PLC控制的包裝食品膜分切邊料回收機[附三篇中英文翻譯]

1、plc控制的包裝食品膜分切邊料回收機摘要本課題是對plc控制的包裝食品膜分切邊料回收機進行國產(chǎn)化設計，使其更加適應國產(chǎn)化市場。邊料回收機由卷繞、排布和張力控制三部分組成，它的工作速度必須與分切機同步。主傳動部分為plc、速度控制器控制下的交流伺服電機實現(xiàn)的速度同步控制、調節(jié)。本設計方案中排布控制，為plc、速度控制器、交流伺服電機和位置傳感器控制下的自動排布系統(tǒng)。張力控制部分為plc、角度傳感器、電/氣轉換器、氣缸組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)組成。此邊料回收機為典型的機、電、氣相結合的機電一體化型的單元設備。其具有結構緊湊，回收質量好，工作效率高的特點。關鍵詞：邊料回收 plc控制 張力控制abstra

2、ctthe task is to design retrieving machine controlled by plc, which is to reclaim the marginal material for packing foodstuff, to adapt to the domestic market. it consists of three parts: coiling, arraying and tension control and must be synchronous with slitter. the initial driving part is that syn

3、chronous control and adjustment realized by ac servo motor which is controlled by plc and speed controller. the arraying control of the scheme of this design is the automatic arraying system controlled by plc, speed controller, ac servo motor and positional sensor. the part for controlling the tensi

4、on is closed-loop system consisted of plc, angular sensor, electricity and gas transformer and cylinder. this machine is typical mechatronics installation combined of mechanism, electronics and pneumatics. it has the characteristics of compact structure and good coiling quality. key words: marginal

5、retrieve plc control tension control 引言 21世紀初期科學技術的進步日新月異，給機械設計學科注入新的生命力。在設計理論、設計技術、設計自動化和設計規(guī)律等方面均有新的研究成果涌現(xiàn)。機械設計學科突破了傳動的設計方法，正由靜態(tài)向動態(tài)、由經(jīng)驗計算向建模分析、由滿足單個機件的性能要求向整個機械系統(tǒng)的功能綜合和分析、由使用計算器計算和手工繪圖向cad發(fā)展。尤其在機械電子學方面，隨著機械電子學的發(fā)展和機電一體化的推廣，機械電子工程已成為機械設計、微電子技術、計算機控制及信息技術相互交叉、滲透的學科，其應用已遍及國民經(jīng)濟的各行各業(yè)。從發(fā)展趨勢來看，必須用系統(tǒng)的觀點走機電結

6、合的道路，才能滿足各種機電系統(tǒng)愈來愈高的性能要求。機械電子工程設計正是從機電系統(tǒng)的觀點出發(fā)，突出總體和各子系統(tǒng)的設計和分析，以及常見的計算機化現(xiàn)代設計方法，從而研究和總結機械電子工程設計的規(guī)律和方法。 衡量一個國家機械行業(yè)水平高低的一個生產(chǎn)要素就是看其自動化程度的高低。我們國家的自動化水平還是處于較低的階段。這就有要求我們這些學習機電一體化專業(yè)的人員，要更加努力的去做，以改變這種局面。機電一體化是在機械的主功能，動力功能，信息功能，控制功能中引進了微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關的軟件有結合而構成的系統(tǒng)。機電一體化系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)自動控制。 首先，機械電子工程所研究的對象是機電系統(tǒng)，也

7、就是機電結合的產(chǎn)物。目前形式多樣、功能各異的機械電子設備、產(chǎn)品都是機電系統(tǒng)的具體體現(xiàn)。從系統(tǒng)的含義而言，一般是指具有特定功能的、相互間具有有機聯(lián)系的許多要素構成的一個整體，而機電系統(tǒng)則是一個非常重要的系統(tǒng)。 現(xiàn)在我們設計的課題是邊料回收機的改進設計。邊料回收機是一種把分切機分切塑料完成后把邊料進行卷取的機器。津澤（天津）塑料有限公司，是一個生產(chǎn)塑料膜的廠家。其生產(chǎn)設備主要來自于日本，且自動化程度也比較高，從而選取此次設計作為我們的畢業(yè)設計課題。 這臺邊料回收機是一個機、電、液、氣結合的典型小型機電一體化系統(tǒng)，總體來說，整個系統(tǒng)可分為：動力系統(tǒng)，傳動系統(tǒng)，執(zhí)行元件系統(tǒng)，檢測部分，信息處理系統(tǒng)等幾

8、個部分。分別介紹如下：動力系統(tǒng)：主要利用電力為運轉執(zhí)行部件提供動力，分別用主電機和伺服電機進行驅動。傳動部件：主傳動采用同步帶傳動和壓力傳動。機器上部左右擺動部分，采用伺服電機帶動搖桿完成。執(zhí)行元件系統(tǒng)：主要包括一些汽缸，電磁閥等。傳感檢測系統(tǒng)：主要是利用一些傳感器進行檢測，為plc提供各種狀態(tài)信號，為控制服務。主要包括溫度傳感器，速度傳感器，射線測厚儀等。信息處理系統(tǒng)：plc控制部分是總系統(tǒng)的信息中心，運用控制整個系統(tǒng)的協(xié)調工作。隨著現(xiàn)場信號的改變，利用plc程序的運行，產(chǎn)生的某種控制信號控制各個執(zhí)行部分的動體。從而控制整臺機器各個部分的協(xié)調動體。簡單地介紹了整臺機器，系統(tǒng)的詳細資料請參閱說

9、明書。設計的優(yōu)勢是：邊料回收機和分切機同步工作穩(wěn)定，利用plc控制，使用控制較簡單。同時使得自動化程度更高，對降低工人勞動程度、提高生產(chǎn)率也起著重要的作用。 第一章 方案論證第一節(jié) 總體方案設計 邊料機是用于塑料膜分切時產(chǎn)生的邊料進行卷取的機器。因此，它的主體應該和分切機是同步的。根據(jù)對邊料機的特點以及其主體狀況，我給出了如下設計思路，對傳動部分來說：我把主電機和主動輪之間的傳動采用同步帶傳動；主動輪和從動輪以及從動輪與卷取部分的傳動，采用摩擦輪傳動。對于機器上部左右擺動部分（跳舞軸譯名）則采用絲杠傳動。 對于控制部分，我選取plc控制。因為plc控制的可靠性較高，且編程簡單。我選取日本三菱公

10、司的歐姆龍產(chǎn)品。第二節(jié) 方案論證一 傳動部分 傳動裝置是大多數(shù)機器的主要組成部分。它是一種在距離間傳遞能量并兼實現(xiàn)某些其他作用的裝置，如：能量的分配，轉速的改變，運動形式的改變等等。按照傳遞和控制動力時所用機件或介質的不同，傳遞機構可分為：機械傳動、電傳動、流體傳動三種。1 電氣傳動電氣傳動是以電能為動力，將電能轉換為位移或轉角，再經(jīng)機械調速器拖動負載，以實現(xiàn)傳動的。電氣傳動一般是由電動機、繼電器等來實現(xiàn)的，其調速性能較好。由于本課題對調速并沒有什么要求，所以我沒有選擇電氣傳動。2 流體傳動流體傳動有液壓傳動和氣壓傳動兩種。他們分別是以液體或氣體為工作介質，把原動機（或電動機）的機械能先轉化為

11、工作介質的壓力功能，再由傳送管道將具有壓力能的工作介質傳送到執(zhí)行機構，最后由執(zhí)行機構推動負載運動，把液體或氣體的壓力能再轉化為工作機構所需的機械運動和動力。液壓傳動有以下幾個優(yōu)點：（1） 功率/重量比和轉矩/慣性比大。液壓動力系統(tǒng)工作壓力高（可達35mpa甚至更高）。因而在一定體積下能傳遞很大的動力。在同等功率下。液壓動力系統(tǒng)家具有重量輕、體積小、反應靈敏等優(yōu)點。（2） 工作平穩(wěn)，能在大范圍內實現(xiàn)無級調速，還可以在運行過程中進行調速。（3） 易于實現(xiàn)自動化。當與電氣或氣壓傳動配合使用時，更能實現(xiàn)遠距離的操縱和自動控制。（4） 易于實現(xiàn)元件的通用化、標準化和系列化，便于設計、制造和推廣使用。同樣

12、液壓動力系統(tǒng)也存在某些缺點：（1） 效率較低，長距離傳輸更甚。（2） 外漏油液易污染環(huán)境，故要求系統(tǒng)有良好的密封以防止外漏。（3） 介質的工作溫度范圍有上下極限的限制，系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性必受介質溫度的影響。（4） 對液體介質的清潔度和元件的制造精度要求較高，因此造價較高。因本機器在工作過程中無需調速，且液壓傳動效率低，易污染環(huán)境，成本也高。因此在設計過程中沒有采用液壓元件。氣壓傳動的主要優(yōu)點有：（1） 以空氣為介質，容易得到，用后排到大氣中，處理方便。它不必象液壓系統(tǒng)那樣設置回油箱和管道。如有外漏也不會污染環(huán)境。（2） 因為空氣的粘度小（約為液壓油動力粘度的萬分之幾），故流動中損失小，便于集中供

13、氣，遠距離輸送。（3） 氣動動作迅速，工作介質與設備維護簡單，成本低。（4） 工作環(huán)境適應性好，特別在易燃易爆、多塵埃、強磁輻射、振動的惡劣工作環(huán)境中比液壓、電氣控制優(yōu)越。氣壓傳動的缺點：（1） 空氣可壓縮，系統(tǒng)執(zhí)行件工作速度平穩(wěn)性較差。（2） 因空氣工作壓力不宜太高，故輸出動力較?。ú淮笥?040kn）。（3） 噪聲大，需加消聲器。（4） 氣動信號傳動速度不光電信號慢，故不宜用于高速傳遞信號的復雜回路。 由于氣壓傳動系統(tǒng)執(zhí)行工件工作速度平穩(wěn)性較差，且邊料機的主運動多為旋轉運動，故我在主要傳遞部分沒有氣壓傳動。但鑒于氣壓傳動傳動體迅速、成本低、工作環(huán)境適應性好且不污染環(huán)境的優(yōu)點，所以，我在一些

14、地方也使用了汽缸。如控制邊料卷取臂的升降，就采用了汽缸。3 機械傳動機械傳動的傳動方式很多，如有摩擦輪傳動、帶傳動、蝸桿傳動、齒輪傳動、鏈傳動等等。但從總體看來可分為：嚙合傳動和摩擦傳動兩種。摩擦傳動的外廓尺寸較大，由于打滑和彈性滑動等原因，其傳動比不能保持恒定。但它的回轉體要比嚙合傳動簡單，即使精度要求很高，制造也不困難。摩擦傳動運行平穩(wěn)、無噪聲。大部分摩擦傳動都能起安全作用（自動壓緊的除外），可借助零件的打滑來限制傳遞的最大轉矩。摩擦傳動的另一優(yōu)點是易于實現(xiàn)無級調速、無級變速裝置中摩擦傳動作基礎的很多。嚙合傳動具有外廓尺寸小、效率高（蝸桿傳動除外）、傳動比恒定、功率范圍廣等優(yōu)點。因為，靠著

15、金屬元件間的嚙合來傳遞動力，所以即使有很小的制造誤差及齒廓變形，在高速時也將引起沖擊和噪聲，這是嚙合傳動的主要缺點。提高制造精度和改用螺旋齒可以減輕這一缺點，但不會完全消失。 以有齒的橡膠帶作為中間撓性件的同步帶傳動，因為相嚙合的一對齒中有一個是非金屬元件，所以對制造精度要求不高。傳動的圓周速度可達100m/s。同步帶的帶于帶輪之間沒有相對滑動，傳動比恒定。這種帶薄而且輕，故可用于較高速度，傳動時的線速度可達40m/s，傳動比可達10，效率可達98%。因此同步帶的應用日益廣泛。其主要缺點是制造和安裝精度要求較高，中心距要求較嚴格。 鑒于同步帶的傳動比恒定，傳動效率高的優(yōu)點，我們在電機和主動輪之

16、間的傳動采用了同步帶傳動。摩擦輪傳動的優(yōu)點：（1） 由于摩擦輪輪面沒有輪齒，所以制造簡單而且工作知不會發(fā)生類似齒輪節(jié)距誤差所引起的周期性沖擊，故而運轉平穩(wěn)，噪聲很小。（2） 過載時發(fā)生打滑，故能防止重要零部件的損壞。（3） 能無級的改變傳動比。摩擦輪傳動的缺點：（1） 效率低。（2） 當傳動同樣大的功率時，輪廓尺寸和作用在軸承上的載荷都比齒輪傳動大。（3） 不宜傳動很大的功率。（4） 不能保持準確的傳動比。（5） 滑動摩擦時磨損快，壽命低等。齒輪傳動的優(yōu)點：（1） 和其它的機械傳動相比較，齒輪傳動的工作可靠，使用壽命長。（2） 瞬時傳動比為常數(shù)。（3） 傳動效率高（4） 結果緊湊。（5） 功率

17、和速度適用范圍很廣。齒輪傳動的缺點：（1） 齒輪制造需專用機床和設備，成本較高。（2） 精度低時，震動和噪聲較大。（3） 不宜用于軸間距離較大的傳動。 鑒于邊料機主動輪與從動輪，以及從動輪與卷取之間的傳動比沒有特別準確的要求，且都在作圓周運動，而摩擦輪傳動制造簡單，運轉平穩(wěn)。況且，摩擦輪傳動在傳遞功率、傳動比和調速幅度（在傳動比可調的傳動中，從動軸的最大轉速與其最小轉速之比）、速度、軸間距離等方面都有著很大的適用范圍。因我們把主動輪和從動輪、從動輪與卷取輪之間的傳動采用了摩擦輪傳動。4滾珠絲杠 另外，我把機器上部擺動部分之間的傳動選用普通電機和滾珠絲桿。利用滾珠絲桿的傳動使得轉體擺動部分左右擺

18、動。 滾珠絲杠傳動系統(tǒng)是以滾珠作為滾動體的滾動螺旋傳動的一個整體，它的作用是將回轉運動轉化成直線運動或者相反。滾動絲杠的滾動體有球和滾子兩大類。本次設計選用的滾動絲杠的滾動體為滾子，選用的螺母為標準件。它兩端的固定方式為一端懸空，另一端使用端蓋及筋使其固定。二控制部分 近十幾年來，大規(guī)模集成電路，超大規(guī)模集成電路和微電子技術的廣泛應用，對傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品引起了重大的革新。這些巨大的變革正是由于機械技術和電子技術密切結合的結果。此二者的高度結合成為機電一體化。近年來，它在各行各業(yè)的各種機械中都廣泛的應用著，其新產(chǎn)品主要的改觀和功能的提高無不體現(xiàn)機電一體化的應用。而當前各國的機械廠商競爭的焦點也是在

19、于如何通過機電一體化的途徑實現(xiàn)高度的自動化，這樣自動化控制技術就顯得特別關鍵了。現(xiàn)在的自動化控制技術有好幾種，其中，可編程控制器和單片機在機電一體化系統(tǒng)中起著主要的作用，是機電一體化的兩大支柱。1 單片機單片機是一種專門用于控制的計算機。在一塊芯片上集成了cup、ram、rom、定時計數(shù)器和各種i/o部件，具有體積小、功能強、價格便宜、可靠性高的特點。它在機電一體化技術中占有極為重要的位置。這是它的特點決定的。（1） 單片機體積小一個單片機僅有1平方厘米左右，卻具備一臺計算機的基本功能。這樣就很容易把它于其他設備和儀器組裝在一起，形成一個整體，實現(xiàn)機電一體化。（2）功能強，使用靈活方便 對于一

20、般運算不太復雜數(shù)據(jù)管理不大的控制或檢測系統(tǒng),常常是用一塊單片機就能滿足要求,可簡化硬件降低造價.由于它能通過i/o接口電路擴展各種外部設備,如:若用于數(shù)據(jù)采集,則可與各種被采集時相連接;若采集數(shù)據(jù)量很大,這可擴展外部存儲器;若希望對采集的數(shù)據(jù)加以處理并顯示和打印結果,則除編制相應的軟件外,可擴展顯示器和打印機;如還要對微機進行某些操作,則可擴展操作鍵盤;若希望用于控制,則只要根據(jù)所確定的控制算法,如pid算式編制相應的軟件,并將控制量經(jīng)i/o輸出到驅動電路,使執(zhí)行機構動作.所以單片機在使用上具有極大的靈活性,它可根據(jù)各種具體被控對象的不同要求,象搭積木一樣構成.由簡單到復雜的各類控制、檢測、監(jiān)

21、視系統(tǒng),從而使系統(tǒng)結構合理,獲得最佳的性能價格比.在較大系統(tǒng)中,單片機可以和ibm等系統(tǒng)聯(lián)機,作為系統(tǒng)的下位機或裝入顯示器,打印機等終端設備中,成為職能終端,減輕主機負擔.（3） 抗干擾能力強,適應溫度范圍寬,可在比較惡劣的環(huán)境下工作.2. plc屬于存儲程序控制的可編程控制器，其控制功能是通過存放在存儲器內的程序來實現(xiàn)的，若要對控制功能作必要的修改，只需改變軟件指令即可，使硬件軟件化。可編程控制器是一種采用微處理技術的工業(yè)控制裝置,被譽為高精度技術普及化的典范,成為工業(yè)控制的主要手段和重要基礎設備.它與機器人和數(shù)控技術一起構成工業(yè)自動控制領域的三大支柱.而它的結構與工作原理基本與微機相同.所

22、不同的是它比計算機具有更強的與工業(yè)過程相連的接口能更直接的適用于控制要求的編程語言,能實現(xiàn)條件控制、定時控制、步進控制、a/d和d/a轉換等功能,在工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應用.其特點有:（1）編制程序簡單：plc一般采用易于理解和掌握的梯形語言及面向工業(yè)控制的簡單指令編制程序，非常形象直觀。對于小型plc而言，幾乎不需要任何專門的計算機知識，特別適合現(xiàn)場工程技術人員使用。（4） 抗干擾能力強、可靠性高:plc是專為工業(yè)控制設計的，能適應工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。由于plc采用了微電子技術,大量開關動作由無觸點的半導體電路來完成。另外還采用了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾措施,可靠性很高.一般中小型機無故障時間

23、約為10萬小時,大型機也在5萬以上.（5） 通用性好:plc通過軟件實現(xiàn)控制,同一臺plc可用于不同控制對象.只需要改變軟件，可實現(xiàn)不同的控制要求.不同機型的功能基本相同,可以互換.plc功能模塊品種多,可靈活組成各種不同大小和不同功能的控制裝置.相比之下,繼電器控制系統(tǒng)改變控制線路不容易,擴大規(guī)模更困難.（6） 運行迅捷:plc控制是在集成塊內按程序周而復始地運行,節(jié)奏快,速度快,顯著優(yōu)于繼 電器控制系統(tǒng).（7） 功能強:即可對開關量進行控制,又可對模擬量進行控制;即可控制一臺單機,一條生產(chǎn)線,又可控制一個機群,多條生產(chǎn)線;即可現(xiàn)場控制,又可遠距離控制;即可控制簡單系統(tǒng),又可控制復雜系統(tǒng).（

24、8） 安裝簡單:plc接線少而簡單,占地面積少,大大簡化了龐大的繼電器控制柜和復雜的接線和安裝.（9） 編程容易:plc編程多采用形象簡單的繼電器控制梯形圖及命令語句方式,命令少 且編程簡捷,易于掌握,不需要具備專門的計算機知識.（10） 維修方便:用戶可通過更換模塊或整機進行維修處理,使生產(chǎn)得以迅速恢復,減少了停機時間.（11） 體積小,重量輕,功耗低;plc采用的是半導體集成電路.綜上所述,本系統(tǒng)可采用單片機,也可采用plc控制.但考慮到plc比單片機更容易實現(xiàn)制,plc安裝簡單,編程也容易,況且與邊料機配合的分切機也是plc控制.所以,我們選擇了plc來控制. 我們的總體思路是:傳動部分

25、主要以同步帶和摩擦傳動為主,還有伺服電機以及普通電機和滾珠絲桿，以及一些汽缸.控制部分采用三菱公司的歐姆龍plc控制.第二章 傳動計算第一節(jié) 同步帶傳動一同步帶傳動帶傳動的形式主要有v帶傳動、平帶傳動、同步帶傳動等，本次設計選擇的是同步帶傳動。 帶傳動是兩個或多個帶輪之間用帶作為撓性拉拽零件的傳動，工作時借助零件之間的摩擦（或嚙合）來傳遞運動或動力。根據(jù)帶的截面形狀不同，可分為v帶傳動、平帶傳動、同步帶傳動、多楔帶傳動。（6） 同步帶計算1 電機的選擇：根據(jù)工作載荷的大小和性質、速度以及工作環(huán)境等條件來選擇電動機的類型、結構形式、功率和轉速，確定電動機的型號。 容量相同的同類型電動機，有不同的

26、轉速。轉速低的外廓尺寸及重量大、價格高，但可使傳動裝置的傳動比和結構尺寸減小，從而降低了傳動裝置的制造成本，因此，確定電動機轉速時，要聯(lián)系傳動裝置綜合考慮與比較。 所以我選用y系列（ip44）三相異步電動機為主動機，型號為y90s4，它的額定功率為1.1千瓦，轉速為1400轉/分，最大額定轉矩2.2 ，轉動慣量 0.0021kg.m ，質量為22kg。電動機傳動分為二級傳動，一級傳動比為5，二級傳動比為1.2。2 同步帶傳動的設計的計算：（i） 第一次傳動計算（ii）第二次傳動計算小齒輪用40cr，調質處理，硬度241hb286hb，平均取為260hb；大齒輪用45鋼，調質處理，硬度229hb

27、286hb，平均取為240hb。 （iii）同步齒形帶帶輪 對同步帶帶輪應滿足以下要求：重量輕、質量分布均勻、安裝中性好、消除制造中產(chǎn)生的內應力。所以選用齒形角為40度的8號直線齒廓專用銑刀。 , （ii）第二次傳動計算計算項目 計算內容 計算結果 第二節(jié) 齒輪的校核計算 上搖臂的左右運動采用滾珠絲杠來完成，而且用國產(chǎn)的直流電機驅動絲杠，用齒輪傳動對其進行減速。齒輪的傳動比為1.5。電機的功率為0.61kw，轉速為800rpm。下面為齒輪的校核計算部分。計算項目 計算內容 計算結果 第三章 氣動系統(tǒng)設計第一節(jié) 氣動回路設計一 明確邊料機氣動系統(tǒng)自動工作過程的要求 i 升降汽缸：接通電源，活塞桿

28、由內向外運動，支架上升； ii 裝卸邊料汽缸：接通電源，活塞桿由外向內運動，裝卸邊料卷取管； iii 裝卸邊料汽缸：接通電源，活塞桿由內向外運動，裝卡邊料卷取管； iv 升降汽缸：接通電源，活塞桿由外向內運動，支架下降； v 壓力桿汽缸：接通電源，活塞桿由內向外運動，將邊料壓緊在主動輪上； vi 張力汽缸：接通電源，活塞桿由內向外運動，給予邊料一定的壓力。二 氣動回路的設計 1氣動件及輔助件的選擇 由于邊料機和氣缸控制的動作均為直線運動，故此選用單作用氣缸。所用動作的控制又由plc控制電磁閥完成。所以所有執(zhí)行元件選用帶有磁環(huán)的單活塞雙作用推力氣缸。 1）升降氣缸的選擇 因行程較長為330毫米且

29、支架按照一定的角度升降，初步選擇具有緩沖性能的scdgbd-s型汽缸。 確定汽缸的主要參數(shù)：根據(jù)工作給定的數(shù)據(jù)，并給出一定的余量可得工作推力f1=800n， 工作壓力p=490kpa，載荷率 =0.8，=51.0mm。根據(jù)計算結果并查缸徑標準參數(shù)可取d=50mm。而根據(jù)邊料機需此行程為s=330mm,因此汽缸選用scdg50-330。 執(zhí)行元件耗氣量計算：根據(jù)上述所得數(shù)據(jù)，加上汽缸活塞完成全行程所需時間t=1.655s,可得q= =3.14=393cm/s .2） 壓力桿汽缸選擇 行程較短為60 mm初選后決定安裝具有緩沖性能的scdgbd-s標準汽缸。確定汽缸的主要參數(shù)：根據(jù)實際工作需要的數(shù)

30、據(jù)，并給出一定的余量可得工作推力f=500n 工作壓力p=490kpa，載荷率=0.8，=40mm 根據(jù)計算結果并查缸徑標準參數(shù)可取 d=40mm而根據(jù)工作的具體要求，此行程為s=60mm 可選scdg40-60。 執(zhí)行元件耗氣量計算：根據(jù)上述所得數(shù)據(jù)，加上氣缸活塞完成全行程所需時間t=0.3s， 可得：q=3.14=251cm/s.3) 張力氣缸選取行程300mm處選后決定安裝的是具有緩沖性能的scdgbd-s標準氣缸。確定氣缸主要參數(shù)：根據(jù)實際工作需要的數(shù)據(jù)，并給出一定的余量可得工作推力f=70n，工作壓力p=490kpa，載荷率=0.8，=15.1mm 根據(jù)計算結果并查缸徑標準參數(shù)可取d

31、=16mm而根據(jù)工作的具體要求，此行程為s=300mm，所以選用氣缸scdg16-300。 執(zhí)行元件耗氣量計算：根據(jù)上述所得數(shù)據(jù)，加上氣缸活塞完成行程所需時間t=0.3s， 可得：q=3.14=40cm/s. 2 控制元件的選擇根據(jù)系統(tǒng)對安全可靠性、控制性能、響應速度，氣源凈化等因素要求的高低以及工作環(huán)境，控制元件體積的要求考慮，由于邊料機所處工作環(huán)境要較好，體積也較小。對可靠性、起源凈化要求不高。相對來說對控制性能和響應速度的要求則較高。因為電磁閥相對于其他控制元件，其控制性能較好，響應速度較快，可靠性則一般。在惡劣環(huán)境中適應性較差，綜合起來選用電磁閥比較合適。 由于個氣缸工作條件相同，故所

32、有電磁閥均選用svk1205d-02（帶有磁環(huán)傳感器）。 氣壓三聯(lián)件選用sac2000-02d（其中調壓閥選用sar2000，壓力為490kpa時，其額定流量為8330cm/s. 3 氣動輔助件的選擇 1） 分水過濾器 油霧器 由于前面已經(jīng)選擇好了調壓閥，所以所選擇的分水過濾器和油霧器必須跟調壓閥相匹配。它們的通信要與調壓閥相一致。所以分水過濾器選用saf2000（普通型50 ） 油霧器選用sac2000-02。 2） 消聲器 應與氣控閥排氣口相配合，選用7000-118。第四章 控制系統(tǒng)設計第一節(jié) 邊料機運動的設計要求一 設計要求1 邊料機是在分切機分切塑料薄膜后卷取百年料的一臺自動化機器。

33、因此它的運轉必須要做到與邊料機同步，必須有速度檢測與反饋系統(tǒng)。2 塑料薄膜邊料必須在一定的張力下進行卷取。因此必須有張力檢測和反饋裝置。3 塑料薄膜邊料必須在卷取時有導向裝置進行分布，必須具有導向裝置的位置限定功能。二各氣缸的初始狀態(tài)工作順序表與編號1邊料機氣缸編號與初始位置氣缸編號與初始位置序號名 稱數(shù) 量初始位置（氣缸桿）1裝取邊料卷取管（加緊）2外2卷取臂升降2內3壓力輪2內4張力擺動桿1內2邊料機氣缸工作順序表氣缸工作順序表順序作 用動作氣缸數(shù)動作要求備 注 1卷取臂升起 2 內外 2裝邊料卷取管 1外內外 3卷取臂降 2 外內 4張力擺動桿 4 內外根據(jù)卷取時張力確定 5壓力桿 3

34、內外 6卷取臂升 2 內外 7卸邊料裝卷取管 1 外內外 第二節(jié) 方案設計一、邊料機的工作過程1安裝卷取管i 接通操作電源m1100，接通電源m1103。使相應的電磁閥通電。使卷取臂升降氣缸動作（內外）使卷取臂抬升。ii 接通電源m1104，使裝卸邊料卷取管氣缸動作（外內）。裝上卷取管后，邊料卷取管氣缸動作（內外）動作夾緊。iii卷取管安裝完畢后，卷取臂氣缸做（外內）動作使卷取臂下降，安裝完畢。2啟動 把邊料卷到邊料卷取管上，啟動主電機使主動輪通過摩擦輪傳動使得卷取管做旋轉動作。降邊料卷取至卷取管上。啟動主電機同時，伺服電機和壓力桿氣缸動作。伺服電機動作驅動導向裝置左右移動，使邊料能夠均勻地卷

35、取到卷取管上。壓力桿氣缸做（內外）動作，把邊料平整地壓到主動輪上。并由摩擦輪與壓緊輪共同作用將薄膜間的空氣擠出去，使纏繞后不產(chǎn)生氣泡。同時張力擺動桿做氣缸動作，自動調整張力。3卸下卷取管i 接通操作電源m1100，接通電源m1103。使相應的電磁閥通電。使卷取臂升降氣缸動作（內外）使卷取臂抬升。ii接通電源m1104，使裝卸邊料卷取管氣缸動作（外內）。卸下卷取管后。裝上新是空管，邊料卷取管氣缸動作（內外）動作夾緊。iii卷取管安裝完畢后，卷取臂氣缸做（外內）動作使卷取臂下降，安裝完畢。當發(fā)生意外時，例如邊料斷裂時，必須將機器馬上停止并示警報告。二、元器件選擇1選擇plc作為控制裝置 plc優(yōu)點

36、如下： 可靠性高，抗干擾能力強； 編程簡單，使用方便； 控制程序可變，具有延展性有很好的柔性； 機型系列化； 可采用多個處理器，集中控制； 具有較強的存儲功能； 有很強的輸入輸出接口； 有很強的智能外用接口； 便于實現(xiàn)網(wǎng)絡化； 功能完善； 擴充方便，組合靈活； 減少了控制系統(tǒng)設計及施工的工作量； 體積小，重量輕。是機電一體化特有的產(chǎn)品。 plc的基本結構： 第一部分 中央處理單元（cpu、ram、控制、譯碼、電路、接口電路） 第二部分 輸入/輸出單元（輸入隔離和輸出選擇器，輸出鎖存器和驅動電路以及輸入/輸出現(xiàn)時電路） 第三部分 電源單元（系統(tǒng)的電源和備用電池） plc控制原理： plc和繼電器

37、類似，也由輸入部分、邏輯部分、輸出部分組成。 輸入 邏輯 輸出 輸入部分：收集并保存被控對象實際運行的數(shù)據(jù)和信息（開關信息和操作命令等）。 邏輯部分：處理輸入部分所取得的信息，并按操控對象實際的動作要求作出反應。 輸出部分：提供被控制的許多裝置中，哪幾個設備需要實時操作處理。2選擇電磁閥作為伺服裝置電磁閥具有良好的可控性，快速響應性，有利于實現(xiàn)電平信號控制連通、斷電。3電磁閥，步進電機的驅動電路具有隔離電路和功率放大的校準驅動。i 使plc的驅動可靠；ii 使驅動電路標準化。4傳感器輸入電路選擇具有光電隔離的電路，減低干擾信號使輸入信號可靠。第三節(jié) 硬件設計一、本設計所采用plc系統(tǒng)的概述歐姆

38、龍是主要邏輯部件繼電器邏輯：為了適應電器控制的需要，plc為用戶提供繼電器邏輯。用邏輯與、邏輯或、邏輯非等邏輯運算來處理各種繼電器的連接。定時邏輯器：一般包括有i 定時條件，控制定時器操作； ii 定時語句，指定新使用的定時器，給出定時設定值；iii 定時器的當前值，記錄定時時間；iv 定時繼電器，定時器到達設定的定時值時on，未開始定時和未達到定時設定值時off。定時器邏輯功能表定時條件定時器定時繼電器當前值操作off等于設定值不操作offon0計時offon=0不操作on計數(shù)器邏輯功能表復位信號r計數(shù)信號 cp計數(shù)器計數(shù)繼電器當前值操作onx等于設定值不計數(shù)offoffoff on0“1”

39、off=0不計數(shù)onon off不變不計數(shù)不 變觸發(fā)器邏輯plc為用戶提供觸發(fā)器邏輯用來記憶某些信息，該觸發(fā)器邏輯可以被置位成“1”，也可被復位成“0”。觸發(fā)器有置位輸入“s”和復位輸入“r”觸發(fā)器邏輯功能表rs觸發(fā)器offoff不變offonononoffoffononoff移位寄存器功能表零位信號 r移位信號 cp填充輸入in移位功能0nxx全“0”不移位offonoff on左移一位，各位填“1”off左移一位，各位填“0”on offx不移位數(shù)據(jù)寄存器plc除能進行位運算以外，還能進行字運算。plc為用戶提供若干個數(shù)據(jù)寄存器以存放數(shù)據(jù)。 二、plc控制食品膜分切回收機的plc系統(tǒng)設計選

40、用omron公司的cpm1a-40cdr-a-v1型plc，輸入點數(shù)為24點，輸出點數(shù)為16點。輸入輸出口的分配輸入地址描述輸出地址描述00000自動工作開始按鈕01000分面板電機m100001分面板復位按鈕01001m1制動00002撥叉復位按鈕01002加速輪電機m200007霍爾開關01003輸送帶電機m300008故障排除按鈕01004m3制動00009送進缸磁性開關101005送進閥電磁鐵100010送進缸磁性開關201006送進閥電磁鐵200011夾緊缸磁性開關301007夾緊缸電磁鐵300100夾緊缸磁性開關401100夾緊缸電磁鐵400101紅外傳感器101101報警輸出00102紅外傳感器200103紅外傳感器300104停止按鈕00105急停按鈕語句指令地址指令數(shù)據(jù)0000ld not001040001il（