瓶装牛肉酱自动生产线PLC控制系统和测试系统的设计.doc
瓶装牛肉酱自动生产线- PLC控制系统和测试系统的设计
收藏
资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共42页)
编号：6051036
类型：共享资源
大小：1.13MB
格式：RAR
上传时间：2017-11-02
上传人：闰***
认证信息
个人认证
冯**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
瓶装
牛肉
自动生产线
plc
控制系统
以及
测试
系统
设计
- 资源描述：
-
- 内容简介：
-
瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计I毕业论文（设计）题目：瓶装牛肉酱自动生产线 - PLC 控制系统和测试系统的设计Automatic Production Line Of Bottled Sauce Beef - Design Of Control System And Test System By PLC2010 年 5 月 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计II瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计摘 要瓶装牛肉酱自动生产线是一类比较传统的生产线，随着国民经济的发展和人民生活的改善，这种自动生产线技术也得到了空前的发展。近年来，我国的瓶装牛肉酱需求量日趋增大，随着市场竞争的加剧与消费群体的日益成熟，对瓶装牛肉酱的要求也越来越高。但是我国的瓶装牛肉酱生产工业目前还存在许多不尽如人意的地方。由于瓶装牛肉酱自动生产线的控制复杂，目前我国大多数瓶装牛肉酱生产企业技术装备落后，自动化程度低，产品质量不稳定。如何提高瓶装牛肉酱生产的综合自动化水平，增强我国瓶装牛肉酱产业的综合实力和国际竞争力是一个刻不容缓的研究课题。为此，本文通过对瓶装牛肉酱自动生产线的控制及关键问题的分析，从硬件、软件两个方面对瓶装牛肉酱生产过程中的自动控制系统进行设计。整个系统分为两个部分。第一部分为可编程控制器(PLC)控制系统的设计，控制瓶装牛肉酱自动生产线的相关动作，主要完成对现场数字、模拟信号进行采集和处理以及对执行元件进行实时控制的功能。第二部分为测试系统的设计，通过 PLC 系统的内部信号对系统进行测试，并将结果显示到文本屏上，方便用户处理各种情况。关键词：装箱机；瓶装牛肉酱； PLC 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计IIIAbstractAutomatic production line of bottled sauce beef is one of traditional production line. With the development of civil economy and the improvement of demotic living condition，Bottled sauce beef industry has also been rapidly improved. But still，because of the complex technology of the bottled sauce beef production，there are many drawbacks，Such as behindhand technical equipments，rare application of automation，instable product quality. How to improve the integrated automation level in automatic production line of bottled sauce beef becomes a urgent research project. Thus，this paper designs the automatic production line of bottled sauce beef in hardware and software through analyzing the technology and the analysis of key issues. Two aspects of the bottled sauce beef process in the control system design. Adopting a classification system as a whole structure. The first class for the programmable logic controller(PLC), complete control of the main software interface and control process data monitoring, management and recording functions. PLC main sub-stations between the stations and through network connection, PLC and IPC network connection. The two class for Test System (PLC),system is tested by internal signal of PLC, and result is printed by the signal screen for convenient. Key words: packing machine ; bottled sauce beef ; PLC 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计IV第 1 章 绪 论 .11.1 装箱机的定义 .11.2 装箱机的工作过程 .11.3 自动装箱机的工作原理 .11.4 装箱机的选择 .21.5 我国装箱机市场状况 .21.6 装箱机的技术发展趋势 .31.7 国外先进装箱机 .31.8 国内设备的技术创新 .41.9 毕业设计题目及基本参数 .5第 2 章 总体方案设计 .72.1 控制与检测设计所需要的的结构参数 .72.2 整体控制与检测方案设计及 PLC 的选用 .72.2.1 整体控制与检测方案设计 .72.2.2 PLC 控制与检测系统的选用 .82.3 纸箱上料机构的控制与检测设计 .82.4 牛肉酱瓶上料机构的控制与检测设计 .92.5 装箱机构的控制与检测设计 .10第 3 章 硬件电路设计 .123.1 硬件电路设计所需元器件 .123.1.1 硬件电路设计所需元器件简介 .123.1.2 硬件电路设计所需元器件分析与统计 .143.2 强电的电路设计 .153.2.1 纸箱上料机构的电路设计 .153.2.2 牛肉酱瓶上料机构的电路设计 .153.2.3 装箱机构的电路设计 .163.3 PLC 相关硬件的电路设计 .173.3.1 纸箱上料机构的 PLC 电路设计 .173.3.2 牛肉酱瓶上料机构的 PLC 电路设计 .173.3.3 PLC 输出端的电路设计 .183.3.4 PLC 其他端口的电路设计 .19第 4 章 软件程序设计 .204.1 程序初始准备工作 .204.1.1 上电清零程序设计 .20 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计V4.1.2 复位指示灯程序设计 .204.1.3 缺料报警程序设计 .214.1.4 牛肉酱瓶上料满足装箱要求程序设计 .214.1.5 启动、急停程序设计 .224.2 手动程序设计 .224.2.1 手动控制各个电机动作的程序设计 .224.2.2 整机复位的程序设计 .234.2.3 手动部分结尾的程序设计 .244.3 自动程序设计 .244.3.1 纸箱上料的自动程序设计 .244.3.2 牛肉酱上料的自动程序设计 .254.3.3 推杆动作的自动程序设计 .254.3.4 装箱动作的自动程序设计 .264.4 报警程序设计 .27第 5 章 结论 .28参考文献 .29致 谢 .30附 录 一 PLC 输入、输出批注表 .31附 录 二 PLC 程序设计指令表 .33 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计1第 1 章 绪 论1.1 装箱机的定义装箱机是一种将无包装的产品或者小包装的产品半自动或者自动装入运输包装的一种设备，其工作原理是将产品按一定排列方式和定量装入箱中（瓦楞纸箱、塑料箱、托盘） ，并把箱的开口部分闭合或封牢。按照装箱机的要求，它应具有纸箱成形( 或打开纸箱) 、计量、装箱的功能，有些还配有封口或者捆扎功能。包装机械是集机、电、光、声、磁、化、生、美为一体的高技术、高智能、高竞争的产品。发展速度快、更新速度快是它的一大特点。世界上一切高技术成果，都会在包装机械产品中得到应用。自动装箱机用于完成运输包装，它将包装成品按一定排列方式和定量装入箱中，并把箱的开口部 分闭合或封固。装盒机是用于产品销售包装的机械，它将经过计量的一份定量物料装入盒中，并把盒的开口部分闭合或封固。装箱机和装盒机均有容器成形(或打开 容器)、计量、装入、封口等功能。1.2 装箱机的工作过程在 自 动 包 装 流 水 线 中 ， 装 箱 机 是 整 线 系 统 运 行 的 核 心 ， 虽 不 是 产 品 直 接生 产 机 械 ， 但 它 却 是 实 现 生 产 自 动 化 所 必 需 的 。 装 箱 机 用 于 完 成 运 输 包 装 ，它 将 包 装 成 品 按 一 定 排 列 方 式 和 定 量 装 入 箱 中 ， 并 把 箱 的 开 口 部 分 闭 合 或 封 固 。1.3 自动装箱机的工作原理自 动 装 箱 机 能 自 动 将 包 装 物 整 形 排 列 ， 装 入 打 开 的 纸 箱 中 ， 并 完 成 不 干 胶封 口 等 动 作 的 装 箱 设 备 ， 所 有 动 作 都 是 全 自 动 完 成 的 。 大 多 数 自 动 装 箱 机 采 用新 型 为 组 合 结 构 ， 包 括 成 箱 装 置 、 整 列 装 置 、 充 填 装 置 和 封 箱 装 置 等 功 能 单 元 ，分 别 完 成 相 应 的 功 能 动 作 ， 各 装 置 都 安 装 在 同 一 主 机 架 上 。 成 箱 装 置 的 箱 坯 架在 上 方 ， 充 填 装 置 在 成 箱 装 置 正 下 方 ， 整 列 装 置 在 充 填 装 置 的 前 方 ， 封 箱 装 置在 充 填 装 置 的 后 方 。 采 用 PLC 和 示 屏 控 制 。 设 有 缺 瓶 报 警 停 机 ， 无 瓶 不 装 箱安 全 装 置 。 大 大 方 便 操 作 、 管 理 、 减 少 生 产 人 员 和 劳 动 强 度 ， 是 自 动 化 规 模 生 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计2产 必 不 可 少 的 设 备 。1.4 装箱机的选择装 箱 机 的 选 择 一 般 可 从 以 下 方 面 考 虑 ： （1） 机 械 结 构 ： 产 品 的 收 集 、 整 理 、 集 束 排 列 是 装 箱 机 的 关 键 ， 所 以 用户 在 选 购 前 应 该 注 意 装 箱 机 的 机 械 结 构 部 分 是 否 能 满 足 用 户 的 生 产 需 要 。 另 外， 根 据 产 品 的 不 同 装 箱 方 式 ， 一 般 有 抓 、 夹 、 吸 、 推 四 种 可 选 择 的 装 箱 方 式 ，用 户 选 购 前 应 该 根 据 需 要 选 择 最 佳 的 装 箱 方 式 。 （2） 自 动 控 制 ： 控 制 系 统 是 所 有 功 能 正 常 运 行 的 保 证 ， 也 是 对 故 障 和 出现 意 外 时 的 自 动 保 护 ， 所 以 用 户 在 选 择 时 要 详 细 了 解 控 制 系 统 是 如 何 设 置 的 。 （3） 生 产 速 度 ： 能 否 达 到 生 产 要 求 。 （4 ） 内 部 配 置 ： 好 的 配 置 才 能 保 证 有 好 的 产 品 ， 所 以 用 户 在 选 购 装 箱 机时 要 注 意 其 内 部 的 配 置 是 否 选 用 了 品 质 较 好 的 配 件 。1.5 我国装箱机市场状况资 料 显 示 ， 包 括 装 箱 机 在 年 内 全 球 的 包 装 机 械 需 求 以 每 年 5.3%的 速 度增 长 。 全 球 市 场 上 的 包 装 机 械 （ 包 括 装 箱 机 ） 大 约 有 三 分 之 一 来 自 德 国 ， 销 量名 列 全 球 第 一 ， 其 次 是 美 国 、 日 本 和 意 大 利 。 我 国 一 些 跨 国 公 司 和 外 资 企 业 使用 的 装 箱 机 大 部 分 都 是 从 国 外 进 口 。 有 关 信 息 显 示 ， 到 2010 年 国 内 食 品 和包 装 机 械 市 场 总 需 求 量 将 达 到 1100 亿 元 ， 其 中 装 箱 机 的 市 场 需 求 量 潜 力 巨 大， 仅 中 粮 集 团 的 30 多 条 生 产 线 ， 潜 在 销 售 额 就 达 到 2000 万 元 左 右 。 另 外 ，装 箱 机 在 金 属 铁 罐 生 产 领 域 内 的 应 用 也 具 有 非 常 大 的 市 场 。 据 调 查 ， 全 国 的 制罐 企 业 有 一 千 多 家 ， 如 果 每 个 企 业 配 置 1 至 3 台 装 箱 机 ， 那 么 市 场 容 量 为 10003000 台 ， 销 售 额 可 达 618 亿 元 人 民 币 。 由 此 可 见 国 内 装 箱 机 市 场 前 景非 常 乐 观 。我 国 的 装 箱 机 制 造 业 起 步 较 晚 ， 目 前 国 内 专 业 装 箱 机 的 生 产 企 业 只 有 十 几家 。 国 产 装 箱 机 与 世 界 先 进 水 平 还 有 较 大 的 差 距 ， 还 不 适 应 国 内 市 场 需 求 和 国际 市 场 的 竞 争 环 境 。 国 产 设 备 在 自 动 控 制 、 自 动 化 程 度 和 加 工 精 度 等 方 面 还 比较 落 后 。 性 能 不 稳 定 、 结 构 复 杂 、 耗 能 、 维 修 麻 烦 、 效 率 低 是 国 产 装 箱 机 需 要解 决 的 主 要 问 题 。针 对 上 述 情 况 ， 我 国 有 的 啤 酒 企 业 的 工 程 技 术 人 员 ， 针 对 啤 酒 装 箱 机 性 能单 一 的 弊 端 ， 设 计 出 了 新 型 直 线 连 续 式 啤 酒 装 箱 机 ， 可 以 适 应 各 种 产 量 的 包 装生 产 线 ， 动 力 配 置 只 有 0.12kw。 简 洁 的 抓 瓶 头 结 构 ， 简 化 的 装 卸 方 式 ， 较 低的 压 缩 空 气 噪 音 和 设 备 重 量 ， 以 及 方 便 的 操 作 与 维 修 ， 显 著 降 低 了 能 耗 并 提 高工 作 效 率 。 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计31.6 装箱机的技术发展趋势当 前 ， 我 国 包 装 机 械 行 业 正 受 到 国 际 金 融 危 机 的 影 响 和 国 际 市 场 竞 争 的 挑战 ， 以 价 格 竞 争 的 销 售 策 略 已 经 不 能 显 现 企 业 的 优 势 。 抓 住 机 遇 ， 调 整 产 品 结构 ， 以 高 科 技 产 品 提 升 企 业 竞 争 力 是 未 来 我 国 包 装 机 械 行 业 应 对 危 机 和 挑 战 的唯 一 出 路 。 面 对 我 国 装 箱 机 的 市 场 需 求 ， 包 装 机 械 企 业 应 重 点 开 发 一 批 具 有 国际 先 进 水 平 的 全 自 动 、 多 功 能 、 节 能 、 环 保 的 现 代 化 装 箱 机 ， 提 高 国 产 装 箱 机的 市 场 竞 争 力 。 专 家 指 出 ， 在 开 发 装 箱 机 产 品 中 一 定 要 充 分 体 现 出 高 效 、 高 精、 智 能 化 、 标 准 化 、 模 块 化 、 弹 性 化 且 具 有 多 种 切 换 功 能 、 可 拆 卸 以 及 节 能 、环 保 的 设 计 理 念 。 在 引 进 、 消 化 、 吸 收 的 基 础 上 ， 开 发 出 具 有 自 主 知 识 产 权 的国 产 品 牌 。1、 模 块 化 设 计 是 未 来 包 装 机 械 设 计 的 方 向 。 模 块 化 设 计 就 是 在 一 定 范 围内 ， 在 对 不 同 功 能 或 相 同 功 能 下 的 不 同 性 能 、 不 同 规 格 的 产 品 进 行 功 能 分 析 的基 础 上 ， 划 分 并 设 计 出 一 系 列 功 能 模 块 ， 通 过 模 块 的 选 择 和 组 合 可 以 构 成 不 同的 产 品 ， 换 用 一 个 或 几 个 单 元 ， 即 可 应 对 包 装 产 品 的 变 化 ， 满 足 不 同 产 品 装 箱的 需 求 。 另 外 在 设 计 中 还 要 体 现 零 件 的 可 拆 卸 性 。良 好 的 可 拆 卸 性 可 以 使 装 箱 机 便 于 维 护 ， 所 用 易 损 件 要 便 于 回 收 和 可 再 生利 用 ， 从 而 达 到 方 便 用 户 、 节 省 成 本 和 保 护 环 境 的 目 的 。 2、 均 衡 寿 命 设 计 是 近 年 来 提 出 的 科 学 、 环 保 设 计 理 念 。 它 要 求 在 设 计 中尽 量 使 每 个 零 部 件 具 有 相 同 或 相 似 的 使 用 寿 命 。 就 装 箱 机 而 言 ， 某 种 重 要 组 成模 块 应 具 有 较 长 的 寿 命 ， 而 易 于 损 坏 的 模 块 要 易 于 更 换 ， 对 于 一 些 关 键 部 件 和涉 及 到 安 全 性 的 模 块 在 设 计 时 应 考 虑 设 计 成 可 维 修 、 便 于 检 测 的 结 构 。3、 人 机 工 程 设 计 在 现 代 化 的 装 箱 机 设 计 中 也 具 有 重 要 的 意 义 。 人 机 工 程设 计 的 目 的 是 为 减 少 装 箱 机 使 用 中 人 的 差 错 ， 发 挥 人 和 机 械 各 自 的 特 点 以 提 高装 箱 机 整 体 的 可 靠 性 。 利 用 人 机 工 程 学 原 理 设 计 装 箱 机 的 人 机 系 统 ， 包 括 要 适于 人 的 使 用 习 惯 ， 便 于 识 别 操 作 ， 保 证 安 全 问 题 和 不 易 出 错 的 防 误 操 作 设 计 等。 这 些 都 要 通 过 机 电 一 体 化 控 制 ， 利 用 计 算 机 实 现 自 动 操 作 、 自 动 数 据 收 集 、自 动 检 验 以 及 自 动 诊 断 来 实 现 。1.7 国外先进装箱机近 年 来 ， 国 外 一 些 厂 商 通 过 对 技 术 的 不 断 改 进 ， 使 装 箱 机 性 能 更 好 地 适 应了 自 动 化 、 多 功 能 及 高 效 率 的 要 求 。SWF 公 司 推 出 的 DP320 装 箱 机 ， 具 有 高 速 、 适 应 性 广 、 用 户 界 面 友 好等 特 点 。 该 设 备 的 装 箱 速 度 达 到 每 分 钟 25 箱 ， 可 以 连 续 包 装 不 同 规 格 的 玻 璃、 塑 料 或 金 属 容 器 ， 适 用 的 包 装 方 式 与 容 器 尺 寸 范 围 很 广 。 DP320 具 有 一 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计4系 列 的 独 特 性 能 ， 包 括 垂 直 纸 箱 输 送 、 PLC 控 制 、 安 全 保 护 自 锁 、 拥 堵 自 动截 至 传 感 器 等 。 还 配 有 规 格 更 换 辅 助 装 置 、 NEMA 12 电 控 系 统 ， 下 游 还 设有 一 个 光 电 控 制 器 以 实 现 自 动 启 动 或 停 机 。 该 机 器 采 用 纸 箱 带 式 输 送 ， 配 备 低压 气 动 装 置 和 塑 料 带 以 实 现 平 稳 输 送 。Douglas 设 备 公 司 最 新 推 出 的 Axiom 系 列 新 型 装 箱 机 通 过 采 用 伺 服 系 统间 歇 运 动 控 制 纸 箱 包 装 过 程 ， 使 生 产 速 度 提 高 50%， 而 运 动 范 围 则 缩 小 30%。Axiom 系 列 采 用 第 三 代 伺 服 设 计 ， 通 过 动 态 增 强 位 置 重 复 精 度 以 及 简 化 失 误 检测 与 恢 复 ， 使 生 产 效 率 大 幅 提 升 。 该 设 备 的 不 锈 钢 网 板 以 及 零 部 件 数 减 少 了 50%，可 有 效 减 少 设 备 维 护 和 配 件 更 换 等 所 需 时 间 。ABC 公 司 推 出 的 新 型 装 箱 机 在 装 箱 同 时 ， 可 以 在 高 速 生 产 线 上 直 接 完 成纸 箱 表 面 印 刷 。 通 过 这 台 设 备 ， 客 户 可 以 在 生 产 线 上 直 接 完 成 企 业 商 标 、 产 品批 号 、 产 品 说 明 等 信 息 的 印 制 。这种新型设备具有良好的适应性，当装箱完成时，相关的图案、文字就同时出现在纸箱的各个部分，如顶部、侧面、角部或端部。包装制造商不再需要购买多色印刷头、纸箱旋转与定位设备，这些设备不但价格昂贵而且会影响生产线速度。该机可实现纸箱双侧打码以及在包装与封箱两端加注运输标志，即采用一个印刷头能够完成纸箱的双侧印刷，或采用两个印刷头完成四面印刷。如果纸箱干净、平整，可以获得最佳的印刷清晰度。印刷控制系统可以安装于纸箱控制板旁边，易于纸箱规格更换或印刷数据切换。它每分钟可以完成 35 箱的包装。1.8 国内设备的技术创新近年来，国产装箱机在产品结构升级和技术创新方面也取得了较大的进展。江西德赛特包装机械设备有限公司研制成功的多功能全自动装箱机在多项性能指标上都达到了国际先进水平。这项多功能全自动装箱机适用各种规格圆形瓶、扁形瓶、方形瓶。其特点是可以根据装箱要求，能将产品自动分道理排。在控制上，它采用伺服系统，因而定位准确、动作稳定，可以自动完成瓶子提升、移动、降落的装箱动作，抓瓶器还可以将瓶子自动装进带隔板的纸箱内。该机结构设计的合理性体现在：运动由伺服驱动器和变频器控制的电机驱动，起步和终止均缓慢平稳；装箱速度采用变 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计5频器进行无级调速，生产效率极高，生产速高达 1000090000 瓶/小时；更换不同瓶型时，只需要更换夹瓶机构即可。该装箱机采用现代显示技术触摸屏，设备常见故障可自行分析、诊断，并排除。产品除了设置保护罩，还配备光电安全保护装置，当装箱过程中出现缺瓶、缺箱、堵箱、错位等现象时，能立即自动停机，保护机器。该公司正在开发一种适用于异形铁罐及 PET 瓶等高度不同的非标容器的装箱机，现在已经突破了倒罐、卡罐、吸罐导向、精确定位等一系列技术和制造难题，即将完成试制，投入批量生产。 大连佳林设备制造有限公司近日研制成功的润滑油全自动装箱机通过抓住塑料瓶的瓶颈每次可以将 1230 瓶产品进行装箱，每小时装瓶数量达到 7000 瓶，这在国内处于领先水平。该装箱机通过真空泵控制抓头上的真空或是通过电磁的吸、放来实现抓放产品。它通过机械运转，气动和机电控制把产品准确可靠地从输瓶台上装入纸箱。 该设备运行平稳，动作协调，通过变频电机独立驱动不同的机械机构使产品提升、平移、降落，并与气动、电、光控制相结合实现自动化操作。它采用无压力输送，输箱通道采用三段（进箱段，装箱段，出箱段）无压力控制设计，由变频驱动的减速电机来实现快速进箱、装箱及出箱。此外，它采用两组箱体底部定位，不但定位效果好，还减少了因纸箱外型尺寸差异所造成的故障停机。为了满足食品包装的要求，该设备还使用了无油润滑的气动元件，大部份运动部件之间均采用了终生不需要注油润滑的人性化设计，避免了油的污染，也减少了用户的维护成本。 1.9 毕业设计题目及基本参数本设计的题目为瓶装牛肉酱的封口机构包装机构及封箱的控制设计。本设计主要完成纸盒、牛肉酱瓶的上料及装箱装置设计。优点：（1）直观性好，顾客易于辨认商品的品质；（2）保护商品，防止损坏和污染；（3）密封性好，防潮、防变质。基本参数为： 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计61. 瓶装牛肉酱容量为 230g，计量误差控制在2g；2. 瓶装牛肉酱尺寸：底部直径 120mm，开口直径 90mm，瓶高 200mm；3. 要求工作稳定，使用寿命 10 年；4. 生产能力： 50 瓶min；5. 瓶装牛肉酱为 36 瓶一箱包装。6.瓶子灌装之和的质量为：516g本设计的设计任务为：总体方案设计、传动系统控制设计；纸箱上料机构的控制设计，完成相应 PLC 程序；牛肉酱瓶上料机构的控制设计，完成相应 PLC 程序；装箱装置机构的控制设计，完成相应 PLC 程序；部分电路图设计；设计说明书一份，字数为 1.5 万；电气图纸合计为 5 张，利用计算机。 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计7第 2 章 总体方案设计2.1 控制与检测设计所需要的的结构参数本设计的装箱机为立式瓶装牛肉酱装箱机。机器的总体尺寸为15001444750。立式机器不仅节省了空间，而且比较美观。为了节省空间，本设计选用了 YCJ 电动机，及电动机和减速器直联。机座号为 160，电动机功率为3 ，输出轴转速为 58 ，输出转矩为 452 ，电动机代号为kwmin/rmN100 。42L2.2 整体控制与检测方案设计及 PLC 的选用根据本设计的结构参数确定整体的控制方案，以及选用合适的 PLC 来控制、协调和检测整机的运作。2.2.1 整体控制与检测方案设计图 2-1 瓶装牛肉酱自动生产线工艺流程示意图本设计的工艺路线为： 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计81、纸箱送料2、瓶装牛肉酱送料3、装箱本设计主要完成纸箱上料机构的控制设计、瓶装牛肉酱送料机构的控制设计、装箱机构的控制设计三部分的控制设计。2.2.2 PLC 控制与检测系统的选用PLC，是 Programmable Logic Controller 的缩写，又名可编程、可编程控制器、可编程序控制等，是为工业自动化领域专门设计的、实现数字运算操作的电子装置。台达 PLC 采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。台达 PLC 及其有关的外围设备都是按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计，在本设计中选用台达的 PLC 来完成对整个机器的控制及检测。详情请见本设计的硬件电路设计中的 PLC 硬件电路的设计。2.3 纸箱上料机构的控制与检测设计纸箱上料的运动过程：主要由凸轮带动带有吸嘴的轴上下运动完成的。轴上附有拨杆，在将纸箱吸下的过程中，拨杆压住连杆上的小轴，这时弹簧处于拉伸状态，连杆向上运动，使连杆带动挡片挡住上面的纸箱，从而保证只有一个箱被吸下。在箱被放下的过程中，挡片逐渐压在箱上，防止箱蹦起来。当负压真空装置向上运动时，连杆在弹簧的作用下向下运动，使连杆带动挡片向上翻。如此往复运动完成吸纸箱的过程。当纸箱被放下时，停止吸气，纸箱被支撑起来，传送装置将纸箱传送到下一道工序。步进电机带动减速装置再联接到凸轮上在此处安装检测纸箱到位的接近传感器 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计9图 2-2 纸箱上料机构的控制与检测设计纸箱上料运动的控制设计：纸箱上料的运动主要由凸轮控制，这样需要用一个步进电机带动减速装置再联接到凸轮上，由凸轮运动的角度来对纸箱上料的整个机构进行控制，因此对于控制系统来说只要控制步进电机就可以实现对纸箱的上料了，见图 2-2 纸箱上料机构的控制与检测设计。纸箱上料运动的检测设计：在吸嘴位置安装检测纸箱到位的接近传感器，这样如果纸箱没有料供上、外界的影响或者机器本身的原因导致纸箱上料出现问题可以及时的让控制系统知道，然后报警，让工作人员来处理实际出现的问题。见图 2-2 纸箱上料机构的控制与检测设计。2.4 牛肉酱瓶上料机构的控制与检测设计1、牛肉酱瓶上料机构的控制与检测设计传送部分牛肉酱瓶上料机构传送部分的运动过程：被包装的牛肉酱瓶由齿形带传送到指定位置 ，经过滑槽到达工作架上，推瓶板的机构将牛肉酱瓶推到纸箱里。传送牛肉酱瓶的速度及间歇时间由槽轮控制，推瓶板的机构由齿轮齿条带动。图 2-3 牛肉 酱瓶上料机构传送部分的控制与检测设计牛肉酱瓶上料机构传送部分的控制设计：通过传感器和步进电机来实现。在指定位置安装传感器，步进电机开始工作，从而带动带轮转动，将牛肉酱瓶送到指定位置。传感器统计达到箱内的数量要求以后，步进电机接收到传感器发出的信号，让步进电机停止送料，等到装箱完成的传感器发出信号后，步进电机又开步进电机控制传送带的启停此处安装接近传感器用来统计牛肉酱瓶上料的数量。 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计10始工作，如此循环，见图 2-3 牛肉酱瓶上料机构传送部分的控制与检测设计。牛肉酱瓶上料机构传送部分的检测设计：通过传感器来实现。在指定位置安装传感器，在传感器统计箱内的数量时，若长时间没有到达到要求的数量，这说明机器的动作出现了问题，步进电机接收到传感器发出的信号，让步进电机停止送料，报警，让工作人员来处理出现的问题，见图 2-3 牛肉酱瓶上料机构传送部分的控制与检测设计。2、牛肉酱瓶上料机构的控制与检测设计推杆部分牛肉酱瓶上料机构的运动过程：齿条由齿轮带动运动，带动推杆将牛肉酱推入箱中（推杆凹进去的部分可容纳了 36 瓶牛肉酱，即一箱） 。图 2-4 牛肉酱瓶上料机构推杆部分的控制与检测设计牛肉酱瓶上料机构的控制设计：当传送带处的传感器发出完成 36 瓶的信号时，齿条由齿轮带动开始运动，带动推杆将 36 瓶牛肉酱推入箱中，见图 2-4 牛肉酱瓶上料机构推杆部分的控制与检测设计。牛肉酱瓶上料机构的检测设计：牛肉酱瓶上料机构的检测由图 2-4 牛肉酱瓶上料机构推杆部分的控制与检测设计中所示的称重传感器来完成，预先称出 36瓶牛肉酱瓶的重量，并将此参数写入 PLC 的相关程序当中，如果实际的称重小于此参数，说明少装了一瓶或者多瓶牛肉酱，报警，停机，等待工作人员来处理相关的问题。见图 2-4 牛肉酱瓶上料机构推杆部分的控制与检测设计。2.5 装箱机构的控制与检测设计装箱机构的运动过程：装箱装置由曲柄摇杆机构带动，经过固定装置及拨杆，从而完成装箱的过程，装箱共分三道工序，分别为：A. 装牛肉酱瓶B. 打印日期C. 盖纸箱盖 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计11纸箱的传送装置曲柄摇杆机构带动，能实现上下左右运动，即作平行四边形运动。当纸箱被吸下来时，该传送装置向上运动，辅助将箱撑起来。然后传送装置向前运动，完成装箱和盖箱盖后，传送装置向下运动，然后往回运动，进行下一次动作。该机构设计为纯机械设计，要严格要求与其他动作的时间和空间同步化，因此在设计方面要求很高的精度。纸箱传送装置如图 2-6 所示。装箱机构的控制设计：装箱机构的控制主要是由曲柄摇杆机构完成，曲柄摇杆机构由步进电机带动完成相关动作。装箱机构的检测设计：纸箱处的支架上安装接近传感器，用来检测装箱的动作是否成功完成，这里的接近传感器还有一个用处是用来统计机器完成的箱数，以便用户了解工作进度。酱瓶 带图 2.5 装箱机构传送带图连杆 纸箱（送箱架图 2-6 纸箱传送装置纸箱处安装计数接近传感器 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计12第 3 章 硬件电路设计3.1 硬件电路设计所需元器件搭建本设计的控制与检测系统所需要的元器件有 PLC（可编程控制器）、电机、接近传感器、称重传感器、变频器、导线等。3.1.1 硬件电路设计所需元器件简介1、PLC（可编程控制器）：PLC = Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，如图所示： a. 中央处理单元 (CPU) 中央处理单元(CPU)是 PLC 的控制中枢。它按照 PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O 以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入 I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入 I/O 映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 为了进一步提高 PLC 的可靠性，近年来对大型 PLC 还采用双 CPU 构成冗余系统，或采用三 CPU 的表决式系统。这样，即使某个 CPU 出现故障，整个系统仍能正常运行。 b. 存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 c. 电源 PLC 的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%) 范围内，可以不采取其它措施而将 PLC 直 瓶装牛肉酱自动生产线PLC 控制系统和测试系统的设计13接连接到交流电网上去。2、步进电机：将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
|
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器
4:下载后的文档和图纸-无水印
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰
|
川公网安备: 51019002004831号