大學(xué)畢業(yè)論文--掛面紙包裝的控制系統(tǒng)設(shè)計

工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：掛面紙包裝的控制系統(tǒng)設(shè)計

畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：日期：指導(dǎo)教師簽名：日期：使用授權(quán)說明本人完全了解大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。作者簽名：日期：

目錄TOC\o"1-3"\u引言 31.掛面包裝的概況與現(xiàn)狀分析 41.1.掛面包裝的概況 41.2.掛面包裝的現(xiàn)狀分析 52.全自動掛面生產(chǎn)線的工藝、工步分析 62.1.掛面制作的工藝流程及相關(guān)設(shè)備選擇 62.2.全自動掛面包裝機組成及工藝要求 73.每個工步的裝置分析 83.1.傳輸帶的分析以及控制部分 83.1.1.傳送帶的控制要求 93.1.2.傳輸帶的I/O地址分配。 93.1.3.傳送部分PLC程序設(shè)計 93.2.計量裝置的分析與PLC設(shè)計 113.2.1.計量裝置的構(gòu)成及工作過程 113.2.2.稱量過程PLC設(shè)計 143.2.3.計量裝置的I/O地址分配 143.3.進(jìn)紙裝置的分析與PLC設(shè)計 163.3.1.進(jìn)紙裝置的構(gòu)成和工作過程 163.3.2.進(jìn)紙裝置的I/O地址分配 173.3.3.進(jìn)紙裝置PLC設(shè)計梯形圖 183.4.掛面包裝裝置的分析與PLC設(shè)計 203.4.1.包裝裝置的分析 203.4.2.包裝裝置控制I/O地址分配 223.4.3.包裝裝置PLC設(shè)計梯形圖 234.整體生產(chǎn)線的工藝流程控制及PLC設(shè)計 254.1.整體流程分析 254.2.掛面工藝流程的I/O端口分配 264.3.掛面工藝流程的PLC控制梯形圖 275.PLC的選擇及可能出現(xiàn)的問題 296.總結(jié) 307.致謝 30參考文獻(xiàn) 31掛面紙包裝控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：掛面的包裝已經(jīng)成為掛面全自動生產(chǎn)線的一個瓶頸。本文主要介紹了掛面紙包裝的工藝生產(chǎn)線的控制部分、計量裝置的選擇設(shè)計和包裝部分的設(shè)計，根據(jù)設(shè)計實現(xiàn)掛面的紙包裝全自動生產(chǎn)的全程控制。首先介紹了掛面包裝的現(xiàn)狀及前景，主要設(shè)計掛面紙包裝機械系統(tǒng)的plc控制和整體流程plc電器控制。關(guān)鍵字：掛面紙包裝PLC控制設(shè)計引言掛面已經(jīng)成為我們生活中的一種常見的東西，每個家庭和超市都會有。隨著需求量的增大，掛面的生產(chǎn)過程中存在不夠完善的地方日益顯示出來，特別是掛面的包裝問題有待解決。目前市場方面在這一塊也是一片空白，解決這個問題就解決了人工包裝所帶來的一些問題，如工作量大，效率低，成本高的問題。掛面這一產(chǎn)品，在我國具有悠久的歷史。它因方便食用、保質(zhì)期長、價格低廉而深受廣大消費者的喜愛。由于該產(chǎn)品的附加值較低，限制了它的運輸半徑，這就使得遍布于全國各地的中小掛面生產(chǎn)企業(yè)有了各自足夠的生存空間，也在各自的局域市場內(nèi)有了一定的品牌知名度，但這樣一來，就影響了該產(chǎn)品的品牌集中度，難以形成像方便面行業(yè)那樣的產(chǎn)業(yè)集中度，也就影響了高效率的掛面包裝機械的普及。目前，國內(nèi)的掛面包裝主要有以下幾種形式：卷紙包裝、卷紙加收縮膜包裝、塑料膜自動包裝等。卷紙包裝就是將散狀的掛面讓人工在外面將其裹緊，經(jīng)反復(fù)揉搓、墩緊，使之形成一個緊密的圓柱體。這種包裝形式是伴隨著掛面的發(fā)展走過了漫長的歷程。因此在普通消費者的心目中形成了深刻的認(rèn)知，甚至許多老年人認(rèn)為只有這種包裝形式的才是掛面。這一陳舊的市場定位使得這一包裝形式牢牢占據(jù)著掛面包裝的統(tǒng)治地位。隨著國家對食品衛(wèi)生的監(jiān)管越來越嚴(yán)厲，這種半裸裝的食品已很難再進(jìn)入主流的賣場，這就出現(xiàn)了紙包裝外面再用收縮膜二次包裝這一包裝形式。而掛面全自動塑料膜包裝雖然具有自動化程度高、產(chǎn)品包裝費用低、節(jié)省人力資源、產(chǎn)品保質(zhì)期長等諸多優(yōu)勢，但由于其外形呈矩形，與傳統(tǒng)的圓柱形掛面包裝相差過大，一直得不到廣大消費者的認(rèn)可，因此占得市場份額較少。因此本文主要對掛面的紙包裝機進(jìn)行整體流程的控制設(shè)計以及它的部分計算。通過查閱相關(guān)資料，運用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，對掛面包裝機進(jìn)行控制設(shè)計計算，對前面的傳輸部分、進(jìn)紙機構(gòu)部分和計量裝置進(jìn)行選擇。再通過對包裝的整個流程的了解，確定各個部分的控制過程，通過運動分析確定掛面紙包裝機的包裝動作，對其進(jìn)行時間控制。同時，根據(jù)所需要的控制流程，在PLC的選擇上進(jìn)行確定，繪制出一些相關(guān)的流程圖和PLC控制圖，以及包裝的時序圖。對掛面采用全自動紙包裝，不但節(jié)省了人力資源而且還能夠減少對環(huán)境的污染。掛面包裝的概況與現(xiàn)狀分析掛面包裝的概況掛面這一產(chǎn)品，在我國具有悠久的歷史。它因方便食用、保質(zhì)期長、價格低廉而深受廣大消費者的喜愛。由于該產(chǎn)品的附加值較低，限制了它的運輸半徑，這就使得遍布于全國各地的中小掛面生產(chǎn)企業(yè)有了各自足夠的生存空間，也在各自的局域市場內(nèi)有了一定的品牌知名度，但這樣一來，就影響了該產(chǎn)品的品牌集中度，難以形成像方便面行業(yè)那樣的產(chǎn)業(yè)集中度，也就影響了高效率的掛面包裝機械的普及。近年來，隨著用工成本的不斷上升，廣大中小掛面加工企業(yè)開始面臨生存危機，掛面的包裝已經(jīng)成為企業(yè)發(fā)展的瓶頸，但傳統(tǒng)的保守觀念及微薄的企業(yè)利潤又制約著各自購買全自動包裝設(shè)備，這就使得整個掛面行業(yè)處于轉(zhuǎn)型的進(jìn)退兩難境地。掛面包裝的現(xiàn)狀。目前，國內(nèi)的掛面包裝主要有以下幾種形式：卷紙包裝、卷紙加收縮膜包裝、塑料膜自動包裝等。卷紙包裝就是將散狀的掛面讓人工在外面將其裹緊，經(jīng)反復(fù)揉搓、墩緊，使之形成一個緊密的圓柱體。這種包裝形式是伴隨著掛面的發(fā)展走過了漫長的歷程。因此在普通消費者的心目中形成了深刻的認(rèn)知，甚至許多老年人認(rèn)為只有這種包裝形式的才是掛面。這一陳舊的市場定位使得這一包裝形式牢牢占據(jù)著掛面包裝的統(tǒng)治地位。隨著國家對食品衛(wèi)生的監(jiān)管越來越嚴(yán)厲，這種半裸裝的食品已很難再進(jìn)入主流的賣場，這就出現(xiàn)了紙包裝外面再用收縮膜二次包裝這一包裝形式。而掛面全自動塑料膜包裝雖然具有自動化程度高、產(chǎn)品包裝費用低、節(jié)省人力、產(chǎn)品保質(zhì)期長等諸多優(yōu)勢，但由于其外形呈矩形，與傳統(tǒng)的圓柱形掛面包裝相差過大，一直得不到廣大消費者的認(rèn)可，因此，占得市場份額較少。掛面包裝機械的現(xiàn)狀。由于掛面卷紙包裝在市場上的強勢地位，廣大掛面生產(chǎn)廠迫切需要一種能夠?qū)崿F(xiàn)用紙來包裝掛面的全自動包裝機。面對這一巨大的市場需求，國內(nèi)外眾多包裝機械制造企業(yè)無不投入了巨大的人力、財力進(jìn)行研發(fā)，但由于這一產(chǎn)品的特殊性，這種包裝機的研發(fā)難度極高。10多年來，雖有很多家公司研制出一些相關(guān)的機型，但經(jīng)試用，無一過關(guān)，現(xiàn)在這種包裝機的研制，基本上處于停滯狀態(tài)。而掛面的塑料膜包裝機早在上世紀(jì)70年代就由日本引入中國，它可以經(jīng)過計量、提升、自動包裝等工序一次完成掛面的自動包裝。安全衛(wèi)生，包裝速度快，計量準(zhǔn)確，包裝成本低，節(jié)約大量人力，可以說是一種理想的自動包裝設(shè)備；但由于一來市場不太認(rèn)可這種包裝形式，同時該種包裝設(shè)備價格昂貴，嚴(yán)重影響了這種包裝機械的推廣。進(jìn)入10年來，僅有為數(shù)不多的掛面生產(chǎn)企業(yè)采用該設(shè)備。后來，開始有一些國內(nèi)的企業(yè)仿造這種包裝機械，該機的國產(chǎn)化雖然降低了設(shè)備的價格，但質(zhì)量也與進(jìn)口產(chǎn)品相差較大，因此很多年來該設(shè)備銷量很少，大多數(shù)掛面生產(chǎn)廠并不認(rèn)可這一設(shè)備，掛面手工卷紙包裝仍然占據(jù)主導(dǎo)地位。近幾年來，一個新興的包裝機械制造企業(yè)——青島英力特包裝機械有限公司介入這一領(lǐng)域。該公司以強大的研發(fā)能力、過硬的產(chǎn)品質(zhì)量，不斷推出一代又一代的掛面包裝機械設(shè)備，使得這一領(lǐng)域的情形有所改觀。特別是該公司最新開發(fā)的掛面圓柱形塑料膜包裝機，該機包裝的掛面采用塑料膜包裝，包裝后的外形與手工紙包裝近似，也是較緊密的圓柱形，而且還可以實現(xiàn)從計量、提升、包裝為一體的全自動化生產(chǎn)，可以說兼顧了市場的審美習(xí)慣及生產(chǎn)的自動化需求。該設(shè)備的研發(fā)成功，吸引了國內(nèi)眾多掛面生產(chǎn)廠的注意，也引起了相關(guān)專家們的重視：由中國食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會牽頭，組織國內(nèi)頂級專家于今年7月7日在青島市對該設(shè)備進(jìn)行了鑒定，與會專家和企業(yè)家代表完全肯定了該機的性能，對該機的成功研發(fā)給予較高評價，為這一設(shè)備的推廣打下了良好的基礎(chǔ)。掛面包裝的現(xiàn)狀分析掛面包裝的歷史機遇。無論掛面的塑料膜包裝具有多大的優(yōu)勢，掛面的紙包裝以其強大的市場需求仍占據(jù)主導(dǎo)地位，這就使得掛面包裝機的推廣舉步維艱。但近年來，隨著用工成本的上升，優(yōu)質(zhì)勞動力已變得炙手可熱，掛面包裝的變革已面臨著歷史機遇。目前，掛面紙包裝的工人工資已升至1500元/月左右，即每包裝一份掛面，人工費就需要0.03元～0.06元(每份包裝的克重不同，人工費用不同)，就是這樣，掛面企業(yè)的包裝工人也在大量流失，掛面企業(yè)付出大量的培訓(xùn)費用，辛辛苦苦培養(yǎng)出來的熟練包裝工人，還越來越多地流失到其他報酬更好、技術(shù)含量也相對較高的行業(yè)中去。據(jù)了解，幾乎所有的掛面生產(chǎn)企業(yè)熟練包裝工人的流失率都在50%以上。一些待遇較差的中小掛面生產(chǎn)企業(yè)的流失率更高達(dá)80%～90%，這一現(xiàn)狀已嚴(yán)重威脅到掛面生產(chǎn)企業(yè)的生存。這一嚴(yán)酷的現(xiàn)實迫使廣大掛面生產(chǎn)企業(yè)紛紛采用包裝機械來包裝掛面，掛面包裝機械的推廣面臨最好的歷史機遇。后段自動化的推廣需要全社會支持，掛面人工卷紙包裝除了需要使用大量的優(yōu)質(zhì)勞動力和較高的人工費用以外，單純的包裝材料成本也是很高的。以目前主流的紙包裝外加收縮膜二次包裝這一包裝形式為例，一個500克包裝的掛面包裝紙的價格約為0.05元，外包的收縮膜價格約為0.04元，兩者合計為0.09元，如果再加上人工包裝費用約為0.03元，這樣共計包裝費用就達(dá)到了0.12元左右。而且外包裝收縮膜需要使用熱風(fēng)收縮爐這一設(shè)備。由于這一設(shè)備的功率一般都在15千瓦～20千瓦左右，使用該設(shè)備需要耗費大量的電力，而普通的塑料膜包裝機包裝的塑包掛面，500克包裝的包裝膜只需0.07元～0.08元左右(包裝膜的價格與包裝膜的厚度有關(guān))，并且由于是全自動包裝，使用人力較少，人工成本基本上可忽略不計。而青島?？萍央娮釉O(shè)備制造有限公司最近出品的掛面圓柱形塑膜包裝機包裝的掛面，500克包裝的包裝膜成本僅需0.05元，比傳統(tǒng)的塑膜包裝節(jié)約包裝費用40%以上，比手工卷紙包裝更是有大幅度節(jié)約，經(jīng)濟(jì)效益、社會效益都相當(dāng)明顯。掛面全自動包裝機及后序的自動裝箱機、自動碼垛機等共同組成了掛面生產(chǎn)車間的后段全自動化系統(tǒng)，采用上述系統(tǒng)后，可最大限度地節(jié)省人力、節(jié)省包裝費用。掛面的稱量包裝是掛面行業(yè)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)。過去采用機械稱量、人工裝袋，勞動強度大、速度慢、度低。近幾年，掛面的稱量包裝生產(chǎn)雖然采用繼電器控制系統(tǒng)實現(xiàn)了自動化，但線路復(fù)雜、可靠性低、動態(tài)精度低，所以為了在快速自動稱量包裝中提高動態(tài)精度，實現(xiàn)生產(chǎn)的全部自動化，應(yīng)用可編程序控制器（PLC）作為動態(tài)稱量包裝測控設(shè)備，簡化了線路，提高了可靠性和精度。從上面的對比來看，塑膜全自動包裝機在各項指標(biāo)中都具有相當(dāng)大的優(yōu)勢。盡管還有一些不盡如人意之處，但是從整個行業(yè)升級的大局來看，盡快推廣該設(shè)備還是很有必要的。掛面的現(xiàn)有包裝無論是從包裝成本，還是使用人力，都造成了大量社會資源的浪費，這與當(dāng)前國家節(jié)能減排、提倡低碳經(jīng)濟(jì)的大政策相違背。當(dāng)前國內(nèi)包裝設(shè)備制造廠家的現(xiàn)有實力有限，規(guī)模多為30人以下的中小企業(yè)。由于業(yè)者生產(chǎn)規(guī)模普遍過小，很難進(jìn)行資金籌措、技術(shù)改造和吸引人才，也就很難在短期內(nèi)生產(chǎn)出大量的先進(jìn)包裝設(shè)備。這就需要全社會尤其是政府相關(guān)部門給予大力扶持，盡快使全國的掛面廠家實現(xiàn)掛面的全自動化包裝，造福全社會。全自動掛面生產(chǎn)線的工藝、工步分析掛面制作的工藝流程及相關(guān)設(shè)備選擇掛面的生產(chǎn)工藝流程，如圖1所示。圖1掛面的生產(chǎn)工藝流程圖設(shè)備信息：和面機：HMJ45-I型，產(chǎn)量375kg/h，電動機功率4.0kw，外形尺寸1000×460×700（mm）。立式電動壓面機：CN220-A型，產(chǎn)量65kg/h，電動機功率0.75kw,外形尺寸600×5000×1300（mm）。切面機：QMJ-A型，產(chǎn)量200kg/h，電動機功率3.0kw，外形尺寸1300×600×1100（mm）。多刀切條機：CD22-VI型，產(chǎn)量1000kg/h，電動機功率2.2kw,外形尺寸6650×2000×7000（mm）。掛面機組：GMJ60型，產(chǎn)量750kg/h，電動機功率60kw,外形尺寸70000×12000×4000（mm）。450高溫烘干設(shè)備：450型，電動機功率27kw；450低溫烘干設(shè)備:450型，電動機功率39kw。熟化機：SH930-100型，電動機功率1.5-2.2kw，外形尺寸1100×1000×570（mm）。由于前面的一些生產(chǎn)工藝都比較成熟，本文主要探討從傳送到計量包裝部分開始。全自動掛面包裝機組成及工藝要求全自動掛面包裝機主要有傳送、計量、包裝、進(jìn)紙四部分組成。傳送部分傳送部分是將掛面機上已經(jīng)整齊切斷的掛面?zhèn)魉蛶系膾烀鎮(zhèn)魉偷较乱粋€傳輸帶上面，在下一個傳送帶上傳送進(jìn)入計量投料機中，然后再將掛面送入計量部分。稱量部分在前面的傳輸帶傳動部分中，傳入到計量投料機中，計量投料機開始工作，采取“先快后慢，最后點動”的控制下料方式，最大限度的保證掛面計量的準(zhǔn)確性。進(jìn)紙部分進(jìn)紙部分主要由紙槽、壓紙輪、出紙輪、推手、刷漿輪、膠水容器等組成機器在啟動時先啟動壓紙輪，壓紙輪帶動一張紙送到出紙輪，啟動出紙輪。當(dāng)紙張后沿過出紙輪后停止出紙輪并啟動推手電機，將紙推到傳送帶上。(1)由于刷漿輪與出紙輪同軸，刷漿輪的上半部分在膠水槽內(nèi)，膠水槽的下邊緣與刷漿輪之間的間隙很小，只有當(dāng)刷漿輪轉(zhuǎn)動時才能將膠水帶出，所以當(dāng)紙張經(jīng)過出紙輪時刷漿輪自動在上面刷上膠水。(2)紙槽內(nèi)有光電開關(guān)，所以無紙時可以進(jìn)行聲光報警，同時包裝部分包裝一包后停止工作，待有紙后，機器繼續(xù)工作。(3)紙槽內(nèi)放進(jìn)紙后紙槽上升，直到第一張紙頂住壓紙輪且壓紙輪開關(guān)閉合后0.5S停止上升。以后每當(dāng)壓紙輪開關(guān)斷開紙槽就上升。進(jìn)紙周期為5S。包裝部分包裝部分主要由包裝架、包裝帶、包裝槽三部分組成。(1)當(dāng)計量和進(jìn)紙部分完成后，傳送帶啟動將掛面?zhèn)魉偷桨b機構(gòu)上，當(dāng)傳送帶將掛面送到包裝槽時，由于重力的原因掛面落入到掛面包裝槽內(nèi)，在包裝槽內(nèi)由包裝機架完成包裝。當(dāng)包裝完成后包裝周期為5S。(2)當(dāng)包裝完成后包裝好的掛面從掛面槽中退出，掛面進(jìn)入存儲裝置。每個工步的裝置分析傳輸帶的分析以及控制部分掛面整齊切斷，經(jīng)過傳輸帶，送入稱量部分。流程如圖2所示。圖2掛面切斷傳輸進(jìn)入稱量裝置圖傳送帶的控制要求帶式運輸機既是一種連續(xù)運輸機械,也是一種通用機械。帶式輸送機被廣泛應(yīng)用在煤炭、港口、電廠、鋼鐵企業(yè)、水泥、糧食及輕工業(yè)的生產(chǎn)線。既可運送散狀物料,也可運送成件物品。如圖2所示,面條經(jīng)過切面機整齊切斷以后，經(jīng)過PDl、PD22臺帶式運輸機送出;經(jīng)過PD2以后，傳送到計量投料機;PDl、PD2分別由電動機M1和M2控制。初始狀態(tài)。膠帶PD1和膠帶PD2全部處于關(guān)閉狀態(tài)。2)啟動操作。啟動時為避免在前段輸送膠帶上造成物料堆積,要求逆送料方向按—定的時間間隔順序啟動。其操作步驟為:膠帶PD2——延時5s——膠帶PD1——延時5s——前面的切面機開始運動。3)停止操作。停止時為使輸送機膠帶上不留剩余物料,要求順物料流動的方向按一定時間間隔順序停止。其停止順序為:切面機停止運動——延時10s——膠帶PD1——延時10s——膠帶PD2。4）采用FX系列的PLC實現(xiàn)控制。傳輸帶的I/O地址分配。由上面的對傳輸帶的分析，我們很容易得到該PLC四個輸入，三個輸出。輸入XO:啟動按鈕X1:停止按鈕X3：M1熱繼電器X4:M2熱繼電器輸出YO：切面機控制Y1:M1接觸器Y2:M2接觸器傳送部分PLC程序設(shè)計用步控指令根據(jù)帶式輸送機控制要求設(shè)計的梯形圖如圖3所示。圖3帶式輸送機PLC控制梯形圖計量裝置的分析與PLC設(shè)計掛面的稱量包裝是農(nóng)業(yè)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，過去采用機械稱量、人工裝袋，勞動強度大、速度慢、精度低。所以，我們現(xiàn)在采用機械化的手段去解決掛面在生產(chǎn)實際中可能面對的種種問題，下面的部分，我們來看看計量裝置部分的設(shè)計。計量裝置的構(gòu)成及工作過程由PLC、投料機、稱量傳感器、放大器和打包機組成PLC系統(tǒng)流程圖，如圖4所示。圖4稱量裝置的系統(tǒng)構(gòu)成示意圖稱斗的上方是投料機，投料機里面是由前面環(huán)節(jié)傳過來已經(jīng)切斷好的面條。投料機是由1臺電動機驅(qū)動的雙速變徑變距螺旋進(jìn)料裝置。啟動電動機，投料機中的掛面就隨著傳輸絞籠的旋轉(zhuǎn)而進(jìn)入稱斗中等待稱量。稱斗上裝有3個UH61－100u型S梁式應(yīng)變拉力傳感器，稱斗的質(zhì)量信號直接由該傳感器組轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電壓信號，再經(jīng)過兩級放大器把該電壓信號放大后送入PLC中進(jìn)行數(shù)據(jù)測控、處理。PLC采用先快后慢，最后點動”的控制下料方式，在扣除稱斗皮質(zhì)量后，按照每包計量凈質(zhì)量的90%，95%和100%計算出快速下料終了值、慢速下料終了值和稱量終了值。在下料開始一段時間內(nèi)，PLC控制絞籠電動機快速下料，當(dāng)檢測達(dá)到快速下料終了值時，PLC控制絞籠電動機開始慢速下料；當(dāng)檢測達(dá)到慢速下料終了值時，PLC關(guān)閉絞籠電動機后采用“點動”下料；當(dāng)達(dá)到預(yù)定值—稱量終了值時，PLC控制停止下料。。然后PLC控制稱斗，在稱斗底部的卸料口上，并使卸料電磁閥工作，再打開稱斗的卸料口截止閥門，開始卸料；完畢后，關(guān)閉卸料閥門（卸料的結(jié)束是通過延時來控制的）。此時一個稱量包裝周期結(jié)束，可進(jìn)行下一個稱量包裝循環(huán)。由上面可知，我們了解了稱量裝置的工作過程，畫出稱量裝置系統(tǒng)PLC流程框圖，如圖5所示。圖5稱量裝置系統(tǒng)PLC流程框圖稱量過程PLC設(shè)計如圖3和圖4所示，我們來分析此過程的步驟：面條經(jīng)過傳輸傳送帶傳過來，在投料機中準(zhǔn)備進(jìn)行下一步的稱量，經(jīng)過快速下料和慢速下料，達(dá)到預(yù)定的掛面質(zhì)量時，停止下料，將掛面?zhèn)魉偷较聜€工步，即包裝工步。1）初始狀態(tài)，傳送帶運送掛面過來，投料機進(jìn)行快速投料，沒有掛面運來，投料機不工作。2）在達(dá)到快速投料終了值時，快速投料停止，進(jìn)行慢速投料，期間，是電動機的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。在達(dá)到慢速投料的終了值時，慢速投料停止，進(jìn)行點動投料，一旦達(dá)到傳感器數(shù)據(jù)達(dá)到掛面質(zhì)量的設(shè)定值，停止投料。3）停止操作，停止時，為了避免還有掛面正在投料狀態(tài)，外界輸入停止指令時，完成點動投料后停止。計量裝置的I/O地址分配在這里，僅僅只是看掛面輸送過來即是輸入，其實總共有六個；輸出則有四個。輸入：X0稱量開始X1聯(lián)動指令X2停止X390%檢測X495%檢測X5100%檢測輸出：Y0快速下料Y1慢速下料Y2點動下料Y3卸料電磁閥3.2.4計量裝置的PLC的梯形圖如圖6所示，為計量裝置的PLC梯形圖圖6稱量裝置PLC控制梯形圖進(jìn)紙裝置的分析與PLC設(shè)計進(jìn)紙裝置的構(gòu)成和工作過程掛面在包裝過程中，進(jìn)紙是必不可少的一個環(huán)節(jié)，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)掛面的紙包裝，從而才能達(dá)到降低環(huán)境污染。進(jìn)紙部分主要由紙槽、壓紙輪、出紙輪、推手、刷漿輪、膠水容器等組成。涉及到控制部分的，如圖7所示。圖7進(jìn)紙部分的裝置控制示意圖機器在啟動時先啟動壓紙輪，壓紙輪帶動一張紙送到出紙輪，啟動出紙輪。當(dāng)紙張后沿過出紙輪后停止出紙輪并啟動推手電機，將紙推到傳送帶上。(1)由于刷漿輪與出紙輪同軸，刷漿輪的上半部分在膠水槽內(nèi)，膠水槽的下邊緣與刷漿輪之間的間隙很小，只有當(dāng)刷漿輪轉(zhuǎn)動時才能將膠水帶出，所以當(dāng)紙張經(jīng)過出紙輪時刷漿輪自動在上面刷上膠水。(2)紙槽內(nèi)有光電開關(guān)，所以無紙時可以進(jìn)行聲光報警，同時包裝部分包裝一包后停止工作，待有紙后，機器繼續(xù)工作。(3)紙槽內(nèi)放進(jìn)紙后紙槽上升，直到第一張紙頂住壓紙輪且壓紙輪開關(guān)閉合后0.5S停止上升。以后每當(dāng)壓紙輪開關(guān)斷開紙槽就上升。根據(jù)上述的工作過程，我們畫出進(jìn)紙裝置的PLC時序圖，如圖8所示。圖8進(jìn)紙裝置時序圖進(jìn)紙裝置的I/O地址分配輸入：X0啟動信號X1紙張到了出紙輪X2紙張后延出了出紙輪X3光電輸入沒紙信號輸出：Y1壓紙輪電機啟動Y2出紙輪電機啟動Y3推手電機啟動Y4紙槽電機啟動Y5沒紙報警燈進(jìn)紙裝置PLC設(shè)計梯形圖如圖9所示。圖9進(jìn)紙裝置PLC控制梯形圖掛面包裝裝置的分析與PLC設(shè)計掛面的包裝裝置部分，是關(guān)系到掛面的自動包裝最后能不能夠走向市場的一個關(guān)鍵性因素，包裝的質(zhì)量不好，或者是包裝不起來，都是一個制約性的因素。包裝裝置的分析包裝裝置主要由一個傳送帶，包裝槽，兩個曲柄搖桿機構(gòu)組成。掛面的包裝在包裝槽內(nèi)完成。包裝臺整體成一個長方體形狀，臺的頂面上裝有包裝槽的傳輸帶，利用傳輸帶的張弛松緊，從而達(dá)到掛面的包裝與彈出動作，整個包裝臺表面有一定傾斜角度，當(dāng)掛面從包裝槽內(nèi)包裝完成推出時，由于重力作用，包裝好的掛面就自動滾入下一裝置。涉及到控制部分的，如圖10所示：圖10包裝裝置系統(tǒng)構(gòu)成及控制示意圖掛面從計量裝置的傳送帶傳送到掛面包裝裝置，當(dāng)傳送帶繼續(xù)前行到達(dá)掛面槽上方的時候，然后傳送到包裝裝置的傳送帶上面。啟動傳送帶的電機順時針轉(zhuǎn)動。由此，我們來分析包裝裝置的控制步驟：掛面?zhèn)魉瓦^來到包裝裝置時，傳送帶電機M1啟動，正轉(zhuǎn)，由此，掛面落入到包裝槽內(nèi)。當(dāng)掛面在包裝槽內(nèi)時，右邊的曲柄搖桿電機M3啟動，緊接著左邊的曲柄搖桿電機M2聯(lián)動，右曲柄搖桿機構(gòu)先到達(dá)預(yù)定的位置，左邊的后到達(dá)。當(dāng)右搖桿機構(gòu)到達(dá)后電機M3停止工作，左邊的曲柄搖桿機構(gòu)到達(dá)后，停止工作2S，這2S的時間是用來壓住掛面包裝紙，從而使掛面包裝的更緊。2S后兩臺電機同時啟動，兩個曲柄搖桿機構(gòu)都撤回到初始位置，此時的掛面包裝已經(jīng)完成。啟動傳送帶的電機M1逆時針轉(zhuǎn)動，傳送帶張緊，將掛面由包裝槽內(nèi)退出，由于包裝臺有一個傾斜的角度，掛面便會自動滾出進(jìn)入下一裝置。圖11所示為包裝裝置控制時序圖：圖11包裝裝置控制時序圖包裝裝置控制I/O地址分配輸入：X0啟動信號X1右搖桿到極限位置X2左搖桿到極限位置輸出：Y0M1正轉(zhuǎn)Y1M3啟動Y2M2啟動Y3M1反轉(zhuǎn)包裝裝置PLC設(shè)計梯形圖如圖12所示：圖12包裝裝置PLC控制梯形圖整體生產(chǎn)線的工藝流程控制及PLC設(shè)計通過上面對企業(yè)在掛面生產(chǎn)中尚不成熟部分的探討與設(shè)計，而且，要想實現(xiàn)掛面的紙包裝全自動生產(chǎn)，我們應(yīng)該在總體的方向上對其進(jìn)行把握，因此，我們將上述掛面的傳送裝置、稱量裝置、進(jìn)紙裝置、包裝裝置這四個部分進(jìn)行整體設(shè)計，用PLC將其各個部分的各個作用控制起來，從而連貫，達(dá)到成為一個掛面紙包裝自動化生產(chǎn)線的一個目的。前文就提到過，掛面前面的生產(chǎn)工藝已相當(dāng)純熟，故在本文中，僅討論掛面從已切斷好傳送過來開始。整體流程分析切斷好的掛面?zhèn)鬏斶^來，通過傳送裝置，送入稱量裝置，在稱量裝置中稱量，此時，進(jìn)紙裝置同步進(jìn)紙，進(jìn)紙完成后，稱量好的掛面送入包裝裝置，完成包裝。由此，我們可以確定各個部分完成所需動作的時間，畫出整體時序圖。如圖13所示：圖13掛面工藝流程時序圖掛面工藝流程的I/O端口分配輸入：X0掛面切斷好傳送至傳輸裝置X1掛面結(jié)束傳輸裝置的部分X2稱量裝置工作開始X3掛面結(jié)束稱量、進(jìn)紙部分輸出：Y0各個裝置之間傳輸掛面Y1傳輸部分啟動Y2稱量部分啟動Y3進(jìn)紙部分啟動Y4包裝部分啟動掛面工藝流程的PLC控制梯形圖如圖14所示：圖14掛面工藝流程PLC控制總圖PLC的選擇及可能出現(xiàn)的問題目前，世界上有PLC廠商200多家，各種型號產(chǎn)品幾千種。PLC產(chǎn)品按地域上分成三個流派，分別是美國產(chǎn)品、歐洲產(chǎn)品、日本產(chǎn)品。美國：a-b（allen-bradly）、ge（generalelectric）；歐洲：德國的西門子（siemens）、法國的te（telemecanique）；日本：三菱電機（mitsubishielectric）、歐姆龍（omron）。此外，國內(nèi)市場上還有韓國、臺灣地區(qū)等PLC產(chǎn)品。PLC系統(tǒng)是以PLC為核心的控制系統(tǒng),系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括PLC和輸入、輸出設(shè)備。完成系統(tǒng)的設(shè)計主要是指PLC的選型和程序設(shè)計。由于PLC應(yīng)用在不同場合,有不同的工藝流程,對控制功能有不同的要求,而且程序難易程度不定,因此很難有一種固定的機型選擇標(biāo)準(zhǔn)。這里只能提出幾點PLC機型選擇的基本原則。(1)PLC機型選擇主要考慮I/O點數(shù)。根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入設(shè)備(如按鈕、限位開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等)、輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號指示燈等)以及A/D、D/A轉(zhuǎn)換的個數(shù),確定I/O點數(shù)。一般要留有一定裕量(約占10%),以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展或工藝的改進(jìn)。(2)隨著PLC功能日益完善,很多小型機也具有了中、大型機的功能。對于PLC的功能選擇,一般只要滿足I/O點數(shù),大多數(shù)機型功能也能滿足。目前大多數(shù)PLC機型都具I/O擴展模塊、A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,以及高級指令、中斷能力與外設(shè)通信能力。(3)PLC一般根據(jù)I/O點數(shù)的不同,內(nèi)存容量會有相應(yīng)的差別。在選擇內(nèi)存容量時同樣應(yīng)留有一定的裕量,一般是實際運行程序的25%。不應(yīng)單純追求大容量,以夠用為原則。大多數(shù)情況下,滿足I/O點數(shù)的PLC,內(nèi)存容量也能滿足。此外,提高編程技巧,合理使用基本功能、控制、比較指令以及某些高級指令,可以大大縮短程序,節(jié)省內(nèi)存空間。(4)在PLC機型選取上要考慮控制系統(tǒng)與PLC結(jié)構(gòu)、功能的合理性。如果是單機系統(tǒng)控制,I/O點數(shù)不多,不涉及PLC之間的通信,但又要求功能較強,要求有處理模擬信號能力,可選擇整體式機,如松下FP0,FP1,FP-M系列,以及OMRONC200H系列等。如果僅有開關(guān)量控制,可選擇OMRONC系列P型機、西門子S7-200,三菱F1,FX系列等。中型PLC一般屬于模塊式,配置靈活,易于擴展,但相應(yīng)成本較高。(5)一個企業(yè)應(yīng)盡量選取同一類PLC機型,主要有3個方面的考慮。①同一機型PLC模塊可互為備用,便于備品備件的采購管理。②同一機型PLC的功能、編程方法相同,有利于技術(shù)人員的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。③同一機型的PLC,其外圍設(shè)備通用,資源共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,與上位諸機配合可形成多級分布式的控制系統(tǒng)。根據(jù)上面的要求，對其掛面的有關(guān)PLC進(jìn)行了選擇，采用三菱FXPLC.三菱FXPLC(可編程控制器)是新一代工業(yè)控制裝置,由于其可靠性高、適應(yīng)性好、編程簡單、直觀等優(yōu)點,在工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。在與PC機進(jìn)行通訊時,一般作為下位機使用,用來完成輸出控制、數(shù)據(jù)采集及狀態(tài)判別等工作。PC機一般用來完成資料分析、計算、資料保存和顯示、打印輸出,以實現(xiàn)對被控系統(tǒng)的實時監(jiān)控。整個掛面生產(chǎn)線的全過程控制由三菱FX系列PLC控制器和PC上位機組成一個完整系統(tǒng)。采用485工業(yè)網(wǎng)絡(luò),集散控制,使接線層次分明,現(xiàn)場到中控室的導(dǎo)線減到最少?？偨Y(jié)畢業(yè)論文是一次非常好的將理論與實際相結(jié)合的機會，通過對掛面紙包裝控制課題設(shè)計，鍛煉了我的實際動手能力，增強了我解決實際工廠工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平。本文設(shè)計一種新型全自動掛面包裝機的控制部分.該包裝機采用西門子S7-200系列PLC為控制核心,配以微型電動機、各種光電傳感器和接近開關(guān)實現(xiàn)電氣控制,完成掛面的傳送、計量、包裝和進(jìn)紙,對掛面進(jìn)行定量紙包裝,可以取代現(xiàn)有的手工包裝或者是塑料熱合包裝機?？傊麄€系統(tǒng)工作正常，基本完成了設(shè)計任務(wù)的全部要求。雖然本系統(tǒng)完成了設(shè)計設(shè)計要求，但其中仍然存在著很多需要改進(jìn)的地方。在所設(shè)計的過程中，各個部分之間的傳送部分沒有進(jìn)行仔細(xì)的設(shè)計，在對掛面進(jìn)行縱向包裝以后，沒有進(jìn)行它的橫向封口的設(shè)計，在縱向包裝完成以后就結(jié)束了整體的設(shè)計。希望在之后的設(shè)計之中能夠得到進(jìn)一步解決。致謝本論文在陳豐老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，在論文的選題、理論研究、問題分析以及論文寫作的整個過程中，處處滲透著老師的心血。在跟隨陳老師進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的過程中，他淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度時刻激勵和影響著我，使我在短期內(nèi)不僅學(xué)識水平有了較大提高，而且更重要的是從老師那里學(xué)到了從事研究工作的方法和態(tài)度，這必將使作者受益終生。在論文完成之際，特向陳豐老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。感謝評閱老師們給的意見，感謝蔡訓(xùn)堂同學(xué)對我在設(shè)計過程中的鼓勵和幫助。這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵我繼續(xù)進(jìn)步。不積跬步何以至千里，本設(shè)計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此，再次向陳豐老師表示由衷的謝意。參考文獻(xiàn)[1]錢罡,李方圓.在紙廠附屬設(shè)備中應(yīng)用PLC[J].電氣時代,2003,(1):48～491.[2]張萬忠,周淵深.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2001.[3]任光.集散型控制系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)與實例[J].北京:機械工業(yè)出版社,2003.[4]許林成.包裝機械原理與設(shè)計(上).上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004.[5]黃凈.電氣控制與與可編程序控制器[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003.[6]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.[7]陳金華.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京:電子工業(yè)出版社,1996.[8]王兆義.可編程控制器教程[M].北京:機械工業(yè)出版社,1997.[9]梁睦.全自動包裝機傳動設(shè)計方案[J].鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報,2000.[10]高秀蘭.電子自動秤在塑料袋包裝機中的應(yīng)用[J].輕工機械,2001.[11]周祥才.實現(xiàn)包裝機紙長精確傳送的一種測控方法[J].機械與電子,2000.[12]鄢臘梅,曾曉紅,袁友偉.立式制袋充填包裝機封口機構(gòu)的智能化設(shè)計[J].包裝工業(yè),2001.[13]張聰,崔海榮.連續(xù)自動制袋充填包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