plc的自动化食品分类包装设计
PLC控制是目前工业上最常使用的工控方式。由于其控制方便、能有承受恶劣环境的影响，因此在工业控制方面优于单片机控制。本设计主要由上位机（触摸屏）监控模式选择、下位机（PLC）接收来自光电开关、按钮、色标传感器的电信号再进过PLC处理并发送信号给电机或变频器等完成在食品分类操作以及包装归类系统中的应用。利用触摸屏编程与PLC编程让生产可以自动化运作。其优点有设计成本低、分类包装效率高、错误率低、减少人工开销。可根据不同的现场环境和设备的不同稍加修改即可实现控制要求。
目 录
一、 引言 1
（一） 自动化食品分类包装现状 1
（二） 自动化食品分类包装发展趋势 1
二、自动化食品分类包装仪器选型方案 2
（一）PLC选型 2
（二）变频器、电机、编码器选型 2
（三）触摸屏选型 4
（四）传感器、气缸磁性开关选型 5
三、 自动化食品分类包装硬件设计 6
（一）自动化食品分类包装硬件工作过程 6
（二）PLC I/O分配表与硬件接线 9
四、 自动化化食品分类包装软件编程设计 12
（一）一键启停程序设计 12
（二）模拟量输出程序设计 12
（三）散装食品分类及各仓计数程序设计 13
（四）触摸屏控制每箱个数、包装模式与出仓个数计算程序设计 14
（五）顺序控制程序设计 15
（六）循环包装流程系统程序设计 16
五、Wincc Flexible 上位机设计 19
（一）Wincc Flexible人机交互界面设计 19
（二）Wincc Flexible通讯以及变量设置 21
六、自动化食品分类包装的仿真调试 22
总结 26
答谢辞 27
参考文献 28
一、 引言
（一） 自动化食品分类包装现状
我国是一个餐饮大国，做食品分类包装的企业多如牛毛，但是大部分企业还是聘请人力来完成对散装食品的分类包装。高昂的人工费与人工包装的随意性和低效性，让许多企业出现了入 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
不敷出的现象，为了克服人工分类包装的缺点，让企业真的实现盈利，迫切的需要让高效精准的自动化系统来代替传统的手工劳动。
自动化食品分类包装是一个贴合实际生产项目的自动化系统，它由PLC作为主要控制核心，变频器、三相异步电动机以及各种种类的传感器作为信息的采集与完成操作动作，达到食品分类包装的自动化生产。 PLC具有功能强、可靠性高、环境适应性强、体积小、功耗低等一系列优点。可以完美完成自动化食品分类包装控制要求与采集、处理信号要求，适应生产车间内的各种环境情况。
（二） 自动化食品分类包装发展趋势
社会的发展，科学的进步，人类的生活更讲究高效与便捷，企业也越注重于高效和性价比，也迫切的需求高效的智能化系统来代替传统的手工劳动，一方面增加了产量和效率，另一方面更加避免人为错误的发生，更加减少了聘请劳动者的费用支出。
虽然现在一套智能化设备并不便宜，但它具有功能强、可靠性高、环境适应性强、体积小、功耗低、高效和精准度等一系列优点是传统手工劳动无法相比的,因此在工业上的应用越来越广泛。更高的产量和质量带来的是更高的利润和市场份额，更重要的是提高了工厂的效率也减少了错误率，也减少了不少人工劳动的费用支出。所以自动化系统是有必要推广也是有很大的市场潜力和市场价值的。因此越来越多的食品分类包装厂家选择自动化分类包装系统。
不仅在食品生产中自动化普及度高，在人类的日常生活中自动化也逐渐走进每个人的居家生活之中，从小小的智能扫地机大到智能变频空调，可以说自动化系统无处不在。自动化系统不仅改变了人们生产与生活方式，更是加速了科技的发展和社会的进步。
二、自动化食品分类包装仪器选型方案
自动化食品分类包装的基本仪器有PLC，变频器，气动缸，三相异步电动机，编码器，传感器等。
（一）PLC选型
PLC选型选择是SIMATIC S7200224XPCN、EM223，如图2.1所示。S7200224XPCN具有极高的可靠性、易于上手掌握、实时性高、强大的通讯能力、便捷的模拟量通讯、丰富的扩展模块。S7300系列PLC不具备集成模拟量输入、输出口，所以选择S7200224XPCN。
图21 S7200 224XP
（二）变频器、电机、编码器选型
变频器选型是西门子MM420（MICROMASTER420）。它具有很大的高效性，可靠性，多样性，更强大的适应性。还有全面完善的保护措施，让服役电机有更长的使用寿命。背部接线段子排，如图22所示。
图22频器接线端子
三相异步电机选型是JSCC 80YS25GY38（精研电机）如图23所示。异步电动机作为执行传送带运输不同种类的食品前进，与编码器连接在一起，形成闭环控制实时监控电机运行状况，出现状况及时报警，通过控制脉冲个数和角位移量还可以对传送物品达到高精度是分拣归类动作，避免分拣归类出现分拣错误的情况，实现生产高效。该电机的基本参数表，如表21所示。
表21 电机参数表
输出功率
电压
频率
额定转速
25W
三相380V
50HZ
1300r/min
50HZ
1600r/min
图23电机实物图
编码器的选型是500线增量式光电旋转编码器。编码器与电机连接在一起用来测量转速，反馈电机的工作状态，电机故障时及时停止自动自动化分类包装，避免因电机故障导致的设备损坏，避免金钱损失。编码器还可以实现控制包装好的食品同过电机拖动位置的定位和精准控制，完成包装完食品顺利放入储藏室中，方便提取和运输。
增量式光电旋转编码器是通过2个光敏原件来转化角度码盘的时序和相位关系，从而得到位移量。增量式光电旋转编码器式与步进电机连在一起，电机工作时增量式光电旋转编码器与电机一起旋转，在本自动化食品包装系统中用来作为控制系统的计数器，并提供脉冲输入，转换为位移量，对各个储货仓进行准确定位，将包装好的食品依次推入仓中。还可以用来准确监控与控制步进电机的转速和工作状态。其组成部分与工作原理，如图24所示。
目 录
一、 引言 1
（一） 自动化食品分类包装现状 1
（二） 自动化食品分类包装发展趋势 1
二、自动化食品分类包装仪器选型方案 2
（一）PLC选型 2
（二）变频器、电机、编码器选型 2
（三）触摸屏选型 4
（四）传感器、气缸磁性开关选型 5
三、 自动化食品分类包装硬件设计 6
（一）自动化食品分类包装硬件工作过程 6
（二）PLC I/O分配表与硬件接线 9
四、 自动化化食品分类包装软件编程设计 12
（一）一键启停程序设计 12
（二）模拟量输出程序设计 12
（三）散装食品分类及各仓计数程序设计 13
（四）触摸屏控制每箱个数、包装模式与出仓个数计算程序设计 14
（五）顺序控制程序设计 15
（六）循环包装流程系统程序设计 16
五、Wincc Flexible 上位机设计 19
（一）Wincc Flexible人机交互界面设计 19
（二）Wincc Flexible通讯以及变量设置 21
六、自动化食品分类包装的仿真调试 22
总结 26
答谢辞 27
参考文献 28
一、 引言
（一） 自动化食品分类包装现状
我国是一个餐饮大国，做食品分类包装的企业多如牛毛，但是大部分企业还是聘请人力来完成对散装食品的分类包装。高昂的人工费与人工包装的随意性和低效性，让许多企业出现了入 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
不敷出的现象，为了克服人工分类包装的缺点，让企业真的实现盈利，迫切的需要让高效精准的自动化系统来代替传统的手工劳动。
自动化食品分类包装是一个贴合实际生产项目的自动化系统，它由PLC作为主要控制核心，变频器、三相异步电动机以及各种种类的传感器作为信息的采集与完成操作动作，达到食品分类包装的自动化生产。 PLC具有功能强、可靠性高、环境适应性强、体积小、功耗低等一系列优点。可以完美完成自动化食品分类包装控制要求与采集、处理信号要求，适应生产车间内的各种环境情况。
（二） 自动化食品分类包装发展趋势
社会的发展，科学的进步，人类的生活更讲究高效与便捷，企业也越注重于高效和性价比，也迫切的需求高效的智能化系统来代替传统的手工劳动，一方面增加了产量和效率，另一方面更加避免人为错误的发生，更加减少了聘请劳动者的费用支出。
虽然现在一套智能化设备并不便宜，但它具有功能强、可靠性高、环境适应性强、体积小、功耗低、高效和精准度等一系列优点是传统手工劳动无法相比的,因此在工业上的应用越来越广泛。更高的产量和质量带来的是更高的利润和市场份额，更重要的是提高了工厂的效率也减少了错误率，也减少了不少人工劳动的费用支出。所以自动化系统是有必要推广也是有很大的市场潜力和市场价值的。因此越来越多的食品分类包装厂家选择自动化分类包装系统。
不仅在食品生产中自动化普及度高，在人类的日常生活中自动化也逐渐走进每个人的居家生活之中，从小小的智能扫地机大到智能变频空调，可以说自动化系统无处不在。自动化系统不仅改变了人们生产与生活方式，更是加速了科技的发展和社会的进步。
二、自动化食品分类包装仪器选型方案
自动化食品分类包装的基本仪器有PLC，变频器，气动缸，三相异步电动机，编码器，传感器等。
（一）PLC选型
PLC选型选择是SIMATIC S7200224XPCN、EM223，如图2.1所示。S7200224XPCN具有极高的可靠性、易于上手掌握、实时性高、强大的通讯能力、便捷的模拟量通讯、丰富的扩展模块。S7300系列PLC不具备集成模拟量输入、输出口，所以选择S7200224XPCN。
图21 S7200 224XP
（二）变频器、电机、编码器选型
变频器选型是西门子MM420（MICROMASTER420）。它具有很大的高效性，可靠性，多样性，更强大的适应性。还有全面完善的保护措施，让服役电机有更长的使用寿命。背部接线段子排，如图22所示。
图22频器接线端子
三相异步电机选型是JSCC 80YS25GY38（精研电机）如图23所示。异步电动机作为执行传送带运输不同种类的食品前进，与编码器连接在一起，形成闭环控制实时监控电机运行状况，出现状况及时报警，通过控制脉冲个数和角位移量还可以对传送物品达到高精度是分拣归类动作，避免分拣归类出现分拣错误的情况，实现生产高效。该电机的基本参数表，如表21所示。
表21 电机参数表
输出功率
电压
频率
额定转速
25W
三相380V
50HZ
1300r/min
50HZ
1600r/min
图23电机实物图
编码器的选型是500线增量式光电旋转编码器。编码器与电机连接在一起用来测量转速，反馈电机的工作状态，电机故障时及时停止自动自动化分类包装，避免因电机故障导致的设备损坏，避免金钱损失。编码器还可以实现控制包装好的食品同过电机拖动位置的定位和精准控制，完成包装完食品顺利放入储藏室中，方便提取和运输。
增量式光电旋转编码器是通过2个光敏原件来转化角度码盘的时序和相位关系，从而得到位移量。增量式光电旋转编码器式与步进电机连在一起，电机工作时增量式光电旋转编码器与电机一起旋转，在本自动化食品包装系统中用来作为控制系统的计数器，并提供脉冲输入，转换为位移量，对各个储货仓进行准确定位，将包装好的食品依次推入仓中。还可以用来准确监控与控制步进电机的转速和工作状态。其组成部分与工作原理，如图24所示。
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