产管理水平,具有良好的应用推广价值。