直线型低粘度液体灌装机设计【含CAD图纸、说明书】
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含CAD图纸、说明书
直线式液体灌装机设计【
直线式液体灌装机设计
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CAD图纸】
灌装机设计【
液体灌装机设计
液体灌装机设计【
设计】直线型
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本科毕业设计（论文）外文参考文献译文及原文 学 院专 业年级班别学 号学生姓名指导教师液体灌装机智能控制系统的设计与实现摘要：随着社会经济的发展和人民生活水平的不断提高，对饮料和酒精的需求量也在不断增加。因此，高端的工业自动化灌装设备也被推广。本文设计并制造了一种啤酒灌装机自动生产线的智能控制系统。本系统由和利时lm3106a PLC（可编程逻辑控制器）和hollyview工业控制组态软件和士林ss22-023-0.75k逆变器组成。我们进行了能耗试验和罐装啤酒生产试验的控制。实验证明该系统的生产效率提高了11.27。能源消耗的系统也减少了。因此，该系统具有较高的工作效率和节约能源的优点，可以应用于未来的生产中。关键词：灌装机，可编程逻辑，控制器（可编程序控制器），运动控制，小型机械，设备制造1 简介灌装机属于包装机械的范畴，是灌装材料的机械，是灌装生产线最重要的方面之一。我国的包装机械已经发展成了液体食品产业，对世界有着重要的影响并在市场上有较高占有率。它已经发展成液体食品行业，对世界有着重要的影响并在市场上有较高占有率1。因此，液体灌装机市场有很好的发展潜力。目前，各种灌装机生产厂生产的灌装机在灌装能力、效率、适用范围和自动化程度等方面，各有优缺点。在很大程度上制约了生产质量和生产效率。使用灌装机不仅可以提高劳动生产率，减少产品损失，保证包装质量，而且可以减少环境污染和包装材料的使用量。因此，现代包装行业一般采用机械化灌装机。该灌装机用于汽水（啤酒、汽水、啤酒、可乐）灌装。采用和利时LM PLC控制灌装机。中央处理器模块负责灌装机系统的开关量控制，包括灌装头电磁阀的运动、电磁阀的气缸控制、电磁阀可以节省材料来控制灌装机的启停。并拥有各种光电开关、液位传感器检测等。本机配有高精度自动等压灌装阀，它的灌装速度，瓶装的液面高度是稳定的，与空气压力差恒定。最大灌装容量1250毫升，最小灌装容量240毫升，适合玻璃瓶、宠物瓶、罐等，控制形式包括自动控制和手动控制2。本机驱动系统采用变频电机，可根据生产的要求合理调整电机转速。液压缸是配备液位自动控制器，如果在这个过程中，有空瓶现象，机器即可自动停充。本设计是基于可编程序控制器的控制系统，集成了可编程序控制器、变频器控制和计算机技术应用，多段变频器调速控制，使电机转速的变化作为反馈信号检测，从而实现对灌装机的灌装速度的控制，使灌装机编程方便，提高了工业生产的效率。同时使灌装机维修方便，节省了调整程序的时间，增加了灌装机的灵活性，使其运行稳定可靠，同时。灌装机是由属于机械类，包装机械，是灌装生产线的重要组成部分。我国的包装机械已经发展成了液体食品产业，对世界有着重要的影响并在市场上有较高占有率。因此，目前各种灌装机生产厂生产的灌装机在灌装能力、效率、适用范围和自动化程度等方面，各有优缺点。在很大程度上制约了生产质量和生产效率。灌装机是一种包装机械，广泛用于食品、化工、制药等行业3。这台机器配有各种光电开关、液位传感器检测设备，高精度自动压力灌装阀，灌装速度快，液体灌装高度稳定，机器压力恒定。最大充填量量；240毫升最低填充量，适用于玻璃瓶、PET、罐等。控制形式包括自动控制和手动控制两种方式。电机传动采用变频调速电机，可根据生产的生产，合理调整电机转速。由于灌装缸装有自动电平控制，如果在灌装过程中出现空瓶子现象，可以自动停止4。本设计是基于可编程序控制器的灌装机控制系统的研究，采用集成可编程逻辑控制器（可编程控制器），通过可编程控制器（可编程控制器）对变频器进行多段调速，使电机转速作为反馈信号的变化进行检测，从而控制灌装机的灌装速度，从而使灌装机编程方便和提高工业生产效率。同时使灌装机维修方便，节省了调整程序的时间，增加了灌装机的灵活性，使其运行稳定可靠，同时。灌装机是由属于机械类，包装机械，是灌装生产线的重要组成部分。2 系统的组成2.1 控制系统的结构在采用PLC作为主控设备的控制系统中，传感器作为检测器件，变频器作为电机调速控制装置，通过一个通信协议或与ht7a00t人机人机接口连接电脑。图2.1 控制系统结构它的作用是监控生产线和记录数据处理产品，灌装控制系统由一个主可编程逻辑控制器（PLC）和3个辅助扩展可编程逻辑控制器（PLC），PLC主要是lm3106a，通过它控制灌装机的检测开关，面板上的按钮，变频器控制电机和电磁阀。可编程逻辑控制器（PLC）根据检测到的传感器信号，并通过编辑程序来完成一系列动作，如填充图2.1。2.2 控制系统算法该系统的电机转速信号由变送器转换成电信号，并装进控制器。在信号的基础上，可编程逻辑控制器自动显示数据。在比较两种转速的基础上，根据控制信号的偏差，对变频器进行变频调速，以调节电机的转速，用实际的数据来消除转速偏差。通过改变机械扰动引起的偏差，使到生产线的电机转速恒定，同时保证生产线效率。本系统是一个基于电机转速的闭环控制系统。本系统采用比例、积分和微分（积分）控制算法在可编程序控制器中实现。在可编程逻辑控制器（可编程控制器）中，估计值按照设定的时间值采样。假设时间周期为t，初始值为零。用矩形积分代替精度连续积分。用差分法代替连续微分法，可以简化为（1）。在这个公式里面，是系统偏移。该算法具有2个特点，一是快速响应，另一个是超调。在稳健的性能和跟踪性能方面，它表现出良好的控制效果。通过实际应用的控制系统取得了良好的控制效果。该公式在可编程控制器内部被解释为一个连续控制系统，简化为离散控制系统。2.3 机械结构该灌装机采用和利时LM系列可编程逻辑控制器（PLC）控制实现自动操作和自动控制整个生产线。这一部分的原理是通过分度拨轮，将空瓶取出再对其进行填充，如图2.2，在指令下，将瓶颈抬升，定位装置的压料口进行填充密封5。再次将瓶子里空气抽回真空状态后，将液体钢瓶内二氧化碳气体的背压注入到瓶子里，当气瓶内的气体压力等于钢瓶压力时，在弹簧的作用下，阀门打开。这时，在重力引导作用下，液体通过形状的伞反射环上的消声器自动进入瓶内，在瓶子中的二氧化碳再循环到液体钢瓶。当瓶子液面达到一定高度时，它会使到气管关闭，此时，机器会自动停止在液体灌装。然后放液阀和阀关闭，当瓶子落下，排水瓶颈为高压气体以防止液体与气体喷涌溢流。填充部分完整实现。1.行星拨盘 2.拨盘 3.轴图2.2 运输瓶的机械结构3 硬件设计3.1 控制器的选择根据现场设备、电气柜的控制要求，选择lm3106a可编程控制器。可编程序逻辑控制器（可编程控制器）有14点输入和10点晶体管输出，共有24个数字输入/输出点，用24伏直流电源供电，在终端上做输出，在终端下是做输入。LM系列可编程逻辑控制器（PLC）具有独特的保护功能，可以实现用户程序和停电保持区的数据永久保存，机器消除权力的原因丢失数据丢失现象；同时，它支持五种编程语言国际化，适合不同的程序员需要；LM系列应用领域广泛，有良好的客户基础，因此，可靠性和安全系数大大好。除了模块，有三个辅助模块，分别是lm3401，lm3320，和LM3310。中央处理器模块集成了一定数量的输入/输出点，在同一时间，一个部分的输入/输出点具有高速计数器，高输出，和其他功能6。随着系统需求的不断扩大，需要更多的输入/输出点连接到可编程逻辑控制器（可编程控制器），此时可以通过匹配扩展模块来增加更多的输入/输出点和更多的功能，以实现对某些条件的控制。3.2 工业电源选择本系统采用西门子的100的工业电源，具有高可靠性、高效率、高集成度的特点。满足了提高工作效率、节约能源的系统要求。3.3 变频传动的选型交流伺服电机驱动永磁同步伺服电机和交流异步伺服电机。交流永磁同步电动机转子由永磁体组成，定子绕组形成一个旋转磁场，只要负载的大小不超过同步转矩。随旋转磁场的永磁转子同步旋转，它类似于基本交流永磁同步电动机。交流异步伺服电机定子由绕组励磁绕组和控制绕组的90个绕组组成。交流绕组的接入和控制的相位差励绕组的角度，使定子旋转磁场产生椭圆，转子断磁，在电磁力的牵引下旋转。目前，在精密计算机数控（数控）系统中，交流永磁同步电机被广泛使用。随着交流变频调速技术的迅速发展，有的变频器在伺服功能、控制精度与传统的交流伺服系统和没有明显的差距，因此它们有集中发展的趋势。采用数字信号处理器（数字信号处理器）来控制伺服驱动器。它可以实现复杂的控制算法，数字化，网络化和智能化。功率器件广泛应用于智能功率模块驱动电路的核心设计，内部集成的驱动电路，也具有过压，过电流，过热，欠压故障检测和保护电路，在主电路中加入了软启动电路，以减少启动过程中的影响。首先通过三相全桥功率驱动单元整流电路输入三相电源或电源整流器，相应的直流（DC）。整流后是良好的三相电流或城市电力，然后通过变频三相正弦脉宽调制（脉宽调制），用电压型逆变器驱动三相永磁同步交流伺服电机。动力驱动单元的整个过程可以简化为交-直-交整流单元（ACDC），它是三相桥式整流电路的主电路拓扑结构。根据电机的工作效率和设备的要求，变频器的选择是石林ss22-023-0.75 K，三相交流额定电压是200-230伏，适配电机功率为1.9 kW，额定电流为5 A。shss22型逆变器的体积很小，它属于小型产品，可以空间小的控制柜，调试简单方便。它的控制方式为正弦波SPWM，控制性能强，其载波频率范围为0至15千赫，在降低电机的电磁噪声有效，模拟接口的通用性，负载能力强，提供多功能的输出端子信号。它主要用于立体仓库系统行业，食品，饮料和包装行业。3.4 触摸屏的选择触摸屏根据原理和使用材料的不同，可分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏和声波传感器、红外线触摸屏触摸屏。电阻式触摸屏精度高，但其价格昂贵且容易损坏，电容式触摸屏设计合理，新颖性更直观，更有趣，高耐久性，但也容易受到环境影响和成本较高。电容式触摸屏功能性方面的全面性和稳定性，它已经拥有了相当的市场份额，在各种触摸屏。红外线触摸屏价格低廉，但其易受光线干扰的影响。声波感应式触摸屏如果有水滴或尘埃干扰，其反应会变慢，甚至不能工作。总结每一类触摸屏都有其优点和缺点，我们根据需要，选择和利时是触摸屏的触摸屏，该模型是ht7a00t。4.3寸黑白192x64，输入电源电压为24V直流。4 程序设计4.1 输入/输出分配系统表4.1 灌装机输入/输出分配表%IX0.0低液位%QX0.0主发动机%IX0.1高液位%QX0.1液压泵%IX0.2主机故障%QX0.2供应电磁阀%IX0.3液体故障泵%QX0.3电磁阀%IX0.4输送带故障%QX0.4排气电磁阀%QX0.5进气电磁阀%QX0.6输送带根据系统的设计要求，根据我对输入和输出端子的定义，确保布线完成。4.2 主程序框图图4.1 控制系统程序框图图4.1是冲瓶机顺序程序功能图。这个程序是在按下启动按钮ym002和分布式控制系统（DCS）远程控制、逻辑与输出，其次是逻辑或，然后触发复位触发器，这一点在遥控状态，DCS的状态是，在同一时间以不在本地控制状态，与DC为0，此时只有远程控制启动喷淋泵工作。局部控制工作时，按下启动按钮M004，DCS以没有结果也为1，此时，触发设置、冲瓶泵启动7。按下启动ym003和DCS远程控制按钮后，逻辑与可以输出，其次是逻辑或，然后触发复位，此时遥控状态，DCS系统在状态1，同时以不在本地控制状态，和DC为0，此时只有远程控制喷淋泵停止工作8。局部控制工作时，按下启动按钮M003 DCS，因为没有结果也为1，此时，触发器复位，冲瓶泵停止。4.3 配置接口设计图4.2 配置界面根据系统的要求，我选择了冬青视图组态软件，完成了组态设计9。冬青视图提供了一个丰富、简单、易于使用的界面，提供了大量的图形元素和图形库，同时也为用户创造画廊精灵并提供易于使用的界面；产品的历史曲线、报表报表和网络发布功能都大幅提高，软件的功能性和可用性都有很大地提高10实验的成功率，利用现有的计算机就可完成自动控制系统实验；它节省了能源，提高了实验效率11。图4.2是配置界面设计图。它将一个好的程序下载到可编程控制器，当触摸屏程序，有一个点的接口如图4.2，在刚开始时，它是对每个开关运行一个单一的点，当触摸屏界面，它需要做一个模拟的关键点移动操作开关12。可编程序控制器可意连接可编程逻辑控制器输出。5 测试从工作效率的角度来看，以瓶容量为500ml为例，普通灌装机的工作效率平均是400瓶每小时。优秀的灌装机的工作效率平均可达到700瓶每小时。经过优化设计和100次测试，每次测试一小时，智能灌装机的工作效率平均可达到每小时779瓶。该系统提高了工作效率11.27%。从节能环保的角度看，空载功耗，满载功耗相比传统的功率转换效率如图5.1。它减少能源消耗的设计要求。图5.1 能量消耗对比图6 结果本设计主要是采用可编程逻辑控制器（可编程控制器）和变频器控制电机做旋转皮带传动，然后将瓶子转移到灌装机上，实现了配瓶的速度和灌装速度的协调，提高了生产效率。本设计的基本思想是：在系统启动后，按下电机启动开关，如果电机是异常的，热电流继电器立即切断和保护电机，如果电机是正常的，那么电机启动下一步工作。电机开始转动，在传送带作用下驱动灌装瓶运动，通过光电传感器，对瓶子计数和发送的数据到可编程逻辑控制器（PLC）进行数据处理，可编程逻辑控制器（PLC）根据瓶子的运动速度在内存里进行比较，确定是否有调速的需要，如果不需要控制电机的速度，它就按照原来的速度运行，如果有需要调速，可编程逻辑控制器（PLC）输出控制信号到变频器进行多级调速控制，转换器接收控制信号，可编程逻辑器收到后（PLC）发出的控制信号，进行内部处理。一个特定的频率电压的输出，实现电机的频率控制。变频器输出反馈信号输入到可编程逻辑控制器，实现对变频器的保护。本设计基本符合设计要求。该系统具有操作简单、工作可靠、界面友好、节能、综合保护等功能，具有较高的自动监测程度、生产效率高的特点，具有良好的推广应用前景。参考文献1 Shiro Yamakawa,et al, “Trade of between IM-DD and coherent system in high data rate optical inter orbit links,” SPIE, No.3615, pp.8089, 1999.2 C.Q.Qi, “PLC technology and application,”Beijing: Mechanical Industrial Press, (2000) (In Chinese).3 XU Liang-xiong, “The Electrical Control System PLC Transformation of The XA6132 Milling,” International Journal of Plant Engineering and Management, Vol.18 (2013) No.4, pp.249.4 C.X.Li and B.Q.Li, “The application of PLC to motor of pendent an assembly line”. China Mechanical Engineering. Vol.5 (1994) No.5, pp.38-40.(In Chinese).5 Aijun Xu, “Principle and design of intelligent measuring control instrument,” Beijing University of aeronautics and astronautics press, Vol.127 (2004).6 W.Cai and Y.F.Ju, “PLC distributed control system,” Journal of Xian Highway University, Vol.16 (2006) No.3, pp.140-143. (In Chinese)7 Kambezidis H D, Vera D-P, Adamopoulos A D, “Radiative transfer. Atmospheric transmission monitoring with modeling and ground-based multispectral measurements,” App Opt, Vol.36 (1997) No.27, pp.6976-6982.8
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