天津轻工职业技术学院毕业设计（论文）：基于PLC对尤妮佳公司卫生纸外装机的控制

天津轻工职业技术学院毕业设计（论文）：基于PLC对尤妮佳公司卫生纸外装机的控制 B34 天津轻工职业技术学院 毕业 设计(论文) 课题 :基于PLC对尤妮佳公司卫生纸外装机的控制 专 业 电气自动化 班级 电气1班 学生姓名 王卫民 学生学号 11 指导教师 谢飞 提交日期 成绩 答辩日期 答辩成绩 答辩教师 总评成绩 课题设计要求 设计题目 指 导 教 师 综 合 阅 评 意 见 平时成绩0~20 材料成绩0~40 指导教师 摘 要 现在社会对物品的包转要求越来越高，为方便包装出的物品整齐美观并具有良好的包装质量，要求包装机具有精确的动作、定位精度及较高的生产率和一定的柔性，因此对包装机的控制要求是越来越高。传统的继电器已经不能满足在生产的要求了，所以尤妮佳天津有限公司先进的使用了基于PLC全自动控制外装机的系统。 尤妮佳天津有限公司高速全自动卷纸包装机控制系统为背景，理论与实践相结合，详细阐述了集PLC技术，光电感应技术，通信技术于一体的先进控制技术在该包装机控制系统中的应用。论文主要内容如下:概述了可编程控制器PLC的现状及其在包装机械上应用的可能性和前景,PLC的功能和特点。2.通过对卷纸包装机生产工艺的了解，统计其输入输出1/O点，然后进行PLC设备安全、高速、高效地运行，以实现高速运行。 关键词:包装机;PLC程序;包装工艺流程 目 录 摘 要 .................................... 2 第一章 绪 论 ............................. 4 1.1可编程控制技术的现状 .................. 4 1.2可编程控制技术的发展趋势错误～未定义书签。 1 1.3 可编程序控制器(PLC)的特点..................3 1.4卷纸包装机产生的背景及意义....................6 1.5 PLC在包装机械上应用的可能性和前景 .... 6 1.6 ...................................... 7 1.7论文的安排 .......... 错误～未定义书签。8 1第一章 绪 论 1.1可编程控制技术的现状 目前，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术的发展，PLC已由最初一位机发展到现在的以16位和32位微处理器构成的微机化PC，而且实现了多处理器的多通道处理。如今，PLC技术已非常成熟，不仅控制功能增强，功耗和体积减小，成本下降，可靠性提高，编程和故障检测更为灵活方便，而且随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，使PLC向用于连续生产过程控制的方向发展，成为实现工业生产自动化的一大支柱。 现在，世界上有200多家PLC生产厂家，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色。其中，美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，著名的有A-B公司、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司。欧洲PLC产品主要制造商有德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司、法国的TE公司。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士等，韩国的三星(SAMSUNG)、LG等，这些生产厂家的产品占有80%以上的PLC市场份额。 经过多年的发展，国内PLC生产厂家约有三十家，国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在开展PLC业务时有较大的竞争优势，如:需求优势、产品定制优势、成本优势、服务优势、响应速度优势。 1.2 PLC的发展趋势 随着PLC应用领域日益扩大，PLC技术及其产品结构都在不断改进，功能日益强大，性价比越来越高。 (1)、在产品规模方面，向两极发展。一方面，大力发展速度更快、性价比更高的小型和超小型PLC。以适应单机及小型自动控制的需要。另一方面，向高速度、大容量、技术完善的大型PLC方向发展。随着复杂系统控制的要求越来越高和微处理器与计算机技术的不断发展，人们对PLC的信息处理速度要求也越来越高，要求用户存储器容量也越来越大。 (2)、向通信网络化发展 PLC网络控制是当前控制系统和PLC技术发展的潮流。PLC与PLC之间的联网通信、PLC与上位计算机的联网通信已得到广泛应用。目前，PLC制造商都在发展自己专用的通信模块和通信软件以加强PLC的联网能力。各PLC制造商之间也在协商指定通用的通信标准，以构成更大的网络系统。PLC已成为集散控制系统(DCS)不可缺少的组成部分。 (3)、向模块化、智能化发展 为满足工业自动化各种控制系统的需要，近年来，PLC厂家先后开发了不少新器件和模块，如智能I/O模块、温度控制模块和专门用于检测PLC外部故障的专用智能模块等，这些模块的开发和应用不仅增强了功能，扩展了PLC的应用范围，还提高了系统的可靠性。 4)、编程语言和编程工具的多样化和标准化 ( 多种编程语言的并存、互补与发展是PLC软件进步的一种趋势。 PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP(制造自动化)靠拢，使PLC的基本部件，包括输入输出模块、通信协议、编程语言和编程工具等方面的技术规范化和标准化。 1.3可编程序控制器(PLC)的特点 1.1 体积小、重量轻 超小型的PLC底部尺寸,100mm，重量,150g，其功耗仅为数瓦。由于其体积小，很容易装入机械中，便于机电一体化的实现。 1.2 实用性普遍 PLC可适用于各种规模的电气控制场合，除了基本的逻辑处理功能之外，当前大多PLC具有数据运算能力，并可应用于数字控制领域中。近年来，PLC的功能日益完善，PLC的应用已经普遍到温度控制、位置控制及CNC等多个控制领域。 1.3 抗干扰能力强 由于PLC采用了现代化的大规模集成电路技术，在内部电路、生产工艺等方面均采取先进的抗干扰处理技术，具有较高的可靠性。另外，PLC还自备硬件故障自动检测功能，一旦出现故障即可发出警报。在软件应用中，应用者还可编入外围器件的自诊断故障程序，让系统中出了PLC之外的电路与设备也能获得自我保护功能。 1.4 应用简单、普遍 PLC作为直接面向企业的工控设备，具有接口容易、编程语言易于被技术人员接受并理解等特点，尤其图形符号及梯形图语言、表达方式等与继电器电路图基本类似，只需通过PLC的少量开关量逻辑控制指令就能熟练实现在电气控制中的应用。 1.5 维护与改造方便 PLC通过存储逻辑替代了接线逻辑，减少了控制设备外在的接线，极大减少了控制系统设计和建造的时间，为后期维护提供了方便，同时程序较易改变，可极快应用于生产过程的改变。 1.4卷纸包装机产生的背景及意义 卫生卷纸是人们生活中的必须品，随着人们对纸质品用量的增加，对卫生纸 的需求也越来越大，且对卫生纸的安全性，方便性要求也越来越高。为使包装出 的物品整齐、美观并具有良好的包装质量，研制高速、高效、高质、经济的新型 包装机是市场的迫切需求。目前，该类包装机多半为进口产品。 1.5 PLC在包装机械上应用的可能性和前景 包装机械的最大特点是动作复杂、频繁，且有较多的执行元件。在这种场合使用继电器控制逻辑必然需要大量的中间继电器，而这些中间继电器在用 PLC控制的情况下，就可以对其内部的辅助继电器进行编程后来取代。从物理介质方面来讲，前者是要用具体的电气元件来组合，而后者只是PLC的内部寄存器，在PLC编程容量许可的范围内，可以不花费额外的费用来实现复杂的控制逻辑。一般的PLC都有上百点内部辅助继电器甚至更多，且还有多种专用的内部电器，足可以应付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是对PLC进行编程。事实上PLC用于这种场合是最能显现出其经济性。当然我们不仅忽视了PLC的另一个优点，那就是其运行速度及可靠性和寿命远远高于继电器控制方式，从上述意义上来讲，PLC最适合于需要大量中间继电器的场合。且PLC与其他工业控制系统比较具有许多优点: 1)更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动; 2)程序可以复制，批量生产很容易; 3)电气硬件设计大大简化; 4)由于PLC除有继电器功能外，尚有多种其它功能，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; 5)可靠性高; 6)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，成本急骤上升，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; 7)具有扩展单元或扩展模块，当需要较多1/0时可以方便地扩展。 因此，国外在注塑机、各种包装机上已经大量地采用了PLC来取代传统的继电器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。 1.6项目研究的主要内容 1.对可编程控制系统的现状与发展趋势作一简单的介绍，明确背景知识与选型根据;分析PLC在包装机械上应用的可能性与前景。 2.卷纸包装机各动作控制工艺的研究。了解卷纸包装机的工作过程及工艺要求。总结各机构的动作顺序，将其用流程图的形式表示出来，为实现高速全自动运动控制做准备。 1.7论文的安排 1.卷纸包装机生产的工作原理 卫生纸包装机是具有制袋、充填、封口、日期打印、切断带膜等功能的包装 设备。其工作原理是将卷膜按照规定的供膜要求安装好后，卷膜由走袋电机通过同步带轮带动两组同步将薄膜袋动进行。当薄膜通过打印机器时，可走动打印上需要的时间日期，薄膜经翻领成型器，通过纵封器的纵封将薄膜制成袋筒，袋筒经横封器进行下横封(此时上下横封同时进行，袋膜经过刀片从上、下横封中间切断，刀片上的为口袋下封口，刀片下的为口袋上封口)。产品通过传送部到达金属探测器，超过产品的质量规格就会被探测器吹出，则合格产品就会流入装箱部由装箱工进行装箱。 2. PLC硬件控制系统 1硬件配置 系统硬件配置结构框图如图,所示，包括中央处理元及，,,扩展单元、检测元件(光电开关和接近开关等)、操作面板(触摸屏，按钮开关和指示灯)、控制元件(交流接触器和电磁阀)以及执行元件(电动机和气缸)等几部分。触摸屏作为设备控制的操作界面，接受来自操作人员的操作指令并指示设备的运行状态，并以菜单形式显示机器启停、功能切换、工况检测、数据输入与修改、运行状态、故障报警等，使参数组态变得更为方便;检测元件检测料位计量、投料结束信号，以及各部分的动作完成情况;,,,自动循环扫描各个输入输出点的当前状态，并根据梯形图程序所确定的逻辑关系更新输出点的状态，通过通断交流接触器和换向电磁阀来控制电动机的启停和气缸的动作，从而完成从卷膜输送到物料排出全过程的自动控制。 中央处理器 输入输出(I?O)单元 单元cpu 控制元件 执行元件 控制面板 原件检 测 图1 系统结构图 应。 熟悉 可编 程序 控制 器、 功能 表图 及有 关的 编程 语言 有利 于缩 短编 程时 间， 因 此， 工程 设计 选 型和 估算 时， 应详 细分 析工 艺过 程的 特 点、 控制 要 求， 明确 控制 任务 和范 围