PLC控制 PE膜包装机.doc

1、0国家职业资格全省统一鉴定维修电工技师（国家职业资格二级）文章题目：PLC 控制 PE 膜包装机姓 名： 陈杨 身份证号： 320402198905104310 所在省市： 江苏省常州市 所在单位： 江苏省常州技师学院 PLC 控制 PE 膜包装机1PLC 控制 PE 膜包装机摘要：本文叙述了采用现今主流包装机技术， 以 PLC 控制为核心的全自动 PE 膜包装机的电气控制系统的软硬件设计。 关 键 词 ： PLC 定 量 包 装 停 机 预 警 第一章 系统概述1.1 生产线自动化的发展状况现代社会中，无论在任何行业，从工厂的生产，到能源的输送，到与人民生活息息相关的市政工程，甚至人们的工作

2、和休息的楼宇，到处都可以看到自动化系统的身影。自动化系统不仅早就成为了工业和社会生活的组成部分，而且是经济发展水平的重要标志。在自动化生产日渐普及的今天，包装机械的自动化程度直接影响到产品的质量和生产效率。在现代的工业生产中常常需要对产品进行定量，包装，如果这些繁杂的工作让人工去完成的话不但麻烦，而且效率低，劳动强度大不适合现代化的生产需要。并且加重了工人的劳动强度。为了适应现代化的大规模批量生产，就必需要设计出一套完整的自动化生产线，以便代替人工完成这些繁杂的工作。自动化技术的提高能大幅度的提高经济效益，这在包装业中表现的尤为明显。近年来，包装生产线的自动化，电子检测和控制系统持续发展，使的

3、包装企业以高速度，较少的停机时间和包装故障，以及产品损耗减小，工伤和老毛病降低等优点而获得出色的成绩。1.2 系统特点与功能本系统是采用收缩 PE 膜作为包装材料，对长卷形布匹（或其他类似产品）进行包装，并将 PE 膜热压封口的全自动包装设备。设备采用 PLC（可编程控制器） ）控制。1 自动化程度高系统采用当前最为流行的组态软件进行模拟设计，画面逼真，组态灵活，将 PLC 等设备进行连接，构成有机的整体。2 可操作性好只需按下操作按钮就能完成所需要的工作，大大提高了劳动生产PLC 控制 PE 膜包装机2率，满足现代化生产需要。3 可靠性高全程采用高可靠性的三菱 FX2N 系列 PLC 与 M

4、CGS 组态软件进行控制保证系统拥有较高的可靠性。4 可塑性强基于 PLC 的各方面优点如通用信好，使用方便，灵活。在不改变硬件的情况下，修改 PLC 内部软件可实现不同的控制要求，大大减小调试的工作量，使系统的柔性大大提高。1.3 系统结构组成本系统由入布皮带输送机，出布皮带输送机，PE 包装机，热收缩机组成，达到了全自动化智能化的工作流程。1.3.1 ZB04 型 PE 膜包装机图 1-1 ZB04A 型 PE 膜包装机用 途: 该机主要用于棉纺织厂、印染厂、针织厂的整理车间，对各类织物卷装厂进行真空包装。 图 1-2 包装机主控制台 图 1-3 包装机 主封刀包装机包装流程的总控制 包装

5、机的主封刀。位于台控制包装机的启动，停止以 控制台的正前方，悬挂于及对主，侧封刀温度的监控。 主封座上方用于高温封边PLC 控制 PE 膜包装机3以及切除多余 PE 膜 （运行时温度一般为 130 度）图 1-4 主封座 推杆 图 1-5 侧封座 将布卷推过主封刀 对卷布进行二次边主封刀封边后使布卷 由压膜杆，夹布器，侧封自动滑至中输送带 刀组成。 （封刀温度一般为 110 度）图 1-6 抽真空马达 图 1-7 光点开关二次封边过程中进行抽真 用以检测物料是否到位空所用马达 PLC 控制 PE 膜包装机4图 1-8 包装机封口装置简图1.3.2 热收缩机图 1-9 热收缩机 图 1-10 热

6、收缩机控制台热 收 缩 机 也 称 收 缩 机 ， 收 缩 包 装 机 ， 是 目 前 市 场 比 较 先 进 的包 装 方 法 之 一 。 采 用 收 缩 膜 包 裹 在 产 品 或 包 装 件 外 边 ， 经 过 加 热 使收 缩 薄 膜 裹 紧 产 品 或 包 装 件 ， 充 分 显 示 物 品 外 观 、 提 高 产 品 的 展 销性 、 增 加 美 观 及 价 值 感 ； 同 时 包 装 后 的 物 品 能 密 封 、 防 潮 、 防 污 染 ，并 保 护 商 品 免 受 来 自 外 部 的 冲 击 ， 具 有 一 定 的 缓 冲 性 ； 尤 其 是 当 包装 易 碎 品 时 ， 能

7、 防 止 器 皿 碎 时 飞 散 ； 此 外 可 减 低 产 品 被 拆 、 被 窃 的可 能 性 ； 适 用 于 多 件 物 品 紧 包 装 和 托 盘 包 装 。 热 收 缩 机 被 广 泛 应用 于 玻 璃 瓶 、 发 泡 胶 、 纸 盒 、 玩 具 、 电 子 、 电 器 、 文 具 、 图 书 、 唱片 、 五 金 工 具 、 日 用 品 、 药 品 、 化 妆 品 、 饮 料 、 水 果 、 纪 念 标 签 等物 品 包 装 。收 缩 机 工 作 原 理 就 是 利 用 热 收 缩 膜 在 受 热 状 态 下 ,原 分 子 之 间不 规 则 的 排 列 发 生 了 变 化 ,在 红

8、 外 线 等 热 辐 射 下 ,塑 料 分 子 重 新 紧 密排 列 ,从 而 使 原 有 面 积 大 大 缩 小 ,紧 附 于 产 品 表 面 达 到 包 装 目 的 。1.3.3 包 装 机 工 艺 与 原 理PLC 控制 PE 膜包装机5图 1-11 本系统包装的工艺流程图图 1-12 双边抽真空马达电路图PE 膜包装机工作原理设备启动运转后，输送电机带动前段输送带运转，物料被源源不断地输送进包装机。由光电开关检测进料。光电开关检测到物料到位后，发出信号给 PLC，PLC 根据预先编好的控制程序，发出信号给主封座，主封座推杆将布卷前推过主封刀。主封座吹 PE 膜马达启动，主封刀下切。主封

9、刀下切到位后发出信号给 PLC，PLC 根据程序使主封刀复位，推杆复位， PE 膜马达停止。中输送带光电开关检测到物料到位后，发出信号给 PLC，PLC 根据程序，使中输送带停止并发出信号给双边侧封座，侧封座夹布器启动夹布到位后双边抽真空马达启动，设定时间到双边抽真空马达停止侧封刀下切，压膜杆下压。双刀下切到位后发出信号给 PLC，PLC 根据程序使侧封刀，压膜杆复位。侧封刀复位到位后启动中输送带将物料送入后输送带。后输送带光电开关检测到物料到位后将物料送入热收缩机进行最后处理。PLC 控制 PE 膜包装机6第二章 PLC 控制系统2.1 PLC 与传统设备的比较在现代工业设备及自动化项目中，

10、我们会遇到大量的开关量、脉冲量及模拟量等控制装置。如电机的启动与停止，电磁阀的开闭，工件的位置、速度、加速度的测定，产品的计数以及温度、压力、流量等物理量的设定和控制等等。传统的工业自动控制主要是由继电器或分离的电子线路来实现的。这种控制方式虽然造价便宜，但却存在许多致命的弱点：只适用于简单的逻辑控制，仅适用某种控制项目，缺乏通用性，一旦要实现改动或者优化，只能通过硬件的重新组合来实现 。且 PLC 与其他工业控制系统比较具有许多优点： 更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动。 程序可以复制，批量生产很容易。 可靠性高。 电气硬件设计大大简化。 由于 PLC 具有继电器功能外，尚有其他多种

11、功能，可以实现继电器无法实现的控制功能，实现某种程度上的智能化，并有可能使机构简化。成本相对于继电控制而言稍高，但继电器控制随着所用中间继电器数量的增加，成本急速上升，而 PLC 控制几乎保持不变，这一点对于复杂的控制来讲具有无可比拟的优越性。具有扩展单元或扩展单元块，当需要较多 I/O 时可以方便的括展。2.2FX2N 型 PLC 的性能特点PLC 控制 PE 膜包装机7图 2-1 三菱 FX2N 型 PLC1 可靠性高。I/O 均采用光电耦合，二次电路设有 C-R 滤波器，防止混入输入接点的振动噪声和输入线的噪动引起误动作，具有很强的抗干扰能力，能用于较恶劣的环境。2 抗干扰性好。采用模块

12、结构和软件控制，省去硬件开发工作，大大提高了系统的抗干扰性。3 通用性好，使用方便，灵活。在不改变硬件的情况下，修改 PLC 内部软件可实现不同的控制要求，大大减少调试的工作量，提高工作效率，使系统的柔性大大提高。2.3 PLC 控制系统硬件组成PLC 的硬件系统主要由控制单元，输入/输出扩展单元和外部设备等组成。PLC 控制单元由中央处理单元 CPU，存储器（RAM，ROM）和专门设计的输入/输出接口电路等组成，各部分之间通过内部系统总线进行连接。1 中央处理单元 CPU中央处理单元一般由控制电路，运算器和寄存器组成。CPU 的主要功能： 从存储器中读取指令。 执行指令。 准备取下一条指令。

13、 处理中断。2 存储器存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序，用户程序，逻辑变量和其他一些信息。 只读存储器 ROM 随机存储器 RAM2 输入/输出接口电路 开关量输入单元：它的作用是把现场各种开关信号变成 PLC内部处理的标准信号。开关量输入单元按照输入端的电源类型不同，PLC 控制 PE 膜包装机8分为直流输入单元和交流输入单元。 开关量输出单元：它的作用是把 PLC 的内部信号转换成现场执行机构的各种开关信号。 模拟量输入单元：模拟量输入在过程控制中的应用很广，如常用的温度，压力，速度，流量，酸碱度，位移的各种工业检测都是对应于电压，电流的模拟量值，再通过一定的运算后，控制

14、生产过程达到一定的目的。一般它由滤波，A/D 转换，光偶合器隔离等部分组成。 模拟量输出单元：它的作用是把 PLC 运算处理后的若干位数字量信号转换成相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续信号的控制要求。2.4 PLC 接线图PLC 控制 PE 膜包装机92.5 I/0 分配输入 输出启动 x0 前段进布输送带Y0是否有布 X1 主输送带 Y1主带上是否有布X2 测量布长 Y3到达中心 X3 放膜马达 Y4PLC 控制 PE 膜包装机102.6 流程图下切到位X4 推杆 Y5主刀复位 X5 吹 PE 膜马达Y6中段夹布器 X6 中段输送带 Y7双刀下切到位 X7 夹布器 Y10送出 X1

15、0 双边抽真空马达Y11停止 X11 压膜杆 Y13后输送带 Y14热收缩机 Y12主切刀 Y16停机预警 Y17启动前段进布输送带启动前段进布输送带进布光电检知是否有布来主输送带上是否有等待进行主封之布前段进布输送带恢复启动主输送带启动下切到位，PE 膜马达停止开始计时主封刀下切，吹 PE 膜马达启动否是否前段进布输送带停止是测量布长布卷到达中心后，主输送带停止推杆将布卷前进推过主封座推布中心适量放膜，放膜马达启动推杆复位PLC 控制 PE 膜包装机11中段夹布器检知微动开关检知布卷到位后 启动夹布器夹布中段输送带停止双边抽真空马达启动双边侧封刀下切，压膜杆下压设定时间到，主封刀复位中段输送

16、带启动双边抽真空马达停止，开始计时设定侧封时间到，侧封刀退回，压膜杆退回PLC 控制 PE 膜包装机122.7 程序梯形图夹布架复位中段输送带启动（将布卷送如后段输送带）后输送带启动将布卷送入热收缩机加热收紧 PE 膜后送出中输送带，后输送带复位PLC 控制 PE 膜包装机13PLC 控制 PE 膜包装机14PLC 控制 PE 膜包装机15第三章 组态软件模拟仿真3.1 仿真的目的MCGS 组态软件具 有 功 能 完 善 、 操 作 简 便 、 可 视 性 好 、 可 维 护性 强 的 突 出 特 点 。 通 过 与 其 他 相 关 的 硬 件 设 备 结 合 ， 可 以 快 速 、 方便 的

17、 开 发 各 种 用 于 现 场 采 集 、 数 据 处 理 和 控 制 的 设 备 。 我 基 于 这些 特 点 对 包 装 机 进 行 模 拟 以 保 证 每 个 工 作 流 程 都 能 正 常 运 作 。 同 时在 出 现 问 题 时 能 够 及 时 地 发 现 与 处 理 。3.2 仿 真 过 程图 3-1 为 初 始 状 态 ， 初 始 环 境 时 各 马 达 与 报 警 灯 都 为 红 色 。 图3-2 为 模 拟 环 境 由 于 仍 处 于 未 启 动 状 态 报 警 灯 为 绿 色 ， 当 按 下 启 动按 纽 后 报 警 灯 变 为 红 色 表 示 停 止 报 警 。 主 封

18、 座 推 杆 做 水 平 向 右 缩 放移 动 。 物 料 随 推 杆 向 右 移 动 过 主 封 刀 后 ， 吹 膜 马 达 变 为 绿 色 表 示 处于 动 作 状 态 ， 主 封 刀 开 始 做 垂 直 向 下 缩 放 移 动 ， 到 位 后 返 回 ， 吹 膜马 达 停 止 变 回 红 色 ， 主 封 坐 推 杆 返 回 。 主 封 刀 返 回 。 物 料 移 动 到 第二 个 光 电 传 感 器 并 停 止 移 动 ， 双 边 侧 封 座 开 始 做 向 上 和 向 下 剪 切 垂直 移 动 ， 移 动 到 位 后 左 右 抽 真 空 马 达 变 为 绿 色 表 示 处 于 工 作

19、状 态 ，5 秒 后 停 止 双 边 侧 封 刀 做 垂 直 向 下 缩 放 移 动 ， 到 位 后 返 回 ， 侧 封 座复 位 ， 物 料 重 新 开 始 水 平 向 右 移 动 到 第 三 个 光 电 传 感 器 处 完 成 1次 包 装 当 完 成 100 次 包 装 后 程 序 自 动 停 止 ， 停 机 预 警 灯 变 为 绿 色 示警 。3.3 仿真的效果使用 MCGS 仿真软件可以很清楚的看到包装机的整个工作过程，从按下启动按纽到主，侧封刀的动作再到物料的输送，以及停机预警等都达到了预想的效果PLC 控制 PE 膜包装机16图 3-1图 3-2PLC 控制 PE 膜包装机17总

20、结本文主要针对 PE 膜包装机进行研究设计，对所采用的各个部件进行了详细的介绍。文章中对本人的设计思路进行了详细的概括，主体分为 3 部，主封座，侧封座，热收缩机，由 3 条输送带连接。现在的包装机大多仍停留在单个包装，虽为全自动包装但仍要工人将被包装物一件件放入包装机械。本人以自身掌握的知识对当今社会的主流包装机进行设计改造，采用 PLC 控制实现了一般包装机械所没有的定量包装（只需按下按扭包装机以所定量自动进行包装）与停机预警（即当包装完成后自动报警）技师论文是我学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次的包装机系统设计让我成长了许多。经过单纯的纯理论知识到结构的初步构想再到实

21、地的考察让我对所学的知识有了充分发挥的舞台。虽然技师论文设计内容繁多，过程烦琐但我的收获却更加的丰富，虽然设计可能还有瑕疵，可能并不尽人意。但是随着设计的不断深入，不断的查阅资料，对所学知识不断的应用以及和老师不断的沟通交流，使我的专业知识有了很大的提高。当然，我也感觉到自己本身的不足，比如论文中还有些许是引用前人的资料使整篇论文并没能由百分百由自己设计这也是我的遗憾，希望在今后的工作实习中能够弥补。总之，时代在进步只有不停的学习与实践才能跟的上时代的步伐，只有发现问题面对问题才能解决问题。参考文献1三菱系列 PLC 原理及应用 王万丽，郝庆文，臧永福 编著 人民邮电出版社2 PLC 电气控制技术 漆汉宏 编著 机械工业出版社3包装机械产品样本包装与食品机械杂志社 编著 机械工业出版社3 筑龙网 PLC 控制 PE 膜包装机184 豆丁网 5 百度百科