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——关于立式袋成型包装机包材输送系统设计和软件开发
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——关于立式袋成型包装机包材输送系统设计和软件开发
官方公共微信袋成型自动包装机控制系统的设计与研究--《武汉理工大学》2009年硕士论文
袋成型自动包装机控制系统的设计与研究
【摘要】：
袋成型自动包装机是实现薄膜材料包裹各种流体、固体产品的包装设备,广泛应用于食品、化工、日用品、医药等领域。随着人们对包装的需求多样化、个性化,袋成型自动包装机的应用也愈加普遍。对包装机的要求,尤其在包装精度、自动化程度等方面的要求越来越高。旧的包装机控制系统已经不能适应新的需求,需要研制一种自动化程度高、计量精度高、价格低的新型控制系统。据此,本文提出了一套以小袋包装机为原型的袋成型自动包装机控制系统设计方案。
本文在分析包装机包装工艺和使用要求的基础上,提出一种实用、简单、通用的传动系统,并对系统的工作流程进行了分析,给出了主控系统的设计方案,包括硬件设计方案和软件设计方案。在控制系统中采用了西门子公司的S7-200系列PLC,并用其编程软件Step7设计程序,实现自动控制等功能。研究了PID控制算法,详细探讨了经典PID控制系统的原理,PID控制系统中各参数对系统动态和稳态系统的影响,以及PLC模块中PID的实现方法。
其次还研究了包装机的计量系统和袋封温度控制系统,提出了改进包装精度和温度控制的方案,从而改善了包装效果。
本文设计了一套以PLC为核心,以变频电机为执行元件,以触摸屏为人机界面的袋成型自动包装机控制系统。用触摸屏做为人机界面实现生产设备的操作、状态显示、监控、参数输入等功能。通过RS-485通信实现驱动单元的远程控制,提高了系统的集成度与可靠性。
最后,对全文进行了总结,提出了今后工作的要求。
【关键词】：
【学位授予单位】：武汉理工大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2009【分类号】：TB486.3【目录】：
ABSTRACT5-8
第一章 绪论8-13
1.1 课题研究的背景和意义8-9
1.2 国内外研究现状9-12
1.2.1 国外袋成型包装机发展现状9-10
1.2.2 国内袋成型包装机发展现状10-11
1.2.3 自动包装机存在的问题11-12
1.3 本文设计任务与工作12-13
1.3.1 设计任务12
1.3.2 拟解决的关键问题12-13
第二章 袋成型自动包装机13-36
2.1 袋成型自动包装机的结构特点13-14
2.2 总体方案设计14-19
2.2.1 功能与应用范围14-15
2.2.2 工艺分析15-17
2.2.3 总体布局17-18
2.2.4 系统工作循环过程18-19
2.3 PID控制算法研究19-24
2.3.1 经典PID控制及调节19-21
2.3.2 数字PID控制21
2.3.3 包装机薄膜输送控制中的PID模块的分析21-24
2.4 主控系统软硬件设计24-35
2.4.1 总体设计24-28
2.4.2 硬件设计28-32
2.4.3 软件设计32-35
2.5 本章小结35-36
第三章 薄膜输送系统的设计36-50
3.1 薄膜包材输送部件结构形式36
3.2 硬件设计36-40
3.2.1 变频器选型36-38
3.2.2 光电编码器选型38-40
3.3.3 薄膜光标检测40
3.3.4 系统构成40
3.3 软件设计40-49
3.3.1 薄膜输送系统工作方式41-43
3.3.2 薄膜输送PID控制43-49
3.4 本章小结49-50
第四章 触摸屏系统设计50-59
4.1 触摸屏实现原理50-51
4.2 TP177B简介51-53
4.2.1 编程环境52-53
4.2.2 内部数据结构53
4.3 通信连接并设置53-54
4.4 画面设计54-58
4.5 本章小结58-59
第五章 计量及温度控制系统设计59-70
5.1 计量系统设计59-68
5.1.1 总体设计59-60
5.1.2 计量系统硬件设计60-67
5.1.3 软件设计67-68
5.2 封袋温度控制系统设计68-69
5.2.1 EM231热电偶PID模块68-69
5.2.2 控温系统的实现69
5.3 本章小结69-70
第六章 通信系统设计与实现70-77
6.1 主控系统与触摸屏系统通信设计70-71
6.1.1 硬件电路70
6.1.2 通信设置70-71
6.2 主控系统与变频器通信的设计71-76
6.2.1 Modbus协议简介71-72
6.2.2 软件实现72-74
6.2.3 程序设计74
6.2.4 通信调试74-75
6.2.3 软件实现75-76
6.3 本章小结76-77
第七章 结论与展望77-79
7.1 结论77-78
7.2 展望78-79
参考文献79-82
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