而且为以后软件的维护和改进提供了方便。.对系统的可靠性进行了充分的考虑，加入了各种保护措施，尽量消除了各种可能的事故隐患。.工控机和的结合非常利于小型自动化系统的实现，用作为下位机实现现场的信号输入和实时控制，使执行可靠，且有效地实现了分散控制。用工控机作为上位机进行参数的设定及系统的监控和管理。各取所长，分工明确。在设计完成之后，也发现本设计中存在着些不足之处和需要改进的地方.程序中实时画面的主要作用是辅助监控现场状况，以防意外事件的发生。但实际使用中，许多操作员认为还是直接观察现场更加直观稳妥。故此拟在下版本中引入摄像头，将现场情形直接显示到显示器上，这样就可以降低工人操作的复杂性，并使界面更加漂亮直观。.设计中采用了热继电器，变频器及电机等也都有过热恢复，拟在以后的设计中加入声音报警功能，即当变频器或电机过热时，程序利用蜂鸣器发出尖锐的声音提醒操作员有故障发生，达到提高反应速度降低故障危险性的目的。经过此次毕业设计，收获颇丰，感觉最大的收获应该是对理论和实际相结合的重要性有了深刻的认识。原来在课本上学到的东西当实际用起来时才知道相差甚远，实验室里完成了调试到了现场依然问题不断。所有这些，都使我深深认识“纸上得来终觉浅，须知此事要躬行”。谢辞结束本文之际，作者谨向成都电子机械高等专科学校指导老师王显涛老师等致以崇高的敬意和由衷的感谢。导师渊博的学识严谨细致的治学态度和丝不苟的工作作风时刻影响着我。在这次毕业论文工作中对本人的指导，他们踏实的工作勇于开拓勤勉奉献团结协作的敬业精神使我受益非浅。在课题研究中，有公司的支持，得到公司刘工程师的耐心指导和热情帮助，使本人能够比较顺利完成课题研究，在此表示由衷的感谢。在论文的完成中，还得到同班同学，师兄等的支持和帮助，在此感谢他们。另外特别要感谢我的父母姐姐等亲戚朋友，在二十多年的学习生活中，他们在精神和物质上都给了我极大的支持，有了他们的鼓励和支持，我才能专心投入到论文的研究工作中来，在此，特向他们表示我深深的谢意!最后再次诚挚地感谢所有给予我指导和帮助的老师和同学，感谢在百忙中抽出时间进行论文评审的各位老师!谢谢!附录附录电路机画张附录二框图机画三张具有很强的计算能力和完善的指令集，以及通过接口和联网的能力，适用于高速的过程处理需要。本系统所用的主机模块是，可以通过转接电缆或通讯模块与计算机进行通讯，再加上其全面的诊断功能和完善的自我保护技术，使其具有极高的可靠性，极其适合本系统的需求。除此之外，它自带的编程软件功能强大，使用方便，也使开发过程变得简单快捷。此外，系列还具有模块点数密度高，结构紧凑，性价比高，性能优越，装卸方便等优点。根据点数的确定要按照实际点数再加的备用量及其特性，配置了如下的模块⒈个模拟量输入模块可提供具有位分辨率的总数为路的模数转换通道⒉个模拟量输出模块可提供具有位分辨率的总数为路的模数转换通道⒊个数字量输入模块可提供总数为路的开关量输入通道⒋个数字量输出模块.可提供总数为路的开关量输出通道⒌中央处理单元⒍通讯处理器⒎接口模块和。在本系统中，的主要任务是接受外部开关信号按钮行程开关继电器节点的输入，判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器继电器等器件，以完成相应的控制任务。除此之外，另个重要的任务就是接受工控机上位机的控制命令，以进行全自动包装循环。图给出了本项目中配置的模板的型号和数量，下面对使用的这些模块作具体介绍⑿的中央处理器是的大脑，其装载存储器的基本容量为字节或字节，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量可达到。每执行条二进制指令约需.，最大可扩充点数字量或路模拟量通道。内装硬件实时时钟。的操作系统是事件驱动的用户程序扫描过程。响应哪个事件，操作系统自动调用该事件的组织块。可调用个功能块个功能调用个数据块保留。的容量均不大于。此外，还有个系统功能块集成在操作系统中供用户调用有个系统数据块装载系统参数。适用于要求高速处理和中等规模的任务。它可以装载中等规模的程序，并具有中等的指令执行速度。接口模块和当系统的规模较大时，个机架不能容纳所有的模块时，就要增添扩展机架，这时装有的机架称为主机架。主机架和扩展机架之间通过接口模块和形成统的整体。每个机架的接口模块通过总线连接器连接到模块。接口模块是自组态的，无需进行地址分配。具有指示系统状态和故障的发光二极管。如果不确认此机架，则闪烁。个系统可以有中央机架和最多三个扩展机架，每个机架最多八个扩展模块，相邻机架的间隔为厘米到米。必须安装在的号主机架上，和之间的最大距离不超过米。接口模块安装在的号到号的机架上数据通过连接线由传输到，再从传输到下个机架上的每个需要个外部电源，向扩展机架上的所有模块供电。可通过电源连接器连接负载电源。通讯处理器模块装置来解决。.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构。常见的不等速机构有偏心链轮机构，偏置曲柄导杆机构，凸轮齿轮组合机构，凸轮四连杆组合不等速转动机构以及非圆齿轮机构等。由于偏心链轮机构的变速范围有限，结构复杂，高速时易引起链条的跳动，而且传递的力不易过大，因此它只适合于些速度不太高传递的力不太大的小袋包装机。而凸轮齿轮组合机构，凸轮四连杆组合机构因结构复杂，调整不方便，运动冲击又大，因此不常用。其中偏置曲柄导杆机构是目前高速包装机中应用较多的种不等速机构。它的结构比较简单，加工方便，调节容易，成本低。但体积比较大，调整环节比较长。传动过程中，传动角不等于度，因此传力特性不太好。当速度超过时，整个机构的动力性能变坏，动载振动和动平衡较难解决。在设计中我们利用控制精度高，动态响应快的系列变频器及其配套电机来替代不等速机构，从而达到变速的目的，且使包装机结构紧凑，惯性小。在包装过程中，通过严格的时序分析，知道要达到要求的速度，电机的启动停止的时间定要快，也就是电机的响应速度要快。般的步进电机从上升到运行平稳的时间约需，达不到的要求。通过各种资料的查询，发现松下交流伺服电机从静止加速到其额定转速仅需几毫秒。因此，我们在要求快速启停的控制场合，利用松下交流伺服电机作为执行电机。整个控制系统以西门子系列作为基础，其扫描速度在其他工业控制系统中处于领先地位，每条指令约需.。通过材料，机械，电气的综合考虑，我们的设计达到了预期目标，且在实验室也调试成功。.可编程控制系统控制方案的设计利用可以构成多种控制系统单机控制系统，集中控制系统，分散型控制系统和远程控制系统。由于卷纸包装机控制对象较多，有放卷分切中的张力控制，包装过程控制，送料过程中的同步控制，且被控对象比较集中，因此我们采取集中控制系统方案。集中控制系统如图所示，每个被控制对象与可编程控制器指定相连接，因此各被控对象之间的数据状态的变换不需要另外设置专门的信号线路。该控制系统多用于控制对象所处的地理位置比较接近，且相互之间的动作有定联系的场合。单主机控制方式，对主机要求较高，危险相对集中。远程控制系统的控制结构比较独特，类似于集中控制系统，又具有分散型控制系统的特点，经常用于控制规模中等，控制对象比较分散工程费用较低的场合。作为种控制设备，用它单独构成个控制系统是有局限性的，主要是无法进行复杂运算，无法显示各种实时图形和保存大量历史数据，也不能显示汉字和打印汉字报表，没有良好的界面。这些不足，我们选用上位机来弥补。上位机完成监测数据的存贮处理与输出，以图形或表格形式对现场进行动态模拟显示分析限值或报警信息，驱动打印机实时打印各种图表。事实上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的另个优点，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，最适合于需要大量中间继电器的场合。且与其他工业控制系统比较具有许多优点更改控制逻辑只需修改软件，无需对硬件作改动程序可以复制，批量生产很容易电气硬件设计大大简化由于除有继电器功能外，尚有多种其它功能，可以实现继电器无法实现的控制功能，实现种程度上的智能化，并有可能使机构简化可靠性高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，而控制几乎保持不变，这点对于复杂的控制来讲具有无可比拟的优越性具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，所以只要改变内存储器的内容，也就可以实现更改控制逻辑的目的。对于来讲，只要用配备的编程器在现场就可以完成更改。至于对外部的联系，只有点，只要输入输出对象不