基于PLC的食品包装机控制系统设计.docVIP

摘要 在现代社会发展飞速的今天，工业产品多种多样物质丰富。超市的每个产品都有不同的包装，有盒子包装，也有袋包装等。包装机的使用比较广泛，涉及到各种行业的成品打包。本系统主要以食品包装机为研究对象，说明食品包装机的基本工艺，通过可编程控制器的设计来完成食品包装机的工艺要求，系统的方案为PLC+组态王设计，在确定了基本工艺思路的基础上，进行主电路图和PLC电路图的设计，分析食品包装机的工艺流程图，并完成程序的设计。对上位机进行组态设计，监控系统状态及数据并且根据实际工艺修改当前参数，达到系统可视化的要求。通过程序仿真设计以及上位机联机调试和修改，系统安全可靠、使用灵活、扩展性强、开发周期短，后期修改方便，达到本设计的工艺要求，以及为后期系统升级改造创造条件。 关键词： 食品包装机；可编程控制器；上位机 第1章 绪论 1.1 课题研究的目的和意义 在包装行业，包装机的样式多种多样，大多是按照包装的工艺要求进行设计，所以包装机的制造和系统设计主要基于包装物品的性质和包装的要求而确定。本系统对食品包装机进行研究，按照食品包装机的工艺，首先进行糖纸的传输，当传输到指定位置，将糖放入糖纸内，通过机械手的动作完成整个包装过程，最后通过传输带传输，完成包装纸，点胶的工艺，最终糖果就包装完成。按照此工艺进行系统设计，设计采用可编程控制器进行程序控制，达到系统工艺控制的目的。在详细了解控制系统的工艺要求的基础上，进行PLC控制系统设计。以往的继电器-接触器电路由于接线线路复杂，电器元件使用较多，触点容易老化，故障排查和解决比较困难，可靠性低等缺点，没法满足现代控制系统的使用要求。本系统设计在对食品包装机研究的基础上，详细了解控制系统设计的步骤和方法，认真学习控制系统的调试思路和仿真方法，为后期的设计工作打下基础。 1.2 课题研究的内容 本设计对食品包装机进行研究，对于食品包装机，按照机械结构和工艺分析，系统设计需要传感器、控制单元、输送带、机械手执行机构、电磁阀等。主要完成的步骤为输送糖纸、放入糖果、机械手前后包装折叠、机械手左右包装折叠、机械手上部包装折叠、包装糖纸点胶、包装完成。按照此设计步骤，完成顺序控制的动作，进行当前位置和条件判断，严格按照工序执行，完成整个糖果包装过程。在设计时，主要对可编程控制器进行硬件图纸设计和软件程序设计，最终完成上位机联机调试，达到工艺设计的要求。 1.3 课题研究的方法和思路 为了保证食品包装机控制系统顺利设计完成，详细的设计思路如下几点： （1）对食品包装机控制系统的资料进行查询，了解详细的控制工艺，对国内外研究现状进行分析，进行系统设计策略分析。 （2）详细分析控制系统的工艺策略，明确工艺控制的信号输入和输出，选择最佳控制策略，并完成与系统相关的电气选型和计算，确定具体的控制方案。 （3）对系统进行硬件设计思路分析，明确图纸设计的具体内容，考虑系统安全保护、预留扩展等，完成硬件图纸设计和接线分析。 （4）按照系统控制策略方案和硬件设计图纸，进行程序流程的工艺分析，对系统的每个功能实现进行程序流程设计，在此基础上完成程序编写和调试，达到控制的要求。 （5）根据系统设计可视化的要求，对上位机进行组态设计，建立通讯协议、编译画面、连接变量，完成组态仿真调试。 第2章 食品包装机控制系统的总体设计 2.1 食品包装机的工艺分析 按照本设计的工艺内容，对于食品包装机进行控制系统设计，按照食品包装机的机械结构和糖果包装的基本步骤和原理，本系统设计硬件包括传感器、控制单元、输送带、机械手执行机构、电磁阀等。按照糖果包装的基本流程，糖果包装步骤为输送糖纸、放入糖果、机械手前后包装折叠、机械手左右包装折叠、机械手上部包装折叠、包装糖纸点胶、包装完成。具体分析如下： （1）系统启动后，首先判断是否有糖纸，如果有糖纸，将进行系统运行，传输带将糖纸传输到指定位置，如果没有糖纸，将进行报警输出； （2）糖果包装主要有前后机械手、左右机械手、上部机械手、放糖推杆等组成，当糖纸到达指定位置后，传输带停止，放糖推杆将糖果放入包装纸的中间；然后前后机械手和左右机械手同时动作，对包装纸进行折叠，当包装纸折叠到位后，前后机械手和左右机械手退回原位；上部机械手将对包装纸顶部进行折叠，当折叠到维护，上部机械手退回到位，此时包装完成； （3）当包装机械手包装完成后，传输带将包装好的糖果纸盒传输到点胶位置，点胶执行机构向下动作，对包装盒的封口进行点胶，当点胶到位后，点胶执行机构向上。此时包装盒的封装完成，工人将包装好的糖果盒进行装箱处理。 按照以上的工艺分析，食品包装机具有严格的顺序控制工艺，所以设计时按照顺序控制的思路考虑，设计顺序控制的程序流程。按照以上的工艺分析，对食品包装机的基本控制策略按照以下的分析进行设计。 （1）本系统采用