瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設(shè)計

瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設(shè)計,瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線-,PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設(shè)計,瓶裝,牛肉,自動生產(chǎn)線,plc,控制系統(tǒng),以及,測試,系統(tǒng),設(shè)計 廣東白云學院 畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告 題目：瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測試系統(tǒng)的設(shè)計 課 題 類 型： 論文 □ 設(shè)計 □ 綜合 □ 學 生 姓 名： 關(guān)毅鵬 學 號： 0612014145 班 級： 06機械 專業(yè)（全稱）： 機械設(shè)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(chǎn)線的控制及關(guān)鍵問題的分析，從硬件、軟件兩個方面對瓶裝牛肉醬生產(chǎn)過程中的自動控制系統(tǒng)進行設(shè)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(shè)計，控制瓶裝牛肉醬自動生產(chǎn)線的相關(guān)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(shè)計，通過PLC系統(tǒng)的內(nèi)部信號對系統(tǒng)進行測試，并將結(jié)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(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)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?qū)τ谖覈陌b機械生產(chǎn)企業(yè)，并不是求大求全，而是應(yīng)求精求專。美國、日本、意大利的包裝機械生產(chǎn)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(nèi)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(guān)信息顯示，到2010年國內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也具有非常大的市場。據(jù)調(diào)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1000~3000臺，銷售額可達6~18億元人民幣。由此可見國內(nèi)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(jīng)不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢。抓住機遇，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以高科技產(chǎn)品提升企業(yè)競爭力是未來我國包裝機械行業(yè)應(yīng)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(yīng)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(chǎn)裝箱機的市場競爭力。專家指出，在開發(fā)裝箱機產(chǎn)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(shè)計理念。在引進、消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)品牌。 1、模塊化設(shè)計是未來包裝機械設(shè)計的方向。模塊化設(shè)計就是在一定范圍內(nèi)，在對不同功能或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，換用一個或幾個單元，即可應(yīng)對包裝產(chǎn)品的變化，滿足不同產(chǎn)品裝箱的需求。另外在設(shè)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(shè)計是近年來提出的科學、環(huán)保設(shè)計理念。它要求在設(shè)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(yīng)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(guān)鍵部件和涉及到安全性的模塊在設(shè)計時應(yīng)考慮設(shè)計成可維修、便于檢測的結(jié)構(gòu)。 3、人機工程設(shè)計在現(xiàn)代化的裝箱機設(shè)計中也具有重要的意義。人機工程設(shè)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(shè)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(shè)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(nèi)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(shù)的不斷改進，使裝箱機性能更好地適應(yīng)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(yīng)性廣、用戶界面友好等特點。該設(shè)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(shè)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(shè)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(chǎn)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(shè)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(chǎn)效率大幅提升。該設(shè)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(shè)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(chǎn)線上直接完成紙箱表面印刷。通過這臺設(shè)備，客戶可以在生產(chǎn)線上直接完成企業(yè)商標、產(chǎn)品批號、產(chǎn)品說明等信息的印制。 這種新型設(shè)備具有良好的適應(yīng)性，當裝箱完成時，相關(guān)的圖案、文字就同時出現(xiàn)在紙箱的各個部分，如頂部、側(cè)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(zhuǎn)與定位設(shè)備，這些設(shè)備不但價格昂貴而且會影響生產(chǎn)線速度。該機可實現(xiàn)紙箱雙側(cè)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(cè)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(nèi)專業(yè)裝箱機的生產(chǎn)企業(yè)只有十幾家。國產(chǎn)裝箱機與世界先進水平還有較大的差距，還不適應(yīng)國內(nèi)市場需求和國際市場的競爭環(huán)境。國產(chǎn)設(shè)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(jié)構(gòu)復雜、耗能、維修麻煩、效率低是國產(chǎn)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(shù)人員，針對啤酒裝箱機性能單一的弊端，設(shè)計出了新型直線連續(xù)式啤酒裝箱機，可以適應(yīng)各種產(chǎn)量的包裝生產(chǎn)線，動力配置只有0.12kw。簡潔的抓瓶頭結(jié)構(gòu)，簡化的裝卸方式，較低的壓縮空氣噪音和設(shè)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(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年，我國包裝機械業(yè)要著重進行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上要提高生產(chǎn)集中度，促進專業(yè)化、系列化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和對市場的適應(yīng)能力；要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產(chǎn)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(chǎn)業(yè)提升在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要改變目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中以低技術(shù)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(chǎn)品，學習國外先進技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)高效低耗的、產(chǎn)銷對路的大型成套設(shè)備和高新技術(shù)產(chǎn)品，開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設(shè)備，加速包裝機械的更新?lián)Q代，開拓國際市場。在組織結(jié)構(gòu)調(diào)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(jié)構(gòu)優(yōu)化組合，實現(xiàn)行業(yè)資產(chǎn)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(shè)備，努力提高技術(shù)含量，把產(chǎn)品做精、做細、做專、做強，靠技術(shù)進步來推動行業(yè)的發(fā)展。 近年來，國產(chǎn)裝箱機在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級和技術(shù)創(chuàng)新方面也取得了較大的進展。 　　江西德賽特包裝機械設(shè)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(chǎn)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(nèi)。該機結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性體現(xiàn)在：運動由伺服驅(qū)動器和變頻器控制的電機驅(qū)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(diào)速，生產(chǎn)效率極高，生產(chǎn)速高達10000~90000瓶/小時；更換不同瓶型時，只需要更換夾瓶機構(gòu)即可。該裝箱機采用現(xiàn)代顯示技術(shù)——觸摸屏，設(shè)備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產(chǎn)品除了設(shè)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(jīng)突破了倒罐、卡罐、吸罐導向、精確定位等一系列技術(shù)和制造難題，即將完成試制，投入批量生產(chǎn)。? 　　大連佳林設(shè)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12~30瓶產(chǎn)品進行裝箱，每小時裝瓶數(shù)量達到7000瓶，這在國內(nèi)處于領(lǐng)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(chǎn)品。它通過機械運轉(zhuǎn)，氣動和機電控制把產(chǎn)品準確可靠地從輸瓶臺上裝入紙箱。?? 該設(shè)備運行平穩(wěn)，動作協(xié)調(diào)，通過變頻電機獨立驅(qū)動不同的機械機構(gòu)使產(chǎn)品提升、平移、降落，并與氣動、電、光控制相結(jié)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(shè)計，由變頻驅(qū)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(shè)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(shè)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(nèi)容和方法： 本設(shè)計的主要設(shè)計內(nèi)容為瓶裝牛肉醬裝箱機的上料裝置設(shè)計、醬瓶裝箱裝置設(shè)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(chǎn)裝箱主要是采用手工裝箱，后來隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)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(shè)計、軟件程序設(shè)計的內(nèi)容。 3. 設(shè)計了紙箱上料機構(gòu)的控制與檢測設(shè)計。 4. 設(shè)計了牛肉醬瓶上料機構(gòu)，通過電機驅(qū)動齒形帶對牛肉醬進行定量輸送。 5. 設(shè)計了裝箱機構(gòu)，將瓶裝牛肉醬裝入紙箱內(nèi)，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(shè)計步驟及進度安排： 1．總體方案設(shè)計、控制系統(tǒng)設(shè)計與檢測系統(tǒng)設(shè)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(gòu)控制設(shè)計和檢測系統(tǒng)設(shè)計，完成相應(yīng)電氣圖；（09年1月中旬～2月下旬） 4．牛肉醬瓶上料控制設(shè)計和檢測系統(tǒng)設(shè)計，完成相應(yīng)的電氣圖；（09年3月上旬） 5．裝箱裝置控制設(shè)計和檢測系統(tǒng)設(shè)計，完成相應(yīng)的電氣圖；（09年4月底前） 6．PLC程序梯形圖設(shè)計；(09年4月中旬) 7. 編寫畢業(yè)設(shè)計說明書；（09年4月底前） 8. 整理、完善畢業(yè)設(shè)計，準備答辯.（09年5月上旬） 五、課題的成果形式： 1）設(shè)計說明書：不少于10000字 2）設(shè)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(guān)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