全自动制袋机电气工程控制设计
全自动制袋机电气工程控制设计[20200211151633]
摘要
随着国家的发展，塑料包装行业已经是生活中必不可少的行业，国内从事此行业的人也越来越多，这就意味着商机越来越重。塑料袋首先是英国人帕克斯发明的，自从那以后塑料袋就在人们生活中占据着不可替代的位置，超市、饭店、工厂哪里都离不开塑料袋的身影。所以设计出满足制作填缝口包装设备的电气控制系统是必不可少的。市场上常见的有6种封口制袋机：
(1) 专用三边封制袋机；
(2) 中封制袋机；
(3) 三边封，中封制袋机；
(4) 拉链制袋机；
(5) 医用特用制袋机；
(6) 四边封制袋机。
本次设计是制作一台三边封全自动制袋机，本课题主要用到：可编程控制器（PLC）、光电开关、热电偶、拉带步进电动机、温控仪等设备。可编程控制我们选用的三菱XC系列PLC中的FX2N系列。本课题我需要完成项目分析，制定技术方案，用梯形图对PLC主程序的编写，完成人机界面组态工作，完成电气部分安装，系统联调，工程性能分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:可编程控制器电动机机电一体化塑料袋
目录
1 绪论 1
2 全自动制袋机的组成机构 2
2.1 卷料装置 2
2.2放料装置 2
2.2.1放料装置的组成结构 2
2.2.2放料装置的运行 3
2.3中间牵引装置 3
2.3.1 中间牵引装置的组成 3
2.3.2 中间牵引装置的用途 3
2.4 光电切割装置 3
2.4.1 光电切割装置的组成 3
2.4.2 光电切割装置的运行方式 4
2.5 电控箱 4
2.5.1 电控箱的组成 4
2.5.2 电控箱的原理 4
2.6 传动机构 4
3 全自动制袋机的控制系统 7
3.1 可编程控制器（PLC）的发展趋势 7
3.2 PLC比其他控制器的优势 8
3.3全自动制袋机控制系统的硬件设计 8
3.3.1 步进电动机的选用 8
3.3.2 步进电动机驱动器选用 10
3.3.3 可编程控制器（PLC）的选用 11
3.4全自动制袋机控制系统的软件设计 13
3.4.1 整体设计方案 13
3.4.2 光电切割装置的软件设计 14
3.4.4 操作频的软件设计 17
4 全自动制袋机的调试 19
4.1 开机前准备 19
4.2 设定与调试 19
结论 24
参考文献 25
致谢 26
附录 27
1 绪论
目前，国内外三边封全自动高速制袋机的先进设备的各种工程都已经差不多，国内此设计大多是改造运转速度来提升效率的，但以单纯提升设备运转速度已经没有多大的提升空间，所以我们要想其他的办法来提升效率。
其中国内外最先进的全自动化三封制袋机设备的竞争，最主要的是塑料袋制袋机
本课题我们使用PLC来控制整个系统，PLC有易于排除故障，修复系统等优点。
我们只有通过不断的创新才能使整个制带过程更加简易，效率，使系统更加高速化，使包装更加经济合理。
2 全自动制袋机的组成机构
2.1 卷料装置
为了保证塑料袋不松动，由一跟气涨轴穿在硬纸板上，气涨轴两个有滚轮，使塑料袋两端凹进去，保持此形状。如图2-1和图2-2所示.
图2-1 1号滚轮
图2-2 2号滚轮
2.2放料装置
2.2.1放料装置的组成结构
其主要有一个三角架,龙门架,光电自动纠偏仪，张力部件和一些辅助滚动的滚筒构成。张力部件旁边装一个开关,从而组成一个可以自动放料的系统。
2.2.2放料装置的运行
由于塑料袋的拖动从而使张力部件离开接近开光,接近开关就显示红光,此时电机就转动来带动和张力中心轴转动从而达到放料的目的,当塑料袋下放时，又使得张力部件回到原位，电机就会因此停止转动。全过程由变频器来调节电机的运转速度，电机的运转速度就是整个放料装置的一个周期,所以这个电机的作用非常重要,我们特地为此设计一个电控箱,从而确保它工作时和整台机器的同步性。三角架主要起一个变向作用,把料由纵向通过三角架变为横向，好让其工作时便于自动调整。
2.3中间牵引装置
2.3.1 中间牵引装置的组成
毫无疑问中间牵引装置就是带动塑料袋的前进，这部分需要用到电动机，电动机最好使用同步电机，还需要有5筒组成（5个滚轮的排列如图2-3所示）。
图2-3 滚轮的排列
2.3.2 中间牵引装置的用途
由于牵引过来的塑料袋比较松动，不能达到工程的需求，所以我们就需要使用中间牵引装置来使塑料袋紧凑。那么如何使塑料袋涨紧呢，我们需要用5辊筒排列成类似与W的形状扯，相互拉扯来使得塑料袋变的紧凑。
2.4 光电切割装置
2.4.1 光电切割装置的组成
光电切割装置是由几个刀片（不一定全部用到）和一个颜色传感器组成，如图2-4所示。使用颜色传感器可以分辨出很微弱的颜色，提高切割的准确度。我们可以调整颜色来进行不同时间段的切割，从而提高工程的灵活性。
图2-4 光电传感器
2.4.2 光电切割装置的运行方式
我们采用刀片切割。装置上固定一个长刀片，这时候选取切割的时机就非常的重要，所以我们选择了光电传感器来确定切割的时间，首先确定颜色，当光电传感器扫描到此颜色时进行切割就会确保不会发生意外。
2.5 电控箱
2.5.1 电控箱的组成
一台机器的全部那就使电控箱，如图2-5所示，一台机器的运转全由它来控制。控箱类似于人体的大脑,它主要由显示器,主板,驱动器,变频器,继电器,接触器,信号转换器,变压器等组成。
图2-5 电控箱
2.5.2 电控箱的原理
我们使用的电控箱，程序都是已经编写好的，不像一些先进的电控箱可以直接连接电脑。电控箱里各个部件的程序就完成整台装置的运行。
2.6 传动机构
为了使这类机器比较经济合理，我觉得把此类机器设计成由主电机带动比较好。是通过主电机带动减速机，减速机再牵引传动轴上的齿轮。传为了使传动轴可以平稳的工作起来，我们将传动轴承固定在轴承座里面。因为整台机器也有4吨重，传动轴的一端装有一偏心轮。其工作原理和偏心轴一样，都是通过传动把机械能传出来，再通过与偏心轮连接的摆臂把摇杆带动起来，摇杆被连接在联动杆上，所以电机驱动就带动联动杆的上下往复运动。而联动杆又被一个个夹在传动轴上的夹紧块夹住，而整个纵封热封机构由四个上下纵梁连接为一个整体，上下各两根，每个下横梁的两端都与联动轴联在一起，联动轴又通过夹块夹在联动板上，联动板也通过一端固定，一端可以自由转动的轴承连一起，从而这一系列就构成了本机器的传动系统，具体见传动机构示意图。机电传动系统它其实由一个电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体。在机电传动系统里，电动机与生产机械连成一体，为了使系统运行合理，就要使用使电动机的机械特性尽可能相配合，特性配合好的最基本的要求是系统的稳定运行。再者机电传动系统的稳定运行包含两重意思：一是系统应能以一定速度匀速动行，二是系统受到某种外部干扰作用（如电压波动，负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。在单轴机电传动系统中，它是由电动机M产生转矩TM，用来克服负载转矩TL，以带动生产机械运动，当这两个转矩平衡时，传动系统维持恒速转动，转速n或角速度w不变。加速度dn/dt或角加速度dw/dt等于零，即TM=TL时，n=常数，dn/dt=0, 或w=常数，dw/dt=0,这种状态称为静态（相对静止状态）或稳态（稳定运转状态）。当TM=/TL时，速度（n或者说w）就要变化。产生加速或减速，速度变化的大小与传动系统的转动惯量J有关，把上述的这些关系用方程式表示，即为：TM-TL=Jdw/dt,这就是单轴机电传动系统的运动方程式。
摘要
随着国家的发展，塑料包装行业已经是生活中必不可少的行业，国内从事此行业的人也越来越多，这就意味着商机越来越重。塑料袋首先是英国人帕克斯发明的，自从那以后塑料袋就在人们生活中占据着不可替代的位置，超市、饭店、工厂哪里都离不开塑料袋的身影。所以设计出满足制作填缝口包装设备的电气控制系统是必不可少的。市场上常见的有6种封口制袋机：
(1) 专用三边封制袋机；
(2) 中封制袋机；
(3) 三边封，中封制袋机；
(4) 拉链制袋机；
(5) 医用特用制袋机；
(6) 四边封制袋机。
本次设计是制作一台三边封全自动制袋机，本课题主要用到：可编程控制器（PLC）、光电开关、热电偶、拉带步进电动机、温控仪等设备。可编程控制我们选用的三菱XC系列PLC中的FX2N系列。本课题我需要完成项目分析，制定技术方案，用梯形图对PLC主程序的编写，完成人机界面组态工作，完成电气部分安装，系统联调，工程性能分析。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:可编程控制器电动机机电一体化塑料袋
目录
1 绪论 1
2 全自动制袋机的组成机构 2
2.1 卷料装置 2
2.2放料装置 2
2.2.1放料装置的组成结构 2
2.2.2放料装置的运行 3
2.3中间牵引装置 3
2.3.1 中间牵引装置的组成 3
2.3.2 中间牵引装置的用途 3
2.4 光电切割装置 3
2.4.1 光电切割装置的组成 3
2.4.2 光电切割装置的运行方式 4
2.5 电控箱 4
2.5.1 电控箱的组成 4
2.5.2 电控箱的原理 4
2.6 传动机构 4
3 全自动制袋机的控制系统 7
3.1 可编程控制器（PLC）的发展趋势 7
3.2 PLC比其他控制器的优势 8
3.3全自动制袋机控制系统的硬件设计 8
3.3.1 步进电动机的选用 8
3.3.2 步进电动机驱动器选用 10
3.3.3 可编程控制器（PLC）的选用 11
3.4全自动制袋机控制系统的软件设计 13
3.4.1 整体设计方案 13
3.4.2 光电切割装置的软件设计 14
3.4.4 操作频的软件设计 17
4 全自动制袋机的调试 19
4.1 开机前准备 19
4.2 设定与调试 19
结论 24
参考文献 25
致谢 26
附录 27
1 绪论
目前，国内外三边封全自动高速制袋机的先进设备的各种工程都已经差不多，国内此设计大多是改造运转速度来提升效率的，但以单纯提升设备运转速度已经没有多大的提升空间，所以我们要想其他的办法来提升效率。
其中国内外最先进的全自动化三封制袋机设备的竞争，最主要的是塑料袋制袋机
本课题我们使用PLC来控制整个系统，PLC有易于排除故障，修复系统等优点。
我们只有通过不断的创新才能使整个制带过程更加简易，效率，使系统更加高速化，使包装更加经济合理。
2 全自动制袋机的组成机构
2.1 卷料装置
为了保证塑料袋不松动，由一跟气涨轴穿在硬纸板上，气涨轴两个有滚轮，使塑料袋两端凹进去，保持此形状。如图2-1和图2-2所示.
图2-1 1号滚轮
图2-2 2号滚轮
2.2放料装置
2.2.1放料装置的组成结构
其主要有一个三角架,龙门架,光电自动纠偏仪，张力部件和一些辅助滚动的滚筒构成。张力部件旁边装一个开关,从而组成一个可以自动放料的系统。
2.2.2放料装置的运行
由于塑料袋的拖动从而使张力部件离开接近开光,接近开关就显示红光,此时电机就转动来带动和张力中心轴转动从而达到放料的目的,当塑料袋下放时，又使得张力部件回到原位，电机就会因此停止转动。全过程由变频器来调节电机的运转速度，电机的运转速度就是整个放料装置的一个周期,所以这个电机的作用非常重要,我们特地为此设计一个电控箱,从而确保它工作时和整台机器的同步性。三角架主要起一个变向作用,把料由纵向通过三角架变为横向，好让其工作时便于自动调整。
2.3中间牵引装置
2.3.1 中间牵引装置的组成
毫无疑问中间牵引装置就是带动塑料袋的前进，这部分需要用到电动机，电动机最好使用同步电机，还需要有5筒组成（5个滚轮的排列如图2-3所示）。
图2-3 滚轮的排列
2.3.2 中间牵引装置的用途
由于牵引过来的塑料袋比较松动，不能达到工程的需求，所以我们就需要使用中间牵引装置来使塑料袋紧凑。那么如何使塑料袋涨紧呢，我们需要用5辊筒排列成类似与W的形状扯，相互拉扯来使得塑料袋变的紧凑。
2.4 光电切割装置
2.4.1 光电切割装置的组成
光电切割装置是由几个刀片（不一定全部用到）和一个颜色传感器组成，如图2-4所示。使用颜色传感器可以分辨出很微弱的颜色，提高切割的准确度。我们可以调整颜色来进行不同时间段的切割，从而提高工程的灵活性。
图2-4 光电传感器
2.4.2 光电切割装置的运行方式
我们采用刀片切割。装置上固定一个长刀片，这时候选取切割的时机就非常的重要，所以我们选择了光电传感器来确定切割的时间，首先确定颜色，当光电传感器扫描到此颜色时进行切割就会确保不会发生意外。
2.5 电控箱
2.5.1 电控箱的组成
一台机器的全部那就使电控箱，如图2-5所示，一台机器的运转全由它来控制。控箱类似于人体的大脑,它主要由显示器,主板,驱动器,变频器,继电器,接触器,信号转换器,变压器等组成。
图2-5 电控箱
2.5.2 电控箱的原理
我们使用的电控箱，程序都是已经编写好的，不像一些先进的电控箱可以直接连接电脑。电控箱里各个部件的程序就完成整台装置的运行。
2.6 传动机构
为了使这类机器比较经济合理，我觉得把此类机器设计成由主电机带动比较好。是通过主电机带动减速机，减速机再牵引传动轴上的齿轮。传为了使传动轴可以平稳的工作起来，我们将传动轴承固定在轴承座里面。因为整台机器也有4吨重，传动轴的一端装有一偏心轮。其工作原理和偏心轴一样，都是通过传动把机械能传出来，再通过与偏心轮连接的摆臂把摇杆带动起来，摇杆被连接在联动杆上，所以电机驱动就带动联动杆的上下往复运动。而联动杆又被一个个夹在传动轴上的夹紧块夹住，而整个纵封热封机构由四个上下纵梁连接为一个整体，上下各两根，每个下横梁的两端都与联动轴联在一起，联动轴又通过夹块夹在联动板上，联动板也通过一端固定，一端可以自由转动的轴承连一起，从而这一系列就构成了本机器的传动系统，具体见传动机构示意图。机电传动系统它其实由一个电动机拖动，并通过传动机构带动生产机械运转的机电运动的动力学整体。在机电传动系统里，电动机与生产机械连成一体，为了使系统运行合理，就要使用使电动机的机械特性尽可能相配合，特性配合好的最基本的要求是系统的稳定运行。再者机电传动系统的稳定运行包含两重意思：一是系统应能以一定速度匀速动行，二是系统受到某种外部干扰作用（如电压波动，负载转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。在单轴机电传动系统中，它是由电动机M产生转矩TM，用来克服负载转矩TL，以带动生产机械运动，当这两个转矩平衡时，传动系统维持恒速转动，转速n或角速度w不变。加速度dn/dt或角加速度dw/dt等于零，即TM=TL时，n=常数，dn/dt=0, 或w=常数，dw/dt=0,这种状态称为静态（相对静止状态）或稳态（稳定运转状态）。当TM=/TL时，速度（n或者说w）就要变化。产生加速或减速，速度变化的大小与传动系统的转动惯量J有关，把上述的这些关系用方程式表示，即为：TM-TL=Jdw/dt,这就是单轴机电传动系统的运动方程式。
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