基于高速全自动包装机的控制系统应用设计摘要有扩展单元或扩展模块，当需要较多时可以方便地扩展。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。我国包装机械目前控制部件大多还沿用继电器方式。如果能用来取代的话，则可以简化机械结构，机械和电气设计都可以得到简化。更重要的是可以使原来无法实现的些功能得以实现，使机器在种程度上实现智能化。通过对各种控制系统的分析比较，我们决定采用控制系统。.项目研究的主要内容.对可编程控制系统的现状与发展趋势作简单的介绍，明确背景知识与选型根据分析在包装机械上应用的可能性与前景。.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。.可编程控制器部分的设计，包括控制方案的选取与设计接口信号的确定模块的选择，控制程序的设计。.工控机软件的设计.与上位机的通信设计。.论文的安排全文共分四章。论文的第章主要介绍了可编程控制器的现状及发展趋势及其在包装机械上应用的可能性及前景，分析了控制系统与其他控制系统的区别，介绍了本课题的研究内容。第二章分析了卷纸包装机工艺流程和包装各动作的时序及包装机速度的影响因素及提高方法，设计了包装机控制系统的控制方案运行方式及硬件的选择和组态，并详细介绍了组态的各模块。第三章主要对控制系统的供电线路及包装各工位的电气图进行设计，并根据放卷分切部分的受力分析，建立模型，然后依据自适应控制原理设计和实现了张力控制，同时也实现了送料过程中的同步控制并绘出了电路图。第四章根据原理用的设计包装机的软件。下面就具体结合卷纸包装机电控系统的实际来看下它的应用。这里需要说明的是，正如前面所提到的那样，可编程控制技术并非单纯是指本身，而是包括其在内的系列自动化控制产品和技术的应用。本系统在电气控制部分设计时，充分考虑到用户的功能需求和与本系统机械部分的配合需求，在具体实现的过程中，又以系统的可靠性与易用性为准则，尽量把本系统设计成为个功能齐全可靠性高且易于使用的包装机设备。在设计控制系统之前，首先得了解其生产工艺。第二章卷纸包装机控制系统的总体设计第章介绍了可编程控制技术的些概要情况，下面就具体结合卷纸包装机电控系统的实际来看下它的应用。这里需要说明的是，正如前面所提到的那样，可编程控制技术并非单纯是指本身，而是包括其在内的系列自动化控制产品和技术的应用。本系统在电气控制部分设计时，充分考虑到用户的功能需求和与本系统机械部分的配合需求，在具体实现的过程中，又以系统的可靠性与易用性为准则，尽量把本系统设计成为个功能齐全可靠性高且易于使用的包装机设备。在设计控制系统之前，首先得了解其生产工艺。.卷纸包装机生产工艺概述卷纸包装机主要功能是将来自卷纸库的卷纸以每分钟个的速率包装成合格的卫生卷筒纸。简单的工艺流程如图所示。包装纸以卷筒的形式放在原料架上，当上位机发出命令时，放卷电机动作，开始放卷。放卷到定长度长度由色标来检测时，通过色标信号向切纸机构发出指令。切纸机构采用交流变频调速电机，带动个凸轮旋转，以带动切断刀上下运动，在凸轮上安装个位置传感器，当凸轮转到位置时，切刀向上运动，二刀分离，当有色标信号时，刀又向下运动。切刀上下的工作频率可由变频调速电机来调整，操作简便。切好的纸片经整理后放入纸片库中，等待推纸空心台送纸片。同时卷纸库的卷纸经过整理等待托盘推杆送卷纸球。包装过程通过包装工艺盘及其辅助机构来实现。包装工艺盘共有八个形槽三个加工工位，当包装纸和待包装的卷筒纸放入槽中后，由工艺盘载着其转动，依次送入各加工工位。工艺盘的转动是由交流电机通过皮带传动带动的，各加工工位的动作是通过顺序逻辑控制电磁阀进而带动执行机构动作的。工件从号工位装入在号工位由夹钳机构完成前进，抓紧，旋转，窝边的动作，同时分别向托盘和推纸空心台发出送纸球和送纸片信号在号工位，包装好的产品由于重力作用落入成品库。由于这是个典型的顺序控制，利用移位寄存器操作最为方便。设定个位移位寄存器，每位移位寄存器相应于个形槽，每移位次，控制相应的操作。当到号工位时发出上料信号，推纸空心台推动纸片其总的上升时间大于小于，托盘推动纸球其总的上升时间略小于同时以相同的速度前进，当工艺盘形槽到达第工位时，工艺盘停止，在此延时，待放纸空心台压到纸片到位行程开关，停止，托盘压到托盘到位行程开关，托盘停止，完成了上料操作，当延时到，托盘和放纸空心台后退，同时，插纸板前进，托住纸球与工艺盘同运动。当到达号工位时，工艺盘停止，延时,同时发出上料信号，在此时段内，插纸板在工艺盘停止后也相继停止，但由于惯性，会使包装纸带着纸球旋转个较小的角度，使包装纸能完全包住纸球，然后再后退，同时夹钳机构轴向运动，碰到限位开关时，轴向运动停止，而三个夹杆同时径向运动，抓紧包装纸的两端，当碰到抓紧限位开关时，夹钳机构轴旋转度后继续向前移动，进行窝边。窝边到位，该机构就后退。到达号工位时，成品落下，完成次包装，这样如此循环，直到发出停止信号。从图的时序图分析，包装个卫生卷纸只需，可为什么在分钟内却只能包个啦，这里还有个扫描周期的问题，本包装程序中扫描周期为。.卷纸包装机速度影响的分析和提高随着中国改革开放与的加入，中国的工业正向高速化流水化发展，而中国的传统包装业以手动与半自动为主，大大阻碍了高速化发展。目前国外已有卷纸包装机，而且速度已经达到个分，而我们国家的卷纸包装还是半自动甚至有的小作坊还是手动操作，平均包装速度仅仅能达个分。如果引进国外产品，除了价格昂贵外而且也不利于本国的发展。因此研制高速包装机已成为社会发展的必然。为了满足厂方的要求，本设计的高速卷纸包装机包装能力要求达到个。我们知道包装机速度越高，要求稳定性和可靠性愈强。这就要求包装材料供送速度快精度高定位准确，包装材料质量标准要符合规格，停机率低，以减少包装材料损耗，且包装材料的装卸都要自动化等。.影响卷纸包装机高速化的包装材料的性质有.抗张拉强度要大在高速包装机中，包装材料运动的线速度可达以上，同时包装机都是间歇式运动，材料直径大，材料运动惯性力大，所以应具有足够的抗拉强度，防止被拉断。在现行的卷纸包装机材料供送机构中可通过增加冲击力缓冲装置来解决。.伸缩性要小包装材料在运行中，由于卷筒直径大包装运行速度大，使之受到很大的拉力和惯性冲击力，易造成包装材料拉伸，影响包装纸定位准确性，所以材料的伸缩性要小，以保证包装机工作的可靠性和包装质量。.静电性要小卷筒包装材料在卷曲和使用过程中，易产生静电。当包装材料按定长切断后，在移送过程中，旦发生静电粘附时就需马上停机，所以静电性越小越好。二.机械结构的影响。传统的包装机在包装材料切断后迅速离开的办法是用不等速机