plc在封口包装机变频节能控制系统中的应用本科学位论文.doc

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1、本科毕业论文题目:PLC在封口包装机变频节能控制系统中的应用专业:机电一体化工程学生姓名:陈炜指导老师:徐福林起讫日期:2016年03月17日－2016年05月05日23PLC在封口包装机变频节能控制系统中的应用——作者：陈炜【摘要】：封口包装机是指在包装容器盛装产品之后对容器进行封口的机械。随着生产、生活水平的提高，我国封口包装机械近几年发展较快。通过参考国外同类型产品，在消化吸收的基础上自行开发研制，技术上有了很大的提高，但在高新技术应用和新工艺开发方面与国外还有较大差距，如整机的自动化程度不高，有些还大量使用继电控制系统——耗能、费时、工作还不安全可靠。本文将从

2、节能、省时、人性化设计三个方面，用先端自动控制设备——PLC和变频器改造以往的继电控制系统，从而推动技术更新、更快的发展。【关键词】：S7—200PLC、变频器、封口包装机、温度控制、固态继电器SSR一.项目背景及分析（一）封口包装的工艺流程-19-结合上图，其工艺流程包括如下几个步骤：1.接通电源，封口包装机各机构开始工作，电热元件通电加热，使上下加热块急剧升温，并通过温度PID控制系统调整到所需温度，压印轮转动，根据需要，冷却系统开始工作，输送带启动，并由调速装置调整到低速状态。2.当装有物品的包装被前级设备运送至封口包装机输送带上时，袋的封口部分通过导向槽H被自

3、动送入运转中的两根封口带F之间，并带入加热区E，加热块的热量通过封口带传输到袋的封口部分使薄膜受热熔软，再通过冷却区D，使薄膜表面温度适当下降，然后经过滚花轮滚压，使封口部分上下塑料薄膜黏合并压制出网状花纹，再由导向橡胶带B与输送带将封好的包装袋送出机外，封口包装机完成封口作业。3.当封口包装机在低速运行取得满意效果后，可逐步提高封口速度至最高工作速度，同时根据工艺要求适当提高封口加热温度（根据不同材料，其设定温度不同）。（二）控制要求4.输入电源为三相380V电源.5.主动导向轮、被动轮和各个传动机构间通过机械连接，最后由一台三相380V/1.5KW的异步电动机驱动

4、，封口速度要求能调速（0~15m/min），调速精度为1﹪.6.测温范围为0~400℃，温度控制精度为±2℃。-19-二．封口包装机的温度检测温度是封口包装机控制过程中最常见的一种模拟量，由于温度传感器在测温过程中输出的不是标准意义上0~10V或4~20mA等线性信号，因此都需要对此进行转换。（一）模块选型本课题选用K型热电偶传感器和西门子S7—200的EM231热电偶模块。K型热电偶图示：西门子S7—200的EM231热电偶模块：结合上图，其工艺流程包括如下几个步骤：接通电源，封口包装机各机构开始工作，电热元件通电加热，使上下加热块急剧升温，并通过温度PID控制系统

5、调整到所需温度，压印轮转动，根据需要，冷却系统开始工作，输送带启动，并由调速装置调整到低速状态。-19-当装有物品的包装被前级设备运送至封口包装机输送带上时，袋的封口部分通过导向槽H被自动送入运转中的两根封口带F之间，并带入加热区E，加热块的热量通过封口带传输到袋的封口部分使薄膜受热熔软，再通过冷却区D，使薄膜表面温度适当下降，然后经过滚花轮滚压，使封口部分上下塑料薄膜黏合并压制出网状花纹，再由导向橡胶带B与输送带将封好的包装袋送出机外，封口包装机完成封口作业。当封口包装机在低速运行取得满意效果后，可逐步提高封口速度至最高工作速度，同时根据工艺要求适当提高封口加热温度

6、（根据不同材料，其设定温度不同）。（二）控制要求1.输入电源为三相380V电源.2.主动导向轮、被动轮和各个传动机构间通过机械连接，最后由一台三相380V/1.5KW的异步电动机驱动，封口速度要求能调速（0~15m/min），调速精度为1﹪.3.测温范围为0~400℃，温度控制精度为±2℃。温度是封口包装机控制过程中最常见的一种模拟量，由于温度传感器在测温过程中输出的不是标准意义上0~10V或4~20mA等线性信号，因此都需要对此进行转换。本课题选用K型热电偶传感器和西门子S7—200的EM231热电偶模块。K型热电偶图示：-19-西门子S7—200的EM231热电偶

7、模块：EM231热电偶模块提供了一个方便的、隔离的接口，用于七种热电偶类型：J、K、E、N、S、T和R型。它允许S7—200连接微小的模拟量信号，电压范围为±80mV。用户必须用DIP配置开关来选择热电偶的类型，断线检查，测量单位，冷端补偿和确定开路故障方向。所有连接到模块上的热电偶必须是相同类型的。组态DIP开关位于模块的下部。（二）热电偶与PLC的硬件接线由于本课题需要采用晶体管输出的PLC（固态继电器输出），因此选择PLC为CPU224DC/DC/DC,工作电源为24V-19-DC，扩展模块EM2314TC的电源也为24VDC。（注意：热电偶电