自動(dòng)包裝機(jī)設(shè)計(jì)

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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 1 1.1包裝機(jī)的歷史 1 1.2我國(guó)立式包裝機(jī)現(xiàn)狀 1 1.3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 3 2.1立式包裝機(jī)整體設(shè)計(jì)要求 3 2.2主要組成部分 3 2.3系統(tǒng)運(yùn)行方式 3 2.4用途 4 第3章 硬件設(shè)計(jì) 5 3.1立式包裝機(jī)整體的機(jī)器圖 5 3.2可編程控制器 5 3.3傳感器 7 3.4執(zhí)行元件 8 第4章 軟件設(shè)計(jì) 11 4.1走線過(guò)程 11 4.2 I/O接口表 11 4.3 順序功能圖 12 4.4 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?？蓪?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)開關(guān)閉合，程序開始自動(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 S7-200 3.3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0.5m 2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)，只能開或關(guān) ，開關(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130～150C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：①單作用氣缸：僅一端有活塞桿，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。②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。③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。可以對(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)器開始檢修。 4.2 I\O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 Y16 4.3 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）開關(guān)電源正在走向大眾化，微型化。開關(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,2005.4 [3]趙俊生.電器控制與PLC技術(shù).電子工業(yè)出版社,2009.2 [4]史增芳.電機(jī)及電氣控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,2008.9 [5]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,2008.3 [6]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，2009.3 [7]郝蕓.傳感器原理與應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.8 [8]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,2008.9 [9]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)