三菱FX2NPLC在瓦楞纸分切压痕机电气控制系统中的应用
三菱FX2NPLC在瓦楞纸分切压痕机电气控制系统中的应用[20200419160841]
摘 要
随着人们生活水平的提高，人们对生活的质量要求也有所提高，对商品功能化、个性化和多样化的需求也日趋明显。在生活和生产中因瓦楞纸价格便宜，用途广泛，重量轻，并且可以回收重复利用等特点，通常被人们用来作为包装箱纸，因此瓦楞纸成为了人们生活中用量极大的纸产品。
瓦楞纸的整个生产工艺过程分为开卷、压痕、涂胶、烘干、分切等工序。传统的制作方式可靠性差、运行速度慢、耗电多、寿命短，若采用现代PLC控制其工艺流程，不仅可以更好的规范制作的产品，而且生产效率也有所提高。本课题是针对生活、生产中使用大量的瓦楞纸产品，利用三菱FX2N PLC控制技术实现瓦楞纸的生产过程，运用触摸屏设计一个上位机监控界面，实现瓦楞纸分切压痕机系统的起／停控制和运行情况的实时监控,并且能够对其运行参数、进行修改和存档等功能。
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关键字:分切压痕机PLC触摸屏
目 录
1绪论 1
1.1瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制背景 1
1.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制意义 1
1.3分切压痕机控制技术发展现状 2
1.4论文安排 3
2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统要求 4
2.1瓦楞纸生产工艺流程 4
2.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的工艺要求 5
2.2.1压痕机的速度 5
2.2.2分切装置的分切刀片 5
2.2.3磨刀装置 5
2.2.4跟踪纠偏 5
3瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的硬件设计 7
3.1 PLC、AD/DA模块、变频器型号选择 7
3.1.1 PLC型号的选择 7
3.1.2 FX2N-4AD型模拟输入模块的型号选择 7
3.1.3 FX2N-4DA型模拟输入模块的型号选择 9
3.1.4 变频器选型 11
3.2系统硬件接线 12
3.2.1确定输入/输出设备、统计I/O点数 12
3.2.2主电路设计 13
3.2.3控制电路的设计 13
3.2.4 PLC的外部接线图 13
4瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的软件设计 16
4.1 编程软件简介 16
4.2 系统流程图 16
4.3 PLC程序设计的基本方法及步骤 17
4.4本系统的程序设计 17
4.4.1压痕电动机的速度设定 17
4.4.2分切电动机的速度设定 18
4.4.3磨刀时间和磨刀间隔时间的设定 18
4.4.4自动纠偏 19
5瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的触摸屏设计 20
5.1 触摸屏人机界面 20
5.1.1 触摸屏概述 20
5.1.2 EView触摸屏介绍 20
5.2 EV5000组态软件 21
6程序调试 28
6.1调试前的准备工作 28
6.2调试工具 28
6.3程序调试过程及结果 28
结束语 32
参考文献 33
附录1：程序 34
附录2：触摸屏画面设计 49
致 谢 52
1绪论
瓦楞纸分切压痕机是瓦楞纸生产线中的核心设备，它广泛应用于包装业、印刷业、消费行业、食品行业、加工业和特种行业等十多个行业，并随着这些行业的迅速发展，瓦楞机也逐渐成为这些行业不可替代和缺少的重要设备。以往的瓦楞纸分切压痕机都是使用的继电器-接触器-控制器的顺序控制方式进行控制的，一旦控制设备生产出来了，分切压痕机的使用功能也就被确定了。由于控制系统的触点功能有限且不全面，若要使控制要求发生变化，就必须改变控制器内部的一些硬件接线，这样构成的系统不仅其可靠性差、耗电多、寿命短、运行速度也慢，而且使用起来既不方便，也不灵活，如果一旦出现需要调节的数据或者是出现偏差的话就要改变控制器内部的一些硬件接线这样就会显得非常麻烦。由于传统系统可靠性差、耗电多、寿命短、运行速度也慢等因素，于是人们研究出PLC通过PLC对瓦楞纸分切压痕机进行自动控制[1]。
PLC其主要特点是：
（1）功能强；
（2）安装简单，维修方便；
（3）编程简单易学；
（4）接口模块丰富；
（5）可靠性高；
（6）采用模块化结构；
（7）系统的设计与调试周期短；
1.1瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制背景
随着包装业的迅速发展，对我国的经济建设的推动作用是无可替代的。如今的包装已不单单的起着一个包装产品的作用，而是俨然作为了产品的一小部分来展现给大家。往往在销售产品时这种间接产品不单单的对产品进行了说明以及保护，而且更重要的是能起着一定推销产品的作用。在整个包装业中高强度瓦楞纸作为重要外包装用材被人熟知。并且作为外包装用材它的被使用率是最高的，同样它能涉及的行业相对于其他的外包装用材也是最广泛的。
1.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制意义
随着科学技术的发展，瓦楞分切压痕技术也有了一定的发展。由于不同企业对瓦楞纸分切压痕技术及设备有着不同的需求，瓦楞纸分切压痕技术及设备的发展方向也不同：向简易型、小型化、低档次、低价位方向发展以满足小型和个体生产企业的需求；向高精度、高自动化、宽幅面、高速度方向发展以满足大、中型生产企业的需求。在生产瓦楞纸的过程中，运用PLC技术控制生产过程，是不同需求的技术保证。
瓦楞纸以各种形式应用于包装行业。目前，我国的包装行业发展水平低，技术落后，与发达国家差距大。为了更好地发展包装行业，我国借鉴国外新技术，促进自动开发能力，创造智能化、自动化的瓦楞纸生产线。智能化、自动化的瓦楞纸生产线加快了我国包装行业向智能化发展的脚步。
1.3分切压痕机控制技术发展现状
分切压痕机是用于生产瓦楞包装纸箱生产线的中重要设备，采用PLC控制压痕机可以提高纸板的生产效率和纸板的整体质量；现在主流的控制方式是使用欧姆龙PLC进行程序设计，工作流程没有明显的瑕疵，工作效率有些低下，质量也有待提高[2]。
目前，在我国国内分切压痕机的使用主要分为以下几个阶段，第一阶段主要用于主线分切也就是一次分切；一次分切主要提供给下游深加工的企业，下游客户的分切又可为二次分切或三次分切；本次会议的制膜厂家主要分切为一次分切，随着制膜企业在最近几年竞争越来越激烈，为了更好的给下游客户提供服务，制膜企业也加入了二次分切；在一次分切中，使用最多的品牌是德国康普，其次是阿特拉斯，而日本在一次分切中很少使用分切机；近年来随着国内制造业设备的兴起，国产分切机在一次分切中也有了一定的立足之地，但与国外生产的分切机相比较，国产分切机还存在一定差距。从生产瓦楞纸制造商使用的角度来看，仍然对分切机还存有一定的认识误区，主要表现在缺乏对分切压痕机市场更深入的了解；往往在采购一个设备时都要对其有一定的性能价格比，事实上上述品牌的性能和价格比不一定是最好的，曾经有人做过这样一个试验，使用上述品牌的分切机与日本的片冈分切机进行比较，在对相同薄膜材料进行分切时，结果日本的片冈分切机胜出，日本的片冈的优越特点主要表现在分切机的提速和降速、稳定性以及非拉伸性等，而且片冈的价格也比上述品牌低；然而在国内所有的制膜企业中，竟没有一家在一次分切机中选用日本的片冈分切机，也就是说我国的企业是在拿最高的价格却买的是外国的一些二流机械设备；美国市场研究表明，在美国的市场中使用日本片冈的用户占有率很高，随着市场的需求提高、竞争的激烈，国内企业会走出误区，重新认识到分切机的市场；通过二次分切、三次分切与一次分切相比较，国内使用分切机现状就显得多样性，一次分切主要是进口设备发挥主导作用，而在二次分切、三次分切领域，多种品牌在国内市场被选用，有台湾的、日本的、欧洲的，最近几年国内所生产的分切压痕机已逐渐有取代国外品牌的趋势，造成上述结果的有以下几点：
（1） 国外先进分切技术已逐步流向中国；
（2） 国内制造业的兴起；
（3） 先进控制技术的普及；
摘 要
随着人们生活水平的提高，人们对生活的质量要求也有所提高，对商品功能化、个性化和多样化的需求也日趋明显。在生活和生产中因瓦楞纸价格便宜，用途广泛，重量轻，并且可以回收重复利用等特点，通常被人们用来作为包装箱纸，因此瓦楞纸成为了人们生活中用量极大的纸产品。
瓦楞纸的整个生产工艺过程分为开卷、压痕、涂胶、烘干、分切等工序。传统的制作方式可靠性差、运行速度慢、耗电多、寿命短，若采用现代PLC控制其工艺流程，不仅可以更好的规范制作的产品，而且生产效率也有所提高。本课题是针对生活、生产中使用大量的瓦楞纸产品，利用三菱FX2N PLC控制技术实现瓦楞纸的生产过程，运用触摸屏设计一个上位机监控界面，实现瓦楞纸分切压痕机系统的起／停控制和运行情况的实时监控,并且能够对其运行参数、进行修改和存档等功能。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:分切压痕机PLC触摸屏
目 录
1绪论 1
1.1瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制背景 1
1.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制意义 1
1.3分切压痕机控制技术发展现状 2
1.4论文安排 3
2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统要求 4
2.1瓦楞纸生产工艺流程 4
2.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的工艺要求 5
2.2.1压痕机的速度 5
2.2.2分切装置的分切刀片 5
2.2.3磨刀装置 5
2.2.4跟踪纠偏 5
3瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的硬件设计 7
3.1 PLC、AD/DA模块、变频器型号选择 7
3.1.1 PLC型号的选择 7
3.1.2 FX2N-4AD型模拟输入模块的型号选择 7
3.1.3 FX2N-4DA型模拟输入模块的型号选择 9
3.1.4 变频器选型 11
3.2系统硬件接线 12
3.2.1确定输入/输出设备、统计I/O点数 12
3.2.2主电路设计 13
3.2.3控制电路的设计 13
3.2.4 PLC的外部接线图 13
4瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的软件设计 16
4.1 编程软件简介 16
4.2 系统流程图 16
4.3 PLC程序设计的基本方法及步骤 17
4.4本系统的程序设计 17
4.4.1压痕电动机的速度设定 17
4.4.2分切电动机的速度设定 18
4.4.3磨刀时间和磨刀间隔时间的设定 18
4.4.4自动纠偏 19
5瓦楞纸分切压痕机电气控制系统的触摸屏设计 20
5.1 触摸屏人机界面 20
5.1.1 触摸屏概述 20
5.1.2 EView触摸屏介绍 20
5.2 EV5000组态软件 21
6程序调试 28
6.1调试前的准备工作 28
6.2调试工具 28
6.3程序调试过程及结果 28
结束语 32
参考文献 33
附录1：程序 34
附录2：触摸屏画面设计 49
致 谢 52
1绪论
瓦楞纸分切压痕机是瓦楞纸生产线中的核心设备，它广泛应用于包装业、印刷业、消费行业、食品行业、加工业和特种行业等十多个行业，并随着这些行业的迅速发展，瓦楞机也逐渐成为这些行业不可替代和缺少的重要设备。以往的瓦楞纸分切压痕机都是使用的继电器-接触器-控制器的顺序控制方式进行控制的，一旦控制设备生产出来了，分切压痕机的使用功能也就被确定了。由于控制系统的触点功能有限且不全面，若要使控制要求发生变化，就必须改变控制器内部的一些硬件接线，这样构成的系统不仅其可靠性差、耗电多、寿命短、运行速度也慢，而且使用起来既不方便，也不灵活，如果一旦出现需要调节的数据或者是出现偏差的话就要改变控制器内部的一些硬件接线这样就会显得非常麻烦。由于传统系统可靠性差、耗电多、寿命短、运行速度也慢等因素，于是人们研究出PLC通过PLC对瓦楞纸分切压痕机进行自动控制[1]。
PLC其主要特点是：
（1）功能强；
（2）安装简单，维修方便；
（3）编程简单易学；
（4）接口模块丰富；
（5）可靠性高；
（6）采用模块化结构；
（7）系统的设计与调试周期短；
1.1瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制背景
随着包装业的迅速发展，对我国的经济建设的推动作用是无可替代的。如今的包装已不单单的起着一个包装产品的作用，而是俨然作为了产品的一小部分来展现给大家。往往在销售产品时这种间接产品不单单的对产品进行了说明以及保护，而且更重要的是能起着一定推销产品的作用。在整个包装业中高强度瓦楞纸作为重要外包装用材被人熟知。并且作为外包装用材它的被使用率是最高的，同样它能涉及的行业相对于其他的外包装用材也是最广泛的。
1.2瓦楞纸分切压痕机电气控制系统研制意义
随着科学技术的发展，瓦楞分切压痕技术也有了一定的发展。由于不同企业对瓦楞纸分切压痕技术及设备有着不同的需求，瓦楞纸分切压痕技术及设备的发展方向也不同：向简易型、小型化、低档次、低价位方向发展以满足小型和个体生产企业的需求；向高精度、高自动化、宽幅面、高速度方向发展以满足大、中型生产企业的需求。在生产瓦楞纸的过程中，运用PLC技术控制生产过程，是不同需求的技术保证。
瓦楞纸以各种形式应用于包装行业。目前，我国的包装行业发展水平低，技术落后，与发达国家差距大。为了更好地发展包装行业，我国借鉴国外新技术，促进自动开发能力，创造智能化、自动化的瓦楞纸生产线。智能化、自动化的瓦楞纸生产线加快了我国包装行业向智能化发展的脚步。
1.3分切压痕机控制技术发展现状
分切压痕机是用于生产瓦楞包装纸箱生产线的中重要设备，采用PLC控制压痕机可以提高纸板的生产效率和纸板的整体质量；现在主流的控制方式是使用欧姆龙PLC进行程序设计，工作流程没有明显的瑕疵，工作效率有些低下，质量也有待提高[2]。
目前，在我国国内分切压痕机的使用主要分为以下几个阶段，第一阶段主要用于主线分切也就是一次分切；一次分切主要提供给下游深加工的企业，下游客户的分切又可为二次分切或三次分切；本次会议的制膜厂家主要分切为一次分切，随着制膜企业在最近几年竞争越来越激烈，为了更好的给下游客户提供服务，制膜企业也加入了二次分切；在一次分切中，使用最多的品牌是德国康普，其次是阿特拉斯，而日本在一次分切中很少使用分切机；近年来随着国内制造业设备的兴起，国产分切机在一次分切中也有了一定的立足之地，但与国外生产的分切机相比较，国产分切机还存在一定差距。从生产瓦楞纸制造商使用的角度来看，仍然对分切机还存有一定的认识误区，主要表现在缺乏对分切压痕机市场更深入的了解；往往在采购一个设备时都要对其有一定的性能价格比，事实上上述品牌的性能和价格比不一定是最好的，曾经有人做过这样一个试验，使用上述品牌的分切机与日本的片冈分切机进行比较，在对相同薄膜材料进行分切时，结果日本的片冈分切机胜出，日本的片冈的优越特点主要表现在分切机的提速和降速、稳定性以及非拉伸性等，而且片冈的价格也比上述品牌低；然而在国内所有的制膜企业中，竟没有一家在一次分切机中选用日本的片冈分切机，也就是说我国的企业是在拿最高的价格却买的是外国的一些二流机械设备；美国市场研究表明，在美国的市场中使用日本片冈的用户占有率很高，随着市场的需求提高、竞争的激烈，国内企业会走出误区，重新认识到分切机的市场；通过二次分切、三次分切与一次分切相比较，国内使用分切机现状就显得多样性，一次分切主要是进口设备发挥主导作用，而在二次分切、三次分切领域，多种品牌在国内市场被选用，有台湾的、日本的、欧洲的，最近几年国内所生产的分切压痕机已逐渐有取代国外品牌的趋势，造成上述结果的有以下几点：
（1） 国外先进分切技术已逐步流向中国；
（2） 国内制造业的兴起；
（3） 先进控制技术的普及；
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