基于PLC包装机控制系统设计.doc

目 录 1 绪论 1 2 糖果包装机系统分析及控制系统总体设计 3 2.1 Y06型糖果包装机生产工艺概述 3 2.2 糖果包装机控制要求 3 2.2.1 PLC控制系统方式选择 3 2.2.2 系统运行方式 4 2.3 糖果包装机控制系统主要器件的选择 4 2.3.1 包装机控制对象分析 5 2.3.2 PLC控制器的选择 6 2.3.3 变频器选择 6 2.3.4 步进电机及其驱动器选择 6 2.3.5 传感器选择 9 3 糖果包装机各功能模块设计 10 3.1 供电模块设计 10 3.2 执行主电机模块设计 11 3.3 包装纸同步控制模块设计 12 4 糖果包装机主要控制系统的PLC程序设计 15 4.1 糖果包专机的控制系统设计简述 15 4.2 主电机的PLC控制指令语句表 17 4.3 糖果包装机包装机的PLC控制I/O分配表 18 结论 20 致谢 21 参考文献 22 附录 23 附录A 23 第一章 绪论 第一节课程背景 食品行业是满足人民“衣食住行”需求的基础性行业，在国民经济中处于重要地位，具有不可替代性，尤其是目前我国居民收入日益提高、生活质量不断改善，对食品的需求也日趋多样化，全国食品工业面临良好发展契机，食品工业规模快速增长，经济效益也大幅提升，产业结构和增长方式进一步优化。去年食品工业增加值占全国工业经济比重达到十分之一强，并且呈逐年上升趋势。 食品行业的快速发展必定会带动食品包装业的发展，所以对食品包装机的改造创新是非常必要的。 图1-1 Y06 型糖果包装机系统外观图 Y06型糖果包装机是一款高速糖果包装机械，可用于包装各类块状糖果。整个设备可以分为三大部分：生产线送糖部分，糖果包装部分，包装纸部分。其总体系统外观图如图1-1所示。 生产送糖部分部分直接与糖果生产线相连，通过传送带将糖果送至糖果包装部分入口处。该部分仅可通过一颗糖果，糖果经过此通道过后形成队列，依次从包装入口进入如图1-2所示 图 1-2 糖果包装纸送纸部分机械图 图 1-3 包装纸卷纸机构 包装纸送纸部分由齿轮机构驱动，拖动包装纸向前运动。包装纸安装于包装纸托盘上，正常送纸时，绷紧的包装纸压迫包装纸刹车，使其在摩擦力的作用下向前运动；缺纸或继纸时，绷力消失，包装纸刹车回到原位置，系统报警。包装纸的位置由色标传感器进行定位，当位置出现偏差时，由控制系统发出指令驱动步进电机进行拖拉包装纸运动，从而实现包装纸的准确定位。 糖果包装部分是周期性的重复动作。整个包糖过程包括如下几个步骤：推糖→送纸→包装→喷胶→传送粘合→成品。 Y06型糖果包装机采用通过三相异步电机带动齿轮机构提供动力，利用凸轮机构与连杆机构等机械结构配合进行包装、进排糖、送包装纸等动作，有效的保证了控制的速度与精度，使系统紧凑、可靠。 第二章 糖果包装机系统分析及控制系统总体设计 2.1 Y06型糖果包装机生产工艺概述 糖果包装机主要通过一台2.2KW的三相异步电机带动各机械部分完成包糖的各种动作。糖果包装工艺流程如图2-1所示。 图 2-1 糖果包装机工艺流程图 裸糖经流水线到达糖果包装机，当位于糖果包装机入口处的光电传感器检测到有裸糖到来时，控制推糖机构的电磁阀得电，吸合、下拉推糖机构，与此同时推糖机构动作将糖果送入旋转的糖果托盘中。当糖果进入托盘三个周期后，控制包装纸转动的电磁阀闭合，开始送包装纸。利用色标传感器控制、调整包装纸的位置，当纸位置合适时，包装纸被截断，在包糖机构的作用下，按预先设定的步骤，包裹糖果。若纸位置不合适，PLC将发出脉冲信号驱动步进电机对包装纸进行前后拖动，对包装纸位置进行调整。包裹完毕，进行喷胶，粘合之后，糖果经传送带送糖机构送至成品糖库。在传送过程中，由于传送带的楔形挤压作用，糖纸粘合完成，同时也对其进行了更好的整形。 2.2 糖果包装机控制要求 2.2.1 PLC控制系统方式选择 控制系统和远程I/O控制系统。由于糖果包装机的控制对象相对集中，主要有变频器控利用PLC可以构成多种控制系统：单机控制系统，集中控制系统，分散型控制、包装纸位置调整、步进电机驱动控制等，因此选择集中控制系统。集中控制系统模型如图所示。各被控对象直接与PLC的I/O口相连接，进行通信、控制。 为提高系统抗干扰能力，在硬件方面，交流电源增加滤波装置，输入信号进行光电隔离，并远离强电布线。信号采用屏蔽线传输，采用放射性一点接地等措施，消除、减弱共模和瞬变干扰。 图2-2 集中控制系统模型 2.2.2 系统运行方式 糖果包装机的运行，采用自动运行和手动运行方式。与运行方式对应的是停止运行方式。糖果包装机的停止运行方式包括正常停运、暂时停运、紧急停运三种。包装机控制要求： 手动运行：可以用按钮对包装机的各个部分进行单独控制，便于调机，