包装过程及自动化 考试必备.doc

第一章 绪论一、基本概念1、包装过程及自动化包装过程：指从产品（或物料）到包装成品输出的全过程 包装过程自动化：包装设备上配有一些自动控制装置以替代操作人员的部分直接劳动，使包装过程在不同程度上自动的进行。这种用自动控制装置来管理不同产品包装生产过程的方法，称为。自动化程度：由产品特点、包装要求、自动控制的方法决定包装自动生产线的组成：原材料输送、计量、成型部分；包装过程执行机构部分；动力和传动部分；包装过程自动控制部分。控制系统的作用：对所有设备间的工艺动作顺序及工作速度给予协调和控制。对整个包装过程的工艺参数（重量、位置、温 度、压力、速度等）检测调节。进行包装质量检测、自动计数、物料的供停及系统的 故障报警控制等。2、包装生产过程（电气）自动控制系统的组成： 被控对象：其工艺参数需要控制的生产设备。 例：加热器、称量器、电动机 检测装置：感受被控参数变化并将其转化为电信号的装置。 作用：时刻监视着过程运行的状态，是进行控制的依据。 调节装置(控制器)：将被控参数的实际值与目标值进行比较，根据偏差大小和方向按事先设计好的控制规律进行运算（判断）， 输出相应的信号给执行装置。 执行装置：接受调节装置发来的控制信号并放大到足够功 率，驱动执行机构（电机）产生动作。三、包装过程自动控制系统的种类 1、按控制原理分（有无反馈来分类） 开环控制系统：输出量对系统的控制作用无影响。 闭环控制系统：输出量对系统的控制作用有直接影响， 通过反馈来减小偏差。（广泛应用） 2、按被控变量的给定值（目标值）进行分类 定值控制系统：给定量（输入量）是恒值 温度、重量、流量、压力等 随动控制系统（跟踪控制）：给定值无规律的变化 程序控制系统：给定值按已知规律（程序）变化四、对自动控制系统的基本要求:1、稳定性：控制系统工作的首要条件2、快速性：当系统的输出量与给定输入量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度。3、准确性：是指调整控制过程结束后，输出量与给定输入量之间的偏差相对于给定量的百分比。例：恒温和恒速自动控制系统：1%以内。自动控制系统的数学模型数学模型：描述控制系统输入变量、输出变量之间关系 来描述系统自身的工作性能的数学表达式。一、建立数学模型的方法：微分方程、传递函数二、微分方程的建立方法（重点） 1、确定系统的输入变量和输出变量 2、建立输入变量和输出变量之间的数学关系式 （其余变量属中间变量设法消除） 3、化简成标准形成的微分方程三、利用传递函数来描述复杂控制系统4、相加点前移：在移动支路上串联一个所越过方框的传函5、相加点后移：在移动支路上串联一个所越过方框传函的倒数6、分支点前移：在移动支路上串联一个所越过方框传函的倒数7、分支点后移：在移动支路上串联一个所越过方框传函第二章 包装过程典型物理参数的检测与自动控制一、计量供给自动控制 1、计量方法：计重、计数、计容2、计重式计量的方法：间歇式、连续式3、计重式计量给料过程的控制：粗给料 细给料1）通过调节激振频率来调节给料量2）通过调节电磁铁电压的有效值U来调节给料量 a.利用变压器来改变U b.利用晶闸管调压器调U(晶闸管导通的条件) 1. AK两极加正向偏置 2. 门极G必须是高电位4、间歇式计重计量称量过程的控制：1）电触点接触式单杠杆秤称重的自动控制2）无触点检控的称量装置（重点）光电检测系统 光敏二极管工作原理：随着光强的的改变，光电流的大小也改变光敏三极管工作原理：工作原理：有光照时，发射极与集电极导通，产生光电流光电继电器：1）亮通式光电继电器a.有光照，三极管KF1、KF22导通，KF3得电,触点动作 b.无光照，三极管KF1、KF22截至 ，KF3失电,触点复位2)暗通式光电继电器a.有光照，三极管KF1、KF2截至，继电器KF3失电，触点复位 b. 无光照，三极管KF1、KF2导通，继电器KF3得电，触点动作P87 第2题 2、什么叫亮通式和暗通式继电器？试判断图示电路是亮通式还是暗通式？图中RA4起什么作用？二、位置的自动检测与控制 1、检测方法：光电检测系统检测定位色标2、控制方法：间歇式光电自动定位系统。 正补偿式：送纸速度慢时采用 负补偿式：送纸速度快时采用3、正（负）补偿自动定位控制原理 （P27 图236）P87 第7题：卷筒包装材料商标图案间歇正负补偿式光电定位系统中，设标准袋长为L，补偿量为 则不补偿时，送纸长度分别为多少？光电检测器检测到色标后，送出的补偿量分别是多少？这时切下的袋长分别是多少？解：不补偿：正补偿送纸长度Le 负补偿送纸长度Le 光电检测器检测到色标送出的补偿量 正补偿： Ne ； L（N1）e 负补偿： Ne ； L（N1）e 三、温度的自动检测与控制1、常用的测温元件2、热电偶温度计应用，常用热电偶3、热电阻温度计应用 分类：金属热电阻:铂电阻、铜电阻 半导体热电阻（热敏电阻）P88 16题 热电偶温控系统中为什么要进行冷端温度校正？ 答：热电偶产生的热电势和热端、冷端的温度有关，冷端温度变化，必然影响测量的精度，因此用热电偶测温时，必须采取冷端温度保持不变，或通过补偿电路补偿由于冷端温度变化引起的电势变化。三、压力的自动检测与控制1、绝对压力、大气压力、表压力、真空度之间的关系。 表压力和绝对压力的关系：P表=P绝-P大 负压或真空压：表压力出现负值2、触点式压力电转换器的工作原理（P58 图2-89）3、调频式压力传感器输出信号转换为标准TTL 电平矩形波的原理（P61 图2-95）4、罐头真空度自动检测第三章 接触继电器控制系统1.常用低压电器的工作原理，常用低压电器的表示符号。2.包装机械继电接触器控制系统图的绘制原则1）电气原理图分主电路和控制电路，主电路通过大电流。控制电路通过小电流。2）习惯上将主电路画在左边（上）,控制电路画在右边（下）3）线路中的电器，必须用规定的图形符号和文字代号标 示。 同一个电器的各个部分可画在电路的不同位置，但须用相 同的文字代号标注。4）所有触点均画成释放状态。即没有通电或没有受外力的状态。5）电路图按电器动作的顺序由上而下，由左至右平行的绘制。电气控制线路的基本环节工作原理。 笼型异步电动机起动线路（自锁） 正反转控制线路 （互锁） 制动控制线路 点动和长动控制 多地点控制 顺序控制3.能设计简单的电气控制线路。接触器时间继电器电磁式继电器热继电器速度继电器刀开关自动空气开关行程开关转换开关熔断器1、接触器的作用是什么？中间继电器和接触器有何异同？ 作用：用来频繁的接通和分断主电路和大容量控制电路的 低压电器 相同点：利用电磁吸力工作 不同点：输入信号种类不同；继电器控制小电流；无主辅 触点之分2、电动机启动时电流很大，这时热继电器会不会动作？ 为什么？答：不会。因为热继电器具有较大的热惯性，电动机启动时电流虽然很大，但时间很短，热惯性使热继电器不会动作，从而保证了电动机的正常工作。第四章 可编程控制器1、可编程控制器的特点2、可编程控制器与传统继电器接触器的区别3、可编程控制器组成4、可编程控制器工作方式5、可编程控制器编程语言6、可编程控制器指令系统7、基本电路编程（根据给出梯形图和部分器件时 序画要求元件的时序，并写出对应指令语句）8、设计PLC控制系统（电动机PLC控制及应用举例）第五章 可编程序控制器原理及应用一可编程控制器1）定义：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各类机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的设计。2）可编程序控制器（PLC）的特点 1.可靠性高,抗干扰能力强,适应各种应用环境； 2.使用灵活，通用性强； 3.功能强大、适应性强； 4.编程简单、易于掌握； 5.接口简单，功能强。6.体积小，便于维修。二PLC的基本组成和工作原理1、 PLC的硬件1）中央处理单元（CPU）CPU的具体作用：由控制器和运算器组成（1）接收，存储用户程序；（2）用扫描方式接收来自现场输入装置的信号（3）检查、检验用户程序；（4）执行用户程序，实现输出控制；（5）响应外部设备（如编程器，打印机）的请求2）存储器（ROM和RAM）主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。 （1）、系统程序存储器 （2）、用户程序存储器 （3）、数据存储器3）输入/输出模块（1）开关量输入单元功能：接收主令元件、检测元件传来的信号对输入信号进行隔离和电平转换，把进入PLC信号变为CPU可接收的信号。 （2）开关量输出单元 输出信号 继电器输出型 晶体管输出型 可控硅输出型功能：对PLC输出结果进行放大和电平转换把PLC产生的信号转