自动控制包装系统的设计_论文

1、分类编号TP278单位代码10642密级公开学号200408033031重庆文理学院学士学位论文论文主题：自动控制包装系统的设计论文作者：乔博林指导教师：郭模军副教授专业：电子信息科学和技术提交论文的日期： 2008年5月30日论文答辩日期： 2008年6月2日学位授予机构：重庆文理学院中国重庆市2008年06月graduationthesisofchongqinuniversityofartsandsciencethedesignofautomaticcontrolpackagingsystemcandidate :桥保林Supervisor: Guo Fang-junmajor :电子信息

2、功能技术departmentofphysicsinformationengineeringchongqinguniversityofartsandscienceJune，2008目录摘要IPS PS S1引言11.1国内外研究现状11.1.1国内研究现状11.1.2海外研究现状11.2研究的主要内容22系统结构框图及其工作原理32.1系统结构框图32.2系统的工作原理32.3系统功能实现33系统的硬件模块设计和选择43.1称量传感器43.2控制器PLC43.3信号放大器53.4自动检测秤64提高动态重量精度的硬件对策64.1影响传感器的因素和解决方案64.2影响精度的因素和解决办法64.3影响

3、系统灵敏度的因素和解决方案65提高动态重量精度的软件对策76系统硬件和软件设计76.1系统硬件设计和实现76.1.1系统控制部76.1.2系统操作部76.1.3系统执行部76.2系统软件设计与实现96.2.1控制系统PLC主程序96.2.2 PLC程序控制梯形图106.2.3软件模拟图及其说明117结语13参考文献13感谢15摘要质量计量和自动包装是工业产品的重要生产环节，传统的机械杆计量方法带来很大的机械误差，影响计量的速度和精度。 为了避免大的误差，系统采用PLC作为动态称量包装测量设备。 同时根据资材输送系统的实际需要，提出了一种硬件结构、控制思想、软件控制一体化的PLC人机界面。 系统

4、在硬件和软件的设计中采用了检测修正和自动补偿方法，很好地解决了称重速度和精度的矛盾，实现了产品连续生产中动态称重计量的速度和精度的控制。关键词：自动控制包定量测量的人机界面PLCAbstractqualitymentationandautomaticalpackagingofindustricalproductionalproduct thettraditionalmethodofmechanicaleverweighingagresterme impactofspeedandaccuracy.inordotoavoidtheemernceoflargerror thesystemsusest

5、heplcomplusesaddynamingweighingpackagingmonitorin esame time acordirtingtomaterhingsystemtothepracticalicalnesofthehardwarestructure，控制链接， softwarecontrolloftheplcompleasoneman-machine接口. systeminthede设计ofhardwareandsoftwareusedinthe为此，cansortethewighginkeywords :自动控制包； quantitative weighing； 人机接口；人

6、机接口； PS1引言随着制造行业自动化水平的提高，应用范围也在扩大。 包装行业的自动化操作正在改变包装过程的工作方式和包装容器和材料的加工方法。 实现自动控制的包装系统可以大幅度提高生产效率和产品质量，明显消除包装工序和印刷标签等引起的误差，有效减轻员工的劳动强度，减少能源和资源消耗12。设计、安装的自动控制包装系统，从提高产品质量和生产效率，消除加工误差和减轻劳动强度，发挥着非常明显的作用。 特别是对食品、饮料、药品、电子等行业来说很重要。 自动装置和系统工程技术进一步深化，得到更广泛的应用。自动包装的关键是根据生产加工和包装过程，设计能实现自动控制的结构方案。 显然，机器人(机器人和机器人

7、)的选择取决于该过程的需求和特性。 根据该定义，一个自动装置是可以通过自动控制或远程控制方法完成任务的机器或机构。1.1国内外研究现状1.1.1国内研究现状自动包装技术主要有单片机应用系统和专用系统、可编程控制器、集散控制系统、工业计算机应用系统和现场总线技术。 最近，随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展，微细加工技术与高电压、大电流技术相结合，生产下一代电力电子器件，例如IGBT、IGCT等，电力半导体技术与计算机技术相结合，可以为电力的产生、输送、分配和消耗等各个环节提供最佳的设计和控制设备。 作为自动控制包装的重要一环，以电机为中心的电动传动机构是电力电子技术的主要应用，正在向节能、一

8、体化、智能化的方向发展9。我国自动包装化装备技术起步较晚，暂时处于机组控制装置和单体设备的自动化应用阶段，一些全生产线的自动化系统和全工厂的生产管理和控制系统是基本引进的生产线。 包装自动化应应用包装行业的发展要求，着力发展以单体设备自动化和全线自动化成套设备的应用技术为中心的高新技术产业。 90年代以来，随着电子技术、计算机技术、电力电子技术和检测技术的发展和普及，包装技术和自动化更紧密地结合，包装自动化装置技术进一步发展和提高。在现代工业的发展中，自动化装备技术的发展发挥了重要的作用，20世纪60年代以来，包装自动化技术随着电子技术的进步而迅速发展。 80年代PLC和DCS的出现，大幅度改

9、善了包装自动化装置的可靠性和实时性、操作性和保养性。 方便的软件制作、友好的人机界面和不断提高的性能价格促进了包装自动化装备技术的普及。 机组控制装置、单体设备的自动化和全生产线的自动化系统，大大提高了包装产品的质量和生产线的工作效率，缩短了新产品、新技术的开发周期，取得了显着的经济效果。1.1.2海外研究的现状国外包装工业正在向所有的自动化发展。 自动包装机械和自动包装生产线的大量采用，可以实现高效低成本的要求。国外随着销售形式的发展，顾客的自由食品和自动售货机的大量增加，经营管理的自动化水平的提高，半自动冰箱的普及，全自动冰箱的增加，食品工业的包装分装业务也随着食品的要求而改善，所以食品包

10、装材料和包装机械工业也在迅速发展。 食品包装是工业的一部分，只是工业发货的食品包装标准标准化了，将有利于装卸、运输、仓库机械化和自动化的食品直接分成受客户欢迎的合理的小包装，有利于销售。 近年来，在美国、英国、日本等国家设有专门研究包装和分注业务的研究机构，也出现了大量专门承包食品包装、分注的包装公司。 国外食品包装和机械设备情况介绍如下1 )小型商用集装箱小型商用集装箱是一种便于装卸、搬运、仓库食品用机械的装载箱。 其特点有统一的规格标准，在满足机械化和自动化需求的同时，食品容易入库，箱内货物数量容易计数。 有足够的强度，可以反复旋转使用，确保食品的安全。 根据自动仓库的需要，还有在箱子周围

11、贴上或印刷“通用产品符号”的集装箱。小型商用集装箱一般由塑料、板、纸板等制成，箱底没有弹簧装置，随着箱内食品的减少，箱底的食品会自动上升。 这些小型商用集装箱不仅容易机械化、自动化装卸、运输和储藏，而且带车轮的小型集装箱也可以直接送到零售店的柜台作为陈列品使用。 商业上大量使用小型集装箱后，为提高工作效率、节约人工费、减少食品消耗、在零售方面降低食品机械设备费用，进一步实现机械化和自动化创造了有利条件。2 )塑料薄膜食品包装国外随着塑料机械工业的发展，塑料薄膜作为内包装被广泛应用，最近有几种新的塑料薄膜的包装方法：热收缩包装、热收缩包装以具有热收缩性能的塑料薄膜作为包装材料来利用，包好食品后快

12、速加热装置热收缩薄膜一般很薄，透明度好，顾客可以直接观察食品。 这个包装方法很受客人欢迎。热收缩包装用途广泛，可以用于食品、工业品、其他商品，也可以用于包装多种商品。 例如，可以包装冷冻鸡、冷冻肉、冷冻鱼等。 热收缩包装除了具有运输方便、透明度高、外观漂亮、包装牢固、减少包装体积、保持清洁等优点外，使用的包装机械设备也比较简单。 现在，海外流行这种包装方法。 充气包装，通过向热收缩包装内填充惰性气体，可以抑制细菌的繁殖，延长食品的保存时间。 真空包装，用塑料膜包上食品并封口后，用真空泵排出其中的空气。 这样可以防虫、防腐、防潮，食品不易变质。 自动真空包装机已经在国外广泛使用14。3 )海外包

13、装机械工业近年来，国外的包装机械工业迅速发展。 粉、颗粒、块状食品包装实现了机械化和自动化。 计量、计数、制袋、装袋、装袋、折箱、装箱、封口和包装等形成流水线作业，包装效率高。 包装机械设备的种类很多，各国制造商都有各自的名称和型号，种类很多。 根据其作用和包装形式，国外通常有装载机(液体、固体)、制袋充填机、容器成形装载机、枕型包装机、包装机、收缩包装机、箱子、箱牌、压盖机、标签、捆扎机等名称21。1.2研究的主要内容论文主要应用PLC作为动态称重包装测量设备，硬件和软件设计采用检测修正和自动补偿方法，很好地解决了称重速度和精度的矛盾，实现了材料连续生产中动态称重计量的速度和精度的控制。 该

14、系统可用于分散产品的称量包装控制。 其主要研究内容如下a )框图设计b )传感器重量c )称量误差的自动修正d )系统控制器的控制全过程2系统结构框图及其工作原理2.1系统结构框图成品仓库螺旋进料器。量升打包机PS放大器传感器组输送机图2.1系统结构图2.2系统的工作原理由称重传感器、放大器和PLC组成测量系统，完成产品的称重、计量、包装的生产流程，该系统以PLC为核心，配合重量传感器、放大器、各种电动执行机构和机械装置，实现产品的动态在线计量和包装工作。斗上是成品仓库，这个仓库的原料是散装的成品。 成品仓库下面是马达驱动的螺旋进给装置，一启动马达，这个成品仓库的原料就随着输送绞车的旋转而被称

15、量。 称重斗搭载有两个s光束式应变式拉伸传感器，称重斗的质量信号直接从该传感器组转换为对应的电压信号，经由放大器放大该电压信号并发送至PLC模拟模块进行数据处理，达到规定值时，PLC停止材料，并将其因此，完成了产品称重包装的自动生产过程。系统采用二次供给方式。 粗供给流量多，在短时间内增加额定重量的90% 95%。 细供给流量小，为额定重量的5% 0%。 这样就保证了速度，也保证了精度。 在每个称量循环中，称量称量后的计量质量，消除因材料附着引起的称量误差，在停止时设置处理功能，保证在停止时排出料斗内的材料。 另一方面， 下次接通电源时，风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇。 扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇风扇2.3系统功能的实现a )自动控制袋装品质，其设定值可以通过手持编程器设定。b )测定、修改每次材料投入后称量的体重。c )自动补偿称量误差。d )实现自动包装。e