瓶裝牛肉醬自動生產線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計

瓶裝牛肉醬自動生產線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計,瓶裝牛肉醬自動生產線-,PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計,瓶裝,牛肉,自動生產線,plc,控制系統(tǒng),以及,測試,系統(tǒng),設計 廣東白云學院畢業(yè)論文(設計)開題報告題目：瓶裝牛肉醬自動生產線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設計 課 題 類 型： 論文 設計 綜合 學 生 姓 名： 關毅鵬學 號： 0612014145班 級： 06機械專業(yè)（全稱）： 機械設計制造及其自動化系 別： 機電工程系指 導 教 師： 孫曉輝2009年 11 月一、課題研究的目的、意義：本文通過對瓶裝牛肉醬自動生產線的控制及關鍵問題的分析，從硬件、軟件兩個方面對瓶裝牛肉醬生產過程中的自動控制系統(tǒng)進行設計。整個系統(tǒng)分為兩個部分。第一部分為可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)的設計，控制瓶裝牛肉醬自動生產線的相關動作，主要完成對現(xiàn)場數(shù)字、模擬信號進行采集和處理以及對執(zhí)行元件進行實時控制的功能。第二部分為測試系統(tǒng)的設計，通過PLC系統(tǒng)的內部信號對系統(tǒng)進行測試，并將結果顯示到文本屏上，方便用戶處理各種情況。目前，世界各國對包裝機械發(fā)展十分重視，集機、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術產品不斷涌現(xiàn)生產高效率化、資源高利用化、產品節(jié)能化、高新技術實用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國包裝機械發(fā)展的趨勢這也是我國包裝機械業(yè)的發(fā)展方向對于我國的包裝機械生產企業(yè)，并不是求大求全，而是應求精求專。美國、日本、意大利的包裝機械生產企業(yè)大部分規(guī)模不大，但專業(yè)化程度很高。 資料顯示，包括裝箱機在年內全球的包裝機械需求以每年5.3%的速度增長。全球市場上的包裝機械（包括裝箱機）大約有三分之一來自德國，銷量名列全球第一，其次是美國、日本和意大利。我國一些跨國公司和外資企業(yè)使用的裝箱機大部分都是從國外進口。有關信息顯示，到2010年國內食品和包裝機械市場總需求量將達到1100億元，其中裝箱機的市場需求量潛力巨大，僅中糧集團的30多條生產線，潛在銷售額就達到2000萬元左右。另外，裝箱機在金屬鐵罐生產領域內的應用也具有非常大的市場。據(jù)調查，全國的制罐企業(yè)有一千多家，如果每個企業(yè)配置1至3臺裝箱機，那么市場容量為10003000臺，銷售額可達618億元人民幣。由此可見國內裝箱機市場前景非常樂觀。當前，我國包裝機械行業(yè)正受到國際金融危機的影響和國際市場競爭的挑戰(zhàn)，以價格競爭的銷售策略已經不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢。抓住機遇，調整產品結構，以高科技產品提升企業(yè)競爭力是未來我國包裝機械行業(yè)應對危機和挑戰(zhàn)的唯一出路。面對我國裝箱機的市場需求，包裝機械企業(yè)應重點開發(fā)一批具有國際先進水平的全自動、多功能、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代化裝箱機，提高國產裝箱機的市場競爭力。專家指出，在開發(fā)裝箱機產品中一定要充分體現(xiàn)出高效、高精、智能化、標準化、模塊化、彈性化且具有多種切換功能、可拆卸以及節(jié)能、環(huán)保的設計理念。在引進、消化、吸收的基礎上，開發(fā)出具有自主知識產權的國產品牌。1、模塊化設計是未來包裝機械設計的方向。模塊化設計就是在一定范圍內，在對不同功能或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，換用一個或幾個單元，即可應對包裝產品的變化，滿足不同產品裝箱的需求。另外在設計中還要體現(xiàn)零件的可拆卸性。良好的可拆卸性可以使裝箱機便于維護，所用易損件要便于回收和可再生利用，從而達到方便用戶、節(jié)省成本和保護環(huán)境的目的。 2、均衡壽命設計是近年來提出的科學、環(huán)保設計理念。它要求在設計中盡量使每個零部件具有相同或相似的使用壽命。就裝箱機而言，某種重要組成模塊應具有較長的壽命，而易于損壞的模塊要易于更換，對于一些關鍵部件和涉及到安全性的模塊在設計時應考慮設計成可維修、便于檢測的結構。3、人機工程設計在現(xiàn)代化的裝箱機設計中也具有重要的意義。人機工程設計的目的是為減少裝箱機使用中人的差錯，發(fā)揮人和機械各自的特點以提高裝箱機整體的可靠性。利用人機工程學原理設計裝箱機的人機系統(tǒng)，包括要適于人的使用習慣，便于識別操作，保證安全問題和不易出錯的防誤操作設計等。這些都要通過機電一體化控制，利用計算機實現(xiàn)自動操作、自動數(shù)據(jù)收集、自動檢驗以及自動診斷來實現(xiàn)。二、本課題國內外研究的歷史、現(xiàn)狀和研究目標：近年來，國外一些廠商通過對技術的不斷改進，使裝箱機性能更好地適應了自動化、多功能及高效率的要求。SWF公司推出的DP320裝箱機，具有高速、適應性廣、用戶界面友好等特點。該設備的裝箱速度達到每分鐘25箱，可以連續(xù)包裝不同規(guī)格的玻璃、塑料或金屬容器，適用的包裝方式與容器尺寸范圍很廣。 DP320具有一系列的獨特性能，包括垂直紙箱輸送、PLC控制、安全保護自鎖、擁堵自動截至傳感器等。還配有規(guī)格更換輔助裝置、NEMA 12電控系統(tǒng)，下游還設有一個光電控制器以實現(xiàn)自動啟動或停機。該機器采用紙箱帶式輸送，配備低壓氣動裝置和塑料帶以實現(xiàn)平穩(wěn)輸送。Douglas設備公司最新推出的Axiom系列新型裝箱機通過采用伺服系統(tǒng)間歇運動控制紙箱包裝過程，使生產速度提高50%，而運動范圍則縮小30%。Axiom系列采用第三代伺服設計，通過動態(tài)增強位置重復精度以及簡化失誤檢測與恢復，使生產效率大幅提升。該設備的不銹鋼網(wǎng)板以及零部件數(shù)減少了50%，可有效減少設備維護和配件更換等所需時間。ABC公司推出的新型裝箱機在裝箱同時，可以在高速生產線上直接完成紙箱表面印刷。通過這臺設備，客戶可以在生產線上直接完成企業(yè)商標、產品批號、產品說明等信息的印制。這種新型設備具有良好的適應性，當裝箱完成時，相關的圖案、文字就同時出現(xiàn)在紙箱的各個部分，如頂部、側面、角部或端部。包裝制造商不再需要購買多色印刷頭、紙箱旋轉與定位設備，這些設備不但價格昂貴而且會影響生產線速度。該機可實現(xiàn)紙箱雙側打碼以及在包裝與封箱兩端加注運輸標志，即采用一個印刷頭能夠完成紙箱的雙側印刷，或采用兩個印刷頭完成四面印刷。如果紙箱干凈、平整，可以獲得最佳的印刷清晰度。印刷控制系統(tǒng)可以安裝于紙箱控制板旁邊，易于紙箱規(guī)格更換或印刷數(shù)據(jù)切換。它每分鐘可以完成35箱的包裝我國的裝箱機制造業(yè)起步較晚，目前國內專業(yè)裝箱機的生產企業(yè)只有十幾家。國產裝箱機與世界先進水平還有較大的差距，還不適應國內市場需求和國際市場的競爭環(huán)境。國產設備在自動控制、自動化程度和加工精度等方面還比較落后。性能不穩(wěn)定、結構復雜、耗能、維修麻煩、效率低是國產裝箱機需要解決的主要問題。針對上述情況，我國有的啤酒企業(yè)的工程技術人員，針對啤酒裝箱機性能單一的弊端，設計出了新型直線連續(xù)式啤酒裝箱機，可以適應各種產量的包裝生產線，動力配置只有0.12kw。簡潔的抓瓶頭結構，簡化的裝卸方式，較低的壓縮空氣噪音和設備重量，以及方便的操作與維修，顯著降低了能耗并提高工作效率。 其次，要進行我國包裝機械業(yè)的結構調整在“十五”期間乃至2010年，我國包裝機械業(yè)要著重進行產業(yè)結構、產品結構和組織結構的調整在產業(yè)結構調整上要提高生產集中度，促進專業(yè)化、系列化生產，提高產品質量和對市場的適應能力；要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產品的重點骨干企業(yè)，加快現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和完善.形成行業(yè)排頭兵.參與國際市場競爭，從而加快產業(yè)提升在產品結構調整上，要改變目前產品結構中以低技術含量為主的狀況，淘汰一批低效高耗的、低檔次、低附加值的、勞動密集型的產品，學習國外先進技術，開發(fā)生產高效低耗的、產銷對路的大型成套設備和高新技術產品，開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設備，加速包裝機械的更新?lián)Q代，開拓國際市場。在組織結構調整上，要成立跨部門的企業(yè)集團，樹立大行業(yè)的全局觀念，進行組織結構優(yōu)化組合，實現(xiàn)行業(yè)資產優(yōu)化配置，統(tǒng)一思想，強化管理，形成優(yōu)勢互補、分工合作、共同發(fā)展的新格局。發(fā)展中高檔設備，努力提高技術含量，把產品做精、做細、做專、做強，靠技術進步來推動行業(yè)的發(fā)展。近年來，國產裝箱機在產品結構升級和技術創(chuàng)新方面也取得了較大的進展。江西德賽特包裝機械設備有限公司研制成功的多功能全自動裝箱機在多項性能指標上都達到了國際先進水平。這項多功能全自動裝箱機適用各種規(guī)格圓形瓶、扁形瓶、方形瓶。其特點是可以根據(jù)裝箱要求，能將產品自動分道理排。在控制上，它采用伺服系統(tǒng)，因而定位準確、動作穩(wěn)定，可以自動完成瓶子提升、移動、降落的裝箱動作，抓瓶器還可以將瓶子自動裝進帶隔板的紙箱內。該機結構設計的合理性體現(xiàn)在：運動由伺服驅動器和變頻器控制的電機驅動，起步和終止均緩慢平穩(wěn)；裝箱速度采用變頻器進行無級調速，生產效率極高，生產速高達1000090000瓶/小時；更換不同瓶型時，只需要更換夾瓶機構即可。該裝箱機采用現(xiàn)代顯示技術觸摸屏，設備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產品除了設置保護罩，還配備光電安全保護裝置，當裝箱過程中出現(xiàn)缺瓶、缺箱、堵箱、錯位等現(xiàn)象時，能立即自動停機，保護機器。該公司正在開發(fā)一種適用于異形鐵罐及PET瓶等高度不同的非標容器的裝箱機，現(xiàn)在已經突破了倒罐、卡罐、吸罐導向、精確定位等一系列技術和制造難題，即將完成試制，投入批量生產。 大連佳林設備制造有限公司近日研制成功的潤滑油全自動裝箱機通過抓住塑料瓶的瓶頸每次可以將1230瓶產品進行裝箱，每小時裝瓶數(shù)量達到7000瓶，這在國內處于領先水平。該裝箱機通過真空泵控制抓頭上的真空或是通過電磁的吸、放來實現(xiàn)抓放產品。它通過機械運轉，氣動和機電控制把產品準確可靠地從輸瓶臺上裝入紙箱。 該設備運行平穩(wěn)，動作協(xié)調，通過變頻電機獨立驅動不同的機械機構使產品提升、平移、降落，并與氣動、電、光控制相結合實現(xiàn)自動化操作。它采用無壓力輸送，輸箱通道采用三段（進箱段，裝箱段，出箱段）無壓力控制設計，由變頻驅動的減速電機來實現(xiàn)快速進箱、裝箱及出箱。此外，它采用兩組箱體底部定位，不但定位效果好，還減少了因紙箱外型尺寸差異所造成的故障停機。為了滿足食品包裝的要求，該設備還使用了無油潤滑的氣動元件，大部份運動部件之間均采用了終生不需要注油潤滑的人性化設計，避免了油的污染，也減少了用戶的維護成本。三、本課題研究的基本內容和方法：本設計的主要設計內容為瓶裝牛肉醬裝箱機的上料裝置設計、醬瓶裝箱裝置設計。完成的主要工作有：1. 綜述了瓶裝牛肉醬裝箱機的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。我國早期的瓶類生產裝箱主要是采用手工裝箱，后來隨著生產的發(fā)展和技術的進步，逐漸采用機械化裝箱。2. 確定了總體方案、硬件電路設計、軟件程序設計的內容。3. 設計了紙箱上料機構的控制與檢測設計。 4. 設計了牛肉醬瓶上料機構，通過電機驅動齒形帶對牛肉醬進行定量輸送。5. 設計了裝箱機構，將瓶裝牛肉醬裝入紙箱內，同時控制完成紙箱的折疊封合。本機總體上具有較高的性價比，具有很強的競爭力和很好的發(fā)展前景。四、課題研究的步驟及進度安排：本設計步驟及進度安排：1總體方案設計、控制系統(tǒng)設計與檢測系統(tǒng)設計,并擬訂控制草案；（08年12月下旬）2. 翻譯英文資料；（09年1月上旬）3紙箱上料機構控制設計和檢測系統(tǒng)設計，完成相應電氣圖；（09年1月中旬2月下旬）4牛肉醬瓶上料控制設計和檢測系統(tǒng)設計，完成相應的電氣圖；（09年3月上旬）5裝箱裝置控制設計和檢測系統(tǒng)設計，完成相應的電氣圖；（09年4月底前）6PLC程序梯形圖設計；(09年4月中旬)7. 編寫畢業(yè)設計說明書；（09年4月底前）8. 整理、完善畢業(yè)設計，準備答辯.（09年5月上旬）五、課題的成果形式：1）設計說明書：不少于10000字2）設計圖紙：電氣圖 2張 PLC程序梯形圖 5頁3）不少于2000字的英文翻譯。六、其他有關問題或保障機制：指導教師意見 指導教師簽名： 月 日專業(yè)教研室意見 教研室主任簽名： 月 日 系（部）意見系主任簽名： 月 日可另加附頁