自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)計(jì)

摘要本設(shè)計(jì)是全自動(dòng)立式包裝機(jī),它適用于日化、醫(yī)藥、食品、農(nóng)藥等行業(yè)的粉料類產(chǎn)品的灌裝生產(chǎn)。整機(jī)采用不銹鋼制造，清潔衛(wèi)生。它的特點(diǎn)是機(jī)械式傳動(dòng)，外形簡(jiǎn)潔美觀，調(diào)節(jié)便利，同時(shí)具有計(jì)量功能。灌裝速度和灌裝容量均可在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而滿足不同的生產(chǎn)需求。整機(jī)靈敏性高，速度穩(wěn)定，工作電壓穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。全自動(dòng)粉料立式包裝機(jī)功能完善齊全，操作靈敏簡(jiǎn)便，包裝質(zhì)量完美，安全衛(wèi)生可靠。全自動(dòng)立式包裝機(jī)由PLC和機(jī)械設(shè)備組成。設(shè)備是供料裝置、供膜裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)、熱封裝置、切割裝置、操作箱等幾部分組成。本次設(shè)計(jì)主要完成傳動(dòng)系統(tǒng)，物料裝包系統(tǒng)及總體裝配的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞立式包裝機(jī) PLC 機(jī)械設(shè)備目錄第1章 緒論11.1包裝機(jī)的歷史11.2我國(guó)立式包裝機(jī)現(xiàn)狀11.3我國(guó)食品包裝機(jī)械存在的發(fā)展趨勢(shì)1第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介32.1立式包裝機(jī)整體設(shè)計(jì)要求32.2主要組成部分32.3系統(tǒng)運(yùn)行方式32.4用途4第3章 硬件設(shè)計(jì)53.1立式包裝機(jī)整體的機(jī)器圖53.2可編程控制器53.3傳感器73.4執(zhí)行元件8第4章 軟件設(shè)計(jì)114.1走線過(guò)程114.2 I/O接口表114.3 順序功能圖124.4 梯形圖13致謝18參考文獻(xiàn)19第1章 緒論為滿足現(xiàn)代化商品包裝多樣化的要求，目前國(guó)內(nèi)外開(kāi)始不斷發(fā)展適應(yīng)多品種，小批量的通用包裝機(jī)械和設(shè)備，從而使得包裝機(jī)械的形式日趨增多，立式包裝機(jī)是將具有熱塑特性的塑料復(fù)合膜經(jīng)加熱軟化制成包裝容器，在一臺(tái)設(shè)備上自動(dòng)完成制袋成型，計(jì)數(shù)充填，封口剪切等全過(guò)程的自動(dòng)包裝設(shè)備。它常用于食品藥品的大眾包裝中。1.1包裝機(jī)的歷史包裝機(jī)的最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。上個(gè)世紀(jì)在這種場(chǎng)合是使用繼電器控制邏輯，這樣必然需要大量的中間繼電器。到本世紀(jì)這些中間繼電器在用PLC控制的情況下，就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來(lái)取代。從物理介質(zhì)方面來(lái)講，前者是要用具體的電氣元件來(lái)組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。一般的PLC都有上百點(diǎn)內(nèi)部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內(nèi)部電器，足可以應(yīng)付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是對(duì)PLC進(jìn)行編程。1.2 我國(guó)立式包裝機(jī)械現(xiàn)狀我國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展較晚，目前正處于起步應(yīng)用階段，雖然從九十年代后，我國(guó)的制袋充填機(jī)有了較快發(fā)展，通過(guò)參考國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品進(jìn)行消化吸收，自主開(kāi)發(fā)研制，技術(shù)上有了很大的提高，但與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)大多數(shù)產(chǎn)品技術(shù)含量低，產(chǎn)品差異程度低，成熟產(chǎn)品技術(shù)易模仿和抄襲，造成低水平重復(fù)，阻礙了對(duì)包裝機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展。在產(chǎn)品技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)包裝機(jī)的主要特點(diǎn)如下：1.速度低，品種少。2.精度低3.可靠性低4.自動(dòng)化和智能化水平低1.3 我國(guó)食品包裝機(jī)械存在的發(fā)展趨勢(shì)1.自動(dòng)化程度越來(lái)越高提高自動(dòng)化程度是包裝機(jī)械發(fā)展最重要的趨勢(shì)。品種和產(chǎn)量均居世界之首的美國(guó)十分重視包裝機(jī)械與計(jì)算機(jī)緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制，將自動(dòng)化操作程序、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)更多應(yīng)用于包裝機(jī)械之中。日本的包裝機(jī)械控制系統(tǒng)也十分先進(jìn)和完善，有效地促進(jìn)了無(wú)人操作和自動(dòng)化程度的提高。在計(jì)量、制造和技術(shù)性能等方面居于世界領(lǐng)先地位的德國(guó)也高度重視提高包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度。2、高生產(chǎn)率，高可靠性世界4大包裝機(jī)械強(qiáng)國(guó)(美、日、德)均十分重視市場(chǎng)及用戶需求，把提高機(jī)器轉(zhuǎn)數(shù)提高生產(chǎn)率作為設(shè)計(jì)追求的重要指標(biāo)。3、好的柔性和靈活性隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期已越來(lái)越短，因此要求包裝機(jī)械具有好的柔性和靈活性，這樣才能符合經(jīng)濟(jì)性要求。4、注重成套性和配套性包裝機(jī)械設(shè)備的成套性和配套性關(guān)系到包裝機(jī)械的功能能否全部發(fā)揮，只重視主機(jī)生產(chǎn)，而不考慮配套設(shè)備完整，將使包裝機(jī)械應(yīng)有的功能不能發(fā)揮出來(lái)。因此開(kāi)發(fā)配套設(shè)備，使主機(jī)的功能得到最大的擴(kuò)張，是提高設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和經(jīng)濟(jì)性至關(guān)重要的因素。第2章 設(shè)計(jì)任務(wù)簡(jiǎn)介2.1立式包裝機(jī)整體設(shè)計(jì)要求包裝機(jī)是針對(duì)粉狀物料而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)包裝而設(shè)計(jì)的包裝機(jī)械。可實(shí)現(xiàn)三邊封口的包裝。被包裝的物料通過(guò)電磁閥后落入下料嘴，通過(guò)下料嘴落入包裝袋內(nèi)。本設(shè)計(jì)可以通過(guò)改變下料口打開(kāi)時(shí)間，改變填充量。填充完成后，小滾輪動(dòng)作，把裝好的向下移動(dòng)，到光電傳感器處停下。橫向開(kāi)始封口，封口花紋采用完整連續(xù)的波浪紋。裝包封口完成后進(jìn)入傳動(dòng)部分。2.2 主要組成部分(1)傳動(dòng)系統(tǒng)(2)供膜裝置(3)供料裝置(4)熱封裝置(5)切割裝置2.3 系統(tǒng)運(yùn)行方式1系統(tǒng)運(yùn)行方式分為手動(dòng)和自動(dòng)手動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕，手動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，程序才能夠運(yùn)行，完成相應(yīng)的動(dòng)作。自動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)開(kāi)關(guān)閉合，程序開(kāi)始自動(dòng)運(yùn)行，完成一個(gè)周期的動(dòng)作后又接著從第一步開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，自動(dòng)循環(huán)。在自動(dòng)方式下，中途若按下手動(dòng)按鈕，則系統(tǒng)要切換到手動(dòng)運(yùn)行，按停止按鈕結(jié)束全部動(dòng)作才能停止。根據(jù)包裝機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，本系統(tǒng)采用自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式，還必須考慮停止運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)，可編程控制器的停運(yùn)方式有正常停運(yùn)和緊急停運(yùn)兩種。根據(jù)控制系統(tǒng)要求，包裝機(jī)運(yùn)行期間采用循環(huán)工作方式，只有在工作結(jié)束或接收到操作人員的停止運(yùn)行指令或設(shè)備出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)才停止，因此本系統(tǒng)采用硬件切斷電源，使系統(tǒng)緊急停車。2控制框圖PLC檢測(cè)元件控制元件執(zhí)行元件輸 入 輸 出（I/O）接口 系統(tǒng)控制框圖小滾輪（電機(jī)M1)下料口（電磁閥）縱向封口1橫向封口2、3剪裁1 光電傳感器2.4用途適用于食品、醫(yī)藥、化工農(nóng)藥等各種粉末、細(xì)粉等物品的包裝。如豆粉、奶粉、調(diào)味粉料、藥品沖劑等。第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1立式包裝機(jī)整體的機(jī)器圖 供膜裝置 儲(chǔ)料缸 放料電磁 拉袋電機(jī) 閥 M1 縱向封口氣缸 橫向封剪氣缸 測(cè)袋傳感器 測(cè)箱傳感器M2 輸送帶電機(jī)3.2可編程控制器1 PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較繼電器控制是采用硬接線邏輯，利用繼電器觸點(diǎn)的串、并聯(lián)及時(shí)間繼電器的延遲動(dòng)作來(lái)組成控制邏輯，其缺點(diǎn)是一個(gè)系統(tǒng)一旦確定就很難輕易再改動(dòng)。如果要在現(xiàn)場(chǎng)做一些更改和擴(kuò)展更是難以實(shí)行。而PLC是利用其內(nèi)部的存儲(chǔ)器以數(shù)據(jù)形式將控制邏輯存儲(chǔ)起來(lái)的，所以只要改變PLC內(nèi)存儲(chǔ)器的內(nèi)容，也就可以實(shí)現(xiàn)更改控制邏輯的目的。對(duì)于PLC來(lái)講，只要用PLC配備的編程器在現(xiàn)場(chǎng)就可以完成更改。至于PLC對(duì)外部的聯(lián)系，只有I/0點(diǎn)，只要輸入輸出對(duì)象不變，就無(wú)須對(duì)硬接線作任何改動(dòng)。繼電器控制邏輯是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工作頻率很低。一次動(dòng)作一般為數(shù)十毫秒。對(duì)于復(fù)雜的控制，使用的繼電器越多，反應(yīng)就越慢。而PLC是以微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的控制裝置，其運(yùn)行速度為每個(gè)指令步數(shù)十微秒(對(duì)于高速PLC則是5微秒以下)。并且內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，所以不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)的問(wèn)題。對(duì)于限時(shí)控制，繼電器是利用時(shí)間繼電器的延時(shí)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于時(shí)間繼電器是利用空氣阻力，半導(dǎo)體延時(shí)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)的，所以其定時(shí)精度低，調(diào)整不方便。且環(huán)境溫度變化等因素都會(huì)對(duì)定時(shí)精度有直接的影響。而PLC則是由晶體振蕩器所產(chǎn)生的脈沖經(jīng)多次分頻后得到的時(shí)基脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)定時(shí)的，定時(shí)范圍一般為0.1秒，也有0.01秒的，精度一般高于10毫秒，只要根據(jù)需要由編程器送入時(shí)間常數(shù)即可實(shí)現(xiàn)定時(shí)時(shí)間的設(shè)定或更改。由于PLC的定時(shí)是對(duì)時(shí)基脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以如果是對(duì)脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，就成為計(jì)數(shù)器?，F(xiàn)代的PLC一般都具有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器功能。從可靠性和可維護(hù)性方面來(lái)看，繼電器控制邏輯由于使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連接線也多，觸點(diǎn)開(kāi)閉時(shí)產(chǎn)生的電弧會(huì)使觸點(diǎn)損壞，動(dòng)作時(shí)的機(jī)械振動(dòng)還可能使接線松動(dòng)，所以可靠性和可維護(hù)性都較差。而PLC則采用了無(wú)觸點(diǎn)的電子電路來(lái)替代繼電器觸點(diǎn)，確切地說(shuō)是用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)來(lái)代替觸點(diǎn)，因此不存在上述缺點(diǎn)。而且體積小、功耗小、壽命長(zhǎng)、可靠性高、還具有監(jiān)控功能和自檢功能，使程序的運(yùn)行過(guò)程成為透明。2 PLC在全自動(dòng)包裝機(jī)上的應(yīng)用包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、頻繁，具有較多的執(zhí)行元件。在這種場(chǎng)合使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用PLC 控制的情況下，就可以對(duì)其內(nèi)部的輔助繼電器進(jìn)行編程后來(lái)取代。從物理介質(zhì)方面來(lái)講，前者是要用具體的電氣元件來(lái)組合，而后者只是PLC的內(nèi)部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內(nèi)，可以不花費(fèi)額外的費(fèi)用來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制邏輯。一般的PLC都有上百點(diǎn)內(nèi)部輔助繼電器甚至更多，而且還有多種專用的內(nèi)部電器，足可以應(yīng)付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是對(duì)PLC進(jìn)行編程。事實(shí)上PLC用于這種場(chǎng)合是最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)性的。當(dāng)然我們不能忽視了PLC的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是其運(yùn)行速度及可靠性和壽命遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來(lái)講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場(chǎng)合。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點(diǎn)：更改控制邏輯只需修改軟件，無(wú)需對(duì)硬件作改動(dòng),程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易,電氣硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。由于PLC除有繼電器功能外，尚有多種其他功能，可以實(shí)現(xiàn)繼電器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的控制功能，實(shí)現(xiàn)某種程度上的智能化，并有可能使機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)化,可靠性高；成本相對(duì)于繼電器控制稍高，但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加，成本急驟上升，而PLC控制幾乎保持不變，這一點(diǎn)對(duì)于復(fù)雜的控制來(lái)講具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性；因此，國(guó)外在注塑機(jī)、各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量地采用了PLC來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。我國(guó)包裝機(jī)械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。如果能用PLC來(lái)取代的話，則可以簡(jiǎn)化機(jī)械結(jié)構(gòu)，機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)都可以得到簡(jiǎn)化。更重要的是可以使原來(lái)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，是機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化。通過(guò)對(duì)各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用PLC控制系統(tǒng)。3 本設(shè)計(jì)用到的PLC西門子（SIEMENS）公司的S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。我選擇的是S7-200,如圖3.0。 圖3.0 S7-2003.3傳感器1光電傳感器控制系統(tǒng)中要收集膜信號(hào)、動(dòng)盤到位情況和料位情況，所以采用光電傳感器。光電傳感器是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器。它首先把被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后借助光電元件進(jìn)一步將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。光電檢測(cè)方法具有精度高、反應(yīng)快、非接觸等優(yōu)點(diǎn)，而且可測(cè)參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣，因此,光電式傳感器在檢測(cè)和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器是各種光電檢測(cè)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號(hào)（紅外、可見(jiàn)及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號(hào)的器件。這里所選用的是歐姆龍公司的E3Z-T61-J0SRW-05型光電傳感器。如圖3.1所示。圖3.1 光電傳感器實(shí)物圖T:檢測(cè)方式為對(duì)射型 6：輸出形式為NPN輸出 1：檢測(cè)距離為標(biāo)準(zhǔn)J0：附加功能為帶自診斷輸出功能 S：無(wú)定時(shí)器功能 R:光源為紅色光 W：傳感器種類為投受光器套件 05：連接方式為導(dǎo)線引出型0.5m2溫度傳感器溫度是自然界中和人類打交道最多的物理參數(shù)之一，無(wú)論是在生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，還是在居住休閑場(chǎng)所，溫度的采集或控制都十分頻繁和重要，而且，網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程采集溫度并報(bào)警是現(xiàn)代科技發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。 由于溫度不管是從物理量本身還是在實(shí)際人們的生活中都有著密切的關(guān)系，所以溫傳感器就會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生。 利用物質(zhì)各種物理性質(zhì)隨溫度變化的規(guī)律把溫度轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。溫度傳感器是溫度測(cè)量?jī)x表的核心部分，品種繁多。按測(cè)量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。我們選用熱電阻，我們選用它是因?yàn)樗娮铚囟认禂?shù)大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系。電阻率高，熱容量小，反應(yīng)速度快。材料的復(fù)現(xiàn)性和工藝性好，價(jià)格低。 熱敏電阻溫度特性，在測(cè)溫范圍內(nèi)化學(xué)物理特性穩(wěn)定。目前，在工業(yè)中應(yīng)用最廣的是鉑和銅，并已制作成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫?zé)犭娮琛＿@里選用了PT100HE PT1000型（如圖3.2）PT后的100即表示它在0時(shí)阻值為100歐姆，在100時(shí)它的阻值約為138.5歐姆，它的的阻值會(huì)隨著溫度上升它的阻值是成勻速增漲的（3.9歐姆/10度）。圖3.2鉑電阻傳感器3.4執(zhí)行元件1傳動(dòng)裝置（1）電機(jī)步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。隨著微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)的需求量與日俱增。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)（如圖3.3）。通俗一點(diǎn)講：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度（即步進(jìn)角）。您可以通過(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)您可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。 主要特性，1步進(jìn)電機(jī)必須加驅(qū)動(dòng)才可以運(yùn)轉(zhuǎn)， 驅(qū)動(dòng)信號(hào)必須為脈沖信號(hào)，沒(méi)有脈沖的時(shí)候， 步進(jìn)電機(jī)靜止，如果加入適當(dāng)?shù)拿}沖信號(hào)，就會(huì)以一定的角度（稱為步角）轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和脈沖的頻率成正比。2騰龍版步進(jìn)電機(jī)的步進(jìn)角度為7.5 度，一圈360 度，需要48 個(gè)脈沖完成。3步進(jìn)電機(jī)具有瞬間啟動(dòng)和急速停止的優(yōu)越特性。4改變脈沖的順序，可以方便的改變轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。 圖3.3步進(jìn)電機(jī)2供膜裝置用兩個(gè)滾動(dòng)軸承放在支架上面，留著填放包裝袋的卷筒。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但要保持它的靈活性，不能卡住。（如圖3.4）圖3.4包裝袋滾輪3供料裝置（1） 電磁閥電磁閥是自控系統(tǒng)中不可缺少的執(zhí)行元件，由于其體積小，開(kāi)關(guān)速度快，接線簡(jiǎn)單，功耗低，性價(jià)比高，經(jīng)濟(jì)實(shí)用等顯著特點(diǎn)而被普遍運(yùn)用于自控領(lǐng)域的各個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)揮著巨大的作用。電磁閥用于液體和氣體以及易流通的物體管路的開(kāi)關(guān)控制，一般都是小型管道的控制。電磁閥通過(guò)線圈驅(qū)動(dòng)，只能開(kāi)或關(guān) ，開(kāi)關(guān)時(shí)動(dòng)作時(shí)間短。 電磁閥的主要特點(diǎn)（1）外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全。（2）系統(tǒng)簡(jiǎn)單，便接電腦，價(jià)格低謙。（3）動(dòng)作快遞，功率微小，外形輕巧。（4）型號(hào)多樣，用途廣泛。我選用的電磁閥和原理圖如圖3.5。 如圖3.5電磁閥和原理圖 4熱封裝置和切割裝置（1）橫密封器橫密封器在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，用戶可不必再進(jìn)行調(diào)整，若用戶更換了包裝膜規(guī)格，可視封合效果調(diào)整封合壓力。封合壓力可通過(guò)橫封壓力調(diào)整手輪來(lái)調(diào)整，右旋增大壓力，左旋減小壓力，調(diào)整時(shí)注意橫密封器兩端平衡。圖 3.6（橫密封器斷面）用戶若更換加熱器，請(qǐng)注意最后將加熱器護(hù)板壓緊，否則會(huì)影響加熱器的壽命。常用的封口方法可分為：熱壓式封口；壓紋式封口；輥壓式封口；卷邊式封口；壓力式封口；旋合式封口。本機(jī)采用熱封方式，主要裝置是封口熱輥筒裝置。如圖3.6。熱封廣泛使用在塑料薄膜的封口上，大多數(shù)采用電熱絲加熱，加熱溫度在130150C之間。有常熱式、脈沖加熱式、油熱式等數(shù)種。對(duì)于卷筒平張塑料薄膜來(lái)說(shuō)，制成袋形尚需經(jīng)過(guò)縱封和橫封操作。縱封又分為間歇式和連續(xù)式兩種，橫封一般均采用間歇式。（2） 氣動(dòng)單元圖3.7單作用氣缸 氣缸就是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的圓筒形金屬機(jī)件。氣缸分類：?jiǎn)巫饔脷飧祝簝H一端有活塞桿，從活塞一側(cè)供氣聚能產(chǎn)生氣壓，氣壓推動(dòng)活塞產(chǎn)生推力伸出，靠彈簧或自重返回。雙作用氣缸：從活塞兩側(cè)交替供氣，在一個(gè)或兩個(gè)方向輸出力。膜片式氣缸：用膜片代替活塞，只在一個(gè)方向輸出力，用彈簧復(fù)位。它的密封性能好，但行程短。根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過(guò)大，不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。我選用的是單作用氣缸如圖3.7。 （2）加熱管由于系統(tǒng)中要進(jìn)行橫封和縱封，所以就要要求溫度要達(dá)到一定的溫度范圍，才能進(jìn)行正常的封裝工作。所以，系統(tǒng)中就必須要有兩個(gè)加熱管。管狀電熱元件由金屬管、螺旋狀電阻絲及導(dǎo)熱性好、絕緣性好的結(jié)晶氧化鎂粉等組成?？梢詫?duì)系統(tǒng)進(jìn)行加熱的產(chǎn)品。電加熱管選用優(yōu)質(zhì)國(guó)產(chǎn)厚壁無(wú)縫不銹鋼管，空隙部分填滿有良好導(dǎo)熱性和絕緣性的氧化鎂粉后縮管而成，再加工成用戶所需要的各種型狀。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，熱效率高，機(jī)械強(qiáng)度好，對(duì)惡劣的環(huán)境有良好的適應(yīng)性。我選用的加熱管如圖3.8。圖3.8加熱管第4章 軟件設(shè)計(jì)4.1 走線過(guò)程 上電后自動(dòng)啟動(dòng)，啟動(dòng)信號(hào)燈持續(xù)點(diǎn)亮，按下自動(dòng)按鈕，為工作狀態(tài)，自動(dòng)信號(hào)燈亮此時(shí)小滾輪開(kāi)始拉袋，若10秒后拉袋未完成，說(shuō)明材料用完，報(bào)警信號(hào)燈將以0.5S閃亮，此時(shí)蜂鳴器開(kāi)始響起。拉袋完成后需經(jīng)過(guò)光電檢測(cè)，檢測(cè)膜信號(hào)以及動(dòng)盤到位情況，若正常則進(jìn)入下一步，若不正常將返回上一步重新拉帶，檢測(cè)正常后進(jìn)行縱向燙剪，燙剪分為左縱向和右縱向燙剪，燙剪過(guò)程封口機(jī)需要加熱2秒，兩邊同時(shí)進(jìn)行，燙剪完成后封口機(jī)需要冷卻3秒，然后開(kāi)始放料，并對(duì)其進(jìn)行重量檢測(cè)，若材料不夠，10秒后未完成放料則報(bào)警器會(huì)以0.5秒閃亮，同時(shí)蜂鳴器響起。放料完成后開(kāi)始對(duì)該包裝進(jìn)行橫向封口，封口機(jī)加熱2秒，完成后需要冷卻3秒，然后送入傳送帶，需要傳送5秒，往返循環(huán)，按下停止按鈕，機(jī)器隨時(shí)停止運(yùn)行。若要檢修該機(jī)器則需要按下手動(dòng)按鈕，手動(dòng)信號(hào)燈亮，可以對(duì)機(jī)器開(kāi)始檢修。4.2 IO接口表輸入輸出小滾輪拉袋限位X0啟動(dòng)信號(hào)燈Y0小滾輪電機(jī)Y1光電檢測(cè)X1拉袋報(bào)警器Y2縱向燙剪限位X2左縱向汽缸Y3放料限位X3右縱向汽缸Y4橫向燙剪限位X4左縱向封口機(jī)Y5停止按鈕X5放料電磁閥Y6手動(dòng)拉袋按鈕X6放料報(bào)警器Y7手動(dòng)3縱向燙X7輸送帶燈Y10手動(dòng)2橫向燙剪X10右縱向封口機(jī)Y11手動(dòng)4放料X12橫向封口機(jī)Y12手動(dòng)/自動(dòng)啟動(dòng)X13自動(dòng)信號(hào)燈Y13手動(dòng)5輸送帶X15手動(dòng)信號(hào)燈Y14報(bào)警蜂鳴器Y15鎖向按鈕X11橫向汽缸Y164.3 順序功能圖4.4 梯形圖注釋：（1）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：步進(jìn)電機(jī)作為控制用的特種電機(jī), 它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為"步距角")一步一步運(yùn)行的, 其特點(diǎn)是沒(méi)有積累誤差, 所以廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng), 這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器, 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說(shuō): 控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào), 通過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。所以步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比。所以，控制步進(jìn)脈沖信號(hào)的頻率，可以對(duì)電機(jī)精確調(diào)速，控制步進(jìn)脈沖的個(gè)數(shù)，可以對(duì)電機(jī)精確定位目的。我選擇DP-508步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器 。（2）開(kāi)關(guān)電源正在走向大眾化，微型化。開(kāi)關(guān)電源將逐步取代變壓器在生活中的所有應(yīng)用。本設(shè)計(jì)的低壓都是由它提供，內(nèi)置過(guò)流保護(hù)，輸出可持續(xù)短路；輸入、輸出采用直焊式引腳，整體環(huán)保真空封裝；成本低、體積小、重量輕、外圍電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，高效率、低噪音、穩(wěn)定可靠。致謝 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，要感謝我的指導(dǎo)老師揚(yáng)漾 ，他認(rèn)真負(fù)責(zé),為人謙謹(jǐn),對(duì)我提出了某些問(wèn)題都作了詳細(xì)的解答,并對(duì)我的論文進(jìn)行了補(bǔ)充指導(dǎo),使之更加詳實(shí),并及時(shí)更正了一些不足的地方，給予我耐心的指導(dǎo)和鼓勵(lì)，幫助我解決了不少的難題。我的每一點(diǎn)成績(jī)和進(jìn)步都滲透著恩師的心血，在論文即將完成之際，我謹(jǐn)表示對(duì)老師誠(chéng)摯的謝意和衷心的感謝。 同時(shí)也對(duì)其他對(duì)我完成論文有幫助的人表示謝意。參考文獻(xiàn) 1李方圓.西門子S7-200 PLC從入門到實(shí)踐M.電子工業(yè)出版社,2010.3 2蔡行健.深入淺出西門子S7200 PLC.北京航空航天大學(xué)出版社,2005.43趙俊生.電器控制與PLC技術(shù).電子工業(yè)出版社,2009.24史增芳.電機(jī)及電氣控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū),2008.95孫余凱，吳鳴山，項(xiàng)綺明.傳感器應(yīng)用電路300例M.北京：電子工業(yè)出版社,2008.36陶紅艷，余成波.傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)M.北京：清華大學(xué)出版社，2009.37郝蕓.傳感器原理與應(yīng)用M.北京：電子工業(yè)出版社，2011.88陳霞.可編程序控制入門與系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：中國(guó)電力出版社,2008.99李建興.可編程序控制及其應(yīng)用技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.7第 18 頁(yè) 共 22 頁(yè)