【立式食品包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)8700字（論文）】

第1章緒論1.1研究背景及意義包裝機(jī)械的出現(xiàn)給人們帶來了很多便利，在工業(yè)上提高了企業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量，在生活中減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了資源的利用率，同時(shí)也提高了生產(chǎn)速度，而且也符合我們國家提倡的綠色環(huán)保。當(dāng)今世界判斷一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)文明程度的高低也取決于包裝業(yè)的發(fā)展。包裝業(yè)涉及范圍很廣，主要有一些產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)，包裝材料的設(shè)計(jì)、批量印刷和售賣以及設(shè)備的生產(chǎn)和優(yōu)化等，涉及領(lǐng)域覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)和商業(yè)，完全籠罩了人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷妗０b業(yè)作為世界公認(rèn)的“朝陽產(chǎn)業(yè)”，在未來肯定會對全球制造業(yè)產(chǎn)生巨大沖擊，從而加快產(chǎn)品向不同地區(qū)流動(dòng)。當(dāng)前，我國即將完成全面建成小康社會的任務(wù)，在此背景下，我國包裝機(jī)械設(shè)備的發(fā)展也將迎來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。國內(nèi)包裝企業(yè)應(yīng)緊跟國際趨勢，在提高產(chǎn)品機(jī)電一體化水平方面做出巨大努力，開發(fā)出擁有自主知識產(chǎn)權(quán)以及適合中國特社會主義國情的食品包裝機(jī)械。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用價(jià)值與前景1.2.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，就包裝機(jī)械來說，產(chǎn)量和種類均居世界第一的是美國，并且它們所生產(chǎn)的包裝機(jī)械的特點(diǎn)就是大型、高速。美國的其他工業(yè)產(chǎn)品的特點(diǎn)也都以高、大、精、尖為主，因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備與計(jì)算機(jī)控制有著緊密的聯(lián)系，所以他們的產(chǎn)品機(jī)電一體化程度都很高。此外，德國的食品包裝機(jī)械和其他工業(yè)產(chǎn)品同樣緊跟其后，這些產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是速度很高，質(zhì)量很高，可靠性很高，并且自動(dòng)化程度和成套性也很高，再有就是德國在世界市場占據(jù)重要地位的是液體灌裝生產(chǎn)線和大型制袋、填充、熱封包裝機(jī)。日本雖然是包裝機(jī)械的后起之秀但同樣也在世界市場占據(jù)很重要的地位，雖然日本大多數(shù)是中小型企業(yè)，但并不影響它們的迅猛發(fā)展，它們所生產(chǎn)的中小型單臺包裝機(jī)擁有占地面積小、精度高等特點(diǎn)。90年代以來，隨著各種先進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)生，日本的食品包裝機(jī)械產(chǎn)值大約占據(jù)了行業(yè)總產(chǎn)值的二分之一。意大利的包裝機(jī)械擁有美觀的外形，并且運(yùn)用了先進(jìn)的技術(shù)，非常靈活而且價(jià)格也可以被絕大多數(shù)人接受，由于它們的產(chǎn)品被生產(chǎn)大多數(shù)用于如今非?；馃岬氖称沸袠I(yè)，因此受到了全世界的喜愛?，F(xiàn)如今，在國內(nèi)大約有六千多家公司進(jìn)行食品包裝機(jī)械的研究和發(fā)展，它們研發(fā)的類型將近有兩千種。近幾年以來，科技研發(fā)資金投入越來越多，技術(shù)型人才也越來越多，這就使我們國家的研發(fā)進(jìn)度不斷加快，同時(shí)企業(yè)的制造業(yè)能力也在逐漸提高，我們與世界上其它國家在研發(fā)食品包裝機(jī)方面的水平大大縮小，而且已經(jīng)有少部分產(chǎn)品非常接近世界先進(jìn)水平。國內(nèi)大多數(shù)廠家生產(chǎn)的食品包裝機(jī)一般由供膜、橫封、縱封和切斷等結(jié)構(gòu)組成，在機(jī)械傳動(dòng)上存在很大差異，但是電氣部分沒有太大差別，PLC、人機(jī)界面、顏色和溫度傳感器以及光標(biāo)傳感器使用頻率還是很高，與傳統(tǒng)的主要由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)相比優(yōu)勢很大，可靠度相比之下提高了很多，操作界面也變得簡單易懂，對于溫度和速度等可以實(shí)現(xiàn)智能的調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)供膜、橫封、縱封、切斷的全自動(dòng)包裝過程，還有很大一個(gè)原因就是它的價(jià)格很低，在兩萬至五萬之間，這樣一個(gè)價(jià)格對于普通老百姓或者小型企業(yè)來說在可承受范圍內(nèi)。1.2.2應(yīng)用價(jià)值與前景近幾十年以來包裝機(jī)械的元件大部分包括步進(jìn)電機(jī)、繼電器、PLC、傳感器等，因此包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度大大提高，隨之生產(chǎn)率和配套性也逐漸升高，在注重效率等方面的同時(shí)，外形設(shè)計(jì)的也更加美觀大方，而且貫穿了綠色環(huán)保的理念。然而我們國內(nèi)生產(chǎn)包裝機(jī)械的企業(yè)還是存在企業(yè)很多但規(guī)模又都很小的現(xiàn)象，并且它們大多數(shù)都主要制造傳統(tǒng)機(jī)械裝備，制造水平也大打折扣；產(chǎn)品類型不僅少而且很多都缺少自主知識產(chǎn)權(quán)，因此技術(shù)含量普遍很低；生產(chǎn)出來的機(jī)械設(shè)備效率不高且可靠度很低。當(dāng)前，我國已經(jīng)進(jìn)入全面建成小康社會的決勝期，因此傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)業(yè)將面臨升級轉(zhuǎn)型。在全面建成小康社會的背景下，我國包裝機(jī)械行業(yè)發(fā)展也會迎來新的機(jī)會與挑戰(zhàn)。同時(shí)國內(nèi)包裝機(jī)械企業(yè)應(yīng)該把提高機(jī)電一體化水平當(dāng)做重中之重，緊跟國際化形勢，努力研發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)且適合本國國情的食品包裝機(jī)械。本文的設(shè)計(jì)恰好實(shí)現(xiàn)了上述大多數(shù)要求，因此具有深遠(yuǎn)的意義和應(yīng)用價(jià)值前景。1.3主要研究內(nèi)容為了使產(chǎn)品在外觀上美麗，在質(zhì)量上過關(guān)，包裝機(jī)需要具備準(zhǔn)確的定位和動(dòng)作，同時(shí)也要注重提升效率和速度。本設(shè)計(jì)的包裝機(jī)主要是對顆粒粉末狀的物料進(jìn)行密封。第一步先將包裝薄膜制成袋筒，然后自動(dòng)完成供料、縱向封口和橫向封口，最后切斷完成產(chǎn)品的輸送。整個(gè)過程是一個(gè)自動(dòng)化的過程，并有以下特點(diǎn)：模塊化結(jié)構(gòu)。當(dāng)使用同一臺包裝機(jī)包裝不同的物料和材料時(shí)，只需簡單的改動(dòng)，即可將原來的型號迅速轉(zhuǎn)換成適合當(dāng)前情況的新型號。

2.高速包裝。

3.包裝精度高。多種高精度執(zhí)行機(jī)構(gòu)和新技術(shù)的相互配合使得測量準(zhǔn)確度大幅度提升。4.智能控制。很多機(jī)械設(shè)備都安裝有觸摸屏或者智能儀表，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的監(jiān)控與控制。而且機(jī)械設(shè)備一般都配有報(bào)警系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)故障和意外，智能系統(tǒng)可以非常迅速的使設(shè)備停止工作并在屏幕上顯示故障及解決方案。第2章基本結(jié)構(gòu)與工藝流程2.1基本結(jié)構(gòu)立式食品包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)包括六個(gè)部分，機(jī)架用于保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，供膜機(jī)構(gòu)設(shè)置在送料機(jī)構(gòu)的一側(cè)主要用于包裝材料的輸送，安裝在機(jī)架頂部的供料機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)提供用于包裝的物料，安裝在供膜機(jī)構(gòu)的下方的橫縱封裝置主要對產(chǎn)品進(jìn)行密封，最后的產(chǎn)品輸送機(jī)構(gòu)設(shè)置在橫縱封裝置的下方，以上機(jī)構(gòu)均由PLC電控箱控制。供料機(jī)構(gòu)包括固定連接在機(jī)架頂端面上的支架、安裝在支架上的角度調(diào)節(jié)螺釘、送料倉和儲料機(jī)構(gòu)。料倉通過調(diào)角螺釘斜裝在支架內(nèi)壁上，儲料機(jī)構(gòu)與料倉進(jìn)料口連接，料倉出料口設(shè)有整形器，整形器與垂直向下的出料管連接。儲料機(jī)構(gòu)為量杯式托盤給料機(jī)，采用容積法計(jì)量。料杯由上下料杯和底料門組成。物料量的大小由物料杯的體積決定。料杯可上下調(diào)節(jié)。上升時(shí)，兩個(gè)杯子的重疊體積變小，反之，體積變大。對于流動(dòng)性好、顆粒均勻的物料，這種測量方法更為準(zhǔn)確。供膜機(jī)構(gòu)包括固定連接在框架上的兩個(gè)相互平行的L形柱體、橫向連接在兩個(gè)L形柱體之間的轉(zhuǎn)軸、套在轉(zhuǎn)軸上用于包裝材料的摩擦片、傳動(dòng)桿、控制桿，供膜電機(jī)和光電檢測控制裝置。傳動(dòng)桿水平安裝在轉(zhuǎn)軸下方，供膜電機(jī)的輸出軸與轉(zhuǎn)軸端部連接，光電檢測控制裝置位于控制桿下方。橫縱封機(jī)構(gòu)包括安裝在框架一側(cè)和供膜機(jī)構(gòu)下方的密封支架、安裝在密封支架上的縱向熱封機(jī)和橫向熱封機(jī)以及安裝在橫向熱封機(jī)下方的切割裝置。包裝機(jī)視圖及圖中各部分名稱如下：3.供膜機(jī)構(gòu)，5.橫縱封口裝置，6.輸送機(jī)構(gòu)（選配），7.PLC電控箱，8.四個(gè)萬向滾輪，9.四個(gè)支撐定位螺栓，32.轉(zhuǎn)軸，33.摩擦盤，34.傳動(dòng)桿，35.控制桿，36.供膜電機(jī)，37.光電檢測控制裝置，51.封口支座，52.縱向熱封器，53.橫向熱封器，54.切刀裝置，61.輸送滾輪，62.輸送帶，63.分流隔板.圖2.1包裝機(jī)主視圖1.機(jī)架，2.供料機(jī)構(gòu)，21.支座，22.角度調(diào)節(jié)螺桿，23.進(jìn)料倉，24.儲料機(jī)構(gòu)，25.成型器，26.出料管，31.L型立柱，32.轉(zhuǎn)軸，33.摩擦盤圖2.2包裝機(jī)側(cè)視圖54-1.左切刀座，54-2.右切刀座，54-3.切刀驅(qū)動(dòng)器，54-4.上切刀，54-5.下切刀，54-11.上左切孔，54-12.下左切孔，54-21.上右切孔，54-22.下右切孔.圖2.3切刀結(jié)構(gòu)裝置示意圖2.2工藝流程本包裝機(jī)主要用于一些顆?；蚍勰┑陌b。同類物品的包裝將在同一臺機(jī)器上完成，簡化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。它可以應(yīng)用于更廣泛的包裝與簡單的更換配件。我們都知道曲柄連桿機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)非常常用的機(jī)構(gòu)，同時(shí)它也被廣泛的運(yùn)用到我們傳統(tǒng)的輸送機(jī)構(gòu)中，但它存在很大的弊端，尤其是結(jié)構(gòu)上的復(fù)雜使得我們需要更換物料或袋筒的尺寸時(shí)，調(diào)整起來相當(dāng)困難。現(xiàn)如今科技的進(jìn)步很好的解決了這一問題，我們可以通過PLC或人機(jī)界面控制電機(jī)進(jìn)而控制整個(gè)系統(tǒng)，這樣做不僅使結(jié)構(gòu)變得簡單，而且調(diào)整起來更加方便。包裝過程如下所示，系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，供膜機(jī)構(gòu)開始將薄膜向下傳送，同時(shí)走袋電機(jī)在包裝材料上自動(dòng)打印日期，接下來經(jīng)過縱封機(jī)構(gòu)將薄膜進(jìn)行加熱兩側(cè)縱封，再通過橫封機(jī)構(gòu)加熱進(jìn)行下橫封，從而制成袋筒，此時(shí)供料機(jī)構(gòu)開始向袋內(nèi)供送物料，料滿時(shí)會發(fā)送信號停止供料，動(dòng)盤上多余的物料會被刮板刮掉，接下來由橫封機(jī)構(gòu)進(jìn)行上橫封，這樣一個(gè)完整的食品包裝就完成了，再由切刀裝置切斷，產(chǎn)品就可以被輸送到下一個(gè)環(huán)節(jié)的平臺。圖2.4包裝過程示意圖第3章硬件設(shè)計(jì)全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括可編程控制器模塊、傳感器模塊、驅(qū)動(dòng)模塊等，硬件設(shè)計(jì)關(guān)系到整個(gè)包裝機(jī)械能否正常運(yùn)行，因此是極為重要的一部分。3.1可編程序控制器在立式自動(dòng)包裝機(jī)控制部分的設(shè)計(jì)中，由于設(shè)備的操作過程繁瑣、各種元器件數(shù)量多，信號互相干擾。因此需要采用可編程控制器來消除這些劣勢。PLC一般由四部分組成：中央處理器、儲存器、輸入輸出系統(tǒng)和電源等。前三部分是實(shí)現(xiàn)各種控制功能所必需的組成部分。目前PLC發(fā)展迅速，種類型號層出不窮，以下是對FX系列PLC的比較：表3.1主要產(chǎn)品的性能比較表3.2環(huán)境指標(biāo)表3.3輸入技術(shù)指標(biāo)表3.4輸出技術(shù)指標(biāo)從本文設(shè)計(jì)的包裝機(jī)的工藝結(jié)構(gòu)及各種指標(biāo)來看，同時(shí)也考慮到價(jià)格方面，F(xiàn)X2N系列PLC有最大范圍的標(biāo)準(zhǔn)功能，有更高效的運(yùn)算能力，有更快的程序執(zhí)行速度（基本指令每步只需0.08μs）,另外通訊功能也遠(yuǎn)高于其他PLC，在電源配置上也大都合適，為了滿足不同需要還配置了多種專用功能擴(kuò)展模塊。除此以外，其內(nèi)部的高速計(jì)數(shù)器也是它的一大優(yōu)勢。綜上考慮，本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)采用的是FX2N-32MR-E/UL系列PLC。它有16個(gè)I/O點(diǎn),輸出方式為繼電器輸出。3.2傳感器3.2.1光電傳感器控制系統(tǒng)需要檢測供料動(dòng)盤是否到達(dá)合適位置，物料是否加滿，因此需要使用2個(gè)光電傳感器。光電元件的優(yōu)勢包括系統(tǒng)響應(yīng)非常快，測量精度非常高，不需要直接接觸等，而且大部分參數(shù)都可以被準(zhǔn)確測量到。它的結(jié)構(gòu)簡單，形式多樣，在檢測和控制中應(yīng)用廣泛。這里所采用的是E3Z-T61-J0SRW-05型光電傳感器。實(shí)物及具體參數(shù)如下所示：表3.5光電傳感器具體參數(shù)圖3.1光電傳感器實(shí)物圖3.2.2顏色傳感器由于涉及到包裝材料上色碼的識別，因此在控制系統(tǒng)中應(yīng)采用顏色傳感器。這是上海北特威自動(dòng)化技術(shù)有限公司生產(chǎn)的FT50C系列顏色傳感器，具體參數(shù)見下表。它是一個(gè)單光源顏色傳感器。安裝尺寸很小，在各種工作領(lǐng)域都能保證較高的檢測精度。同時(shí)，它還具有許多其他技術(shù)特性，可以提供良好的性能。表3.6顏色傳感器具體參數(shù)圖3.2顏色傳感器工作原理圖3.2.3溫度傳感器在控制系統(tǒng)中，由于橫向密封和縱向密封機(jī)構(gòu)的存在，需要進(jìn)行溫度檢測。當(dāng)溫度過低時(shí)，包裝材料沒辦法進(jìn)行加熱密封，會嚴(yán)重影響到包裝的外觀和質(zhì)量；相反，如果溫度過高，也會發(fā)生上述同樣的影響?？刂瞥绦蛑械念A(yù)設(shè)溫度在100℃-120℃時(shí)，可以達(dá)到完美的密封功能，進(jìn)而達(dá)到理想的包裝效果。因此我們選用FX2n-4AD-PT溫度模塊。該模塊技術(shù)指標(biāo)如下：表3.6溫度模塊技術(shù)指標(biāo)3.3驅(qū)動(dòng)單元3.3.1電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)按照結(jié)構(gòu)和工作原理劃分為下圖所示：圖3.3電動(dòng)機(jī)分類對三種電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較：表3.7電動(dòng)機(jī)優(yōu)缺點(diǎn)比較由于全自動(dòng)包裝機(jī)屬于小型機(jī)械，運(yùn)行連續(xù)，負(fù)載不大，對啟停無特殊要求，綜合考慮上述因素，選用三相異步電動(dòng)機(jī)（JW系列）。電壓380V，頻率50HZ。3.3.2氣動(dòng)單元?dú)鈩?dòng)技術(shù)可以減少食品的二次污染。氣動(dòng)電磁閥中間有一個(gè)封閉的腔體，在腔體中間有一個(gè)閥門，并且腔體有好幾個(gè)通孔，每個(gè)通孔又有不同的氣管。腔體一端設(shè)置有一個(gè)電磁鐵。電磁鐵通電后，閥芯的運(yùn)動(dòng)方向與線圈一致。電磁閥通過控制閥體的運(yùn)動(dòng)控制各個(gè)通孔排氣情況，然后由氣壓推動(dòng)氣缸的活塞。接著就可以實(shí)現(xiàn)控制線圈電流來控制整個(gè)電磁閥的功能。本控制系統(tǒng)電磁閥選用的型號為：FW-02-3C2-D24。圖3.4電磁閥結(jié)構(gòu)示意圖3.4觸摸屏現(xiàn)如今，人們越來越追求方便快捷，因此觸摸屏的出現(xiàn)使得它逐漸代替了鼠標(biāo)和鍵盤等操作工具，只需要?jiǎng)觿?dòng)手就可以將信息輸入到系統(tǒng)中。觸摸屏由觸摸檢測部件和控制器組成，觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給CPU，它同時(shí)能接收CPU發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。本控制系統(tǒng)中選用的觸摸屏為SamkoonSA-4.3A電阻式觸摸屏，其組態(tài)軟件為SamDraw。它的結(jié)構(gòu)原理圖如下：圖3.5SA系列觸摸屏原理3.5接觸器和繼電器1.交流接觸器作為執(zhí)行元件，它的優(yōu)勢在于可多次的接通和斷開線路，通常以小電流控制大電流或以小電壓控制大電壓。它可以配合熱繼電器一起對負(fù)載設(shè)備起到一定的過載保護(hù)作用。各種因素綜合考慮之下，本設(shè)計(jì)選用CJ20-40三相交流接觸器。它的額定電壓為380V，型號中的40表示電流為40A，20是它的設(shè)計(jì)序號。2.熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)或其它電氣設(shè)備和電路的過載保護(hù)。在實(shí)際運(yùn)行中，如果機(jī)械設(shè)備運(yùn)行不正?；蛑娐凡徽＃妱?dòng)機(jī)就會產(chǎn)生過載現(xiàn)象。當(dāng)過載時(shí)間過長時(shí)，過載電流會越來越高，電機(jī)繞組的溫度就會超過它的極限值，進(jìn)而使電機(jī)繞組發(fā)生老化，大大降低了電機(jī)的使用年限，嚴(yán)重時(shí)有可能會燒壞電機(jī)。因此，這種過載是電動(dòng)機(jī)承受不起的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，當(dāng)電動(dòng)機(jī)不能承受過載時(shí)，切斷電動(dòng)機(jī)電路，為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)。綜合以上原因，本文控制系統(tǒng)采用的熱繼電器型號為JR0-40。工作電壓380V，保護(hù)電流40A。3.6加熱管由于控制系統(tǒng)存在橫封機(jī)構(gòu)和縱封機(jī)構(gòu)，所以封口包裝工作的順利進(jìn)行就要求溫度必須在合適范圍內(nèi)，因此加熱管必不可少，本系統(tǒng)采用了兩個(gè)。選擇的加熱管型號是JK08/SRY2-380/2。3.7系統(tǒng)控制總電路圖包裝機(jī)控制系統(tǒng)主電路圖如下，其中主電機(jī)是走袋電動(dòng)機(jī)。供料、冷卻泵電動(dòng)機(jī)以及空氣壓縮機(jī)分別負(fù)責(zé)供應(yīng)物料、冷卻以及給電磁閥提供風(fēng)源。橫封、縱封加熱管分別給橫封、縱封運(yùn)動(dòng)加熱升溫。電機(jī)的啟停控制主要通過交流接觸器來實(shí)現(xiàn)。圖3.6系統(tǒng)控制總電路圖第4章軟件設(shè)計(jì)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分由系統(tǒng)控制總流程圖、各模塊的流程圖以及人機(jī)界面和調(diào)試組成。有了明確的流程，整個(gè)系統(tǒng)才可以準(zhǔn)確高效的完成我們想要的結(jié)果。4.1系統(tǒng)控制總流程圖包裝機(jī)控制系統(tǒng)總流程如下圖所示，系統(tǒng)開始運(yùn)行，首先判斷安全門是否關(guān)好，若關(guān)好則進(jìn)行下一步，同時(shí)也要檢測控制設(shè)備是否正常，如有異常，則會出現(xiàn)警報(bào)，工作人員要及時(shí)停止設(shè)備進(jìn)行故障排除。接著進(jìn)行運(yùn)行方式的選擇，如果系統(tǒng)處在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下，則檢查運(yùn)行是否正常，若不正常則會報(bào)警顯示，若正常，則進(jìn)行循環(huán)周期運(yùn)行，再判斷是否要停止，若停止則運(yùn)行結(jié)束。圖4.1系統(tǒng)控制總流程圖4.2供料系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)開始運(yùn)行，先判斷動(dòng)盤是否到位，準(zhǔn)確到位后，開始進(jìn)行添加物料，接下來判斷物料是否加滿，料滿后對刮板進(jìn)行通電，刮除多余物料，3秒后動(dòng)盤通電，將物料放入袋膜中，結(jié)束供料過程。圖4.2供料系統(tǒng)流程圖4.3供膜和縱封系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)開始運(yùn)行，選擇自動(dòng)狀態(tài)對供膜機(jī)構(gòu)進(jìn)行通電并開始供膜，接下來檢測色標(biāo)和膜是否存在，若正常存在，3秒后結(jié)束供膜。

系統(tǒng)開始運(yùn)行，先檢測縱封處溫度是否在100－120度之間，若溫度正常則通電進(jìn)行縱封，5秒后結(jié)束縱封。圖4.3 供料和縱封系統(tǒng)流程圖4.4橫封系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)開始運(yùn)行，先檢測橫封處溫度是否在100－120度之間，若溫度正常則通電進(jìn)行橫封，5秒后結(jié)束橫封。圖4.4橫封系統(tǒng)流程圖4.5人機(jī)界面的設(shè)計(jì)人機(jī)界面（Human

Machine

Interaction，簡稱HMI），又稱用戶界面或使用者界面，是近些年新發(fā)展起來用于人與智能設(shè)備之間交流學(xué)習(xí)的媒介，它的主要作用是使人能夠更容易接受一些信息。凡是存在人機(jī)信息交流的過程都用到了人機(jī)界面。人機(jī)界面的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下原則：1.以用戶為中心的基本設(shè)計(jì)原則2.順序原則3.功能原則4.一致性原則5.頻率原則6.重要性原則7.面向?qū)ο笤瓌t。人機(jī)界面的標(biāo)準(zhǔn)在未來應(yīng)包括簡便、易懂、實(shí)用、易上手等，充分表現(xiàn)以人為本的設(shè)計(jì)理念。因?yàn)橛|摸屏可使用時(shí)間非常久，響應(yīng)速度極快，并且占用的空間較小。因此經(jīng)常被用于人機(jī)界面，此時(shí)人們只需觸摸顯示屏上的圖形符號或文字即可進(jìn)行操作，使人機(jī)交互更加簡單方便。圖4.5觸摸屏外觀和接線使用SamDraw軟件創(chuàng)建一個(gè)工程一般需要以下幾個(gè)步驟：1.新建工程對話框及設(shè)定在應(yīng)用名輸入框輸入你想要?jiǎng)?chuàng)建工程的名稱，并在路徑輸入框設(shè)置一下將新工程存放在哪，接下來確定使用的PLC的類型，還可以設(shè)置觸摸屏的通信參數(shù)以及背景顏色。在圖上我們還可以看到這個(gè)軟件對于用戶隱私非常保密，不同的等級密碼可以很好地防止數(shù)據(jù)流失。圖4.6一般參數(shù)設(shè)置和通信參數(shù)設(shè)定2.編輯過程控制畫面把監(jiān)控到的畫面畫出來，將其中的控件寫入地址或使用宏指令進(jìn)行動(dòng)態(tài)連接。考慮到實(shí)際情景的不同，把常用圖像保存到自定義圖庫，便于直接摘取。SamDraw可以對任一對象的屬性進(jìn)行動(dòng)態(tài)描述，實(shí)現(xiàn)的方法有直接與控件連接及宏指令（C語言編程）。直接與控件連接是最簡單的方式，它使對象屬性與所選控件的值一致。圖4.7對控件寫入地址3.配置系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境包括通訊口的設(shè)定、觸摸屏參數(shù)設(shè)置、HMI狀態(tài)設(shè)置、PLC控制、時(shí)鐘的設(shè)置、文件和HMI保護(hù)等。4.在SamDraw下運(yùn)行項(xiàng)目對所編輯好的項(xiàng)目進(jìn)行啟動(dòng)，畫面上的對象將根據(jù)之前設(shè)置好的動(dòng)態(tài)鏈接按實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示，這樣工作人員就能在屏幕上看到一個(gè)仿真過程，就好像是在操作實(shí)物。4.6調(diào)試根據(jù)上述實(shí)現(xiàn)過程控制的操作方法，調(diào)試界面如下：圖4.8開機(jī)和運(yùn)行界面圖4.9數(shù)值設(shè)置對話框和功能設(shè)置界面圖4.10系統(tǒng)設(shè)置界面和報(bào)警界面當(dāng)包裝機(jī)的工作狀態(tài)發(fā)生異?；蛘呤窃O(shè)備內(nèi)部損壞時(shí)，操作系統(tǒng)會自動(dòng)停止運(yùn)行，進(jìn)而顯示屏?xí)詣?dòng)跳轉(zhuǎn)到報(bào)警界面，發(fā)出警報(bào)并在屏幕中顯示相關(guān)故障內(nèi)容，此時(shí)工作人員就可“對癥下藥”對設(shè)備進(jìn)行維修。屏幕還顯示設(shè)備運(yùn)行過程中各種功能指標(biāo)和參數(shù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)變化。第5章總結(jié)與展望5.1總結(jié)除了為工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)外，我們還發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)和樣機(jī)還有很多需要改進(jìn)和完善的地方。現(xiàn)總結(jié)如下：完成了電氣控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)思路清晰，結(jié)構(gòu)緊湊，方便以后對軟件和系統(tǒng)的改進(jìn)和完善。在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，大大利用所學(xué)到的理論知識，也查閱了很多相關(guān)資料，對整個(gè)機(jī)械設(shè)備安全可靠順利的生產(chǎn)做了全方位考慮，并且設(shè)計(jì)了多種保護(hù)措施以使電路能夠正常運(yùn)行，盡最大力量減少事故隱患。與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備相比，包裝機(jī)的效率大大提高，發(fā)生故障的概率大大降低，在有緊急情況時(shí)可以按時(shí)完成任務(wù)。另外由于觸摸屏的使用，機(jī)械設(shè)備的附加值大大增加，同時(shí)也使得設(shè)備的外觀更受人喜愛，讓他們看到該設(shè)備就有一種操作簡便靈活的感覺，提高了人們的購買欲。通過本次設(shè)計(jì)，我深刻認(rèn)識到可編程控制器非常適用于小型自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備，它不僅提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，也給操作人員帶來了方便，同時(shí)也為企業(yè)增加了效益。5.2展望在這個(gè)過程中和項(xiàng)目完成后，我也覺得還有一些不足和需要改進(jìn)的地方：因?yàn)檫@次設(shè)計(jì)的包裝機(jī)是樣機(jī)，控制功能比較簡單。遺憾的是沒有增加變頻器，導(dǎo)致電機(jī)無法調(diào)速。觸摸屏中的許多控件沒有相應(yīng)的I/O點(diǎn)。如果進(jìn)一步采用模塊化設(shè)計(jì)，控制系統(tǒng)將更簡單。過程控制不采用閉環(huán)控制，造成設(shè)備運(yùn)行中的誤差而不能自動(dòng)修正，只能通過人工調(diào)整。在未來的設(shè)計(jì)中，考慮采用封閉過程控制來達(dá)到更高的精度。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，該機(jī)的包裝速度有所提高，但幅度不大。提高包裝速度將是該機(jī)下一次升級改造中亟待解決的問題。通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我