基于PLC全自動(dòng)藥品包裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【實(shí)用文檔】doc

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基于PLC全自動(dòng)藥品包裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)【實(shí)用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì))論文題目:基于PＬC的藥品包裝機(jī)控制設(shè)計(jì)姓名：賈曉明學(xué)號(hào)：26專業(yè)班級(jí)：機(jī)電1４0２班指導(dǎo)老師：耿驚濤2016年１２月1３日摘要現(xiàn)代社會(huì)對(duì)物品的包裝要求越來越高，藥品也不例外,為使包裝出的藥品整齊美觀并且具有良好的包裝質(zhì)量，要求包裝機(jī)具有精確的動(dòng)作、定位精度及較高的生產(chǎn)率和一定的柔性，因此對(duì)包裝機(jī)的控制要求是越來越高。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代藥品生產(chǎn)的要求了，所以高效、經(jīng)濟(jì)且有一定柔性的新型包裝機(jī)械是市場迫切需要的。本文著重介紹了一種基于PLC的全自動(dòng)袋成型藥品包裝機(jī),對(duì)控制系統(tǒng)中硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的介紹。該藥品包裝機(jī)選用的是FＸ２Ｎ—4８MＲ型編程器,使用SＴＬ指令編程能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)、單步、單周期、回原點(diǎn)、連續(xù)各種不同的工作方式的切換。論文主要內(nèi)容：1。介紹研制全自動(dòng)藥品包裝機(jī)的意義，國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及以前的藥品包裝存在的問題，本次設(shè)計(jì)的目的；2.結(jié)合袋成型自動(dòng)包裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu),分析其工作過程為自動(dòng)控制做準(zhǔn)備；3．設(shè)計(jì)PLＣ控制系統(tǒng)的硬件，畫外部接線圖分配輸入輸出點(diǎn),根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇PLＣ型號(hào)；4。設(shè)計(jì)ＰLC控制系統(tǒng)的軟件，編寫梯形圖程序，并且進(jìn)行仿真調(diào)試。經(jīng)過三周的努力終于完成了以上的工作,該藥品包裝機(jī)可以實(shí)現(xiàn)簡單的控制要求,但控制精度還有待于提高。關(guān)鍵詞：藥品包裝機(jī);袋成型；PＬC；FX２Ｎ－４8ＭR目錄TOＣ\o＂1—3”\ｈ\z＼u第１章概述PAＧEＲEＦ＿Toc3４66３7００6\h1ＨＹPＥＲLINK1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀PＡＧEREF_Toc34６637０09\ｈ３１。3.1國外袋成型包裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀PAＧERＥF＿Toc34６63701０\h3HYPERLINK\l”_Toｃ3４6637011"1.３．２國內(nèi)袋成型包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀ＰAGEREF＿Tｏc34６63701１＼h4HYPＥＲLINＫ\l”_Ｔoc３466370１２"1。3.３自動(dòng)包裝機(jī)存在的問題PAＧERＥF_Ｔｏｃ３46６37０1２\ｈ5HＹPERLＩNK\l＂＿Toc346637013”1。４本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容PＡＧＥREF_Toc346637013\ｈ6１.４。1設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求PAGEREF_Ｔoc346637014\ｈ6HＹPERＬIＮK\l"_Toc3466370１5＂1。4．２設(shè)計(jì)工作任務(wù)和工作量的要求PＡGEＲEＦ_Tｏc３4663７015\h６第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)ＰＡGERＥF_Toｃ３466３７016\ｈ7２.1袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作原理PＡGEREＦ_Toc3466３70１７\h７2.2工藝分析PAGEREF_Ｔoc３466３７0１８\h８HYPＥRLINK\l"_Toc346637019＂２．2.1內(nèi)裝物的工藝特性分析PAGＥＲEF_Ｔoc３466３７0１９\h８2.2．2包裝材料的要求ＰＡＧEＲEF_Tｏc34６6370２0\h82．2．3系統(tǒng)工作循環(huán)過程ＰAＧEREF＿Toc３466370２1\h9ＨYPEＲＬＩNＫ\l”_Tｏc3４６63702２”２．2。４包裝機(jī)原理框圖PAGＥREF_Ｔoc3４663７０22\h9第3章PLＣ控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)PＡGＥＲEＦ＿Toc346637０23＼h１0HYPＥRLINK3。1硬件配置PＡGERＥF_Toc３4６６3702４\h1０3.2操作面板的設(shè)計(jì)PＡGＥREＦ_Toc346637０25\h103.3輸入輸出點(diǎn)分配ＰAGERＥF_Toc3４66３7０２6\ｈ1１ＨYＰEＲＬＩNK\l”_Ｔoｃ346637０27”3．４ＰＬＣ選型PAGEＲEF_Ｔｏc3466３70２７＼ｈ123。５Ａ/Ｄ模塊的選擇PＡＧERＥF_Ｔoc３4６637028\h12HYPERLINK\l”＿Toc３４6637029”3。6ＰＬC外部接線及電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路PAGEＲEF＿Toc346６37０29\ｈ13ＨYＰERLＩＮK\l”＿Tｏc34663７030”第4章PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)ＰAGＥREＦ＿Toc3４６63703０\h16HYPＥRＬINK4。5自動(dòng)回原點(diǎn)程序PAGEREＦ＿Toc3４６６3７0３5\h1９HYＰERLＩNK4。6自動(dòng)程序PAGEREF_Toｃ34６6370３6＼h21HYＰＥRLIＮK\l”_Ｔｏｃ3４663７037"第5章結(jié)束語PAGEREＦ＿Toc３４66３7037\ｈ24ＨＹＰERLＩNK\l＂_Toｃ3４6637038＂5．１方案綜合評(píng)價(jià)和結(jié)論P(yáng)ＡGEREF_Toc346637038＼h24５.2體會(huì)和展望PAGEREＦ＿Toc3４663７０39\ｈ2４參考文獻(xiàn)PAＧEＲＥF＿Toc346637０４0＼ｈ25第1章概述１。1課題研究背景隨著經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康的發(fā)展，我國已成為世界十大醫(yī)藥生產(chǎn)國和原料出口國之一，但目前我國醫(yī)藥包裝的整體水平還落后于發(fā)達(dá)國家。據(jù)上海藥品包裝測(cè)試所所長紀(jì)煒介紹,高速度、低效益、高消耗的粗放型增長是我國醫(yī)藥包裝發(fā)展的典型特征,國內(nèi)大多數(shù)醫(yī)藥產(chǎn)品的包裝質(zhì)量與發(fā)達(dá)國家存在較大差距。目前，我國有６5%的醫(yī)藥包裝產(chǎn)品還達(dá)不到發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)80年代的水平;包裝材料質(zhì)量及包裝對(duì)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)率偏低。在發(fā)達(dá)國家，醫(yī)藥包裝占藥品價(jià)值的3０%，而我國的比例還不足１0％.其中，國內(nèi)規(guī)模較大的醫(yī)藥包裝企業(yè)雖然在設(shè)備上與國外差距不大,但在軟件環(huán)境上卻不盡如人意。據(jù)了解,造成這種差距主要有3個(gè)原因：首先是我國制藥行業(yè)整體水平較低，醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)相對(duì)較落后。我國制藥企業(yè)數(shù)量多，但規(guī)模小,重復(fù)生產(chǎn)嚴(yán)重，企業(yè)管理水平較低。其次，是醫(yī)藥產(chǎn)品長期以醫(yī)院銷售為主,在藥店銷售的藥品只占總量很小的一部分,企業(yè)自然很難在包裝上下大力氣改革，醫(yī)藥包裝長期保持老面孔.最后是醫(yī)藥包裝機(jī)械設(shè)備和材料的技術(shù)水平落后、從業(yè)人員的質(zhì)量意識(shí)不強(qiáng)，也制約著我國醫(yī)藥包裝業(yè)的發(fā)展。對(duì)于包裝設(shè)備而言，國內(nèi)規(guī)模較大的醫(yī)藥包裝企業(yè)雖然在設(shè)備上與國外差距不大，但在軟件環(huán)境上卻不盡如人意.國內(nèi)藥廠的大部分包裝工作，特別是較復(fù)雜一些的包裝物品的排列、裝配等工作基本上是人工操作,眾多的操作人員無法保證包裝的統(tǒng)一和穩(wěn)定。有些藥廠即使使用某些包裝機(jī)械，也只是應(yīng)用在整個(gè)包裝鏈的某個(gè)環(huán)節(jié)上。改進(jìn)措施：(1）提高自動(dòng)化程度是藥品包裝機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì).高自動(dòng)化的設(shè)備應(yīng)具有：一是每個(gè)機(jī)械手均由電腦控制,一臺(tái)包裝機(jī)械為完成復(fù)雜的包裝動(dòng)作,需要由多個(gè)機(jī)械手完成。完成包裝動(dòng)作時(shí),在電腦控制的攝像機(jī)錄取信息和監(jiān)控下,機(jī)械手按其發(fā)出的指令完成規(guī)定的動(dòng)作，確保包裝質(zhì)量；二是具有對(duì)材質(zhì)及厚度的高分辨能力,在包裝過程中包裝材料的厚度及材質(zhì)變化不易為人眼所辨別,所以應(yīng)在包裝機(jī)械上采用由電腦控制的攝像機(jī)和探測(cè)器來分辨包裝材料厚度和材質(zhì)的變化，并在顯示屏上顯示。同時(shí)機(jī)器會(huì)根據(jù)分辨后材料的變化來改變有關(guān)參數(shù)，進(jìn)而使設(shè)備在最優(yōu)狀態(tài)下運(yùn)行；(2)機(jī)械功能要求多元化。1.2課題研究意義隨著社會(huì)的發(fā)展、生活水平的提高，人民對(duì)藥品包裝提出了更高的要求。如果藥品用手工進(jìn)行包裝，勞動(dòng)強(qiáng)度大，速度慢，效益和質(zhì)量差，而且手工包裝不能滿足衛(wèi)生要求。因此需采用自動(dòng)包裝機(jī)來完成這些工作。包裝機(jī)械是現(xiàn)代包裝工業(yè)的基本設(shè)備，是商品生產(chǎn)中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備。隨著人類社會(huì)的進(jìn)步，國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們?cè)絹碓街匾暟b的質(zhì)量、品種類型，包裝機(jī)械在包裝領(lǐng)域中起著重要的作用。包裝機(jī)械是使產(chǎn)品包裝實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化的根本保證。它能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率;降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件；保護(hù)環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產(chǎn)品成本；有利于被包裝產(chǎn)品的衛(wèi)生,提高產(chǎn)品包裝質(zhì)量,增強(qiáng)市場銷售的競爭力;由于包裝機(jī)械的計(jì)量精度高，產(chǎn)品包裝的外形美觀、整齊、統(tǒng)一、封口嚴(yán)密，提高了產(chǎn)品包裝的質(zhì)量,增強(qiáng)了產(chǎn)品銷售的競爭力,可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益;延長產(chǎn)品的保質(zhì)期,方便產(chǎn)品的流通.包裝機(jī)械保證包裝產(chǎn)品質(zhì)量高、生產(chǎn)效率高、品種多、生產(chǎn)環(huán)境好、生產(chǎn)成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強(qiáng)的市場競爭力,帶來巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)包裝機(jī)堪稱為擁有漫長發(fā)展歷史和富有強(qiáng)大生命力的主導(dǎo)機(jī)型?，F(xiàn)已被各國視為前景較好的包裝機(jī)械.由于現(xiàn)有國產(chǎn)袋成型自動(dòng)包裝機(jī)存在的軟硬件問題，并且缺少相應(yīng)的設(shè)計(jì)指導(dǎo)理論,所以對(duì)其進(jìn)行研究改進(jìn)是非常有意義的。包裝容器的制袋－充填－封口是包裝工藝必須的工序.充填的精確度影響到廠家經(jīng)濟(jì)效益；封口的好壞則影響包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和保質(zhì)期。因此，包裝質(zhì)量在很大程度上取決于袋長的精確控制以及封口質(zhì)量，本研究對(duì)整機(jī)結(jié)構(gòu)了解的基礎(chǔ)上針對(duì)縱封、橫封的封口形式完成了對(duì)薄膜輸送系統(tǒng)等關(guān)鍵部分硬件設(shè)計(jì)其在實(shí)際生產(chǎn)中也具有十分重要的指導(dǎo)意義.1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀為滿足現(xiàn)代商品包裝多樣化的要求,目前國內(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。袋成型自動(dòng)包裝機(jī)是將具有熱塑性的塑料復(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)量充填、封合剪切等全過程的自動(dòng)包裝設(shè)備。1．３。1國外袋成型包裝機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀國外袋成型包裝機(jī)發(fā)展全面,優(yōu)勢(shì)明顯，主要特點(diǎn)有:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化.用一臺(tái)包裝機(jī)完成對(duì)不同物料的包裝時(shí)，利用原有機(jī)型的模塊化設(shè)計(jì)可在短時(shí)間內(nèi)迅速進(jìn)行規(guī)格更換或轉(zhuǎn)換為其他包裝形式的機(jī)型，并為不同的計(jì)量系統(tǒng)提供了足夠的空間。包裝速度高速化.目前，國外的小袋包裝機(jī)單列包裝速度一般為30—８０袋/分,近些年來很多公司推出的多列式包裝機(jī)(2列到10列不等)可使包裝速度大大提高。如意大利ILAＰＡK公司的30０和400系列枕型包裝機(jī)，計(jì)量范圍15０到450ｇ，包裝速度１20袋/分:日本橫濱電機(jī)制作所的YＤE-70型四邊封合包裝機(jī)，計(jì)量范圍：0．5到30mｌ,可以2到1０列，最高速度為80０袋／分。結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化。由于采用各種新技術(shù)，如通過伺服電機(jī)、編碼器及數(shù)字控制、動(dòng)力負(fù)載控制ＰLC等高精密執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制各種動(dòng)作,使整機(jī)的充填計(jì)量精度和制袋精度都有所提高。如日本東京自動(dòng)機(jī)械的SIGMA3型粉末計(jì)量機(jī)，配有可調(diào)速驅(qū)動(dòng)馬達(dá),采用螺桿下料填充,最大充填為每次1。2kｇ，充填精度60.25%?？刂浦悄芑?、彈性化.國外大多機(jī)器都通過智能型控制儀表和觸摸屏上的菜單式應(yīng)用軟件對(duì)機(jī)器的各種參數(shù)進(jìn)行跟蹤調(diào)整。電子顯示屏顯示切袋長度、包裝速度、充填物的凈含量以及包裝產(chǎn)量等，一目了然。標(biāo)準(zhǔn)的色標(biāo)跟蹤光電系統(tǒng)能絕對(duì)保證包裝產(chǎn)品的印刷圖案正確。另外，機(jī)器可對(duì)工作過程進(jìn)行在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷分析，一旦發(fā)生問題，自動(dòng)停機(jī)，并顯示故障原因及解決方法.包裝形式多樣化。國外的袋包裝目前既有三邊封合袋、四邊封合袋、枕形袋，還有風(fēng)琴式、自立袋等.用戶可以根據(jù)市場的需要,具有更大的選擇空間.國外的袋包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)趨于簡單，橫封、縱封等動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)都采用氣動(dòng)原件，包裝動(dòng)作簡捷快速,整機(jī)噪聲??；采用變頻調(diào)速裝置,實(shí)現(xiàn)無極變速，不僅調(diào)速范圍大、平滑性好、低速特性，而且可實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，節(jié)電效果也十分明顯。1.３。2國內(nèi)袋成型包裝機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我國包裝機(jī)械發(fā)展較晚，目前正處于起步應(yīng)用階段。而且由于用戶的技術(shù)水平和各種環(huán)境因素的限制，我國包裝機(jī)械的需要就像一座“金字塔”。對(duì)高、精、尖設(shè)備的需求就是塔尖，越尖端的設(shè)備需求越小;對(duì)中、低檔設(shè)備的需求就像“金字塔”底部,量大面廣，商機(jī)無限.隨著市場需求的不斷增加，九十年代后,我國袋成型自動(dòng)包裝機(jī)有了較快的發(fā)展。通過參考國外產(chǎn)品,進(jìn)行消化、吸收及自主開發(fā)、研制，技術(shù)上有了很大的提高，計(jì)量范圍從1g到1000g不等，特別是產(chǎn)品功能和自動(dòng)化方面也有了長足的進(jìn)步。我國通過參考國外同類型產(chǎn)品,進(jìn)行消化、吸收及自主開發(fā)研制，技術(shù)上有了很大的發(fā)展和提高。我國現(xiàn)有的袋成型自動(dòng)包裝機(jī)應(yīng)用廣泛,機(jī)型分為立式和臥式兩種，可包裝液體、糊狀物料、粉狀物料、顆粒和固體物料，包裝形式有枕型袋、三封袋、四封袋、磚形帶、屋形帶、角形自立袋等多種類型。通過PLＣ和PＣ控制技術(shù)的不斷推廣和應(yīng)用,使袋成型自動(dòng)包裝機(jī)的自動(dòng)化程度得到了很大的提高。我國生產(chǎn)的袋成型自動(dòng)包裝機(jī)以普通型、通用型為主，即在同一臺(tái)設(shè)備上，同一豎直方向上自動(dòng)完成包裝袋成型、計(jì)量、打印日期、充填、封口、切斷、輸出等工序。包裝物料一般為：液體、粘稠體、顆粒物料、粉料、膏體、片劑、膨化食品等。充填計(jì)量方式一般為：容積式、稱重式.容積式又可分為量杯式、旋轉(zhuǎn)閥式、柱塞式；稱重式又可分為電子秤、杠桿秤兩種。有些包裝機(jī)還采用組合式，粗供料采用容積式,精供料采用稱重式等。所有包裝材料主要是具有可熱封的塑料單膜和各種復(fù)合膜。包裝成型袋以扁平袋為多.熱封方式主要：有往復(fù)、Ｌ型閉合式、旋轉(zhuǎn)式.國產(chǎn)中型袋包裝機(jī)多采用的橫封裝置是連續(xù)對(duì)輥式,其缺點(diǎn)是開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí),在輥輪中間都要夾持部分包裝材料，既難于清洗又浪費(fèi)材料.小型袋包裝機(jī)，橫封裝置采用的是扇形開合的封口方法,當(dāng)包裝袋的尺寸擴(kuò)大后,其封口質(zhì)量難以保證?？陀^地講,我國生產(chǎn)的袋成型自動(dòng)包裝機(jī)綜合性能與國外先進(jìn)國家的產(chǎn)品還存在著很大差距。比較突出的問題是：機(jī)械加工工藝技術(shù)水平低；機(jī)構(gòu)動(dòng)作的同步、協(xié)調(diào)性差；關(guān)鍵零部件、易損件、電氣元件壽命短、可靠性差；生產(chǎn)速度一般都比較慢，自動(dòng)化水平不高，自動(dòng)化調(diào)節(jié)、自動(dòng)化控制水平低；設(shè)備的可操控性差,維護(hù)保養(yǎng)較麻煩；充填精度低、速度慢；外觀造型和表面質(zhì)量差。1.3．3自動(dòng)包裝機(jī)存在的問題據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有自動(dòng)包裝機(jī)存在以下問題:１．包裝機(jī)長期存在著包裝材料輸送速度難以控制的問題,薄膜輸送速度不穩(wěn)，對(duì)袋長精度和袋形精度和袋形質(zhì)量的影響；工作初期和末期,帶膜卷的直徑速度變化很大,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變化,造成包裝輸送時(shí)拉力不均勻，使得袋封長度變化，袋長控制精度不高。2。包裝精度(充填精度）低且工作時(shí)不穩(wěn)定。3.包裝速度低；目前國產(chǎn)包裝機(jī)的包裝速度,小袋包裝在60～1２0袋／分之間，包裝速度超過８０袋/分時(shí)包裝質(zhì)量將下降;中袋包裝為35～60袋/分。國外設(shè)備的包裝速度以達(dá)到1200袋/分，中袋包裝1６０袋/分.４。封口質(zhì)量難以保證5。外觀質(zhì)量.國家規(guī)定,包裝袋的封口處應(yīng)平整,網(wǎng)紋清晰，不得有灼化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機(jī)不能很好的達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)；包裝成品的封口強(qiáng)度低；由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用,在塑料袋內(nèi)壁上會(huì)吸附細(xì)小的被包裝物粉粒，若不除去會(huì)造成橫封口處封口不牢,嚴(yán)重影響包裝袋封口質(zhì)量.自動(dòng)包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的不合理，將導(dǎo)致封口質(zhì)量問題。傳統(tǒng)的包裝機(jī)的封口機(jī)構(gòu)，其作用封塊是扇形開合，封口部位熱封時(shí)間不同,導(dǎo)致封口處不平滑，部分灼化或者強(qiáng)度不夠。兩橫封快機(jī)構(gòu)采用左橫封快運(yùn)動(dòng)時(shí),兩橫封快對(duì)包裝袋的作用力不同，會(huì)造成其封口不勻。而且封口周期長，包裝速度慢。1.4本次設(shè)計(jì)的任務(wù)和設(shè)計(jì)內(nèi)容１。4.1設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求全自動(dòng)藥品包裝機(jī)工藝全過程包括：制袋、充填、封口、日期打印、切斷袋膜等,設(shè)計(jì)采用ＰLC對(duì)藥品包裝機(jī)工藝過程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)工作方式.１.4。２設(shè)計(jì)工作任務(wù)和工作量的要求（1)畫出ＰLCＩ/O端口接線圖，并按圖接線。（２）編制控制程序，并畫出梯形邏輯圖.（3）完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求.(4)完成課程設(shè)計(jì)說明書。第2章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)２。1袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作原理袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)是將具有熱塑性的包材經(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)量充填、封合剪切等全過程的自動(dòng)包裝設(shè)備.該機(jī)主要由計(jì)量裝置、拉膜機(jī)構(gòu)、縱封機(jī)構(gòu)、橫封機(jī)構(gòu)、糾偏機(jī)構(gòu)等組成。機(jī)構(gòu)原理如圖2-1：圖2—1機(jī)構(gòu)原理圖當(dāng)袋成型藥品自動(dòng)包裝機(jī)整機(jī)運(yùn)行時(shí)，拉膜電機(jī)啟動(dòng)，通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)拉膜帶恒速連續(xù)運(yùn)行，拉膜帶的速度可以按照包裝速度設(shè)定值自動(dòng)調(diào)整.拉膜帶的內(nèi)測(cè)為齒形帶外側(cè)為高彈力的橡膠帶.高彈力橡膠帶可以增強(qiáng)其與薄膜的摩擦力，在該摩擦力的作用下，包裝材料隨拉膜帶向下運(yùn)動(dòng)。袋成型自動(dòng)藥品包裝機(jī)的工作原理如圖2—2：圖2—2工作原理圖2.２工藝分析2。2。１內(nèi)裝物的工藝特性分析藥品主要是顆粒狀、粉末狀或者流體,該包裝機(jī)可以在微小更改的基礎(chǔ)上完成固體物料的包裝.如果固體內(nèi)裝物的形狀變化，只需簡單更改零件就可以了。如尺寸大小變更可以調(diào)整成型器或更換成型器,其它的可以只是簡單調(diào)整。易碎的物件可以在中封牽引、端封切斷器上粘貼一些緩沖的物料，而無需更換零件就可以使機(jī)械適應(yīng)范圍廣。若包裝物由粉末狀變?yōu)橐后w，則需要換物料輸送模塊，以及物料填充計(jì)量裝置?？偠灾?袋成型自動(dòng)包裝機(jī)的使用范圍極廣，只要是一般特性的藥品都可以包裝.2.2。2包裝材料的要求包裝材料在包裝機(jī)設(shè)計(jì)中也是重要的。塑料包裝的問世,引起了包裝機(jī)的革命。使包裝工藝、包裝技術(shù)發(fā)生了巨大變化。如塑料包裝可以采用高頻加熱熱封包裝或電熱絲脈沖熱封包裝。醫(yī)藥行業(yè)多采用聚乙烯薄膜包裝，考慮到在薄膜牽引時(shí),薄膜要受到較大的張力，一般來說，包裝的速度越高,包裝材料越容易被拉斷.如果包裝材料的拉力強(qiáng)度不夠,勢(shì)必影響包裝速度的提高。因此，選擇包裝材料的質(zhì)量是十分重要的。2.2。3系統(tǒng)工作循環(huán)過程袋成型藥品自動(dòng)包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)適合于連續(xù)式自動(dòng)包裝。從工藝上講，其包裝工作循環(huán)過程如圖2－3所示.工藝是連續(xù)的，只有在內(nèi)裝物供送時(shí),每送入一件必須保證端封切斷器封切一件。圖2-３包裝工作循環(huán)過程2。2。4包裝機(jī)原理框圖結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)的功能要求以及包裝機(jī)的工作原理和工作過程，設(shè)計(jì)出包裝機(jī)的原理框圖,如圖2—4所示。圖2-4原理框圖第3章PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3。1硬件配置系統(tǒng)硬件配置結(jié)構(gòu)如圖3-1：系統(tǒng)硬件配置圖３－1包括中央處理單元以及I/Ｏ擴(kuò)展單元、檢測(cè)元件（光電開關(guān)和接近開關(guān)等）、操作面板（旋鈕開關(guān)、按鈕開關(guān)）、控制元件（交流接觸器和電磁閥)以及執(zhí)行元件(電動(dòng)機(jī)和氣缸）等幾部分.操作面板作為設(shè)備控制的操作界面，接受來自操作人員的操作指令并指示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；檢測(cè)元件檢測(cè)料位計(jì)量、投料結(jié)束信號(hào)，以及各部分的動(dòng)作完成情況;PLＣ自動(dòng)循環(huán)掃描各個(gè)輸入輸出點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài),并根據(jù)梯形圖程序所確定的邏輯關(guān)系更新輸出點(diǎn)的狀態(tài)，通過斷通交流接觸器和換向電磁閥來控制電動(dòng)機(jī)的啟停和氣缸的動(dòng)作，從而完成從卷膜輸送到物料排出全過程的自動(dòng)控制。3。2操作面板的設(shè)計(jì)為滿足生產(chǎn)地需要，很多設(shè)備要求設(shè)置多種工作方式，本次設(shè)計(jì)的藥品包裝機(jī)同樣需要,系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和回原點(diǎn)５種工作方式。工作方式選擇開關(guān)的5個(gè)位置對(duì)應(yīng)于5種工作方式，操作面板左下部的8個(gè)按鈕時(shí)手動(dòng)按鈕。為了保證在緊急情況下（包括ＰLC發(fā)生故障時(shí)）能可靠地切斷PLC的負(fù)載電源設(shè)置了交流接觸器。在ＰLC開始運(yùn)行時(shí)按下“負(fù)載電源"按鈕，使KM線圈得電并自鎖,KM的主觸點(diǎn)接通給負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況是用“緊急停車”按鈕斷開負(fù)載電源。操作面板如圖3－2:操作面板圖３—2３.3輸入輸出點(diǎn)分配自動(dòng)包裝機(jī)工藝過程由袋成型、充填、封口、冷卻等幾部分組成，包裝機(jī)控制系統(tǒng)輸入信號(hào)有：啟動(dòng)、停止及急停信號(hào)檢測(cè),卷膜袋長色標(biāo)檢測(cè),缺袋檢測(cè)，定量充填部分返回有無充填信號(hào),橫封到位檢測(cè),橫縱封結(jié)束檢測(cè)。輸出信號(hào)有:卷膜牽引啟動(dòng),卷膜橫封控制，防止過沖剎車控制,水冷卻控制，卷膜縱封控制，卷膜切刀控制，打印控制，拌料送料電機(jī)啟?？刂频?。綜合上述控制要求，并基于整個(gè)控制系統(tǒng)總成本及備用點(diǎn)考慮,本設(shè)計(jì)選用輸入２4點(diǎn)、輸出２４點(diǎn)的ＰLC基本單元。I/O點(diǎn)分配如下表：輸入端子說明輸出端子說明X０安全門限位Ｙ0打印氣缸電磁閥X1擴(kuò)展用Y1縱封氣缸電磁閥X2縱封到位檢測(cè)Y2動(dòng)盤氣缸電磁閥X3擴(kuò)展用Ｙ3刮板氣缸電磁閥X4動(dòng)盤到位檢測(cè)Ｙ４橫封氣缸電磁閥X5料滿檢測(cè)Y5切刀氣缸電磁閥Ｘ６橫封到位檢測(cè)Y6走袋電動(dòng)機(jī)Ｘ７擴(kuò)展用Ｙ７供料電動(dòng)機(jī)X10手動(dòng)Ｙ1０冷卻泵電動(dòng)機(jī)X１1回原點(diǎn)Ｙ１1橫封加熱管X１2單步Y(jié)１２縱封加熱管Ｘ1３單周期Y13空氣壓縮機(jī)Ｘ14連續(xù)Y14X15啟動(dòng)Y15Ｘ16停止Y16X1７供膜Y17Ｘ20打印Y20X21縱封Y２1Ｘ22動(dòng)盤移動(dòng)Y22X2３供料Ｙ2３X24刮板移動(dòng)Y24Ｘ25橫封Ｙ２5X26切斷Y２6Ｘ２7擴(kuò)展用Y273.4ＰLC選型根據(jù)輸入輸出點(diǎn)數(shù)該控制系統(tǒng)采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N－48MR型可編程控制器，選用AＣ電源，DC2４V電源輸入,繼電器輸出。FX2N系列PＬC是三菱公司近年來推出的高性能小型整體式PLC，能實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)算，基本指令每步0.0８微秒。程序容量最大16Ｋ步,基本指令有27條，步進(jìn)指令有2條,功能指令有２９８條。內(nèi)附高速計(jì)數(shù)器、內(nèi)部元件很豐富，是一種功能很強(qiáng)大的小型PLＣ.由于其結(jié)構(gòu)緊湊小巧、執(zhí)行速度快、功能強(qiáng)大及性價(jià)比較高等特點(diǎn),符合本系統(tǒng)各方面要求.3.５A(chǔ)／D模塊的選擇該藥品包裝機(jī)需要對(duì)一些非開關(guān)量(色標(biāo)檢測(cè)、溫度檢測(cè)）進(jìn)行監(jiān)控，普通的限位開關(guān)已經(jīng)不能滿足使用要求，因此此處選用變送器來轉(zhuǎn)換這些模擬量,再通過與PLC適配的A／D模塊將信號(hào)傳送到PLC內(nèi)部。該包裝機(jī)需要檢測(cè)三個(gè)模擬量即色標(biāo)檢測(cè)、橫封溫度檢測(cè)以及縱封溫度檢測(cè),此處選用FX２N-４AD模擬量輸入模塊,該輸入模塊有4個(gè)通道可以同時(shí)接收并處理4個(gè)模擬量輸入信號(hào)最大分辨率為12位。通道1輸入色標(biāo)檢測(cè)量，通道２輸入縱封溫度檢測(cè)量，通道3輸入橫封溫度檢測(cè)量。在初始化程序中需要將這3個(gè)兩讀入PＬＣ中。３。6ＰLＣ外部接線及電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路全自動(dòng)藥品包裝機(jī)控制系統(tǒng)外部接線圖如圖3—3所示,依據(jù)選好的PLC型號(hào)和Ｉ/O分配表設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的外部接線。主電路圖如圖３—４所示。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)中需要多臺(tái)電動(dòng)機(jī).其中主電動(dòng)機(jī)是走袋電動(dòng)機(jī)，它給系統(tǒng)提供必需的膜,是保障系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在.供料電動(dòng)機(jī)、冷卻泵電動(dòng)機(jī)和空氣壓縮機(jī)等分別是給系統(tǒng)提供物料、冷卻和給電磁閥提供風(fēng)源的。橫封加熱管和縱封加熱管分別是給橫封運(yùn)動(dòng)和縱封運(yùn)動(dòng)提升溫度的。另外，電源模塊是給電磁閥和Ａ／Ｄ模塊提供工作電壓的。由于要控制電機(jī)，所以系統(tǒng)中還要運(yùn)用交流接觸器來控制其通斷情況，為了防止過載等情況發(fā)生還有加入熱繼電器等。圖３—3外部接線圖圖3－4控制系統(tǒng)主電路圖第４章PLＣ控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4。1步進(jìn)指令編程的介紹全自動(dòng)藥品包裝機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分包括了系統(tǒng)控制流程圖和梯形圖程序的設(shè)計(jì)。有了程序的驅(qū)動(dòng)整個(gè)控制系統(tǒng)才能按照設(shè)計(jì)要求動(dòng)作，在梯形圖設(shè)計(jì)這一塊，要充分考慮各個(gè)部分要實(shí)現(xiàn)的功能等。對(duì)于復(fù)雜的控制要求使用步進(jìn)指令（STL/RET)指令編程較為簡潔，用FX系列ＰLC的狀態(tài)繼電器編寫順序控制程序時(shí)，應(yīng)與ＳTL指令一起使用。S０~Ｓ9用于初始步,S10~S19用于自動(dòng)返回原點(diǎn).使用ＳＴＬ指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點(diǎn)稱為STL觸點(diǎn),它是一種胖觸點(diǎn)，STL觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊有三個(gè)功能,即對(duì)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)處理、指定轉(zhuǎn)換條件和指定轉(zhuǎn)換目標(biāo)。步進(jìn)指令的使用說明：1）STL觸點(diǎn)是與左側(cè)母線相連的常開觸點(diǎn)，某STＬ觸點(diǎn)接通,則對(duì)應(yīng)的狀態(tài)為活動(dòng)步;2）與STＬ觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)應(yīng)用ＬD或ＬDＩ指令，只有執(zhí)行完RＥT后才返回左側(cè)母線；３)ＳTL觸點(diǎn)可直接驅(qū)動(dòng)或通過別的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)Y、M、Ｓ、Ｔ等元件的線圈；４)由于PＬC只執(zhí)行活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的電路塊，所以使用SＴL指令時(shí)允許雙線圈輸出（順控程序在不同的步可多次驅(qū)動(dòng)同一線圈）；5）STＬ觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)的電路塊中不能使用ＭC和ＭCR指令，但可以用CJ指令。4。２控制系統(tǒng)的主程序以上設(shè)計(jì)的是控制系統(tǒng)各部分的子程序，分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初始化、手動(dòng)控制、自動(dòng)回原點(diǎn)和自動(dòng)控制,把以上程序結(jié)合在一起成為一段程序就能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、連續(xù)各種不同的工作方式的變換，其主程序流程圖如圖4—1所示。圖４－１主程序流程圖4。3初始化程序ＦX系列PＬC的狀態(tài)初始化指令ＩST與ＳTL指令一起使用，專門用來設(shè)置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，和設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以簡化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計(jì)工作.ISＴ指令只能使用一次，它應(yīng)放在程序開始的地方，被它控制的SＴL電路應(yīng)放在它的后面。該藥品包裝機(jī)系統(tǒng)的初始化程序用來設(shè)置初始狀態(tài)和原點(diǎn)狀態(tài)條件。初始化程序如圖4-３，M30~M37與X1０~X16的關(guān)系，已經(jīng)在程序中寫出，與工作方式開關(guān)對(duì)應(yīng)的Ｘ10～Ｘ１4中同時(shí)只能用一個(gè)處于OＮ狀態(tài)，必須使用選擇開關(guān)，以保證這5個(gè)輸入中不可能有兩個(gè)同事為ON.IST指令的執(zhí)行條件滿足時(shí),初始狀態(tài)繼電器S0~S2和下列狀態(tài)輔助繼電器被自動(dòng)指定為一下功能,以后即使IST指令的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF,這些元件的功能仍保持不變：M８０4１禁止轉(zhuǎn)換M8042轉(zhuǎn)換啟動(dòng)M8043起動(dòng)脈沖M8０4４回原點(diǎn)完成Ｍ8047STL監(jiān)控有效S0手動(dòng)操作的初始狀態(tài)繼電器S1回原點(diǎn)操作的初始狀態(tài)繼電器S２自動(dòng)操作的初始狀態(tài)繼電器初始化程序如下：圖4-２初始化程序４。４手動(dòng)程序圖4－３是手動(dòng)程序,手動(dòng)操作時(shí)X１7～X26對(duì)應(yīng)的8個(gè)按鈕控制供膜、打印、縱封、動(dòng)盤移動(dòng)、供料、刮板移動(dòng)、橫封、切斷.為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在手動(dòng)程序中設(shè)置了一些必要的軟件互鎖和按鈕聯(lián)鎖,如打印、縱封、橫封、切斷時(shí)供膜電機(jī)不能運(yùn)行,在供料時(shí)刮板不能移動(dòng)，在橫封時(shí)切刀不能移動(dòng)等,以免機(jī)械發(fā)生干涉。圖4－3手動(dòng)程序4。5自動(dòng)回原點(diǎn)程序由手動(dòng)工作方式切換到自動(dòng)工作方式之前必須滿足原點(diǎn)條件否則無法執(zhí)行，所以此處編寫一段回原點(diǎn)程序。自動(dòng)返回原點(diǎn)結(jié)束后,用SET指令將M80４３置為ON做為標(biāo)志.回原點(diǎn)程序流程圖如圖4－4，自動(dòng)回原點(diǎn)控制程序如圖４—5。該藥品包裝機(jī)的原點(diǎn)為安全門關(guān)閉、動(dòng)盤到位、走袋電動(dòng)機(jī)關(guān)閉.圖4—4自動(dòng)回原點(diǎn)流程圖圖４—５自動(dòng)回原點(diǎn)程序4。6自動(dòng)程序圖4—６是自動(dòng)控制程序流程圖，圖4-7中是自動(dòng)控制程序,能夠在原點(diǎn)條件滿足且切換到自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。自動(dòng)程序能夠?qū)崿F(xiàn)單周期、單步、連續(xù)的功能。使用IST指令后,系統(tǒng)的單周期、單步、連續(xù)的幾種工作方式的切換時(shí)系統(tǒng)程序自動(dòng)完成。工作方式的切換時(shí)通過特殊輔助繼電器M８０40~M8042實(shí)現(xiàn)的，ISＴ指令自動(dòng)驅(qū)動(dòng)Ｍ８040～M804２。圖4－6自動(dòng)程序流程圖圖4－7自動(dòng)控制程序第5章結(jié)束語5.1方案綜合評(píng)價(jià)和結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)工作，可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、連續(xù)各種工作方式的切換,能夠按照預(yù)期的目標(biāo)正常地運(yùn)行。程序設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)清晰，易于檢查和修改。而且為以后軟件的維護(hù)和改進(jìn)提供了方便。對(duì)系統(tǒng)的可靠性進(jìn)行了充分的考慮,加入了各種的保護(hù)措施，盡量消除了各種可能的事故隱患.PLＣ非常有利于小型自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn),用PLC作為下位機(jī)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的信號(hào)輸入和實(shí)時(shí)控制，是執(zhí)行可靠,而且有效地實(shí)現(xiàn)了分散控制。設(shè)計(jì)完成之后,也發(fā)現(xiàn)本設(shè)計(jì)中存在著一些不足和需要改進(jìn)的地方:1.本次控制系統(tǒng)中采用的是旋鈕開關(guān)和按鈕沒有采用觸摸屏，如果設(shè)計(jì)了觸摸屏，那么一些數(shù)值就能直接通過觸摸屏設(shè)置好，使系統(tǒng)動(dòng)作更加精確.而且外觀也會(huì)更美觀；２.硬件設(shè)計(jì)中采用的電機(jī)等部件會(huì)發(fā)生過熱現(xiàn)象,如果加入聲音報(bào)警功能，即當(dāng)電機(jī)過熱時(shí)，程序利用蜂鳴器發(fā)出尖銳的聲音提醒操作人員有故障發(fā)生，達(dá)到提高反應(yīng)速度、降低故障危險(xiǎn)性的目的。5。2體會(huì)和展望體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，在設(shè)計(jì)中遇到了很多專業(yè)知識(shí)問題，最后在老師的辛勤指導(dǎo)和自己認(rèn)真查資料后，終于游逆而解。同時(shí)，在老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí),在次我們表示感謝！同時(shí),對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！我深知做課程設(shè)計(jì)同時(shí)也是對(duì)課本知識(shí)的鞏固和加強(qiáng)，由于課本上的知識(shí)太多，平時(shí)課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運(yùn)用各個(gè)元件的功能，而且考試內(nèi)容有限,所以在這次課程設(shè)計(jì)過程中,我們了解了很多元件的功能,并且對(duì)于其在電路中的使用有了更多的認(rèn)識(shí)。平時(shí)看課本時(shí),有時(shí)問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計(jì)，那些問題就迎刃而解了.而且還可以記住很多東西，認(rèn)識(shí)來源于實(shí)踐，實(shí)踐是認(rèn)識(shí)的動(dòng)力和最終目的，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。展望1.通過數(shù)字PＩD控制將包材速度控制在目標(biāo)值附近,使包材速度在小范圍內(nèi)波動(dòng);2.將拉膜機(jī)構(gòu)部分上添加拉力檢測(cè)裝置，然后對(duì)主軸電機(jī)的速度增加拉力控制，可更好地保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行；3.在計(jì)量系統(tǒng)方面，可以用單片機(jī)系統(tǒng)收集信息并返回ＰLC，并根據(jù)誤差變化調(diào)整充填電機(jī)的速度。也可將變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)改為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)料,以此提高包裝充填精度；4.由于本系統(tǒng)控制硬件仍有擴(kuò)展余地,可考慮在此平臺(tái)上由現(xiàn)有的單列封袋，改為多列封袋,由此提高生產(chǎn)速度.參考文獻(xiàn)【1】李學(xué)忠，張國全。全自動(dòng)包裝機(jī)ＰLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【J】。廣西輕工業(yè)。２007。2:41－４2?！?】FX2N系統(tǒng)微型可編程控制器適用手冊(cè)。廣州:正?？萍奸_發(fā)有限公司,１9９６?！?】廖常初.FＸ系列PLC編程及應(yīng)用【M】.第1版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20０5。【4】周亮。袋成型自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究：【D】.湖北：武漢理工大學(xué)。２０0９.題目:基于PLC高速全自動(dòng)包裝機(jī)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：職稱：學(xué)生姓名:學(xué)號(hào)：專業(yè):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化院(系)：機(jī)電工程學(xué)院答辯日期：２０15年６月23日摘要衛(wèi)生卷紙是人們生活中的必須品，隨著人們對(duì)紙質(zhì)品用量的增加，對(duì)衛(wèi)生紙的需求也越來越大，且對(duì)衛(wèi)生紙的安全性,方便性要求也越來越高。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的新型包裝機(jī)是市場的迫切需求。本設(shè)計(jì)以高速全自動(dòng)卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)作背景，同時(shí)結(jié)合理論和實(shí)踐，細(xì)致地記述了：光電感應(yīng)技術(shù)、ＰLＣ技術(shù)、通信技術(shù)于一體的先進(jìn)控制技術(shù)在這款包裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)主要內(nèi)容如下：1.記述了可編程控制器ＰLC的現(xiàn)況和它在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可行性與前景。2.基于對(duì)卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝流程的認(rèn)識(shí),計(jì)算其輸入輸出Ｉ／Ｏ點(diǎn),然后對(duì)PLC選型，硬件組態(tài)的設(shè)計(jì)。3．包裝紙包裝過程中的同步控制問題。4.利用Siemenｓ公司的編程軟件Step7、和通信功能設(shè)計(jì)了包裝過程梯形圖、ＰLC通信網(wǎng)絡(luò)及STR語句，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與控制輸出設(shè)備的高速、高效、安全地運(yùn)行。經(jīng)過我們的努力,卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。并且經(jīng)過了嚴(yán)格的測(cè)試，在實(shí)驗(yàn)室的模擬運(yùn)行中,取得了良好的控制效果。使該機(jī)無論從功能上還是效率上都獲得了質(zhì)的提高，較好地實(shí)現(xiàn)了控制要求.關(guān)鍵詞：PLC包裝機(jī)同步控制Ｓｔep７AbstractArｏlｌoｆtｏiｌｅtｐａｐerispeopｌｅ'slifｅmuｓt，wiｔhtheｉｎcreasingoftheａmｏuntofpaｐerｐｒｏducts，tｈedｅｍａndｏftoiletpaperisａlsomｏreandmｏreｂigandtheｓafetyoｆtｏｉletpaｐｅr，cｏｎｖｅniencｅareincreasｉｎgｌyhighreｑuｉreｍentｓ.Ｉｎorｄｅrtomaketheｇoodsnｅａｔ,beautｉfulandhaｖｅgoodpaｃｋagiｎgqｕａliｔy，thenewpaｃkaｇiｎｇmachineｗithhiｇheｆfｉcieｎcy，higｈeffiｃieｎcy，ｈigｈqｕalityａｎdecｏｎｏｍyistheuｒｇeｎtｎeｅdofthemarket．Thedesiｇｎoｆhigh—speedautomatiｃrｏｌｌpapeｒpackagｉngｍachinecontrolsyｓtemastｈebaｃkground,combineｄwithｔheoｒyａndpraｃtice,cａrefuｌｌyChｒonicｌesphotoeleｃtｒｉcsenｓｏrtecｈｎoloｇｙ,PLＣtｅｃhnoloｇyaｎdcomｍunicatｉonsｔechnolｏgyｉnｏneoｆｔｈｅadvａncｅdcｏnｔroｌｔｅchnｏｌogyiｎｔhｉspackａgingｍａchinecｏntrolｓystemapｐlicａt(yī)ion。Ｔｈemａincoｎtentsofthisdesignaｒeａsfoｌlowｓ：1.theprｅsentsiｔｕａt(yī)ionofthepｒoｇrammabｌｅｃoｎｔｒｏｌｌeｒPＬCanditsｆeaｓibilityanｄprospectｉｎｔhｅapplicationofｐackagiｎgmａchinｅｒy。２.ｂaｓedｏnthｅｒｅcogｎitionoｆｔhｅproductionprocessflowｏｆｔhepaｐerpaｃkaｇingmａcｈｉｎe，cａlcｕlａｔeｔheｉnpｕtａndoutｐuｔI／Opoｉｎtｓ，anｄtheｎselecttｈeＰLC，hａrdｗarecｏnfiｇuratｉondeｓiｇｎ.3。Sｙnchronizatiｏｎcontｒｏlinｔheproｃｅsｓofｐackagｉngpａｐeｒｐacｋａｇｉnｇ。4.ＵseSｉｅmenｓSTEP7ｐｒograｍｍinｇsoｆtware,aｎdｔｈｅcoｍmuｎiｃationfuｎctiondesiｇnthepａcｋagiｎgｐrocｅsｓladｄerdｉagraｍ，PLCcoｍmuｎicationnetwoｒkaｎdSTＲstatｅmenｔ,uｓeｄｔoｉmplemenｔdａt(yī)aaｃquisｉtiｏnanｄconｔrｏloutpｕtdeviceofhighｓpeed,highefficｉｅncyａndsａfeoperａt(yī)ｉoｎ。Afterｏｕrｅｆforｔｓ，thedesignoftｈecontrｏｌｓyｓtemofthepapeｒpａcｋagingmachiｎehaｓbeｅncompletｅｄ.．Ａnｄａｆteｒarｉgorｏustｅst,ｉｎtｈelａbｏratｏrysｉmuｌation,achievedgｏoｄcontｒoｌreｓulｔs.Tｈemachｉｎeｗastoimprｏvｅtｈeqｕaliｔyｏｆｂｏththeｆunctｉｏnａndeffｉｃieｎcy，ａchievebeｔｔeｒconｔroloｆｔherequｅsｔ．Kｅyｗordｓ：PＬCPackingmachinｅSynchrｏnoｕscontrolＳtｅp７目錄TＯC\＊MＥRGＥFORＭAT1緒論P(yáng)AＧＥREF_Tｏc153241１。1可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀ＰAGEREF_Toc310311１。２可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)PAGＥＲEF＿Toｃ２505211．3PLＣ與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較ＰAGＥＲEＦ_Ｔoｃ23６7６31。3．１PLＣ與繼電器控制系統(tǒng)的比較３1。３.2PLC與單片機(jī)控制系統(tǒng)比較PAＧERＥＦ_Toc1788641。3。3PLＣ與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較41。3.4PLC與集散型控制系統(tǒng)的比較PＡＧEREF＿Ｔoｃ1713351．4卷紙包裝機(jī)產(chǎn)生的背景及意義5１.5PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景51。6本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容６1。7設(shè)計(jì)的安排62卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)PAGＥRＥF＿Ｔoc11238８2。1卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝論述PAGＥＲEＦ＿Toｃ152９582。2控制方案的設(shè)計(jì)９2。3系統(tǒng)的運(yùn)行模式103控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)PAＧEＲEF_Tｏc13９62113．1總體結(jié)構(gòu)關(guān)系PAＧEREＦ_Tｏc１021811３。２控制系統(tǒng)主要器件的選擇６２2１14電器線路和元件模塊的設(shè)計(jì)PＡGEREF＿Tｏc４41２13４。1供電線路PAGＥRＥＦ_Tｏc1455３13４。2主要控制功能模塊的設(shè)計(jì)1３4。2。1裝料工位１１34。2。2夾鉗抓緊、旋轉(zhuǎn)與窩邊工位２154。3卸料工位3分析164。4放卷、分切部分的張力控制１65同步控制系統(tǒng)分析PAGEREF＿Toc14６３４185．１送料過程中的同步控制1８5．2信號(hào)的獲取185.3同步控制電路原理的分析19６系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)PＡＧEREF_Toc16307２１6.1概述ＰAGEREＦ＿Ｔｏc１７964２１６.1。1可編程序控制器實(shí)現(xiàn)控制的要點(diǎn)216．1。２可編程序控制器實(shí)現(xiàn)控制的過程226。１．３可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的方式226。2PＬC程序的總體結(jié)構(gòu)2２6。3PLＣ軟件的選擇23６.4Step７軟件的介紹23６。5模塊化編程236．６程序的仿真調(diào)試30結(jié)論31致謝３2參考文獻(xiàn)3３附錄351緒論1。1可編程控制技術(shù)的現(xiàn)狀可編程控制器（ProgrａｍｍableLogicalConｔrollｅr）簡稱PC或ＰLＣ，是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件,是美國數(shù)字公司（ＤEＣ)為美國通用公司（ＧM）研制開發(fā)并成功應(yīng)用于汽車生產(chǎn)線上，可編程控制器自此誕生[1]。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質(zhì)與量的變化，其控制技術(shù)也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時(shí)推動(dòng)了先進(jìn)制造技術(shù)的相應(yīng)發(fā)展?，F(xiàn)代ＰLC已經(jīng)成為真正的工業(yè)控制設(shè)備。最初，ＰLC主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。但不久，西德的西門子(SIEMEＮS）公司、ＢＢC公司就開始研制PLＣ，當(dāng)時(shí)主要是用于軋鋼機(jī)、升降設(shè)備等大型設(shè)備上.70年代初，日本的OMRＯＮ也推出了他們的ＰLC。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了PLC制造者的行列。７0年代中期,美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型ＰＬC.由于PＬＣ是為工業(yè)控制所生產(chǎn)的通用性很強(qiáng)，適合于大批量生產(chǎn)的裝置,所以成本迅速下降；加上其是專為工業(yè)控制所設(shè)計(jì),所以具有極好的抗干擾性能；并且他的使用和維護(hù)都極為方便,實(shí)現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機(jī)械制造業(yè)深受歡迎。小型PLC開始步入諸如塑料注塑機(jī)、包裝機(jī)械、橡膠機(jī)械、紡織機(jī)械等輕工機(jī)械的控制領(lǐng)域，其成本的低廉和性能的優(yōu)良對(duì)直接使用微機(jī)作為控制單元的做法構(gòu)成了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn),更有全面取代傳統(tǒng)繼電器控制屏的趨勢(shì)。據(jù)國外資料介紹:１９８2年美國PLＣ用戶中,有48％來自自動(dòng)程序操作部門（如汽車、拖拉機(jī)工業(yè)、機(jī)械工業(yè)等）、1３%來自石油化工業(yè)、9%來自食品飲料業(yè)、7％來自冶金工業(yè)、其余部分來自造紙、采礦、污水處理等部門。近年來，隨著我國對(duì)外開放,日、美、西德等國生產(chǎn)的PLC已通過多種途徑進(jìn)入了我國,引起了各方面的重視并得到應(yīng)用.如寶鋼工程應(yīng)用了數(shù)百臺(tái)PLC，首鋼、武鋼、開灤煤礦也分別應(yīng)用了美國和西德的ＰLC。1．２可編程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和工業(yè)自動(dòng)化愈來愈高的需求,可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善［2］.僅僅將ＰLC理解為開關(guān)量控制的時(shí)代已經(jīng)過去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產(chǎn)的廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體,其功能也日趨完善。今后，PLC將主要朝著以下兩個(gè)方向發(fā)展：一個(gè)是向超小型專用化和低價(jià)格方向發(fā)展;另一個(gè)是向高速多功能和分布式自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展?？偟内厔?shì)如下：(1)可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化在工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品繁花似錦的今天，各生產(chǎn)廠商既互相競爭又互相合作。一種自動(dòng)化產(chǎn)品的競爭力除表現(xiàn)在其技術(shù)上的個(gè)性外，更重要的還在于其滿足國際標(biāo)準(zhǔn)化的程度和水平。標(biāo)準(zhǔn)化一方面保證了產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，另一方面也保證了各個(gè)廠家產(chǎn)品的互相兼容。出廠檢驗(yàn)時(shí)各可編程控制產(chǎn)品的廠家都有相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作依據(jù)。按照這些標(biāo)準(zhǔn),各種型號(hào)的PLＣ產(chǎn)品對(duì)工業(yè)應(yīng)用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。但是,這些標(biāo)準(zhǔn)目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產(chǎn)品，而不能實(shí)現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。為了使各廠家的產(chǎn)品有一個(gè)共同的參考平面,制定了國際標(biāo)準(zhǔn).（2）CＰU處理速度進(jìn)一步加快目前PLC的CPＵ與微型計(jì)算機(jī)的CPＵ相比,還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在8０48６一級(jí)。將來會(huì)全部使用６4位RＩSC芯片,實(shí)現(xiàn)多CＰU并行處理或分時(shí)處理或分任務(wù)處理，實(shí)現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。這樣PＬC執(zhí)行指令的速度將達(dá)到納秒級(jí)。（３）可編程控制技術(shù)的智能化提高一個(gè)系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質(zhì)，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。（４）系統(tǒng)的開放性和兼容性開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。一方面是某一產(chǎn)品和第三家同類產(chǎn)品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺(tái)對(duì)使用者有多大的開放程度。當(dāng)今可編程控制產(chǎn)品種類繁多,加上自動(dòng)化項(xiàng)目越來越大，致使常常在一個(gè)工程項(xiàng)目中出現(xiàn)不同廠家的產(chǎn)品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產(chǎn)品族中,都要考慮到和其他廠家產(chǎn)品的兼容性問題；另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機(jī)等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開放性的特點(diǎn)。除此之外，同一廠家產(chǎn)品族中的各系列產(chǎn)品兼容性也代表了可編程控制產(chǎn)品的水平.(5)通用性和專業(yè)化的結(jié)合可編程控制產(chǎn)品是通用的。但是工業(yè)的每一領(lǐng)域都有其自己的特點(diǎn).怎樣才能使一個(gè)系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化呢？硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。這樣，適合于某個(gè)行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。常用的專用模塊包括：定位模塊、溫度測(cè)量模塊、高速采樣模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊等。(6)可靠性進(jìn)一步提高隨著PLC進(jìn)入過程控制的領(lǐng)域，對(duì)PLC可靠性的要求進(jìn)一步提高。硬件冗余的容錯(cuò)技術(shù)將進(jìn)一步得到應(yīng)用,不僅會(huì)有ＣＰU單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、1/0單元冗余、而且整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)實(shí)現(xiàn)冗余.但從根本上來講,系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度.要保證整個(gè)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，首先要求系統(tǒng)各單元的質(zhì)量要得到保證。MTＢF（平均無故障時(shí)間)是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo).縱觀各著名廠商，其ＰLC產(chǎn)品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。(7)控制系統(tǒng)分散化根據(jù)分散控制、集中管理的原則，PLC控制系統(tǒng)的1/0模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場，通過通信電纜或光纖與主ＣPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。這樣使控制更有效,系統(tǒng)更可靠。（8）控制與管理功能一體化為了滿足現(xiàn)代化大生產(chǎn)的控制與管理的需要,PＬC將廣泛采用計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和圖形顯示技術(shù)，使PLC系統(tǒng)的生產(chǎn)控制功能和信息管理功能融為一體。綜上所述，我們不難得出下面幾個(gè)結(jié)論：=1\*GＢ3＼＊MＥRGEFＯRMAT①工控機(jī)、計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)及PＬC正在走著一條相互融合的道路.=2\*ＧＢ3\*ＭEＲＧEFORMAT②智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控制思想.=3＼*GＢ３＼＊ＭERGEFORMAT③系統(tǒng)的智能性將越來越重要,因此系統(tǒng)的分析運(yùn)算能力將越來越強(qiáng)。＝４\*ＧＢ3\＊MERGEＦORMAT④基于標(biāo)準(zhǔn)化的開放性和兼容性是衡量系統(tǒng)質(zhì)量的重要判據(jù).=5＼＊ＧB3＼＊MERGEFＯRMAＴ⑤通用性、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征［3]。1。3PＬC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)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，只能通過硬件的重新組合來實(shí)現(xiàn)。目前,工業(yè)界比較有代表性的控制方式主要有以下幾個(gè)類別:繼電器控制系統(tǒng),單片機(jī)控制系統(tǒng)，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng),集散型控制系統(tǒng)[4].１。３.1PLC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來講,只要用PＬC配備的編程器在現(xiàn)場就可以完成更改。至于PLC對(duì)外部的聯(lián)系,只有I/O點(diǎn)，只要輸入輸出對(duì)象不變,就無須對(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)來實(shí)現(xiàn)的,所以如果是對(duì)外脈沖進(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則采用了無觸點(diǎn)的電子電路來替代繼電器觸點(diǎn)，確切地說是用存貯器內(nèi)的數(shù)據(jù)來代替觸點(diǎn)，因此不存在上述缺點(diǎn)。而且體積小、功耗小、壽命長、可靠性高、還具有監(jiān)控功能和自檢功能，使程序的運(yùn)行過程成為透明.ＰLC一般還具有步進(jìn)控制指令,可以進(jìn)行步進(jìn)控制,而繼電器邏輯就比較困難。繼電器邏輯只能對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制.而PLＣ除了具有開關(guān)量控制功能外,有些功能較全的PＬC還具有A/D，D/A轉(zhuǎn)換裝置，可以用來對(duì)模擬量進(jìn)行控制.但是目前在成本方面PLC還比繼電器貴，一般進(jìn)口產(chǎn)品每個(gè)Ｉ/O點(diǎn)為人民幣80元左右；國產(chǎn)一般點(diǎn)I／O為6０元左右.1.3。2ＰＬC與單片機(jī)控制系統(tǒng)比較雖然單片機(jī)的配置較微機(jī)系統(tǒng)簡單，成本也較易接受，但它仍然不是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的.同樣存在著編程難、不易掌握、需要做大量的接口工作，可靠性仍較差，成本高等缺點(diǎn)。盡管其有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，但工業(yè)控制都為開關(guān)量控制,所以其長處仍得不到發(fā)揮。單片機(jī)與PＬC的比較:在很大程度上,單片機(jī)是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的。因此，它具有較好的環(huán)境適應(yīng)性。事實(shí)上,現(xiàn)代PLC的核心就是單片微處理器。用單片機(jī)作控制部件在成本方面具有優(yōu)勢(shì).但是不可否認(rèn),從單片機(jī)到工業(yè)控制裝置之間畢竟有一個(gè)硬件開發(fā)和軟件開發(fā)的過程。雖然PLC也有必不可少的軟件開發(fā)過程,但兩者所用的語言差別很大,單片機(jī)主要使用匯編語言開發(fā)軟件。而PLC用專用的指令系統(tǒng)來編程的。前者復(fù)雜而易出錯(cuò)，開發(fā)周期長.后者簡便易學(xué)，現(xiàn)場就可以開發(fā)調(diào)試。單片機(jī)控制系統(tǒng)僅適用于較簡單的自動(dòng)化項(xiàng)目。硬件上主要受ＣPU、內(nèi)存容量及I/O接口的限制;軟件上主要受限于與CPU類型有關(guān)的編程語言。一般說來單片機(jī)或單片機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用只是為某個(gè)特定的產(chǎn)品服務(wù)的。其通用性、兼容性和擴(kuò)展性都相當(dāng)差。１.3.3PLC與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的比較ＰＬC是專為工業(yè)控制所設(shè)計(jì)的.而微型計(jì)算機(jī)是為科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理等而設(shè)計(jì)的，盡管兩者在技術(shù)上都采用了計(jì)算機(jī)技術(shù),但由于使用對(duì)象和環(huán)境的不同，PLC較之微機(jī)系統(tǒng)具有面向工業(yè)控制、抗干擾能力強(qiáng)、適應(yīng)工程現(xiàn)場的溫度、濕度環(huán)境、輸入、輸出一般采用“光電”隔離技術(shù)，并配備有可承受較大負(fù)載的繼電器或可控硅（也有用晶體管）輸出部件，一般可以直接驅(qū)動(dòng)小型電機(jī)等負(fù)載。此外，使用面向工業(yè)控制的專用語言而使編程及修改方便。并有較完善的監(jiān)控功能。而微機(jī)系統(tǒng)則不具備上述特點(diǎn),一般對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求苛刻,使用高級(jí)語言編程，要求使用者有相當(dāng)水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。此外，微機(jī)系統(tǒng)的外設(shè)配備較多，有些對(duì)工業(yè)控制并非必須.因此PＬＣ顯然較微機(jī)系統(tǒng)更適合于工業(yè)控制。1.3。4PLC與集散型控制系統(tǒng)的比較ＰLＣ是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的[5]。而集散控制系統(tǒng)DCS(DisｔributionControｌSyｓtｅm）是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調(diào)節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢(shì)。PLＣ隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,無論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網(wǎng)通信上,都有很大的提高。并開始與小型計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò),構(gòu)成了以PＬC為重要部件的分布式控制系統(tǒng)。隨著網(wǎng)絡(luò)通信功能的不斷增強(qiáng)，PLC與PLC及計(jì)算機(jī)的互聯(lián)，可以形成大規(guī)模的控制系統(tǒng),在數(shù)據(jù)高速公路上(DatａHigｈway）掛接在線通用計(jì)算機(jī),實(shí)現(xiàn)在線組態(tài)、編程和下裝,進(jìn)行在線監(jiān)控整個(gè)生產(chǎn)過程,這樣就己經(jīng)具備了集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，加上ＰＬC價(jià)格和可靠性優(yōu)勢(shì)，使之可與傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)相互競爭。由于以上的原因，可以預(yù)見隨著ＰLC成本的下降和機(jī)器要求的提高，將很快在大部分場合取代繼電器控制屏。無論是與傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制邏輯相比，還是與現(xiàn)代的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)乃至專用于控制的單片機(jī)相比,在工業(yè)控制方面PLC都具有明顯的優(yōu)越性。尤其是對(duì)生產(chǎn)流水線、動(dòng)作復(fù)雜的單機(jī)，比起前述幾種控制手段來具有壽命長、可靠性高、對(duì)環(huán)境無特殊要求、開發(fā)費(fèi)用低、周期短、無需專門的計(jì)算機(jī)軟、硬件知識(shí)就可在短期內(nèi)掌握,功能擴(kuò)展方便,成本可為一般用戶所接受等優(yōu)點(diǎn),是現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品控制裝置的理想選擇。１。4卷紙包裝機(jī)產(chǎn)生的背景及意義衛(wèi)生卷紙是人們生活中的必須品，隨著人們對(duì)紙質(zhì)品用量的增加，對(duì)衛(wèi)生紙的需求也越來越大,且對(duì)衛(wèi)生紙的安全性，方便性要求也越來越高。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，研制高速、高效、高質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的新型包裝機(jī)是市場的迫切需求。目前,該類包裝機(jī)多半為進(jìn)口產(chǎn)品,價(jià)格昂貴.為此,我選擇了關(guān)于卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的課題。1.5PＬC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性和前景包裝機(jī)械的最大特點(diǎn)是動(dòng)作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。在這種場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)行編程后來取代。從物理介質(zhì)方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合,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。事實(shí)上ＰLC用于這種場合是最能顯現(xiàn)出其經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)然我們不僅忽視了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)遠(yuǎn)高于繼電器控制方式，從上述意義上來講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場合。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點(diǎn)：（１)更改控制邏輯只需修改軟件，無需對(duì)硬件作改動(dòng)；（2）程序可以復(fù)制，批量生產(chǎn)很容易；（3)電氣硬件設(shè)計(jì)大大簡化;（４)由于PLＣ除有繼電器功能外,尚有多種其它功能,可以實(shí)現(xiàn)繼電器無法實(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)簡化；（5)可靠性高；（6)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)雜的控制來講具有無可比擬的優(yōu)越性；(7）具有擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，當(dāng)需要較多１/0時(shí)可以方便地?cái)U(kuò)展。因此,國外在注塑機(jī)、各種包裝機(jī)上已經(jīng)大量地采用了PLＣ來取代傳統(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來取代的話，則可以簡化機(jī)械結(jié)構(gòu),機(jī)械和電氣設(shè)計(jì)都可以得到簡化[6].更重要的是可以使原來無法實(shí)現(xiàn)的某些功能得以實(shí)現(xiàn)，使機(jī)器在某種程度上實(shí)現(xiàn)智能化。通過對(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)。1.6本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容（1）對(duì)可編程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)作一簡單的介紹,明確背景知識(shí)與選型根據(jù);分析PLC在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性與前景。（2）卷紙包裝機(jī)各動(dòng)作控制工藝的研究。了解卷紙包裝機(jī)的工作過程及工藝要求?？偨Y(jié)各機(jī)構(gòu)的動(dòng)作順序，將其用流程圖的形式表示出來,為實(shí)現(xiàn)高速全自動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制做準(zhǔn)備。（３）可編程控制器部分的設(shè)計(jì),包括控制方案的選取與設(shè)計(jì)、I/０接口信號(hào)的確定、模塊的選擇,控制程序的設(shè)計(jì)與調(diào)試。1.7設(shè)計(jì)的安排本設(shè)計(jì)共分六章。設(shè)計(jì)的第一章主要介紹了可編程控制器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)及其在包裝機(jī)械上應(yīng)用的可能性及前景，分析了PＬC控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別，介紹了本課題的研究內(nèi)容。第二章分析了卷紙包裝機(jī)工藝流程和包裝各動(dòng)作的時(shí)序及包裝機(jī)速度的影響因素及提高方法,設(shè)計(jì)了包裝機(jī)控制系統(tǒng)的控制方案、運(yùn)行方式及硬件的選擇。第三章主要對(duì)硬件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。第四章主要是對(duì)控制系統(tǒng)的供電線路及包裝機(jī)各工位元件的設(shè)計(jì)。第五章主要是對(duì)包裝過程的同步控制系統(tǒng)進(jìn)行分析。第六章根據(jù)PLC原理用SIEMENＳ的STEＰ7設(shè)計(jì)了某些功能塊的梯形圖，并用S7-ＰＬCSIMsimulａt(yī)ｏｒ模擬其運(yùn)行結(jié)果。２卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)第一章介紹了可編程控制技術(shù)的一些概要情況,下面就具體結(jié)合卷紙包裝機(jī)電控系統(tǒng)的實(shí)際來看一下它的應(yīng)用。這里需要說明的是,正如前面所提到的那樣，可編程控制技術(shù)并非單純是指PLC本身,而是包括其在內(nèi)的一系列自動(dòng)化控制產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。本系統(tǒng)在電氣控制部分設(shè)計(jì)時(shí),充分考慮到用戶的功能需求和與本系統(tǒng)機(jī)械部分的配合需求,在具體實(shí)現(xiàn)的過程中,又以系統(tǒng)的可靠性與易用性為準(zhǔn)則，盡量把本系統(tǒng)設(shè)計(jì)成為一個(gè)功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機(jī)設(shè)備.在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)之前，首先得了解其生產(chǎn)工藝.２．1卷紙包裝機(jī)生產(chǎn)工藝論述卷紙包裝機(jī)主體作用是把來源卷紙庫的卷紙按照每分鐘6０個(gè)的頻率包裝為滿足要求的衛(wèi)生卷筒紙.如圖2．1—1所示是簡易的工藝流程圖。包裝紙按照卷筒的形式安裝在原料架上方，一旦上位機(jī)釋放命令,放卷電機(jī)開始動(dòng)作,放卷開始。放卷到規(guī)定長度（長度依靠色標(biāo)來確定）時(shí),通過色標(biāo)信號(hào)向切紙機(jī)構(gòu)發(fā)出指令。切紙機(jī)構(gòu)用的是交流變頻調(diào)速電機(jī),帶動(dòng)一個(gè)凸輪旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動(dòng)切斷刀上下進(jìn)行運(yùn)動(dòng),在凸輪上放置一個(gè)位置傳感器,當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)到某一固定位置時(shí)，切刀開始向上運(yùn)動(dòng)，二刀分離，當(dāng)出現(xiàn)色標(biāo)信號(hào)時(shí),刀又開始向下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。切刀向上和向下的工作頻率可借助變頻調(diào)速電機(jī)進(jìn)行調(diào)整,操作簡單方便。已經(jīng)完成切割的紙片經(jīng)過整理后放到紙片庫中，等待推紙空心臺(tái)送紙片。同時(shí)卷紙庫的卷紙通過整理等待托盤推桿送卷紙球.包裝過程依靠包裝工藝盤及其輔助機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。包裝工藝盤一共有八個(gè)V形槽和三個(gè)加工工位,當(dāng)包裝紙與待包裝的卷筒紙放到槽中之后,由工藝盤載著其開始轉(zhuǎn)動(dòng),依次送到每個(gè)加工工位.工藝盤的轉(zhuǎn)動(dòng)是借助交流電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)的，每個(gè)加工工位的動(dòng)作是借助順序邏輯控制電磁閥帶動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作的。工件先是從1號(hào)工位裝入，然后在2號(hào)工位由夾鉗機(jī)構(gòu)完成前進(jìn)，抓緊，旋轉(zhuǎn)以及窩邊的動(dòng)作，同時(shí)依次向托盤與推紙空心臺(tái)發(fā)出送紙球和送紙片信號(hào)，最終在３號(hào)工位處，已經(jīng)包裝好的產(chǎn)品由于重力作用自由落入到成品庫中.原包裝紙防卷切紙?jiān)b紙防卷切紙紙片空心臺(tái)紙片庫紙片空心臺(tái)紙片庫工位3工位2工位1工位3工位2工位1紙片整理紙片整理托紙盤托紙盤卷紙庫卷紙庫圖2．1－1卷紙包裝工藝流程圖圖2．1－2包裝過程各工位時(shí)序圖因?yàn)樗且粋€(gè)突出的順序控制,最簡便的方法是運(yùn)用移位寄存器來運(yùn)轉(zhuǎn)。移位寄存器假設(shè)是一個(gè)8位的，一個(gè)Ｖ形槽與一個(gè)移位寄存器吻合，移位一次要１20ms,2號(hào)工位給出上料指令時(shí)，紙片被推動(dòng)于推紙空心臺(tái),紙球被托盤牽引并且用一樣的速度向前推進(jìn)當(dāng)?shù)谝还の磺『霉に嚤PV形槽相吻合時(shí)，工藝盤不動(dòng)，拖延時(shí)間在這個(gè)時(shí)間是1５0ms，守候紙片被放紙空心臺(tái)壓到時(shí)，到位行程開關(guān)，關(guān)閉，托盤到位行程開關(guān)，被托盤壓到時(shí)，托盤不動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了送料目的，等到延時(shí)結(jié)束，齊頭并進(jìn)。存紙空心臺(tái)與托盤向后運(yùn)動(dòng)，并且插紙板向前移動(dòng)頂起紙球和工藝盤運(yùn)動(dòng)到2號(hào)工位的位置時(shí),工藝盤不動(dòng)，延時(shí)2５0ms指令，在這段時(shí)間內(nèi)，當(dāng)工藝盤不運(yùn)作后插紙板也跟著停止運(yùn)作，并且給出送料不過因?yàn)閼T性會(huì)出現(xiàn)包裝紙繞著紙球以一個(gè)很小的角度旋轉(zhuǎn)，目的是讓紙球被包裝紙全部包起來,接著又向后運(yùn)動(dòng)，軸向移動(dòng)的是夾鉗機(jī)構(gòu)，限位開關(guān)被接觸到時(shí)，軸向移動(dòng)就暫停，但是三個(gè)夾桿一起徑向移動(dòng)，握撈包裝紙的兩頭，抓緊限位開關(guān)被打開時(shí)，經(jīng)過90度變化后夾鉗機(jī)構(gòu)軸接著向前運(yùn)動(dòng)，完成窩邊后,這個(gè)機(jī)構(gòu)就向后運(yùn)動(dòng)。與3號(hào)工位位置吻合時(shí),產(chǎn)品自動(dòng)掉下,包裝過程完成,過程反復(fù)進(jìn)行,等到給出暫停指令。如圖2.1—２所示，包裝一個(gè)衛(wèi)生卷紙只需88０mｓ，由于掃描周期的存在，所以一分鐘只能生產(chǎn)出60個(gè)產(chǎn)品.2.2控制方案的設(shè)計(jì)根據(jù)卷紙包裝生產(chǎn)工藝，卷紙包裝機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括放卷過程的控制,送料過程控制，同步控制,由于控制項(xiàng)目多，被控工序還都聚集在一塊,所以選用集中控制系統(tǒng)這方案。集中控制系統(tǒng)如圖2。2-1所示，可編程控制器特定I/0和每個(gè)被控制工序相通，所以被控對(duì)象中的狀態(tài),數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換不用另外開通信號(hào)線。PLC是一個(gè)控制設(shè)備，它在單獨(dú)的控制系統(tǒng)的缺點(diǎn)是有局限性，攻破不了有難度的計(jì)算,實(shí)時(shí)圖形，歷史記錄，顯示漢字。打印報(bào)表等功能在PＬＣ中無法實(shí)現(xiàn)。針對(duì)這些缺陷,上位機(jī)的輔助是我們的理想選擇。上位機(jī)的功能是對(duì)數(shù)據(jù)的存貯、處理和輸出，用圖形或表格形式給現(xiàn)場用動(dòng)態(tài)模擬圖來表達(dá)、預(yù)判限值或報(bào)警信號(hào)，根據(jù)實(shí)時(shí)需要打印報(bào)表。控制器控制器ABC控制對(duì)象控制對(duì)象控制對(duì)象控制對(duì)象控制對(duì)象控制對(duì)象圖2。2-1集中控制系統(tǒng)2。3系統(tǒng)的運(yùn)行模式運(yùn)行模式有四種分別是手動(dòng)、單步、周期和自動(dòng)。（1）手動(dòng)：每道工序都單獨(dú)運(yùn)作，按開關(guān)按鈕即可控制.（２）單步：按開始開關(guān)，運(yùn)作一個(gè)工序，到位就停止。又按開始鍵，就是下一道工序的運(yùn)作。(3）周期：從第一道工序位置算起，按開始開關(guān)，程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)來回的操作后返回到啟始位置停止。(4）自動(dòng):按開始開關(guān)，程序自動(dòng)實(shí)現(xiàn)一個(gè)來回的操作后返回到啟始位置又接著從第一步開始運(yùn)行,自動(dòng)調(diào)節(jié)。在自動(dòng)模式時(shí),如果按下復(fù)位開關(guān),系統(tǒng)還是運(yùn)行到第一步啟齒的地方才暫停;如果按停止開關(guān),運(yùn)行就馬上停止,這時(shí)候如果再按開始,系統(tǒng)就從這位置運(yùn)行至啟始處停止。從卷紙包裝機(jī)的實(shí)際出發(fā),自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行是我們最佳選擇［7］。和運(yùn)行模式的設(shè)計(jì)對(duì)比，停止運(yùn)動(dòng)的模式也要策劃。正常停運(yùn),暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn)是可編程控制器的三項(xiàng)停運(yùn)方法?？紤]控制系統(tǒng)需要,因?yàn)榘b機(jī)運(yùn)行模式是循環(huán)模式，當(dāng)在操作完成或檢測(cè)到停止運(yùn)行信號(hào)或機(jī)器出現(xiàn)問題或突發(fā)事情時(shí)才停止，所以該系統(tǒng)應(yīng)用硬件切斷電源，讓系統(tǒng)馬上停車。３控制系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)3。１總體結(jié)構(gòu)關(guān)系由于PLC管理按鍵、行程開關(guān)與其它開關(guān)量信號(hào)的導(dǎo)入，和把信號(hào)送去控制接觸器、繼電器、變頻器等電氣元件，這樣就控制每個(gè)電機(jī)的運(yùn)作，指示燈的顯示也得到了控制工控機(jī)的作用是參數(shù)的修改和設(shè)置、全自動(dòng)控制、在線監(jiān)督、輸送信號(hào).工控機(jī)由串行口和PLC相接，通信交換，因此工控機(jī)是用發(fā)出信號(hào)來控制PＬC的運(yùn)作來完成全自動(dòng)控制［8].3．2控制系統(tǒng)主要器件的選擇工控機(jī)、ＰLC、變頻器是卷紙包裝機(jī)控制系統(tǒng)的主要零件。工控機(jī)：本系統(tǒng)上位機(jī)選用研華ＩPＣ—6１0工控機(jī),ＩSA總線插槽4個(gè)分布在內(nèi)部底板上、由于有2個(gè)PCI總線插槽與一個(gè)CPU插槽,所以可以更簡捷的拓展系統(tǒng)，運(yùn)用WINDＯＷSNT操作系統(tǒng)，打印機(jī)外接一個(gè)，目的是報(bào)表的打印。達(dá)到報(bào)表數(shù)據(jù)完善性。如下是PＬC的選擇和它的模塊配置一定要對(duì)控制對(duì)象與控制目的計(jì)算與研討在工作開始前。這樣才可以明確系統(tǒng)的機(jī)型，規(guī)模，與配值。據(jù)了解,這個(gè)包裝機(jī)的控制操作系統(tǒng)應(yīng)具備配置以下不相似的特點(diǎn)的Ｉ/0點(diǎn)。首先選擇８0個(gè)開關(guān)量導(dǎo)入;然后再選擇５0個(gè)開關(guān)量導(dǎo)出；再對(duì)任意挑個(gè)類似量導(dǎo)入；最后任意挑個(gè)類似量導(dǎo)出；由控制任務(wù)得,該設(shè)計(jì)挑中了Ｓ７—3００軟件，它的特點(diǎn)是適合中等控制系統(tǒng)的需要，而且被非常廣泛的應(yīng)用.它的模塊化、沒有排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)功能、但是很用以完成分布,用戶學(xué)習(xí)操作起來簡單等優(yōu)勢(shì)讓S7—30０能達(dá)到各式由小規(guī)模到中等性能需求控制任務(wù)的簡捷且實(shí)惠的方式.根據(jù)I/0點(diǎn)數(shù)的確定要按照實(shí)際點(diǎn)數(shù)再加2０Yo－30％的備用量及其特性，配置了如下的模塊:（1）２個(gè)模擬量輸入模塊SM331為1６路的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道;(2）4個(gè)模擬量輸出模塊ＳM332為1６路的模數(shù)轉(zhuǎn)換通道；（3）4個(gè)數(shù)字量輸入模塊SM32１為輸入通道;（４)3個(gè)數(shù)字量輸出模塊SＭ322關(guān)量輸出通道；（５）中央處理單元CPU315-2DP；(6）通訊處理器CP３4３－5；（7）接口模塊IM３6０和IＭ３６1.在該系統(tǒng)中，主要功能是收集外部開關(guān)信號(hào)(按鈕、行程開關(guān)、繼電器節(jié)點(diǎn)）的輸入，預(yù)測(cè)現(xiàn)在的系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出信號(hào)來控制接觸器、繼電器等器件，用來達(dá)到控制任務(wù)的目的。另外,還有一個(gè)艱巨任務(wù)就是收集工控機(jī)的控制命令,達(dá)到全自動(dòng)包裝循環(huán)的效果。本項(xiàng)目中配置的S7-3OＯPＬC模板的型號(hào)和數(shù)量如圖３。2－1所示。IM321SM322IM322SMIM321SM322IM322SM322IM321SM321IM361CPU模塊CPU模塊處理部件通信部件處理部件通信部件PS307CP3436IM331IM331SM332CP3436IM331IM331SM332IM332SM332IM360圖3．2－1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和配置圖變頻器的選擇由于張力與精度控制聯(lián)系密切，且負(fù)載小的特性，所以選用的變頻器是西門子MICROMＡＳＴＥR４40矢量型變頻器.這個(gè)系列的變頻器控制和動(dòng)態(tài)感應(yīng)度都很好.另外，因?yàn)樗膬?nèi)部配備各種相關(guān)量數(shù)組構(gòu)成,增加控制的自由度,讓這款變頻器更多運(yùn)用在高運(yùn)動(dòng)性能的控制領(lǐng)域。完善了各種各樣控制工程的需求。尤其是近期時(shí)期，這種工程型變頻器的系統(tǒng)被大部分應(yīng)用在機(jī)電氣造紙生產(chǎn)行業(yè)中.MIＣＲOＭAＳTER440系列變頻器作用穩(wěn)定，可以適合各類環(huán)境的應(yīng)用需求［９,10］。在卷紙包裝機(jī)控制的系統(tǒng)里大部分傳感器用開關(guān)量分配給PＬC,用它給執(zhí)行決定的根據(jù)，例如：（1)上位機(jī)開始命令（2）色標(biāo)信號(hào)（3）貨物配送命令（4）紙片上路徑按鈕(５）紙球上路徑按鈕(6）工藝盤標(biāo)準(zhǔn)位置１,2，3工位的路徑按鈕(7）送料機(jī)、皮帶、推紙機(jī)的停止和開始命令（8