PLC控制PE膜包裝機(jī)

./國(guó)家職業(yè)資格全省統(tǒng)一鑒定維修電工技師〔國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)文章題目：PLC控制PE膜包裝機(jī)姓名：陳楊身份證號(hào)：所在省市：XX省XX市所在單位：XX省XX技師學(xué)院PLC控制PE膜包裝機(jī)摘要：本文敘述了采用現(xiàn)今主流包裝機(jī)技術(shù),以PLC控制為核心的全自動(dòng)PE膜包裝機(jī)的電氣控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PLC定量包裝停機(jī)預(yù)警第一章系統(tǒng)概述1.1生產(chǎn)線自動(dòng)化的發(fā)展?fàn)顩r現(xiàn)代社會(huì)中,無(wú)論在任何行業(yè),從工廠的生產(chǎn),到能源的輸送,到與人民生活息息相關(guān)的市政工程,甚至人們的工作和休息的樓宇,到處都可以看到自動(dòng)化系統(tǒng)的身影。自動(dòng)化系統(tǒng)不僅早就成為了工業(yè)和社會(huì)生活的組成部分,而且是經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。在自動(dòng)化生產(chǎn)日漸普及的今天,包裝機(jī)械的自動(dòng)化程度直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中常常需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定量,包裝,如果這些繁雜的工作讓人工去完成的話不但麻煩,而且效率低,勞動(dòng)強(qiáng)度大不適合現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要。并且加重了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。為了適應(yīng)現(xiàn)代化的大規(guī)模批量生產(chǎn),就必需要設(shè)計(jì)出一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)線,以便代替人工完成這些繁雜的工作。自動(dòng)化技術(shù)的提高能大幅度的提高經(jīng)濟(jì)效益,這在包裝業(yè)中表現(xiàn)的尤為明顯。近年來(lái),包裝生產(chǎn)線的自動(dòng)化,電子檢測(cè)和控制系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展,使的包裝企業(yè)以高速度,較少的停機(jī)時(shí)間和包裝故障,以及產(chǎn)品損耗減小,工傷和老毛病降低等優(yōu)點(diǎn)而獲得出色的成績(jī)。1.2系統(tǒng)特點(diǎn)與功能本系統(tǒng)是采用收縮PE膜作為包裝材料,對(duì)長(zhǎng)卷形布匹〔或其他類似產(chǎn)品進(jìn)行包裝,并將PE膜熱壓封口的全自動(dòng)包裝設(shè)備。設(shè)備采用PLC〔可編程控制器控制。自動(dòng)化程度高系統(tǒng)采用當(dāng)前最為流行的組態(tài)軟件進(jìn)行模擬設(shè)計(jì),畫面逼真,組態(tài)靈活,將PLC等設(shè)備進(jìn)行連接,構(gòu)成有機(jī)的整體?？刹僮餍院弥恍璋聪虏僮靼粹o就能完成所需要的工作,大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要?？煽啃愿呷滩捎酶呖煽啃缘娜釬X2N系列PLC與MCGS組態(tài)軟件進(jìn)行控制保證系統(tǒng)擁有較高的可靠性。4．可塑性強(qiáng)基于PLC的各方面優(yōu)點(diǎn)如通用信好,使用方便,靈活。在不改變硬件的情況下,修改PLC內(nèi)部軟件可實(shí)現(xiàn)不同的控制要求,大大減小調(diào)試的工作量,使系統(tǒng)的柔性大大提高。1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成本系統(tǒng)由入布皮帶輸送機(jī),出布皮帶輸送機(jī),PE包裝機(jī),熱收縮機(jī)組成,達(dá)到了全自動(dòng)化智能化的工作流程。1.3.1ZB04型PE膜包裝機(jī)圖1-1ZB04A型PE膜包裝機(jī)用途:該機(jī)主要用于棉紡織廠、印染廠、針織廠的整理車間,對(duì)各類織物卷裝廠進(jìn)行真空包裝。圖1-2包裝機(jī)主控制臺(tái)圖1-3包裝機(jī)主封刀包裝機(jī)包裝流程的總控制包裝機(jī)的主封刀。位于臺(tái)控制包裝機(jī)的啟動(dòng),停止以控制臺(tái)的正前方,懸掛于及對(duì)主,側(cè)封刀溫度的監(jiān)控。主封座上方用于高溫封邊以及切除多余PE膜〔運(yùn)行時(shí)溫度一般為130度圖1-4主封座推桿圖1-5側(cè)封座將布卷推過(guò)主封刀對(duì)卷布進(jìn)行二次邊主封刀封邊后使布卷由壓膜桿,夾布器,側(cè)封自動(dòng)滑至中輸送帶刀組成?！卜獾稖囟纫话銥?10度圖1-6抽真空馬達(dá)圖1-7光點(diǎn)開(kāi)關(guān)二次封邊過(guò)程中進(jìn)行抽真用以檢測(cè)物料是否到位空所用馬達(dá)圖1-8包裝機(jī)封口裝置簡(jiǎn)圖1.3.2熱收縮機(jī)圖1-9熱收縮機(jī)圖1-10熱收縮機(jī)控制臺(tái)熱收縮機(jī)也稱收縮機(jī),收縮包裝機(jī),是目前市場(chǎng)比較先進(jìn)的包裝方法之一。采用收縮膜包裹在產(chǎn)品或包裝件外邊,經(jīng)過(guò)加熱使收縮薄膜裹緊產(chǎn)品或包裝件,充分顯示物品外觀、提高產(chǎn)品的展銷性、增加美觀及價(jià)值感；同時(shí)包裝后的物品能密封、防潮、防污染,并保護(hù)商品免受來(lái)自外部的沖擊,具有一定的緩沖性；尤其是當(dāng)包裝易碎品時(shí),能防止器皿碎時(shí)飛散；此外可減低產(chǎn)品被拆、被竊的可能性；適用于多件物品緊包裝和托盤包裝。熱收縮機(jī)被廣泛應(yīng)用于玻璃瓶、發(fā)泡膠、紙盒、玩具、電子、電器、文具、圖書、唱片、五金工具、日用品、藥品、化妝品、飲料、水果、紀(jì)念標(biāo)簽等物品包裝。收縮機(jī)工作原理就是利用熱收縮膜在受熱狀態(tài)下,原分子之間不規(guī)則的排列發(fā)生了變化,在紅外線等熱輻射下,塑料分子重新緊密排列,從而使原有面積大大縮小,緊附于產(chǎn)品表面達(dá)到包裝目的。1.3.3包裝機(jī)工藝與原理圖1-11本系統(tǒng)包裝的工藝流程圖圖1-12雙邊抽真空馬達(dá)電路圖PE膜包裝機(jī)工作原理設(shè)備啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)后,輸送電機(jī)帶動(dòng)前段輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn),物料被源源不斷地輸送進(jìn)包裝機(jī)。由光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)進(jìn)料。光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物料到位后,發(fā)出信號(hào)給PLC,PLC根據(jù)預(yù)先編好的控制程序,發(fā)出信號(hào)給主封座,主封座推桿將布卷前推過(guò)主封刀。主封座吹PE膜馬達(dá)啟動(dòng),主封刀下切。主封刀下切到位后發(fā)出信號(hào)給PLC,PLC根據(jù)程序使主封刀復(fù)位,推桿復(fù)位,PE膜馬達(dá)停止。中輸送帶光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物料到位后,發(fā)出信號(hào)給PLC,PLC根據(jù)程序,使中輸送帶停止并發(fā)出信號(hào)給雙邊側(cè)封座,側(cè)封座夾布器啟動(dòng)夾布到位后雙邊抽真空馬達(dá)啟動(dòng),設(shè)定時(shí)間到雙邊抽真空馬達(dá)停止側(cè)封刀下切,壓膜桿下壓。雙刀下切到位后發(fā)出信號(hào)給PLC,PLC根據(jù)程序使側(cè)封刀,壓膜桿復(fù)位。側(cè)封刀復(fù)位到位后啟動(dòng)中輸送帶將物料送入后輸送帶。后輸送帶光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物料到位后將物料送入熱收縮機(jī)進(jìn)行最后處理。第二章PLC控制系統(tǒng)2.1PLC與傳統(tǒng)設(shè)備的比較在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備及自動(dòng)化項(xiàng)目中,我們會(huì)遇到大量的開(kāi)關(guān)量、脈沖量及模擬量等控制裝置。如電機(jī)的啟動(dòng)與停止,電磁閥的開(kāi)閉,工件的位置、速度、加速度的測(cè)定,產(chǎn)品的計(jì)數(shù)以及溫度、壓力、流量等物理量的設(shè)定和控制等等。傳統(tǒng)的工業(yè)自動(dòng)控制主要是由繼電器或分離的電子線路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種控制方式雖然造價(jià)便宜,但卻存在許多致命的弱點(diǎn)：只適用于簡(jiǎn)單的邏輯控制,僅適用某種控制項(xiàng)目,缺乏通用性,一旦要實(shí)現(xiàn)改動(dòng)或者優(yōu)化,只能通過(guò)硬件的重新組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點(diǎn)：⑴更改控制邏輯只需修改軟件,無(wú)需對(duì)硬件作改動(dòng)。⑵程序可以復(fù)制,批量生產(chǎn)很容易。⑶可靠性高。⑷電氣硬件設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。⑸由于PLC具有繼電器功能外,尚有其他多種功能,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。⑹成本相對(duì)于繼電控制而言稍高,但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加,成本急速上升,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。⑺具有擴(kuò)展單元或擴(kuò)展單元塊,當(dāng)需要較多I/O時(shí)可以方便的括展。2.2FX2N型PLC的性能特點(diǎn)圖2-1三菱FX2N型PLC可靠性高。I/O均采用光電耦合,二次電路設(shè)有C-R濾波器,防止混入輸入接點(diǎn)的振動(dòng)噪聲和輸入線的噪動(dòng)引起誤動(dòng)作,具有很強(qiáng)的抗干擾能力,能用于較惡劣的環(huán)境?？垢蓴_性好。采用模塊結(jié)構(gòu)和軟件控制,省去硬件開(kāi)發(fā)工作,大大提高了系統(tǒng)的抗干擾性。通用性好,使用方便,靈活。在不改變硬件的情況下,修改PLC內(nèi)部軟件可實(shí)現(xiàn)不同的控制要求,大大減少調(diào)試的工作量,提高工作效率,使系統(tǒng)的柔性大大提高。2.3PLC控制系統(tǒng)硬件組成PLC的硬件系統(tǒng)主要由控制單元,輸入/輸出擴(kuò)展單元和外部設(shè)備等組成。PLC控制單元由中央處理單元CPU,存儲(chǔ)器〔RAM,ROM和專門設(shè)計(jì)的輸入/輸出接口電路等組成,各部分之間通過(guò)內(nèi)部系統(tǒng)總線進(jìn)行連接。中央處理單元CPU中央處理單元一般由控制電路,運(yùn)算器和寄存器組成。CPU的主要功能：⑴從存儲(chǔ)器中讀取指令。⑵執(zhí)行指令。⑶準(zhǔn)備取下一條指令。⑷處理中斷。2．存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路,用來(lái)存放系統(tǒng)程序,用戶程序,邏輯變量和其他一些信息。⑴只讀存儲(chǔ)器ROM⑵隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM輸入/輸出接口電路⑴開(kāi)關(guān)量輸入單元：它的作用是把現(xiàn)場(chǎng)各種開(kāi)關(guān)信號(hào)變成PLC內(nèi)部處理的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。開(kāi)關(guān)量輸入單元按照輸入端的電源類型不同,分為直流輸入單元和交流輸入單元。⑵開(kāi)關(guān)量輸出單元：它的作用是把PLC的內(nèi)部信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)。⑶模擬量輸入單元：模擬量輸入在過(guò)程控制中的應(yīng)用很廣,如常用的溫度,壓力,速度,流量,酸堿度,位移的各種工業(yè)檢測(cè)都是對(duì)應(yīng)于電壓,電流的模擬量值,再通過(guò)一定的運(yùn)算后,控制生產(chǎn)過(guò)程達(dá)到一定的目的。一般它由濾波,A/D轉(zhuǎn)換,光偶合器隔離等部分組成。⑷模擬量輸出單元：它的作用是把PLC運(yùn)算處理后的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出,以滿足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)信號(hào)的控制要求。2.4PLC接線圖2.5I/0分配輸入輸出啟動(dòng)x0前段進(jìn)布輸送帶Y0是否有布X1主輸送帶Y1主帶上是否有布X2測(cè)量布長(zhǎng)Y3到達(dá)中心X3放膜馬達(dá)Y4下切到位X4推桿Y5主刀復(fù)位X5吹PE膜馬達(dá)Y6中段夾布器X6中段輸送帶Y7雙刀下切到位X7夾布器Y10送出X10雙邊抽真空馬達(dá)Y11停止X11壓膜桿Y13后輸送帶Y14熱收縮機(jī)Y12主切刀Y16停機(jī)預(yù)警Y17啟動(dòng)前段進(jìn)布輸送帶啟動(dòng)啟動(dòng)前段進(jìn)布輸送帶啟動(dòng)前段進(jìn)布輸送帶進(jìn)布光電檢知是否有布來(lái)主輸送帶上是否有等待進(jìn)行主封之布前段進(jìn)布輸送帶恢復(fù)啟動(dòng)主輸送帶啟動(dòng)下切到位,PE膜馬達(dá)停止開(kāi)始計(jì)時(shí)主封刀下切,吹PE膜馬達(dá)啟動(dòng)否是否前段進(jìn)布輸送帶停止是測(cè)量布長(zhǎng)測(cè)量布長(zhǎng)布卷到達(dá)中心后,主輸送帶停止推桿將布卷前進(jìn)推過(guò)主封座推布中心適量放膜,放膜馬達(dá)啟動(dòng)推桿復(fù)位設(shè)定時(shí)間到,主封刀復(fù)位設(shè)定時(shí)間到,主封刀復(fù)位中段輸送帶啟動(dòng)中段輸送帶啟動(dòng)雙邊抽真空馬達(dá)停止,開(kāi)始計(jì)時(shí)中段夾布器檢知微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢知布卷到位后啟動(dòng)夾布器夾布雙邊抽真空馬達(dá)停止,開(kāi)始計(jì)時(shí)中段夾布器檢知微動(dòng)開(kāi)關(guān)檢知布卷到位后啟動(dòng)夾布器夾布中段輸送帶停止雙邊抽真空馬達(dá)啟動(dòng)雙邊側(cè)封刀下切,壓膜桿下壓設(shè)定側(cè)封時(shí)間到,側(cè)封刀退回,壓膜桿退回設(shè)定側(cè)封時(shí)間到,側(cè)封刀退回,壓膜桿退回夾布架復(fù)位夾布架復(fù)位中段輸送帶啟動(dòng)〔將布卷送如后段輸送帶中段輸送帶啟動(dòng)〔將布卷送如后段輸送帶后輸送帶啟動(dòng)將布卷送入熱收縮機(jī)加熱收緊PE膜后送出后輸送帶啟動(dòng)將布卷送入熱收縮機(jī)加熱收緊PE膜后送出中輸送帶,后輸送帶復(fù)位中輸送帶,后輸送帶復(fù)位2.7程序梯形圖第三章組態(tài)軟件模擬仿真3.1仿真的目的MCGS組態(tài)軟件具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。通過(guò)與其他相關(guān)的硬件設(shè)備結(jié)合,可以快速、方便的開(kāi)發(fā)各種用于現(xiàn)場(chǎng)采集、數(shù)據(jù)處理和控制的設(shè)備。我基于這些特點(diǎn)對(duì)包裝機(jī)進(jìn)行模擬以保證每個(gè)工作流程都能正常運(yùn)作。同時(shí)在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能夠及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與處理。3.2仿真過(guò)程圖3-1為初始狀態(tài),初始環(huán)境時(shí)各馬達(dá)與報(bào)警燈都為紅色。圖3-2為模擬環(huán)境由于仍處于未啟動(dòng)狀態(tài)報(bào)警燈為綠色,當(dāng)按下啟動(dòng)按紐后報(bào)警燈變?yōu)榧t色表示停止報(bào)警。主封座推桿做水平向右縮放移動(dòng)。物料隨推桿向右移動(dòng)過(guò)主封刀后,吹膜馬達(dá)變?yōu)榫G色表示處于動(dòng)作狀態(tài),主封刀開(kāi)始做垂直向下縮放移動(dòng),到位后返回,吹膜馬達(dá)停止變回紅色,主封坐推桿返回。主封刀返回。物料移動(dòng)到第二個(gè)光電傳感器并停止移動(dòng),雙邊側(cè)封座開(kāi)始做向上和向下剪切垂直移動(dòng),移動(dòng)到位后左右抽真空馬達(dá)變?yōu)榫G色表示處于工作狀態(tài),5秒后停止雙邊側(cè)封刀做垂直向下縮放移動(dòng),到位后返回,側(cè)封座復(fù)位,物料重新開(kāi)始水平向右移動(dòng)到第三個(gè)光電傳感器處完成1次包裝當(dāng)完成100次包裝后程序自動(dòng)停止,停機(jī)預(yù)警燈變?yōu)榫G色示警。3.3仿真的效果使用MCGS仿真軟件可以很清楚的看到包裝機(jī)的整個(gè)工作過(guò)程,從按下啟動(dòng)按紐到主,側(cè)封刀的動(dòng)作再到物料的輸送,以及停機(jī)預(yù)警等都達(dá)到了預(yù)想的效果圖3-1圖3-2總結(jié)本文主要針對(duì)PE膜包裝機(jī)進(jìn)行研究設(shè)計(jì),對(duì)所采用的各個(gè)部件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。文章中對(duì)本人的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行了詳細(xì)的概括,主體分為3部,主封座,側(cè)封座,熱收縮機(jī),由3條輸送帶連接?，F(xiàn)在的包裝機(jī)大多仍停留在單個(gè)包裝,雖為全自動(dòng)包裝但仍要工人將被包裝物一件件放入包裝機(jī)械。本人以自身掌握的知識(shí)對(duì)當(dāng)今社會(huì)的主流包裝機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)改造,采用PLC控制實(shí)現(xiàn)了一般包裝機(jī)械所沒(méi)有的定量包裝〔只需按下按扭包裝機(jī)以所定量自動(dòng)進(jìn)行包裝與停機(jī)預(yù)警〔即當(dāng)包裝完成后自動(dòng)報(bào)警技師論文是我學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì),通過(guò)這次的包裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)讓我成長(zhǎng)了許多。經(jīng)過(guò)單純的純理論知識(shí)到結(jié)構(gòu)的初步構(gòu)想再到實(shí)地的考察讓我對(duì)所學(xué)的知識(shí)有了充分發(fā)揮的舞臺(tái)。雖然技師論文設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多,過(guò)程煩瑣但我的收獲卻更加的豐富,雖然設(shè)計(jì)可能還有瑕疵,可能并不盡人意。但是隨著設(shè)