基于PLC的枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計

基于PLC的枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計摘要：因為國內(nèi)包裝方面的技術(shù)的發(fā)展的很慢，在包裝技術(shù)方面一直落后于國外的發(fā)展。一直到1970年左右，在北京的一個企業(yè)里面引進(jìn)了第一個包裝機(jī)，然后在之后的慢慢發(fā)展中，中國在包裝方面的技術(shù)也越來越成熟。本文旨在介紹中國枕式包裝機(jī)的原理和設(shè)計，借PLC系統(tǒng)來把指令方面的要求傳遞到機(jī)械里，從而實現(xiàn)自動控制運(yùn)行的操作，高效的實現(xiàn)這些功能。依據(jù)一系列的設(shè)計和調(diào)整之后發(fā)現(xiàn)：基于PLC的枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)可以使設(shè)備運(yùn)行的更加可靠，然后就能夠?qū)崿F(xiàn)操作的目的，并且也可以把這個運(yùn)作到具體的工作中。Abstract:BecauseoftheslowdevelopmentofpackagingtechnologyinChina,thedevelopmentofpackagingtechnologyhasbeenlaggingbehindthatofforeigncountries.Untilabout1970,thefirstpackagingmachinewasintroducedintoanenterpriseinBeijing,andthengraduallydeveloped,China'spackagingtechnologyhasbecomemoreandmoremature.ThepurposeofthispaperistointroducetheprincipleanddesignofpillowpackingmachineinChina.BymeansofPLCsystem,therequirementsofinstructionsaretransmittedtothemachine,soastorealizetheoperationofautomaticcontrolandrealizethesefunctionsefficiently.Accordingtoaseriesofdesignsandadjustments,itisfoundthatthepillowpackagingmachinecontrolsystembasedonPLCcanmaketheequipmentrunmorereliably,andthencanrealizethepurposeofoperation,andcanalsoputthisoperationintospecificwork.關(guān)鍵字：枕式包裝機(jī)PLC控制Keywords:PillowpackagingmachinePLCControl

目錄一、緒論 31.1研究的背景及意義 31.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.3枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)特點 41.4枕式包裝機(jī)的故障維修 5二、枕式包裝機(jī)控制總體設(shè)計方案 62.1枕式包裝機(jī)控制要求 72.1.1包裝機(jī)控制對象分析 72.1.2控制系統(tǒng)方式選擇 72.1.3系統(tǒng)運(yùn)行方式 82.2枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)主要器件的選擇 82.2.1PLC工程設(shè)計選型 92.2.2輸入以及輸出點數(shù)的估算 92.2.3采集以及檢測信號 9三、PLC的硬件結(jié)構(gòu) 93.1PLC的工作原理 103.2PLC編程語言 113.3PLC控制特點 123.4PLC選擇 12四、枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)硬件的實現(xiàn) 134.1硬件電路設(shè)計 134.1.1供電模塊設(shè)計圖 134.1.2主電機(jī)模塊設(shè)計 144.1.3包裝紙控制模塊設(shè)計 15五、枕式包裝機(jī)的系統(tǒng)軟件的流程 15六、總結(jié)與展望 176.1總結(jié) 176.2展望 17致謝 18參考文獻(xiàn) 19

一、緒論隨著社會的不停的前進(jìn)，人們的消費(fèi)能力有了顯著的增強(qiáng)，所以購買的東西也相應(yīng)的增多了，那么為了讓產(chǎn)品可以買到一個更好的價格，提高它的附加價值，所以把產(chǎn)品在包裝方面也做一個完善，是很重要的事情。所以好多和包裝有關(guān)系的行業(yè)都迅速崛起，其中枕式包裝機(jī)在這期間也有了一個很大的發(fā)展空間。不過在發(fā)展的過程中還是有很多的缺點的，比如說制造的耗時比較長，成本也比較高，包裝機(jī)的功能并沒有很完善等等。所以我們應(yīng)該向一些做的優(yōu)秀的國家學(xué)習(xí)，去設(shè)計基于PLC的枕式包裝機(jī)的控制系統(tǒng)。PLC（ProgrammableLogicController）也可以稱為可編程控制器。PLC是一種在制造也方面在計算機(jī)的工業(yè)自動化里面起著很重要很重要的作用，有著不可替代的用途。PLC里面有特別多的好處的，比如說本身的體積比較小、自身的成本比較低、運(yùn)行也非常靠譜等等。而且現(xiàn)在已經(jīng)施用到了好多好多不一樣的行業(yè)了。文中就食品包裝做了注重的分析枕式包裝機(jī)的控制原理和方法，在基于PLC的控制系統(tǒng)分上加以制造。這樣不僅僅使得操作更加簡潔和更加的快速，而且大大減少了人力和物力，可帶動包裝行業(yè)的發(fā)展。1.1研究的背景及意義隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對食品的要求越來越高，這也就說明了，保證食品的安全是非常必要的，人們的生活水平提高了，錢掙得多了，自然要求也就高了，比如說在食品方面，它的安全性藥膏還有包裝方，包裝上面也要變大好看一點，越高大上越好?？v觀之前的發(fā)展，我們看到食品行業(yè)的發(fā)展是很大的，在所有的銷售中食品銷售量最大，所以說，如果要想在食品方面取得一定的利潤，那么增加它的附加值是必不可少的。這樣一來，在食品的包裝上面，包裝機(jī)的發(fā)展機(jī)會就有了很大的發(fā)展空間。包裝機(jī)的發(fā)展可以使得工廠的效率提高，并且還可以減少一定的人力和物力方面的投資，這樣他就會他們的成本就會減少很多，所以枕式包裝機(jī)的引進(jìn)和使用使得國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)得到了很大的發(fā)展，也算是中國進(jìn)入自動化的一個標(biāo)志，之前中國也出現(xiàn)過一些一些食品安全，上面的問題，這些問題多多少少都和飾品品的包裝有聯(lián)系，有可能是因為包裝上面帶有某些毒性的化學(xué)元素，這樣，他在包裝產(chǎn)品的時候就有可能使食品染上毒性，人們在使用的時候就會中毒什么的人們在使用的時候就會中毒什么的，而有了枕式包裝機(jī)這些問題都可以得到很好的解決，所以這個包裝機(jī)在廣大的消費(fèi)者中是很受歡迎的而對于而對于工廠來說，他們即提高了效率，而且也減少了成本的付出，那么何樂而不為呢？1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀現(xiàn)如今中國的那些食品包裝都變得越來越小，不過安全性還是有保障的，產(chǎn)包裝小了之后加工的就會快了，而且小包裝更能體現(xiàn)出一個工廠的能力，就是說他這個機(jī)器厲不厲害，因為弄小的包裝就更需要機(jī)器設(shè)備的精準(zhǔn)度很好，如果達(dá)不到一定的要求，沒有一定的性能，他是不可能生產(chǎn)出來小包裝的。而現(xiàn)枕式包裝機(jī)就很好的解決了這個問題，比起以前那種用人的手去包裝食品的東西，這種包裝更加安全，而且要比人工的效率要高，還能體現(xiàn)出來中國在制造水平上面的能力，以前的那種包裝方式已經(jīng)不適合現(xiàn)在的發(fā)展了，即將被淘汰了。在社會經(jīng)濟(jì)科技政策等，一步一步的發(fā)展中，世界迎來了一個更好的局面，好多速食或者說是不同類型的產(chǎn)品越來越多，人們在滿足生存的情況下，于是開始追求食品上的滿足，而工業(yè)或者是企業(yè)為了迎合大眾的思維，并且在其中賺取利潤他們對自己的工廠也提高了更高的要求，使得自己的技術(shù)在一步一步的提高，效率也在一步一步的提高。我們了解到外國已經(jīng)有好多這樣的產(chǎn)品了，他們利用自己高超的技術(shù)和活躍的思維在食品方面做了很大的研究如果想要提高食品的價格，那么就必須在包裝上面做手段，提高包裝的速度和安全性，并且豐富包裝的外形，迎合大眾的喜好，這樣就會使食品，有一個更好的銷量，所以我們也看到了外國好多食品都賣的特別好，比如說美國的食品。這是因為美國最先引進(jìn)了枕式包裝機(jī)，并且把這種包裝機(jī)廣泛的應(yīng)用到各種的生產(chǎn)中，不只是食品上。所以美國發(fā)展的很好，不過現(xiàn)在各種的枕式包裝機(jī)的種類也越來越多，各種好的壞的層出不窮，為了使食品，有一個好的保障，那么就應(yīng)該選擇一個良好性能的包裝機(jī)去提高效率提高安全并且賺取最大的利潤。在中國，包裝機(jī)的發(fā)展過程中有這么幾個特點：使用包裝機(jī)，還可以提高各種各樣的技術(shù)，因為包裝機(jī)里面它包含了好多的科技在里面，比如說無負(fù)壓縮，電子技術(shù)等各種新型的技術(shù)，使用這些技術(shù)可以提高食品的檔次；可以很好的利用已有的資源，并且把應(yīng)有的資源發(fā)揮到最大這樣可以減少損失，并且把各個要素都充分利用到，并且也可以減少成本還能夠提高綜合的利用率；增強(qiáng)科技方面的研究能力，具有先進(jìn)的頭腦快速的步伐，緊跟時代讓科技也成為中國的一個可以驕傲的話題，并且推動中國一步一步的走向更好的未來；使用包裝機(jī)在生產(chǎn)產(chǎn)品的時候，可以減少一定的能耗，并且還可以使得技術(shù)得到提高，因為現(xiàn)在食品方面的耗能還是很大的，現(xiàn)在很多企業(yè)都在重視這個問題，如果不重視起來，那么必將不會得到一個很好的發(fā)展。1.3枕式包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)特點枕式包裝機(jī)有定位停機(jī)的功能，也就是說它可以保證在操作的過程中，并不會對刀刃造成損害，也不會對現(xiàn)有資源造成各種損害所有的操作都是由軟件控制的，所以說只要軟件不落后，那么它就永遠(yuǎn)都可以用，這樣說來就必須保證軟件方面的更新它的維護(hù)功能很強(qiáng)，而且工作也很方便，原理也沒有說很難，所以他在運(yùn)用或者是維護(hù)方面都可以得到很好的操作它還可以自己診斷自己的故障，如果說存在哪些錯誤，他會自己去修復(fù)，而且在顯示屏上面也會顯示出來，他修復(fù)了哪些問題它就像是一個小計算機(jī)一樣，還有一定的人機(jī)交互能力，更加便于人的操作它是由兩個變頻器來控制的，而且食品包裝袋的長度也是可以設(shè)置的，并且只要設(shè)置了，它就會立即轉(zhuǎn)變具有實時性，也不用人為地去調(diào)節(jié)各種動作，比較節(jié)省時間和包裝膜它的觸感也很敏感，而且非常的精準(zhǔn)，只要設(shè)置了參數(shù)之后，他就會按照參數(shù)里面的規(guī)定很正確的去實施可以感知到附近的溫度，而且依據(jù)溫度來自型的調(diào)控，也就是說他會根據(jù)當(dāng)時溫度的變化而來適應(yīng)不一樣的材料1.4枕式包裝機(jī)的故障維修如果它的運(yùn)行速度是比較快的，那么它在包裝的時候，就有可能會發(fā)生那種沒有壓穩(wěn)的可能性，然后之后就會在運(yùn)行，或者是說售賣的過程中封口就開了，這種錯誤是很低級的，所以一定要避免這樣的問題出現(xiàn)，所以一定要調(diào)整速度，把速度放慢注重質(zhì)量。比如說工廠車間內(nèi)的氣溫和氣壓都是不對的，那么也不能保證好好的操作可能會發(fā)生一些細(xì)微的變化，比如說哪些指針不對，都可能會影響到包裝的精準(zhǔn)性，這個時候就需要我們?nèi)ブ匦略O(shè)置一種氣壓然后來維持一種平衡還有一種就是可能設(shè)備的刀刃是比較高的，那么這樣的話，他就可能簽不到包裝膜就可能會低效率，而這個時候我們需要的就是把到的底座給調(diào)的高一點，或者是低一點，反正就是要適應(yīng)設(shè)備和包裝膜之間的距離就可以，然后把那個刀刃對準(zhǔn)切口（4）還有一個很重要的，就是在使用的過程中一定要保證設(shè)備的完整性，仔細(xì)檢查好任何一個小細(xì)節(jié)的調(diào)整，要去及時的調(diào)整這份設(shè)備，如果說設(shè)備過熱就要停一停，機(jī)器的附近肯定會有一些線，然后要注意那些險，不要因為那些漏電呀各種失誤，然后導(dǎo)致一些不必要的危險出來。（5）可能會出現(xiàn)斷電器被燒壞的問題，那這個時候就需要來修，這個斷電器，然后再修的時候一定要保證電源的關(guān)閉而且不能設(shè)置成一個固定的溫度，還要更換掉那個發(fā)熱的設(shè)備（6）比如說如果工廠內(nèi)的溫度比較高，然后設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)的時候也比較快，那么她肯定會產(chǎn)生很高的熱量，而這些熱量就會使得包裝膜可能會造成一定的損害，這個時候就需要去把速度給調(diào)慢一點，并且把溫度也給降小一點，如果說還是不可以解決這個問題的話，那就把這個包裝膜給換掉，換成別的材質(zhì)。二、枕式包裝機(jī)控制總體設(shè)計方案在以前的枕式包裝機(jī)里面，一般以那種單片機(jī)為中心的系統(tǒng)，可能會有一些不能避免的問題，這些問題也可能會造成很大的損失，也可能會是一個小小的問題。但只要有問題，就應(yīng)該去解決這些問題，而在單片機(jī)里面，他存在這些問題的原因有很多，有可能是因為它的結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，所以它并不能很好的實現(xiàn)。還有就是在很多的那種控制電路里面，它會有很多的線去完成一個一個的功能，這種情況下就有可能造成設(shè)備，變得越來越復(fù)雜，越來越難以琢磨，也就會造成一定的錯誤，那這些錯誤可能會增加在運(yùn)行過程中的成本，那如果說基于PLC的枕式包裝機(jī)可以很好地解決這些問題，那么就可以取得很好的成績了，一般這樣的裝機(jī)，它們的程序是很簡單的算法也沒有那么難，因此他們在發(fā)展的過程中是很容易被利用的，也正是因為它具有很好的簡易性能所以他的修復(fù)功能的方面也很簡單，并不會帶來很大的困擾，當(dāng)然，軟件還有調(diào)試這一階段，只要可以很好的把握其中的原理，那么它的調(diào)試也就迎刃而解了！這些問題都解決了之后，那么也就增加了設(shè)備的可靠性，還有使用的性能。所以在這這一次的設(shè)計里面，我選擇了用PLC來作為基地，來自主的調(diào)控整個系統(tǒng)。一般的食品包裝都會有裝置、噴膠、封裝這三個過程，那么還沒有被加工的那些食品，在通過傳送帶送到枕式包裝機(jī)以后，就可以進(jìn)行準(zhǔn)備了。包裝機(jī)可以根據(jù)食品的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行各種規(guī)格的切斷，然后在保證產(chǎn)品的完整性的同時，保證了一定的美觀性。包裝好的產(chǎn)品就會被優(yōu)惠被重新送到來的那個地方。具體的系統(tǒng)方框圖如下圖所示：枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖在這個階段會有一個自檢模塊，而這個模塊主要的功能就是為了使PLC、各種驅(qū)動器，還有變頻器等不同的狀態(tài)進(jìn)行一個正常的檢測，如果說這些設(shè)備全部都是正常的，那么這個設(shè)備就會被正常的運(yùn)行，但如果說它的檢測是不正確的，那么就會停止各種驅(qū)動器，還有變頻器等不同的狀態(tài)進(jìn)行一個正常的檢查，如果說這些設(shè)備全部都是正常的，那么這個設(shè)備就會被正常的運(yùn)行，但如果說它的檢測是不正確的，那么會就會停止。而在這個階段這個模塊里面又會被分成各種各樣的子模塊，比如說有自動運(yùn)行子模塊還有手動運(yùn)行子模塊，這樣也可以表現(xiàn)出來整個運(yùn)行模塊是整個控制系統(tǒng)的內(nèi)核。那如果說遇到錯誤的時候，他就會停止運(yùn)行，然后就會在人機(jī)交互的界面顯示出來一些錯誤信息，讓你根據(jù)這些錯誤信息來進(jìn)行一系列的調(diào)整。2.1枕式包裝機(jī)控制要求2.1.1包裝機(jī)控制對象分析枕式包裝機(jī)的最重要的傳感器材是開關(guān)輸入量來傳送給PLC的，然后PLC以這個為根據(jù)，來進(jìn)行下一步的操作。有關(guān)開關(guān)的輸入量一般都會有：開始和停止按鈕，色標(biāo)信號，色標(biāo)開關(guān)，緊急停止按鈕，速度調(diào)節(jié)按鈕，變頻器開關(guān)，噴膠的開關(guān)，食品包裝后路程的開關(guān)，食品生產(chǎn)線上面的開關(guān),光電碼盤，手動或自動開關(guān)。壓縮空氣的開關(guān)也有一些輸出量，而這些輸出量包括色標(biāo)補(bǔ)差信號燈，緊急停止指示燈，緊急停止信號等等

一般來說，那些輸出的信號大部分都是那開關(guān)的輸出信號，比如說主電機(jī)的驅(qū)動信號等這些信號都會由于相應(yīng)的設(shè)備來進(jìn)行一定的放大或者是縮小，然后使得人對信號有一定的敏感，就會更加快捷方便的識別出來這些信號。2.1.2控制系統(tǒng)方式選擇在現(xiàn)在控制系統(tǒng)方面，有兩種的技術(shù)，比較成熟的技術(shù)那就是Dcs系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)那么這兩個系統(tǒng)在進(jìn)行對比的時候就會發(fā)現(xiàn)PLC的成本會比dcs的成本要少一些，更加經(jīng)濟(jì)一點，并且PLC中是沒有一個很專業(yè)的運(yùn)行站的，也就是說它的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)都是互聯(lián)的，這樣的話，那在修復(fù)的成本中也會小一點，也會更加方便一點。一個小小的PLC控制器，他就可以收到成千上萬個輸入輸出的點，如果說控制對象的設(shè)備比較多，而且比較繁雜，那么這個時候就應(yīng)該選PLC，因為這個是最適合的。

所以我們的枕式包裝機(jī)使用的也是PLC控制器，因為枕式包裝機(jī)的控制是比較集中的，而在PLC各種控制器里面枕式包裝機(jī)也是運(yùn)用的，是集中控制系統(tǒng)。因此所有的被控制的對象都可以很直接的和PLC進(jìn)行連接，然后很直接的有PLC來控制，也可以進(jìn)行通信。

為了減少在操作過程中，會遇到一些不必要的干擾，在其中控制系統(tǒng)里面會增加一個過濾的設(shè)備，這樣就可以很好地減少不必要的錯誤信息的交流。2.1.3系統(tǒng)運(yùn)行方式在枕式包裝機(jī)的運(yùn)行上面，我們知道他有兩種方式，一種是手動運(yùn)行，還有一種是自動運(yùn)行那么什么叫做手動運(yùn)行和自動運(yùn)行呢？手動運(yùn)行就是說是用人工的來控制各個部分的運(yùn)行和操作，然后再調(diào)整或者修復(fù)各種的故障的時候也是人工進(jìn)行的。自動運(yùn)行就是說只要你按了某一個按鈕，那么這個設(shè)備就會進(jìn)行一系列的操作，它會根據(jù)規(guī)律來進(jìn)行操作，所有的操作都不用自己擔(dān)心。直到這一個操作做完了為止，并自行啟動下一個操作。那它有兩種運(yùn)行方式，那是不是還有停止的方式呢？對于停止的方式來說，有一共有三種，那么就是正常停止，暫時停止，暫時停止2.2枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)主要器件的選擇枕式包裝機(jī)因為使用的是PLC進(jìn)行集中控制的，所以它控制了一臺Y2-IP54三相異步電機(jī)，經(jīng)過對它的控制來調(diào)整設(shè)備的各種操作，這個型號的異步電機(jī)有很多的優(yōu)點，比如說它的噪音小，效率高等該電動機(jī)的內(nèi)部組織設(shè)計的十分正確和精準(zhǔn)合乎情理，而且它的外觀也很漂亮，這個型號的三相異步電動機(jī)有著和別的型號的電動機(jī)不一樣的冷卻方式,而這種方式完全符合了國家的標(biāo)準(zhǔn)，他在運(yùn)行方面有一定的要求，比如說周圍空氣的溫度要低于40度，工作時間不可以太長，規(guī)定好的電壓和頻率不可以改變。電機(jī)的參數(shù)如表2-1所示2.2.1PLC工程設(shè)計選型在枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)里面，PLC的硬件運(yùn)行的過程是：首先要確認(rèn)方案就是說要有一定的規(guī)劃，然后再根據(jù)方案里面的步驟去一步一步的完成。PLC工程設(shè)計選型這方面最主要的一個問題就是設(shè)計一定要符合實際，所提供的功能一定要是現(xiàn)實生活中需要的。然后在設(shè)計的過程中還要實事求是認(rèn)真地確定好每一個步驟，對每一個步驟都有很正確的理解，之后再依據(jù)系統(tǒng)PLC的要求去算出每一個輸入或者輸出的點數(shù)，從而使得充分的知道編程控制器的特點和性能，之后再挑一個最符合的方案去進(jìn)行。2.2.2輸入以及輸出點數(shù)的估算在這個的過程中一定要嚴(yán)格的根據(jù)要求來進(jìn)行，還要認(rèn)真考慮每一個數(shù)值數(shù)量，根據(jù)這些點來進(jìn)行設(shè)備的操作，滿足這些要求的話，基于PLC的枕式包裝機(jī)就會更加的便利和簡單，在有了所有的條件之后，它的價格也并沒有提高很多性價比還是很高的2.2.3采集以及檢測信號PLC在采集和檢測完信號之后，他就會形成一系列的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)就可以很好的說明設(shè)備的工作情況，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來進(jìn)行調(diào)整和控制，從而使枕式包裝機(jī)實現(xiàn)自動控制的進(jìn)行，但如果說這些數(shù)據(jù)是有問題的，那么這個基于PLC的設(shè)備就會自動的把錯誤信息給發(fā)出來，然后人們就可以看到那些錯誤信息，再根據(jù)錯誤信息來調(diào)整數(shù)據(jù)，從而使得設(shè)備可以正常運(yùn)行，這個舉措就大大的簡便了維護(hù)的過程。三、PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的主要有這幾部分組成：輸入輸出單元，中央處理單元，存儲器，編程器和電源等等。具體的各個部分的說明如下：（1）.輸入輸出單元：這個單元是在PLC中與外界聯(lián)系的一個單元電路，通過這個電路來進(jìn)行一些簡單的控制，比如說開關(guān)等，這個電路里面有一個比較重要的原件就是電荷藕和器件，可以有效的，減少外界的打擾和操作的增加靈敏性。雖然說每一個輸入輸出點都是相互聯(lián)系的，但是如果說一個點出了問題，是不會影響到他的器件，因為他們互相的控制器是不同的。（2）.存儲器：PLC中有兩個存儲器，一個是給用戶用的，另一個是存儲系統(tǒng)資源的，那用戶使用的存儲器是為了存外界編程，而系統(tǒng)使用的存儲器就是為了存內(nèi)部的編程。（3）.中央處理單元：在PLC控制系統(tǒng)里面有很多的微處理器，而這些微處理器的型號有很多種，通常比較常用的微處理器型號有8080、8096等，通過這些微處理器對整個設(shè)備進(jìn)行控制，而在本篇論文里面所說所指的是微處理器是8096。（4）.電源。簡單的說就是一種按鈕，是控制給PLC供電使用的。（5）.編程器；就是編程序的，然后他可以把那些程序存到PLC的存儲器里面也可以去自行檢修這些程序的正確性，它一般會被分成兩類一類是智能的一類是簡易的，簡易的比較便宜，智能的比較貴。3.1PLC的工作原理PLC的工作原理就是把一步一步的程序按照一定的順序進(jìn)行操作，如果走到某一步的時候，需要重新回頭來做第一條，那么她就會反過頭來執(zhí)行第一條，這個過程就一直這樣進(jìn)行。一般來講，PLC在執(zhí)行的過程中一共分為五步：內(nèi)部處理通信操作程序輸入程序執(zhí)行和程序輸出等過程，一步一步的執(zhí)行完之后會總結(jié)出來一個用掉的時間，那這個時間就被稱為掃描周期。一般PLC停止的時候，他只會做一些特別簡易的處理和工作，并不會有高級操作。PLC的工作過程的詳細(xì)內(nèi)容如下：（1）.通信服務(wù)階段是指PLC和其他的一些板塊進(jìn)行通信，然后來進(jìn)行工作的運(yùn)行，這樣可以更加高效率的完成一些指定的工作，還會減少一些錯誤的發(fā)生。

一般在PLC停的時候，就會主動處理那些通信方面的操作。（2）.內(nèi)部處理階段就是說PLC要去看一看微處理器中所有的板塊里面有沒有出現(xiàn)什么差錯，然后去看一看別的操作是如何進(jìn)行的，而且還會主動的去實現(xiàn)一些內(nèi)部的操作。（3）輸入處理也可以叫作輸入采樣，那么它的功能主要就是把一系列的信息按照一定的次序?qū)懙絻?nèi)存里面，然后微處理器才可以對這些信息進(jìn)行處理，如果存到了一定的界限，那么最先被存進(jìn)去的東西就會被刪掉，然后再重新的進(jìn)行程序的運(yùn)行（4）.輸出處理就是在所有的算法或者指令進(jìn)運(yùn)行結(jié)束后把最后的結(jié)果輸出來，通過寄存器，或者是別的存儲器把那些數(shù)據(jù)存儲起來從而使設(shè)備得到一定的訊息，就可以完成相應(yīng)的操作。(5).程序執(zhí)行的這一個階段是說他可以依據(jù)事先規(guī)定好的次序，根據(jù)算法，一步一步的來進(jìn)行掃描，比如說有個程序，它需要跳到別的指令上面，那么就要按照跳的地址跳轉(zhuǎn)到那個界面。再比如說用戶所使用的程序和輸入輸出的狀態(tài)，有關(guān)系的話，那么PLC，就會根據(jù)用戶的使用狀態(tài)來進(jìn)行調(diào)整，按照一定的邏輯來進(jìn)行操作。3.2PLC編程語言PLC的編程語言是有一定的規(guī)定的，并不是胡亂編的，它按照國際電工委員會所刊行的標(biāo)準(zhǔn)，提出了PLC的編程語言，悉數(shù)有五種類型：可以分為是梯形圖語言、指令表語言、功能模塊圖語言、順序功能流程圖語言和結(jié)構(gòu)化文本語言。此中大家用的最多的編程語言便是梯形圖語言，他的主要特點有以下幾種:（1）梯形圖語言使用的是以前的那種控制器，按照以前的電路線圈等各種東西來進(jìn)行重新組合的。（2）梯形圖語言里面所有的那些接口都是可以隨便連的，可以串聯(lián)，也可以并聯(lián)，但是那些線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。（3）梯形圖語言里面有很多種接點，但是只有兩種狀態(tài)，一個是常開的狀態(tài)，還有一個就是常閉的狀態(tài)，這些節(jié)點是可以有PLC的輸入點來控制的，可以控制內(nèi)部的寄存器，指令計數(shù)器等（4）由于PLC是按照一定的次序去執(zhí)行這些操作的，所以他在梯形圖里面也是按照梯形圖索規(guī)定好了的順序來執(zhí)行的，最后再把所有的結(jié)果再結(jié)合起來，供設(shè)備操作使用。（5）梯形圖語言是一種和匯編語言差不多的語言。（6）梯形圖語言是按照那種半導(dǎo)體邏輯的框圖來規(guī)定的。3.3PLC控制特點PLC控制是特別能夠抵抗打擾的，而且輸入輸出設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計也非常的好，比較完美的，可以解決好多外界的問題，比如說空氣很潮濕或者很熱，空氣里灰塵很多等；這個控制器的組成也很簡單，而且類型也有很多可以用在不同的設(shè)備上面，比較靈活；這個控制器的程序也很簡單，所以說他在維護(hù)起來也很方便，并不會造成很大的問題；PLC內(nèi)部的功能也很完善了，具有五種大部件，而這些部件是可以解決基本上所有的問題的；PLC控制器在調(diào)試方面很簡單，而且在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面也比較精美，使用的周期很長，而且耗能也很小，所以說這些優(yōu)良的特點減少了很多不必要的浪費(fèi)；PLC控制器的體積也非常小，所以它占用的空間很小，不用考慮空間的資源問題；PLC控制器還可以輕易的就做到與網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)，這樣就更加方便管理和操作；PLC還可以把三電一體化就是說電控墊一墊鐵等三個方面集中到一個里面。3.4PLC選擇根據(jù)本篇論文的需要一定要挑選一個最合適的PLC，因為PLC在枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)里面有很重要，很重要的用途，所以一定要選擇合適的，而現(xiàn)在在市場上面主要有的那些PLC廠家，知名度比較高的，就是三菱，西門子等等，經(jīng)過一系列的比較，然后我們選出了最適合枕式包裝機(jī)所使用的型號。因為我們考慮到了產(chǎn)品的性價比，還有售后方面的問題，在挑選設(shè)備的時候，一定要考慮到方方面面。就像枕式包裝機(jī)這個設(shè)備還要求器件有一個特點，那就是執(zhí)行，速度要快，所以考慮到這些特點之后，經(jīng)過一系列的對比，選出了和枕式包裝機(jī)性能最符合的PLC控制系統(tǒng)。四、枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)硬件的實現(xiàn)4.1硬件電路設(shè)計功能慨述:枕式包裝機(jī)使用了最高級的PLC系統(tǒng)，加上一系列的光電系統(tǒng)和操作來進(jìn)行生產(chǎn)，這些設(shè)備就可以使得一些操作可以自動的實現(xiàn)，它一共分成了兩個部分，可以完成填充包裝袋、封裝包裝袋等各種過程，這個機(jī)器是一個綜合性的包裝機(jī)器，可以同時的完成好多種運(yùn)行的功能，它分成了填充的部分、包裝的部分兩個功能區(qū)，這些功能都是可以通過對PLC控制系統(tǒng)的操作來完成和實現(xiàn)。4.1.1供電模塊設(shè)計圖在枕式包裝機(jī)里面，由于功能很多，所以工作的各種電壓電流都是不一樣的，三相異步電機(jī)他的運(yùn)行電壓一般為300v，人機(jī)互動界面的運(yùn)行電壓要是24v，就像圖中所表示的那樣，數(shù)據(jù)流進(jìn)到電氣柜里面的時候，然后又從熔斷器里面經(jīng)過，最后再在斷電器之后重新供應(yīng)給系統(tǒng)中的主要的電路里面，變頻器一般用的都是380v的那種交流電壓，這樣他就可以把三相異步電動機(jī)給推動起來，讓它也一直工作。線電壓是380v的三相電源，他的相電壓是220v，所以這個時候設(shè)備就會自動的使用相差的交流電壓，A項在通過交流電壓之后，變得稍微穩(wěn)定一點，然后就會把這種電壓給環(huán)形變壓器和開關(guān)電源。環(huán)形變壓器也是為了驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行的設(shè)備。

一般來講開關(guān)電源為設(shè)備提供的電壓是24v，然后她還會為人工交互界面也提供一些運(yùn)行的電壓還可以，還可以為PLC控制系統(tǒng)的輸入輸出點供應(yīng)一些基準(zhǔn)電壓。主要的電路還有各種分支電路都有一種保護(hù)設(shè)備，這種設(shè)備是可以防止電流過載的，因為電流過載就會導(dǎo)致電路給突然斷開，這樣就會影響到安全問題。交流電為220v的電流，可以先把自己的電壓給調(diào)得穩(wěn)定一點，然后使得設(shè)備的運(yùn)行更加平穩(wěn)。4.1.2主電機(jī)模塊設(shè)計在枕式包裝機(jī)的控制系統(tǒng)里面，每一個部分里面的那些驅(qū)動器都是三相異步電動機(jī)的功能，如上圖所表示的電動機(jī)的控制電氣原理圖。一般來講，主電機(jī)是給設(shè)備供應(yīng)運(yùn)行的電源的，在設(shè)備可以正常的運(yùn)行的時候變頻器就會通過rs口和PLC的通信接口相聯(lián)系，從而得到電機(jī)的運(yùn)行頻率是多少。主電機(jī)的運(yùn)行頻率過流，或者過載都是不好的，因為這樣會導(dǎo)致設(shè)備的一直熱熱的，并且還會讓繼電器給突然斷開，那這個時候主電機(jī)的電源就會被切開了然后設(shè)備就不能再繼續(xù)工作了，然后PLC控制器就會做出一個急停的控制信號。這樣就可以減少損失，然后使操作人員進(jìn)行修理。在一般情況下，為了確保這個設(shè)備里面的各種運(yùn)行功能都是正常的，所以要對主電機(jī)進(jìn)行實時控制，說的專業(yè)一點就叫做制動，制動的含義就是說通過變頻器，然后用高速運(yùn)轉(zhuǎn)的速度把電能傳到需要的地方。一般制動的方式有在變頻器的那個地方，安一個制動電阻，就可以很好的解決這個問題了。通常情況下，主電機(jī)在運(yùn)行沒有開始的時候一定要先切斷那些不需要的運(yùn)行設(shè)備，這樣就可以保證主電機(jī)可以在主電機(jī)可以用很快很快的的速度上面運(yùn)行了。這樣既可以提高效率還可以保證一定的安全性。4.1.3包裝紙控制模塊設(shè)計包裝袋的運(yùn)輸在食品包裝的過程中也是非常非常重要的，如果說暈的太快，或者是太慢，都會導(dǎo)致食品包裝袋封口的位置不正確，從而就會造成對食品包裝上面質(zhì)量方面的影響。在枕式包裝機(jī)里面，運(yùn)用的是連環(huán)驅(qū)動程序，通過和PLC控制系統(tǒng)的聯(lián)合，能夠有效地檢測出位置是否合適，如果說封口的位置不合適，那么PLC會發(fā)出一個信號，從而操作人員就可以根據(jù)這個信號來進(jìn)行調(diào)整，然后就以確保包裝袋的質(zhì)量了。步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動器電氣原理圖如圖上所示。五、枕式包裝機(jī)的系統(tǒng)軟件的流程枕式包裝機(jī)的大致流程如圖下所示，該圖總體上解釋說明了枕式包裝機(jī)的性能方面的過程。

六、總結(jié)與展望6.1總結(jié)經(jīng)過兩個多月在工廠的深入學(xué)習(xí),使我對PLC有了很深刻的了解,一開始我們簡單的安裝和布了布線。之后對枕式包裝機(jī)的工作流程、控制系統(tǒng)有了很全面的認(rèn)識,還對PLC編程軟件WPLsoft的有了進(jìn)一步的了解。在包裝機(jī)的設(shè)計中遇到不懂的問題,會很細(xì)心向相關(guān)的操作人員詢問,經(jīng)過他們的指導(dǎo),設(shè)計小型枕式包裝機(jī)控制系統(tǒng)的工藝流程我都有了一定的了解。利用可編程控制器、變頻器、步進(jìn)電機(jī)以及傳感器控制技術(shù),經(jīng)過議定合理的設(shè)備選擇以及軟件設(shè)計,這是一項很龐雜的工作,遇到問題但是我會不斷探索和努力,結(jié)合實際和理論,直到問題解決。在枕式包裝機(jī)設(shè)計中遇到的第一個難題就是枕式包裝機(jī)的工藝流程設(shè)置。其次就是電器原理圖用制圖軟件CAD,由于用到的器件比較多,剛開始不知道如何下手和布局,接線圖一定要布局好大的器件,才便于布局。最難的就是編程,不僅要熟悉個個流程、控制要求和I/O分配表,一步步按照要求實現(xiàn)功能,在簡單的編程上慢慢疊加程序進(jìn)一步實現(xiàn)其他功能,慢慢完善程序,反反復(fù)復(fù)嘗試寫程序,直達(dá)能達(dá)到控制要求,編程才算成功。經(jīng)過此次畢業(yè)設(shè)計,我深刻的認(rèn)識到了理論與實際相結(jié)合的重要性,書本上學(xué)到的東西用起來才知道相差甚遠(yuǎn),只有在實踐中來完成我們的理論知識。6.2展望本文中的這次研究設(shè)計的枕式包裝機(jī)系統(tǒng)能夠幫助食品行業(yè)發(fā)展的更加迅速，但在一些方面和某些發(fā)達(dá)國家所使用的包裝機(jī)設(shè)備還是有著一定的差距，這就表示了文中的枕式包裝機(jī)設(shè)備還是有很大的進(jìn)步空間的，還得我們?nèi)ミM(jìn)一步研究：（1）本文中的枕式包裝機(jī)設(shè)備可以為食品行業(yè)做出巨大貢獻(xiàn)，不僅在節(jié)約時間和空間方面都作出了很大進(jìn)步，更為減少人力和物力上大大降低了成本。所以希望越來越多的食品廠都可以采用這個方案去使用文中的枕式包裝機(jī)系統(tǒng)，讓這樣的設(shè)備大力的帶動食品行業(yè)的急速發(fā)展（2）.本文中的枕式包裝機(jī)設(shè)備還是和某些發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距，為了能夠?qū)⒄硎桨b機(jī)系統(tǒng)更完善的發(fā)展，現(xiàn)在還存在著一些沒有解決的問題希望在不久的將來能夠解決掉，因為這些問題都嚴(yán)重的影響