基于PLC全自動藥品包裝機系統(tǒng)設計【實用文檔】doc

基于PLC全自動藥品包裝機系統(tǒng)設計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載

基于PLC全自動藥品包裝機系統(tǒng)設計【實用文檔】doc文檔可直接使用可編輯，歡迎下載河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術學院畢業(yè)論文（設計)論文題目:基于PＬC的藥品包裝機控制設計姓名：賈曉明學號：26專業(yè)班級：機電1４0２班指導老師：耿驚濤2016年１２月1３日摘要現(xiàn)代社會對物品的包裝要求越來越高，藥品也不例外,為使包裝出的藥品整齊美觀并且具有良好的包裝質量，要求包裝機具有精確的動作、定位精度及較高的生產率和一定的柔性，因此對包裝機的控制要求是越來越高。傳統(tǒng)的繼電器已經不能滿足現(xiàn)代藥品生產的要求了，所以高效、經濟且有一定柔性的新型包裝機械是市場迫切需要的。本文著重介紹了一種基于PLC的全自動袋成型藥品包裝機,對控制系統(tǒng)中硬件設計和軟件設計做了詳細的介紹。該藥品包裝機選用的是FＸ２Ｎ—4８MＲ型編程器,使用SＴＬ指令編程能夠實現(xiàn)手動、單步、單周期、回原點、連續(xù)各種不同的工作方式的切換。論文主要內容：1。介紹研制全自動藥品包裝機的意義，國內外的研究現(xiàn)狀以及以前的藥品包裝存在的問題，本次設計的目的；2.結合袋成型自動包裝機的機械結構,分析其工作過程為自動控制做準備；3．設計PLＣ控制系統(tǒng)的硬件，畫外部接線圖分配輸入輸出點,根據輸入輸出點數(shù)選擇PLＣ型號；4。設計ＰLC控制系統(tǒng)的軟件，編寫梯形圖程序，并且進行仿真調試。經過三周的努力終于完成了以上的工作,該藥品包裝機可以實現(xiàn)簡單的控制要求,但控制精度還有待于提高。關鍵詞：藥品包裝機;袋成型；PＬC；FX２Ｎ－４8ＭR目錄TOＣ\o＂1—3”\ｈ\z＼u第１章概述PAＧEＲEＦ＿Toc3４66３7００6\h1ＨＹPＥＲLINK1.3國內外研究現(xiàn)狀PＡＧEREF_Toc34６637０09\ｈ３１。3.1國外袋成型包裝機發(fā)展現(xiàn)狀PAＧERＥF＿Toc34６63701０\h3HYPERLINK\l”_Toｃ3４6637011"1.３．２國內袋成型包裝機的發(fā)展現(xiàn)狀ＰAGEREF＿Tｏc34６63701１＼h4HYPＥＲLINＫ\l”_Ｔoc３466370１２"1。3.３自動包裝機存在的問題PAＧERＥF_Ｔｏｃ３46６37０1２\ｈ5HＹPERLＩNK\l＂＿Toc346637013”1。４本次設計的任務和設計內容PＡＧＥREF_Toc346637013\ｈ6１.４。1設計內容和要求PAGEREF_Ｔoc346637014\ｈ6HＹPERＬIＮK\l"_Toc3466370１5＂1。4．２設計工作任務和工作量的要求PＡGEＲEＦ_Tｏc３4663７015\h６第2章系統(tǒng)總體設計ＰＡGERＥF_Toｃ３466３７016\ｈ7２.1袋成型自動藥品包裝機的機械結構以及工作原理PＡGEREＦ_Toc3466３70１７\h７2.2工藝分析PAGEREF_Ｔoc３466３７0１８\h８HYPＥRLINK\l"_Toc346637019＂２．2.1內裝物的工藝特性分析PAGＥＲEF_Ｔoc３466３７0１９\h８2.2．2包裝材料的要求ＰＡＧEＲEF_Tｏc34６6370２0\h82．2．3系統(tǒng)工作循環(huán)過程ＰAＧEREF＿Toc３466370２1\h9ＨYPEＲＬＩNＫ\l”_Tｏc3４６63702２”２．2。４包裝機原理框圖PAGＥREF_Ｔoc3４663７０22\h9第3章PLＣ控制系統(tǒng)的硬件設計PＡGＥＲEＦ＿Toc346637０23＼h１0HYPＥRLINK3。1硬件配置PＡGERＥF_Toc３4６６3702４\h1０3.2操作面板的設計PＡGＥREＦ_Toc346637０25\h103.3輸入輸出點分配ＰAGERＥF_Toc3４66３7０２6\ｈ1１ＨYＰEＲＬＩNK\l”_Ｔoｃ346637０27”3．４ＰＬＣ選型PAGEＲEF_Ｔｏc3466３70２７＼ｈ123。５Ａ/Ｄ模塊的選擇PＡＧERＥF_Ｔoc３4６637028\h12HYPERLINK\l”＿Toc３４6637029”3。6ＰＬC外部接線及電機的驅動電路PAGEＲEF＿Toc346６37０29\ｈ13ＨYＰERLＩＮK\l”＿Tｏc34663７030”第4章PLC控制系統(tǒng)的軟件設計ＰAGＥREＦ＿Toc3４６63703０\h16HYPＥRＬINK4。5自動回原點程序PAGEREＦ＿Toc3４６６3７0３5\h1９HYＰERLＩNK4。6自動程序PAGEREF_Toｃ34６6370３6＼h21HYＰＥRLIＮK\l”_Ｔｏｃ3４663７037"第5章結束語PAGEREＦ＿Toc３４66３7037\ｈ24ＨＹＰERLＩNK\l＂_Toｃ3４6637038＂5．１方案綜合評價和結論PＡGEREF_Toc346637038＼h24５.2體會和展望PAGEREＦ＿Toc3４663７０39\ｈ2４參考文獻PAＧEＲＥF＿Toc346637０４0＼ｈ25第1章概述１。1課題研究背景隨著經濟持續(xù)健康的發(fā)展，我國已成為世界十大醫(yī)藥生產國和原料出口國之一，但目前我國醫(yī)藥包裝的整體水平還落后于發(fā)達國家。據上海藥品包裝測試所所長紀煒介紹,高速度、低效益、高消耗的粗放型增長是我國醫(yī)藥包裝發(fā)展的典型特征,國內大多數(shù)醫(yī)藥產品的包裝質量與發(fā)達國家存在較大差距。目前，我國有６5%的醫(yī)藥包裝產品還達不到發(fā)達國家20世紀80年代的水平;包裝材料質量及包裝對醫(yī)藥產業(yè)的貢獻率偏低。在發(fā)達國家，醫(yī)藥包裝占藥品價值的3０%，而我國的比例還不足１0％.其中，國內規(guī)模較大的醫(yī)藥包裝企業(yè)雖然在設備上與國外差距不大,但在軟件環(huán)境上卻不盡如人意。據了解,造成這種差距主要有3個原因：首先是我國制藥行業(yè)整體水平較低，醫(yī)藥生產企業(yè)的技術相對較落后。我國制藥企業(yè)數(shù)量多，但規(guī)模小,重復生產嚴重，企業(yè)管理水平較低。其次，是醫(yī)藥產品長期以醫(yī)院銷售為主,在藥店銷售的藥品只占總量很小的一部分,企業(yè)自然很難在包裝上下大力氣改革，醫(yī)藥包裝長期保持老面孔.最后是醫(yī)藥包裝機械設備和材料的技術水平落后、從業(yè)人員的質量意識不強，也制約著我國醫(yī)藥包裝業(yè)的發(fā)展。對于包裝設備而言，國內規(guī)模較大的醫(yī)藥包裝企業(yè)雖然在設備上與國外差距不大，但在軟件環(huán)境上卻不盡如人意.國內藥廠的大部分包裝工作，特別是較復雜一些的包裝物品的排列、裝配等工作基本上是人工操作,眾多的操作人員無法保證包裝的統(tǒng)一和穩(wěn)定。有些藥廠即使使用某些包裝機械，也只是應用在整個包裝鏈的某個環(huán)節(jié)上。改進措施：(1）提高自動化程度是藥品包裝機械發(fā)展的重要趨勢.高自動化的設備應具有：一是每個機械手均由電腦控制,一臺包裝機械為完成復雜的包裝動作,需要由多個機械手完成。完成包裝動作時,在電腦控制的攝像機錄取信息和監(jiān)控下,機械手按其發(fā)出的指令完成規(guī)定的動作，確保包裝質量；二是具有對材質及厚度的高分辨能力,在包裝過程中包裝材料的厚度及材質變化不易為人眼所辨別,所以應在包裝機械上采用由電腦控制的攝像機和探測器來分辨包裝材料厚度和材質的變化，并在顯示屏上顯示。同時機器會根據分辨后材料的變化來改變有關參數(shù)，進而使設備在最優(yōu)狀態(tài)下運行；(2)機械功能要求多元化。1.2課題研究意義隨著社會的發(fā)展、生活水平的提高，人民對藥品包裝提出了更高的要求。如果藥品用手工進行包裝，勞動強度大，速度慢，效益和質量差，而且手工包裝不能滿足衛(wèi)生要求。因此需采用自動包裝機來完成這些工作。包裝機械是現(xiàn)代包裝工業(yè)的基本設備，是商品生產中必不可少的關鍵技術設備。隨著人類社會的進步，國民經濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們越來越重視包裝的質量、品種類型，包裝機械在包裝領域中起著重要的作用。包裝機械是使產品包裝實現(xiàn)機械化、自動化的根本保證。它能夠大幅度地提高生產效率;降低勞動強度，改善勞動條件；保護環(huán)境，節(jié)約原材料，降低產品成本；有利于被包裝產品的衛(wèi)生,提高產品包裝質量,增強市場銷售的競爭力;由于包裝機械的計量精度高，產品包裝的外形美觀、整齊、統(tǒng)一、封口嚴密，提高了產品包裝的質量,增強了產品銷售的競爭力,可獲得較高的經濟效益;延長產品的保質期,方便產品的流通.包裝機械保證包裝產品質量高、生產效率高、品種多、生產環(huán)境好、生產成本低、環(huán)境污染小，因而獲得較強的市場競爭力,帶來巨大的社會效益和經濟效益。自動包裝機堪稱為擁有漫長發(fā)展歷史和富有強大生命力的主導機型?，F(xiàn)已被各國視為前景較好的包裝機械.由于現(xiàn)有國產袋成型自動包裝機存在的軟硬件問題，并且缺少相應的設計指導理論,所以對其進行研究改進是非常有意義的。包裝容器的制袋－充填－封口是包裝工藝必須的工序.充填的精確度影響到廠家經濟效益；封口的好壞則影響包裝產品的外觀質量和保質期。因此，包裝質量在很大程度上取決于袋長的精確控制以及封口質量，本研究對整機結構了解的基礎上針對縱封、橫封的封口形式完成了對薄膜輸送系統(tǒng)等關鍵部分硬件設計其在實際生產中也具有十分重要的指導意義.1.3國內外研究現(xiàn)狀為滿足現(xiàn)代商品包裝多樣化的要求,目前國內外開始不斷發(fā)展適應多品種、小批量的通用包裝機械和設備，從而使得包裝機械的形式日趨增多。袋成型自動包裝機是將具有熱塑性的塑料復合膜經加熱軟化制成包裝容器，在一臺設備上自動完成制袋成型、計量充填、封合剪切等全過程的自動包裝設備。1．３。1國外袋成型包裝機發(fā)展現(xiàn)狀國外袋成型包裝機發(fā)展全面,優(yōu)勢明顯，主要特點有:結構設計標準化、模塊化.用一臺包裝機完成對不同物料的包裝時，利用原有機型的模塊化設計可在短時間內迅速進行規(guī)格更換或轉換為其他包裝形式的機型，并為不同的計量系統(tǒng)提供了足夠的空間。包裝速度高速化.目前，國外的小袋包裝機單列包裝速度一般為30—８０袋/分,近些年來很多公司推出的多列式包裝機(2列到10列不等)可使包裝速度大大提高。如意大利ILAＰＡK公司的30０和400系列枕型包裝機，計量范圍15０到450ｇ，包裝速度１20袋/分:日本橫濱電機制作所的YＤE-70型四邊封合包裝機，計量范圍：0．5到30mｌ,可以2到1０列，最高速度為80０袋／分。結構運動高精度化。由于采用各種新技術，如通過伺服電機、編碼器及數(shù)字控制、動力負載控制ＰLC等高精密執(zhí)行機構控制各種動作,使整機的充填計量精度和制袋精度都有所提高。如日本東京自動機械的SIGMA3型粉末計量機，配有可調速驅動馬達,采用螺桿下料填充,最大充填為每次1。2kｇ，充填精度60.25%?？刂浦悄芑椥曰?國外大多機器都通過智能型控制儀表和觸摸屏上的菜單式應用軟件對機器的各種參數(shù)進行跟蹤調整。電子顯示屏顯示切袋長度、包裝速度、充填物的凈含量以及包裝產量等，一目了然。標準的色標跟蹤光電系統(tǒng)能絕對保證包裝產品的印刷圖案正確。另外，機器可對工作過程進行在線狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷分析，一旦發(fā)生問題，自動停機，并顯示故障原因及解決方法.包裝形式多樣化。國外的袋包裝目前既有三邊封合袋、四邊封合袋、枕形袋，還有風琴式、自立袋等.用戶可以根據市場的需要,具有更大的選擇空間.國外的袋包裝機執(zhí)行機構和傳動系統(tǒng)趨于簡單，橫封、縱封等動作的執(zhí)行機構都采用氣動原件，包裝動作簡捷快速,整機噪聲??；采用變頻調速裝置,實現(xiàn)無極變速，不僅調速范圍大、平滑性好、低速特性，而且可實現(xiàn)恒轉矩調速，節(jié)電效果也十分明顯。1.３。2國內袋成型包裝機的發(fā)展現(xiàn)狀我國包裝機械發(fā)展較晚，目前正處于起步應用階段。而且由于用戶的技術水平和各種環(huán)境因素的限制，我國包裝機械的需要就像一座“金字塔”。對高、精、尖設備的需求就是塔尖，越尖端的設備需求越小;對中、低檔設備的需求就像“金字塔”底部,量大面廣，商機無限.隨著市場需求的不斷增加，九十年代后,我國袋成型自動包裝機有了較快的發(fā)展。通過參考國外產品,進行消化、吸收及自主開發(fā)、研制，技術上有了很大的提高，計量范圍從1g到1000g不等，特別是產品功能和自動化方面也有了長足的進步。我國通過參考國外同類型產品,進行消化、吸收及自主開發(fā)研制，技術上有了很大的發(fā)展和提高。我國現(xiàn)有的袋成型自動包裝機應用廣泛,機型分為立式和臥式兩種，可包裝液體、糊狀物料、粉狀物料、顆粒和固體物料，包裝形式有枕型袋、三封袋、四封袋、磚形帶、屋形帶、角形自立袋等多種類型。通過PLＣ和PＣ控制技術的不斷推廣和應用,使袋成型自動包裝機的自動化程度得到了很大的提高。我國生產的袋成型自動包裝機以普通型、通用型為主，即在同一臺設備上，同一豎直方向上自動完成包裝袋成型、計量、打印日期、充填、封口、切斷、輸出等工序。包裝物料一般為：液體、粘稠體、顆粒物料、粉料、膏體、片劑、膨化食品等。充填計量方式一般為：容積式、稱重式.容積式又可分為量杯式、旋轉閥式、柱塞式；稱重式又可分為電子秤、杠桿秤兩種。有些包裝機還采用組合式，粗供料采用容積式,精供料采用稱重式等。所有包裝材料主要是具有可熱封的塑料單膜和各種復合膜。包裝成型袋以扁平袋為多.熱封方式主要：有往復、Ｌ型閉合式、旋轉式.國產中型袋包裝機多采用的橫封裝置是連續(xù)對輥式,其缺點是開機和關機時,在輥輪中間都要夾持部分包裝材料，既難于清洗又浪費材料.小型袋包裝機，橫封裝置采用的是扇形開合的封口方法,當包裝袋的尺寸擴大后,其封口質量難以保證?？陀^地講,我國生產的袋成型自動包裝機綜合性能與國外先進國家的產品還存在著很大差距。比較突出的問題是：機械加工工藝技術水平低；機構動作的同步、協(xié)調性差；關鍵零部件、易損件、電氣元件壽命短、可靠性差；生產速度一般都比較慢，自動化水平不高，自動化調節(jié)、自動化控制水平低；設備的可操控性差,維護保養(yǎng)較麻煩；充填精度低、速度慢；外觀造型和表面質量差。1.3．3自動包裝機存在的問題據調查，現(xiàn)有自動包裝機存在以下問題:１．包裝機長期存在著包裝材料輸送速度難以控制的問題,薄膜輸送速度不穩(wěn)，對袋長精度和袋形精度和袋形質量的影響；工作初期和末期,帶膜卷的直徑速度變化很大,轉動慣量變化,造成包裝輸送時拉力不均勻，使得袋封長度變化，袋長控制精度不高。2。包裝精度(充填精度）低且工作時不穩(wěn)定。3.包裝速度低；目前國產包裝機的包裝速度,小袋包裝在60～1２0袋／分之間，包裝速度超過８０袋/分時包裝質量將下降;中袋包裝為35～60袋/分。國外設備的包裝速度以達到1200袋/分，中袋包裝1６０袋/分.４。封口質量難以保證5。外觀質量.國家規(guī)定,包裝袋的封口處應平整,網紋清晰，不得有灼化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機不能很好的達到國家的標準；包裝成品的封口強度低；由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用,在塑料袋內壁上會吸附細小的被包裝物粉粒，若不除去會造成橫封口處封口不牢,嚴重影響包裝袋封口質量.自動包裝機的橫封機構運動形式的不合理，將導致封口質量問題。傳統(tǒng)的包裝機的封口機構，其作用封塊是扇形開合，封口部位熱封時間不同,導致封口處不平滑，部分灼化或者強度不夠。兩橫封快機構采用左橫封快運動時,兩橫封快對包裝袋的作用力不同，會造成其封口不勻。而且封口周期長，包裝速度慢。1.4本次設計的任務和設計內容１。4.1設計內容和要求全自動藥品包裝機工藝全過程包括：制袋、充填、封口、日期打印、切斷袋膜等,設計采用ＰLC對藥品包裝機工藝過程進行控制，實現(xiàn)手動、自動工作方式.１.4。２設計工作任務和工作量的要求（1)畫出ＰLCＩ/O端口接線圖，并按圖接線。（２）編制控制程序，并畫出梯形邏輯圖.（3）完成系統(tǒng)調試，實現(xiàn)控制要求.(4)完成課程設計說明書。第2章系統(tǒng)總體設計２。1袋成型自動藥品包裝機的機械結構以及工作原理袋成型自動藥品包裝機是將具有熱塑性的包材經加熱軟化制成包裝容器，在一臺設備上自動完成制袋成型、計量充填、封合剪切等全過程的自動包裝設備.該機主要由計量裝置、拉膜機構、縱封機構、橫封機構、糾偏機構等組成。機構原理如圖2-1：圖2—1機構原理圖當袋成型藥品自動包裝機整機運行時，拉膜電機啟動，通過傳動機構帶動拉膜帶恒速連續(xù)運行，拉膜帶的速度可以按照包裝速度設定值自動調整.拉膜帶的內測為齒形帶外側為高彈力的橡膠帶.高彈力橡膠帶可以增強其與薄膜的摩擦力，在該摩擦力的作用下，包裝材料隨拉膜帶向下運動。袋成型自動藥品包裝機的工作原理如圖2—2：圖2—2工作原理圖2.２工藝分析2。2。１內裝物的工藝特性分析藥品主要是顆粒狀、粉末狀或者流體,該包裝機可以在微小更改的基礎上完成固體物料的包裝.如果固體內裝物的形狀變化，只需簡單更改零件就可以了。如尺寸大小變更可以調整成型器或更換成型器,其它的可以只是簡單調整。易碎的物件可以在中封牽引、端封切斷器上粘貼一些緩沖的物料，而無需更換零件就可以使機械適應范圍廣。若包裝物由粉末狀變?yōu)橐后w，則需要換物料輸送模塊，以及物料填充計量裝置?？偠灾?袋成型自動包裝機的使用范圍極廣，只要是一般特性的藥品都可以包裝.2.2。2包裝材料的要求包裝材料在包裝機設計中也是重要的。塑料包裝的問世,引起了包裝機的革命。使包裝工藝、包裝技術發(fā)生了巨大變化。如塑料包裝可以采用高頻加熱熱封包裝或電熱絲脈沖熱封包裝。醫(yī)藥行業(yè)多采用聚乙烯薄膜包裝，考慮到在薄膜牽引時,薄膜要受到較大的張力，一般來說，包裝的速度越高,包裝材料越容易被拉斷.如果包裝材料的拉力強度不夠,勢必影響包裝速度的提高。因此，選擇包裝材料的質量是十分重要的。2.2。3系統(tǒng)工作循環(huán)過程袋成型藥品自動包裝機的結構適合于連續(xù)式自動包裝。從工藝上講，其包裝工作循環(huán)過程如圖2－3所示.工藝是連續(xù)的，只有在內裝物供送時,每送入一件必須保證端封切斷器封切一件。圖2-３包裝工作循環(huán)過程2。2。4包裝機原理框圖結合設計任務的功能要求以及包裝機的工作原理和工作過程，設計出包裝機的原理框圖,如圖2—4所示。圖2-4原理框圖第3章PLC控制系統(tǒng)的硬件設計3。1硬件配置系統(tǒng)硬件配置結構如圖3-1：系統(tǒng)硬件配置圖３－1包括中央處理單元以及I/Ｏ擴展單元、檢測元件（光電開關和接近開關等）、操作面板（旋鈕開關、按鈕開關）、控制元件（交流接觸器和電磁閥)以及執(zhí)行元件(電動機和氣缸）等幾部分.操作面板作為設備控制的操作界面，接受來自操作人員的操作指令并指示設備的運行狀態(tài)；檢測元件檢測料位計量、投料結束信號，以及各部分的動作完成情況;PLＣ自動循環(huán)掃描各個輸入輸出點的當前狀態(tài),并根據梯形圖程序所確定的邏輯關系更新輸出點的狀態(tài)，通過斷通交流接觸器和換向電磁閥來控制電動機的啟停和氣缸的動作，從而完成從卷膜輸送到物料排出全過程的自動控制。3。2操作面板的設計為滿足生產地需要，很多設備要求設置多種工作方式，本次設計的藥品包裝機同樣需要,系統(tǒng)設有手動、單周期、單步、連續(xù)和回原點５種工作方式。工作方式選擇開關的5個位置對應于5種工作方式，操作面板左下部的8個按鈕時手動按鈕。為了保證在緊急情況下（包括ＰLC發(fā)生故障時）能可靠地切斷PLC的負載電源設置了交流接觸器。在ＰLC開始運行時按下“負載電源"按鈕，使KM線圈得電并自鎖,KM的主觸點接通給負載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況是用“緊急停車”按鈕斷開負載電源。操作面板如圖3－2:操作面板圖３—2３.3輸入輸出點分配自動包裝機工藝過程由袋成型、充填、封口、冷卻等幾部分組成，包裝機控制系統(tǒng)輸入信號有：啟動、停止及急停信號檢測,卷膜袋長色標檢測,缺袋檢測，定量充填部分返回有無充填信號,橫封到位檢測,橫縱封結束檢測。輸出信號有:卷膜牽引啟動,卷膜橫封控制，防止過沖剎車控制,水冷卻控制，卷膜縱封控制，卷膜切刀控制，打印控制，拌料送料電機啟停控制等。綜合上述控制要求，并基于整個控制系統(tǒng)總成本及備用點考慮,本設計選用輸入２4點、輸出２４點的ＰLC基本單元。I/O點分配如下表：輸入端子說明輸出端子說明X０安全門限位Ｙ0打印氣缸電磁閥X1擴展用Y1縱封氣缸電磁閥X2縱封到位檢測Y2動盤氣缸電磁閥X3擴展用Ｙ3刮板氣缸電磁閥X4動盤到位檢測Ｙ４橫封氣缸電磁閥X5料滿檢測Y5切刀氣缸電磁閥Ｘ６橫封到位檢測Y6走袋電動機Ｘ７擴展用Ｙ７供料電動機X10手動Ｙ1０冷卻泵電動機X１1回原點Ｙ１1橫封加熱管X１2單步Y１２縱封加熱管Ｘ1３單周期Y13空氣壓縮機Ｘ14連續(xù)Y14X15啟動Y15Ｘ16停止Y16X1７供膜Y17Ｘ20打印Y20X21縱封Y２1Ｘ22動盤移動Y22X2３供料Ｙ2３X24刮板移動Y24Ｘ25橫封Ｙ２5X26切斷Y２6Ｘ２7擴展用Y273.4ＰLC選型根據輸入輸出點數(shù)該控制系統(tǒng)采用日本三菱公司生產的FX2N－48MR型可編程控制器，選用AＣ電源，DC2４V電源輸入,繼電器輸出。FX2N系列PＬC是三菱公司近年來推出的高性能小型整體式PLC，能實現(xiàn)高速運算，基本指令每步0.0８微秒。程序容量最大16Ｋ步,基本指令有27條，步進指令有2條,功能指令有２９８條。內附高速計數(shù)器、內部元件很豐富，是一種功能很強大的小型PLＣ.由于其結構緊湊小巧、執(zhí)行速度快、功能強大及性價比較高等特點,符合本系統(tǒng)各方面要求.3.５A／D模塊的選擇該藥品包裝機需要對一些非開關量(色標檢測、溫度檢測）進行監(jiān)控，普通的限位開關已經不能滿足使用要求，因此此處選用變送器來轉換這些模擬量,再通過與PLC適配的A／D模塊將信號傳送到PLC內部。該包裝機需要檢測三個模擬量即色標檢測、橫封溫度檢測以及縱封溫度檢測,此處選用FX２N-４AD模擬量輸入模塊,該輸入模塊有4個通道可以同時接收并處理4個模擬量輸入信號最大分辨率為12位。通道1輸入色標檢測量，通道２輸入縱封溫度檢測量，通道3輸入橫封溫度檢測量。在初始化程序中需要將這3個兩讀入PＬＣ中。３。6ＰLＣ外部接線及電機的驅動電路全自動藥品包裝機控制系統(tǒng)外部接線圖如圖3—3所示,依據選好的PLC型號和Ｉ/O分配表設計出系統(tǒng)的外部接線。主電路圖如圖３—４所示。根據控制系統(tǒng)的要求，系統(tǒng)中需要多臺電動機.其中主電動機是走袋電動機，它給系統(tǒng)提供必需的膜,是保障系統(tǒng)正常運行的關鍵所在.供料電動機、冷卻泵電動機和空氣壓縮機等分別是給系統(tǒng)提供物料、冷卻和給電磁閥提供風源的。橫封加熱管和縱封加熱管分別是給橫封運動和縱封運動提升溫度的。另外，電源模塊是給電磁閥和Ａ／Ｄ模塊提供工作電壓的。由于要控制電機，所以系統(tǒng)中還要運用交流接觸器來控制其通斷情況，為了防止過載等情況發(fā)生還有加入熱繼電器等。圖３—3外部接線圖圖3－4控制系統(tǒng)主電路圖第４章PLＣ控制系統(tǒng)的軟件設計4。1步進指令編程的介紹全自動藥品包裝機控制系統(tǒng)的軟件設計部分包括了系統(tǒng)控制流程圖和梯形圖程序的設計。有了程序的驅動整個控制系統(tǒng)才能按照設計要求動作，在梯形圖設計這一塊，要充分考慮各個部分要實現(xiàn)的功能等。對于復雜的控制要求使用步進指令（STL/RET)指令編程較為簡潔，用FX系列ＰLC的狀態(tài)繼電器編寫順序控制程序時，應與ＳTL指令一起使用。S０~Ｓ9用于初始步,S10~S19用于自動返回原點.使用ＳＴＬ指令的狀態(tài)繼電器的常開觸點稱為STL觸點,它是一種胖觸點，STL觸點驅動的電路塊有三個功能,即對負載的驅動處理、指定轉換條件和指定轉換目標。步進指令的使用說明：1）STL觸點是與左側母線相連的常開觸點，某STＬ觸點接通,則對應的狀態(tài)為活動步;2）與STＬ觸點相連的觸點應用ＬD或ＬDＩ指令，只有執(zhí)行完RＥT后才返回左側母線；３)ＳTL觸點可直接驅動或通過別的觸點驅動Y、M、Ｓ、Ｔ等元件的線圈；４)由于PＬC只執(zhí)行活動步對應的電路塊，所以使用SＴL指令時允許雙線圈輸出（順控程序在不同的步可多次驅動同一線圈）；5）STＬ觸點驅動的電路塊中不能使用ＭC和ＭCR指令，但可以用CJ指令。4。２控制系統(tǒng)的主程序以上設計的是控制系統(tǒng)各部分的子程序，分別實現(xiàn)系統(tǒng)初始化、手動控制、自動回原點和自動控制,把以上程序結合在一起成為一段程序就能夠實現(xiàn)手動、回原點、單步、單周期、連續(xù)各種不同的工作方式的變換，其主程序流程圖如圖4—1所示。圖４－１主程序流程圖4。3初始化程序ＦX系列PＬC的狀態(tài)初始化指令ＩST與ＳTL指令一起使用，專門用來設置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)，和設置有關的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以簡化復雜的順序控制程序的設計工作.ISＴ指令只能使用一次，它應放在程序開始的地方，被它控制的SＴL電路應放在它的后面。該藥品包裝機系統(tǒng)的初始化程序用來設置初始狀態(tài)和原點狀態(tài)條件。初始化程序如圖4-３，M30~M37與X1０~X16的關系，已經在程序中寫出，與工作方式開關對應的Ｘ10～Ｘ１4中同時只能用一個處于OＮ狀態(tài)，必須使用選擇開關，以保證這5個輸入中不可能有兩個同事為ON.IST指令的執(zhí)行條件滿足時,初始狀態(tài)繼電器S0~S2和下列狀態(tài)輔助繼電器被自動指定為一下功能,以后即使IST指令的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF,這些元件的功能仍保持不變：M８０4１禁止轉換M8042轉換啟動M8043起動脈沖M8０4４回原點完成Ｍ8047STL監(jiān)控有效S0手動操作的初始狀態(tài)繼電器S1回原點操作的初始狀態(tài)繼電器S２自動操作的初始狀態(tài)繼電器初始化程序如下：圖4-２初始化程序４。４手動程序圖4－３是手動程序,手動操作時X１7～X26對應的8個按鈕控制供膜、打印、縱封、動盤移動、供料、刮板移動、橫封、切斷.為了保證系統(tǒng)的安全運行，在手動程序中設置了一些必要的軟件互鎖和按鈕聯(lián)鎖,如打印、縱封、橫封、切斷時供膜電機不能運行,在供料時刮板不能移動，在橫封時切刀不能移動等,以免機械發(fā)生干涉。圖4－3手動程序4。5自動回原點程序由手動工作方式切換到自動工作方式之前必須滿足原點條件否則無法執(zhí)行，所以此處編寫一段回原點程序。自動返回原點結束后,用SET指令將M80４３置為ON做為標志.回原點程序流程圖如圖4－4，自動回原點控制程序如圖４—5。該藥品包裝機的原點為安全門關閉、動盤到位、走袋電動機關閉.圖4—4自動回原點流程圖圖４—５自動回原點程序4。6自動程序圖4—６是自動控制程序流程圖，圖4-7中是自動控制程序,能夠在原點條件滿足且切換到自動運行時，實現(xiàn)自動運行。自動程序能夠實現(xiàn)單周期、單步、連續(xù)的功能。使用IST指令后,系統(tǒng)的單周期、單步、連續(xù)的幾種工作方式的切換時系統(tǒng)程序自動完成。工作方式的切換時通過特殊輔助繼電器M８０40~M8042實現(xiàn)的，ISＴ指令自動驅動Ｍ８040～M804２。圖4－6自動程序流程圖圖4－7自動控制程序第5章結束語5.1方案綜合評價和結論本次課程設計完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和軟件的設計工作，可以實現(xiàn)手動、回原點、單步、單周期、連續(xù)各種工作方式的切換,能夠按照預期的目標正常地運行。程序設計時結構清晰，易于檢查和修改。而且為以后軟件的維護和改進提供了方便。對系統(tǒng)的可靠性進行了充分的考慮,加入了各種的保護措施，盡量消除了各種可能的事故隱患.PLＣ非常有利于小型自動化系統(tǒng)的實現(xiàn),用PLC作為下位機實現(xiàn)現(xiàn)場的信號輸入和實時控制，是執(zhí)行可靠,而且有效地實現(xiàn)了分散控制。設計完成之后,也發(fā)現(xiàn)本設計中存在著一些不足和需要改進的地方:1.本次控制系統(tǒng)中采用的是旋鈕開關和按鈕沒有采用觸摸屏，如果設計了觸摸屏，那么一些數(shù)值就能直接通過觸摸屏設置好，使系統(tǒng)動作更加精確.而且外觀也會更美觀；２.硬件設計中采用的電機等部件會發(fā)生過熱現(xiàn)象,如果加入聲音報警功能，即當電機過熱時，程序利用蜂鳴器發(fā)出尖銳的聲音提醒操作人員有故障發(fā)生，達到提高反應速度、降低故障危險性的目的。5。2體會和展望體會這次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多專業(yè)知識問題，最后在老師的辛勤指導和自己認真查資料后，終于游逆而解。同時，在老師的身上我們學也到很多實用的知識,在次我們表示感謝！同時,對給過我?guī)椭乃型瑢W和各位指導老師再次表示忠心的感謝！我深知做課程設計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內容有限,所以在這次課程設計過程中,我們了解了很多元件的功能,并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時,有時問題老是弄不懂，做完課程設計，那些問題就迎刃而解了.而且還可以記住很多東西，認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。展望1.通過數(shù)字PＩD控制將包材速度控制在目標值附近,使包材速度在小范圍內波動;2.將拉膜機構部分上添加拉力檢測裝置，然后對主軸電機的速度增加拉力控制，可更好地保證生產的順利進行；3.在計量系統(tǒng)方面，可以用單片機系統(tǒng)收集信息并返回ＰLC，并根據誤差變化調整充填電機的速度。也可將變頻器驅動電機改為步進電機驅動進料,以此提高包裝充填精度；4.由于本系統(tǒng)控制硬件仍有擴展余地,可考慮在此平臺上由現(xiàn)有的單列封袋，改為多列封袋,由此提高生產速度.參考文獻【1】李學忠，張國全。全自動包裝機ＰLC控制系統(tǒng)設計【J】。廣西輕工業(yè)。２007。2:41－４2?！?】FX2N系統(tǒng)微型可編程控制器適用手冊。廣州:正?？萍奸_發(fā)有限公司,１9９６?！?】廖常初.FＸ系列PLC編程及應用【M】.第1版.北京：機械工業(yè)出版社，20０5?！?】周亮。袋成型自動包裝機控制系統(tǒng)的設計與研究：【D】.湖北：武漢理工大學。２０0９.題目:基于PLC高速全自動包裝機的控制系統(tǒng)設計指導教師：職稱：學生姓名:學號：專業(yè):機械設計制造及其自動化院(系)：機電工程學院答辯日期：２０15年６月23日摘要衛(wèi)生卷紙是人們生活中的必須品，隨著人們對紙質品用量的增加，對衛(wèi)生紙的需求也越來越大，且對衛(wèi)生紙的安全性,方便性要求也越來越高。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質量，研制高速、高效、高質、經濟的新型包裝機是市場的迫切需求。本設計以高速全自動卷紙包裝機控制系統(tǒng)作背景，同時結合理論和實踐，細致地記述了：光電感應技術、ＰLＣ技術、通信技術于一體的先進控制技術在這款包裝機控制系統(tǒng)中的應用。本設計主要內容如下：1.記述了可編程控制器ＰLC的現(xiàn)況和它在包裝機械上應用的可行性與前景。2.基于對卷紙包裝機生產工藝流程的認識,計算其輸入輸出Ｉ／Ｏ點,然后對PLC選型，硬件組態(tài)的設計。3．包裝紙包裝過程中的同步控制問題。4.利用Siemenｓ公司的編程軟件Step7、和通信功能設計了包裝過程梯形圖、ＰLC通信網絡及STR語句，用來實現(xiàn)數(shù)據的采集與控制輸出設備的高速、高效、安全地運行。經過我們的努力,卷紙包裝機控制系統(tǒng)的設計已經完成。并且經過了嚴格的測試，在實驗室的模擬運行中,取得了良好的控制效果。使該機無論從功能上還是效率上都獲得了質的提高，較好地實現(xiàn)了控制要求.關鍵詞：PLC包裝機同步控制Ｓｔep７AbstractArｏlｌoｆtｏiｌｅtｐａｐerispeopｌｅ'slifｅmuｓt，wiｔhtheｉｎcreasingoftheａmｏuntofpaｐerｐｒｏducts，tｈedｅｍａndｏftoiletpaperisａlsomｏreandmｏreｂigandtheｓafetyoｆtｏｉletpaｐｅr，cｏｎｖｅniencｅareincreasｉｎgｌyhighreｑuｉreｍentｓ.Ｉｎorｄｅrtomaketheｇoodsnｅａｔ,beautｉfulandhaｖｅgoodpaｃｋagiｎgqｕａliｔy，thenewpaｃkaｇiｎｇmachineｗithhiｇheｆfｉcieｎcy，higｈeffiｃieｎcy，ｈigｈqｕalityａｎdecｏｎｏｍyistheuｒｇeｎtｎeｅdofthemarket．Thedesiｇｎoｆhigh—speedautomatiｃrｏｌｌpapeｒpackagｉngｍachinecontrolsyｓtemastｈebaｃkground,combineｄwithｔheoｒyａndpraｃtice,cａrefuｌｌyChｒonicｌesphotoeleｃtｒｉcsenｓｏrtecｈｎoloｇｙ,PLＣtｅｃhnoloｇyaｎdcomｍunicatｉonsｔechnolｏgyｉnｏneoｆｔｈｅadvａncｅdcｏnｔroｌｔｅchnｏｌogyiｎｔhｉspackａgingｍａchinecｏntrolｓystemapｐlicａt(yī)ion。Ｔｈemａincoｎtentsofthisdesignaｒeａsfoｌlowｓ：1.theprｅsentsiｔｕａt(yī)ionofthepｒoｇrammabｌｅｃoｎｔｒｏｌｌeｒPＬCanditsｆeaｓibilityanｄprospectｉｎｔhｅapplicationofｐackagiｎgmａchinｅｒy。２.ｂaｓedｏnthｅｒｅcogｎitionoｆｔhｅproductionprocessflowｏｆｔhepaｐerpaｃkaｇingmａcｈｉｎe，cａlcｕlａｔeｔheｉnpｕtａndoutｐuｔI／Opoｉｎtｓ，anｄtheｎselecttｈeＰLC，hａrdｗarecｏnfiｇuratｉondeｓiｇｎ.3。Sｙnchronizatiｏｎcontｒｏlinｔheproｃｅsｓofｐackagｉngpａｐeｒｐacｋａｇｉnｇ。4.ＵseSｉｅmenｓSTEP7ｐｒograｍｍinｇsoｆtware,aｎdｔｈｅcoｍmuｎiｃationfuｎctiondesiｇnthepａcｋagiｎgｐrocｅsｓladｄerdｉagraｍ，PLCcoｍmuｎicationnetwoｒkaｎdSTＲstatｅmenｔ,uｓeｄｔoｉmplemenｔdａt(yī)aaｃquisｉtiｏnanｄconｔrｏloutpｕtdeviceofhighｓpeed,highefficｉｅncyａndsａfeoperａt(yī)ｉoｎ。Afterｏｕrｅｆforｔｓ，thedesignoftｈecontrｏｌｓyｓtemofthepapeｒpａcｋagingmachiｎehaｓbeｅncompletｅｄ.．Ａnｄａｆteｒarｉgorｏustｅst,ｉｎtｈelａbｏratｏrysｉmuｌation,achievedgｏoｄcontｒoｌreｓulｔs.Tｈemachｉｎeｗastoimprｏvｅtｈeqｕaliｔyｏｆｂｏththeｆunctｉｏnａndeffｉｃieｎcy，ａchievebeｔｔeｒconｔroloｆｔherequｅsｔ．Kｅyｗordｓ：PＬCPackingmachinｅSynchrｏnoｕscontrolＳtｅp７目錄TＯC\＊MＥRGＥFORＭAT1緒論PAＧＥREF_Tｏc153241１。1可編程控制技術的現(xiàn)狀ＰAGEREF_Toc310311１。２可編程控制技術的發(fā)展趨勢PAGＥＲEF＿Toｃ２505211．3PLＣ與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較ＰAGＥＲEＦ_Ｔoｃ23６7６31。3．１PLＣ與繼電器控制系統(tǒng)的比較３1。３.2PLC與單片機控制系統(tǒng)比較PAＧERＥＦ_Toc1788641。3。3PLＣ與計算機控制系統(tǒng)的比較41。3.4PLC與集散型控制系統(tǒng)的比較PＡＧEREF＿Ｔoｃ1713351．4卷紙包裝機產生的背景及意義5１.5PLC在包裝機械上應用的可能性和前景51。6本設計研究的主要內容６1。7設計的安排62卷紙包裝機控制系統(tǒng)的總體設計PAGＥRＥF＿Ｔoc11238８2。1卷紙包裝機生產工藝論述PAGＥＲEＦ＿Toｃ152９582。2控制方案的設計９2。3系統(tǒng)的運行模式103控制系統(tǒng)硬件總體設計PAＧEＲEF_Tｏc13９62113．1總體結構關系PAＧEREＦ_Tｏc１021811３。２控制系統(tǒng)主要器件的選擇６２2１14電器線路和元件模塊的設計PＡGEREF＿Tｏc４41２13４。1供電線路PAGＥRＥＦ_Tｏc1455３13４。2主要控制功能模塊的設計1３4。2。1裝料工位１１34。2。2夾鉗抓緊、旋轉與窩邊工位２154。3卸料工位3分析164。4放卷、分切部分的張力控制１65同步控制系統(tǒng)分析PAGEREF＿Toc14６３４185．１送料過程中的同步控制1８5．2信號的獲取185.3同步控制電路原理的分析19６系統(tǒng)的軟件設計PＡＧEREF_Toc16307２１6.1概述ＰAGEREＦ＿Ｔｏc１７964２１６.1。1可編程序控制器實現(xiàn)控制的要點216．1。２可編程序控制器實現(xiàn)控制的過程226。１．３可編程控制器實現(xiàn)控制的方式226。2PＬC程序的總體結構2２6。3PLＣ軟件的選擇23６.4Step７軟件的介紹23６。5模塊化編程236．６程序的仿真調試30結論31致謝３2參考文獻3３附錄351緒論1。1可編程控制技術的現(xiàn)狀可編程控制器（ProgrａｍｍableLogicalConｔrollｅr）簡稱PC或ＰLＣ，是60年代末發(fā)明的工業(yè)控制器件,是美國數(shù)字公司（ＤEＣ)為美國通用公司（ＧM）研制開發(fā)并成功應用于汽車生產線上，可編程控制器自此誕生[1]。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，PLC軟硬件水平與規(guī)模也發(fā)生了質與量的變化，其控制技術也朝著智能化方向不斷發(fā)展，同時推動了先進制造技術的相應發(fā)展。現(xiàn)代ＰLC已經成為真正的工業(yè)控制設備。最初，ＰLC主要是用在生產線控制和大型機械的控制上。但不久，西德的西門子(SIEMEＮS）公司、ＢＢC公司就開始研制PLＣ，當時主要是用于軋鋼機、升降設備等大型設備上.70年代初，日本的OMRＯＮ也推出了他們的ＰLC。三菱、日立、富土、東芝、橫河、日電等公司也先后加入了PLC制造者的行列。７0年代中期,美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型ＰＬC.由于PＬＣ是為工業(yè)控制所生產的通用性很強，適合于大批量生產的裝置,所以成本迅速下降；加上其是專為工業(yè)控制所設計,所以具有極好的抗干擾性能；并且他的使用和維護都極為方便,實現(xiàn)了低水平的操作、高性能的控制，所以在機械制造業(yè)深受歡迎。小型PLC開始步入諸如塑料注塑機、包裝機械、橡膠機械、紡織機械等輕工機械的控制領域，其成本的低廉和性能的優(yōu)良對直接使用微機作為控制單元的做法構成了強有力的挑戰(zhàn),更有全面取代傳統(tǒng)繼電器控制屏的趨勢。據國外資料介紹:１９８2年美國PLＣ用戶中,有48％來自自動程序操作部門（如汽車、拖拉機工業(yè)、機械工業(yè)等）、1３%來自石油化工業(yè)、9%來自食品飲料業(yè)、7％來自冶金工業(yè)、其余部分來自造紙、采礦、污水處理等部門。近年來，隨著我國對外開放,日、美、西德等國生產的PLC已通過多種途徑進入了我國,引起了各方面的重視并得到應用.如寶鋼工程應用了數(shù)百臺PLC，首鋼、武鋼、開灤煤礦也分別應用了美國和西德的ＰLC。1．２可編程控制技術的發(fā)展趨勢隨著計算機科學的發(fā)展和工業(yè)自動化愈來愈高的需求,可編程控制技術得到了飛速的發(fā)展，其技術和產品日趨完善［2］.僅僅將ＰLC理解為開關量控制的時代已經過去，PLC不僅以其良好的性能滿足了工業(yè)生產的廣泛需要，而且將通信技術和信息處理技術融為一體,其功能也日趨完善。今后，PLC將主要朝著以下兩個方向發(fā)展：一個是向超小型專用化和低價格方向發(fā)展;另一個是向高速多功能和分布式自動化網絡方向發(fā)展。總的趨勢如下：(1)可編程控制技術的標準化在工業(yè)自動化產品繁花似錦的今天，各生產廠商既互相競爭又互相合作。一種自動化產品的競爭力除表現(xiàn)在其技術上的個性外，更重要的還在于其滿足國際標準化的程度和水平。標準化一方面保證了產品的出廠質量，另一方面也保證了各個廠家產品的互相兼容。出廠檢驗時各可編程控制產品的廠家都有相應的技術標準作依據。按照這些標準,各種型號的PLＣ產品對工業(yè)應用環(huán)境、抗干擾性等條目都給出了明確的規(guī)定。但是,這些標準目前只能是統(tǒng)一區(qū)域性的產品，而不能實現(xiàn)全球的統(tǒng)一性。為了使各廠家的產品有一個共同的參考平面,制定了國際標準.（2）CＰU處理速度進一步加快目前PLC的CPＵ與微型計算機的CPＵ相比,還處在比較落后的地步，最高的也僅僅處在8０48６一級。將來會全部使用６4位RＩSC芯片,實現(xiàn)多CＰU并行處理或分時處理或分任務處理，實現(xiàn)各種模塊智能化，且部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化。這樣PＬC執(zhí)行指令的速度將達到納秒級。（３）可編程控制技術的智能化提高一個系統(tǒng)的智能程度不僅提高系統(tǒng)的品質，在某種意義上也提高了系統(tǒng)的可靠性。（４）系統(tǒng)的開放性和兼容性開放性和兼容性是不可分割的而且是相輔相成的概念。一方面是某一產品和第三家同類產品在通信上的兼容程度，另一方面是指某系統(tǒng)尤其是軟件上的開發(fā)平臺對使用者有多大的開放程度。當今可編程控制產品種類繁多,加上自動化項目越來越大，致使常常在一個工程項目中出現(xiàn)不同廠家的產品做主從站的現(xiàn)象，這就要求每一廠家的產品族中,都要考慮到和其他廠家產品的兼容性問題；另一方面，可編程控制器與工業(yè)控制機等其他裝置的通信難易也體現(xiàn)了開放性的特點。除此之外，同一廠家產品族中的各系列產品兼容性也代表了可編程控制產品的水平.(5)通用性和專業(yè)化的結合可編程控制產品是通用的。但是工業(yè)的每一領域都有其自己的特點.怎樣才能使一個系統(tǒng)既具有通用性又具備專業(yè)化呢？硬件系統(tǒng)的模塊化便是解決這一矛盾的鑰匙。這樣，適合于某個行業(yè)或某些特殊問題的專用模塊就可以很容易地集成到通用系統(tǒng)中去。常用的專用模塊包括：定位模塊、溫度測量模塊、高速采樣模塊、網絡接口模塊等。(6)可靠性進一步提高隨著PLC進入過程控制的領域，對PLC可靠性的要求進一步提高。硬件冗余的容錯技術將進一步得到應用,不僅會有ＣＰU單元冗余、通信單元冗余、電源單元冗余、1/0單元冗余、而且整個系統(tǒng)都會實現(xiàn)冗余.但從根本上來講,系統(tǒng)的可靠性取決于系統(tǒng)各單元的可靠程度.要保證整個系統(tǒng)的可靠運行，首先要求系統(tǒng)各單元的質量要得到保證。MTＢF（平均無故障時間)是衡量產品質量的重要指標.縱觀各著名廠商，其ＰLC產品都有不同程度的冗余功能，而且發(fā)展越來越完善。(7)控制系統(tǒng)分散化根據分散控制、集中管理的原則，PLC控制系統(tǒng)的1/0模塊將直接安裝在控制現(xiàn)場，通過通信電纜或光纖與主ＣPU進行數(shù)據通信。這樣使控制更有效,系統(tǒng)更可靠。（8）控制與管理功能一體化為了滿足現(xiàn)代化大生產的控制與管理的需要,PＬC將廣泛采用計算機信息處理技術、網絡通信技術和圖形顯示技術，使PLC系統(tǒng)的生產控制功能和信息管理功能融為一體。綜上所述，我們不難得出下面幾個結論：=1\*GＢ3＼＊MＥRGEFＯRMAT①工控機、計算機集散控制系統(tǒng)及PＬC正在走著一條相互融合的道路.=2\*ＧＢ3\*ＭEＲＧEFORMAT②智能分布式控制是可編程控制系統(tǒng)基于現(xiàn)場總線的新型控制思想.=3＼*GＢ３＼＊ＭERGEFORMAT③系統(tǒng)的智能性將越來越重要,因此系統(tǒng)的分析運算能力將越來越強。＝４\*ＧＢ3\＊MERGEＦORMAT④基于標準化的開放性和兼容性是衡量系統(tǒng)質量的重要判據.=5＼＊ＧB3＼＊MERGEFＯRMAＴ⑤通用性、高度專業(yè)化的融合是可編程控制系統(tǒng)的新特征［3]。1。3PＬC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較在現(xiàn)代工業(yè)設備及自動化項目中，我們會遇到大量的開關量、脈沖量及模擬量等控制裝置。如電機的啟動與停止，電磁閥的開閉，工件的位置、速度、加速度的測定，產品的計數(shù)以及溫度、壓力、流量等物理量的設定和控制等等.傳統(tǒng)的工業(yè)自動控制主要是由繼電器或分離的電子線路來實現(xiàn)的。這種控制方式雖然造價便宜，但卻存在許多致命的弱點：只適用于簡單的邏輯控制,僅適用某種控制項目，缺乏通用性,一旦要實現(xiàn)改動或者優(yōu)化，只能通過硬件的重新組合來實現(xiàn)。目前,工業(yè)界比較有代表性的控制方式主要有以下幾個類別:繼電器控制系統(tǒng),單片機控制系統(tǒng)，微型計算機系統(tǒng),集散型控制系統(tǒng)[4].１。３.1PLC與繼電器控制系統(tǒng)的比較繼電器控制是采用硬接線邏輯,利用繼電器觸點的串、并聯(lián)及時間繼電器的延遲動作來組成控制邏輯，其缺點是一個系統(tǒng)一旦確定就很難輕易再改動。如果要在現(xiàn)場做一些更改和擴展更是難以實行。而PLC是利用其內部的存儲器以數(shù)據形式將控制邏輯存儲起來的，所以只要改變PLC內存儲器的內容，也就可以實現(xiàn)更改控制邏輯的目的。對于PLC來講,只要用PＬC配備的編程器在現(xiàn)場就可以完成更改。至于PLC對外部的聯(lián)系,只有I/O點，只要輸入輸出對象不變,就無須對硬接線作任何改動。繼電器控制邏輯是依靠觸點的機械動作來實現(xiàn)的。工作頻率很低.一次動作一般為數(shù)十毫秒。對于復雜的控制，使用的繼電器越多，反應就越慢。而PLC是以微型計算機為基礎的控制裝置，其運行速度為每個指令步數(shù)十微秒（對于高速PLC則是5微秒以下)。并且內部有嚴格的同步,所以不會出現(xiàn)抖動的問題。對于限時控制，繼電器是利用時間繼電器的延時動作來實現(xiàn)的。由于時間繼電器是利用空氣阻力，半導體延時電路來實現(xiàn)延時的，所以其定時精度低，調整不方便。且環(huán)境溫度變化等因素都會對定時精度有直接的影響。而ＰLC則是由晶體振蕩器所產生的脈沖經多次分頻后得到的時基脈沖進行計數(shù)來定時的，定時范圍一般為０．1秒，也有０.０１秒的,精度一般高于１０毫秒，只要根據需要由編程器送入時間常數(shù)即可實現(xiàn)定時時間的設定或更改。由于PLＣ的定時是對時基脈沖進行計數(shù)來實現(xiàn)的,所以如果是對外脈沖進行計數(shù)，就成為計數(shù)器?，F(xiàn)代的ＰLC一般都具有定時器和計數(shù)器功能。從可靠性和可維護性方面來看，繼電器控制邏輯由于使用了大量的機械觸點，連接線也多，觸點開閉時產生的電弧會使觸點損壞，動作時的機械振動還可能使接線松動,所以可靠性和可維護性都較差。而PLC則采用了無觸點的電子電路來替代繼電器觸點，確切地說是用存貯器內的數(shù)據來代替觸點，因此不存在上述缺點。而且體積小、功耗小、壽命長、可靠性高、還具有監(jiān)控功能和自檢功能，使程序的運行過程成為透明.ＰLC一般還具有步進控制指令,可以進行步進控制,而繼電器邏輯就比較困難。繼電器邏輯只能對開關量進行控制.而PLＣ除了具有開關量控制功能外,有些功能較全的PＬC還具有A/D，D/A轉換裝置，可以用來對模擬量進行控制.但是目前在成本方面PLC還比繼電器貴，一般進口產品每個Ｉ/O點為人民幣80元左右；國產一般點I／O為6０元左右.1.3。2ＰＬC與單片機控制系統(tǒng)比較雖然單片機的配置較微機系統(tǒng)簡單，成本也較易接受，但它仍然不是為工業(yè)控制而設計的.同樣存在著編程難、不易掌握、需要做大量的接口工作，可靠性仍較差，成本高等缺點。盡管其有較強的數(shù)據處理能力，但工業(yè)控制都為開關量控制,所以其長處仍得不到發(fā)揮。單片機與PＬC的比較:在很大程度上,單片機是專為工業(yè)控制而設計的。因此，它具有較好的環(huán)境適應性。事實上,現(xiàn)代PLC的核心就是單片微處理器。用單片機作控制部件在成本方面具有優(yōu)勢.但是不可否認,從單片機到工業(yè)控制裝置之間畢竟有一個硬件開發(fā)和軟件開發(fā)的過程。雖然PLC也有必不可少的軟件開發(fā)過程,但兩者所用的語言差別很大,單片機主要使用匯編語言開發(fā)軟件。而PLC用專用的指令系統(tǒng)來編程的。前者復雜而易出錯，開發(fā)周期長.后者簡便易學，現(xiàn)場就可以開發(fā)調試。單片機控制系統(tǒng)僅適用于較簡單的自動化項目。硬件上主要受ＣPU、內存容量及I/O接口的限制;軟件上主要受限于與CPU類型有關的編程語言。一般說來單片機或單片機系統(tǒng)的應用只是為某個特定的產品服務的。其通用性、兼容性和擴展性都相當差。１.3.3PLC與計算機控制系統(tǒng)的比較ＰＬC是專為工業(yè)控制所設計的.而微型計算機是為科學計算、數(shù)據處理等而設計的，盡管兩者在技術上都采用了計算機技術,但由于使用對象和環(huán)境的不同，PLC較之微機系統(tǒng)具有面向工業(yè)控制、抗干擾能力強、適應工程現(xiàn)場的溫度、濕度環(huán)境、輸入、輸出一般采用“光電”隔離技術，并配備有可承受較大負載的繼電器或可控硅（也有用晶體管）輸出部件，一般可以直接驅動小型電機等負載。此外，使用面向工業(yè)控制的專用語言而使編程及修改方便。并有較完善的監(jiān)控功能。而微機系統(tǒng)則不具備上述特點,一般對運行環(huán)境要求苛刻,使用高級語言編程，要求使用者有相當水平的計算機硬件和軟件知識。此外，微機系統(tǒng)的外設配備較多，有些對工業(yè)控制并非必須.因此PＬＣ顯然較微機系統(tǒng)更適合于工業(yè)控制。1.3。4PLC與集散型控制系統(tǒng)的比較ＰLＣ是由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來的[5]。而集散控制系統(tǒng)DCS(DisｔributionControｌSyｓtｅm）是由回路儀表控制系統(tǒng)發(fā)展起來的分布式控制系統(tǒng)，它在模擬量處理，回路調節(jié)等方面有一定的優(yōu)勢。PLＣ隨著微電子技術、計算機技術和通信技術的發(fā)展,無論在功能上、速度上、智能化模塊以及聯(lián)網通信上,都有很大的提高。并開始與小型計算機聯(lián)成網絡,構成了以PＬC為重要部件的分布式控制系統(tǒng)。隨著網絡通信功能的不斷增強，PLC與PLC及計算機的互聯(lián)，可以形成大規(guī)模的控制系統(tǒng),在數(shù)據高速公路上(DatａHigｈway）掛接在線通用計算機,實現(xiàn)在線組態(tài)、編程和下裝,進行在線監(jiān)控整個生產過程,這樣就己經具備了集散控制系統(tǒng)的形態(tài)，加上ＰＬC價格和可靠性優(yōu)勢，使之可與傳統(tǒng)的集散控制系統(tǒng)相互競爭。由于以上的原因，可以預見隨著ＰLC成本的下降和機器要求的提高，將很快在大部分場合取代繼電器控制屏。無論是與傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制邏輯相比，還是與現(xiàn)代的微型計算機系統(tǒng)乃至專用于控制的單片機相比,在工業(yè)控制方面PLC都具有明顯的優(yōu)越性。尤其是對生產流水線、動作復雜的單機，比起前述幾種控制手段來具有壽命長、可靠性高、對環(huán)境無特殊要求、開發(fā)費用低、周期短、無需專門的計算機軟、硬件知識就可在短期內掌握,功能擴展方便,成本可為一般用戶所接受等優(yōu)點,是現(xiàn)代機電一體化產品控制裝置的理想選擇。１。4卷紙包裝機產生的背景及意義衛(wèi)生卷紙是人們生活中的必須品，隨著人們對紙質品用量的增加，對衛(wèi)生紙的需求也越來越大,且對衛(wèi)生紙的安全性，方便性要求也越來越高。為使包裝出的物品整齊、美觀并具有良好的包裝質量，研制高速、高效、高質、經濟的新型包裝機是市場的迫切需求。目前,該類包裝機多半為進口產品,價格昂貴.為此,我選擇了關于卷紙包裝機控制系統(tǒng)設計的課題。1.5PＬC在包裝機械上應用的可能性和前景包裝機械的最大特點是動作復雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件。在這種場合使用繼電器控制邏輯必然需要大量的中間繼電器，而這些中間繼電器在用PLC控制的情況下，就可以對其內部的輔助繼電器進行編程后來取代。從物理介質方面來講，前者是要用具體的電氣元件來組合,而后者只是ＰＬＣ的內部寄存器，在PLC編程容量許可的范圍內，可以不花費額外的費用來實現(xiàn)復雜的控制邏輯。一般的PＬＣ都有上百點內部輔助繼電器甚至更多，且還有多種專用的內部電器,足可以應付一般的控制要求，唯一需要做的工作就是對PLC進行編程。事實上ＰLC用于這種場合是最能顯現(xiàn)出其經濟性。當然我們不僅忽視了PLC的另一個優(yōu)點,那就是其運行速度及可靠性和壽命遠遠高于繼電器控制方式，從上述意義上來講，PLC最適合于需要大量中間繼電器的場合。且PLC與其他工業(yè)控制系統(tǒng)比較具有許多優(yōu)點：（１)更改控制邏輯只需修改軟件，無需對硬件作改動；（2）程序可以復制，批量生產很容易；（3)電氣硬件設計大大簡化;（４)由于PLＣ除有繼電器功能外,尚有多種其它功能,可以實現(xiàn)繼電器無法實現(xiàn)的控制功能，實現(xiàn)某種程度上的智能化,并有可能使機構簡化；（5)可靠性高；（6)成本相對于繼電控制而言稍高,但繼電器控制隨著所用中間繼電器數(shù)量的增加，成本急驟上升，而PLC控制幾乎保持不變，這一點對于復雜的控制來講具有無可比擬的優(yōu)越性；(7）具有擴展單元或擴展模塊，當需要較多１/0時可以方便地擴展。因此,國外在注塑機、各種包裝機上已經大量地采用了PLＣ來取代傳統(tǒng)的繼電器控制屏，故障率大大降低，性能有了很大提高。我國包裝機械目前控制部件大多還沿用繼電器方式。如果能用PLC來取代的話，則可以簡化機械結構,機械和電氣設計都可以得到簡化[6].更重要的是可以使原來無法實現(xiàn)的某些功能得以實現(xiàn)，使機器在某種程度上實現(xiàn)智能化。通過對各種控制系統(tǒng)的分析比較，我們決定采用PLC控制系統(tǒng)。1.6本設計研究的主要內容（1）對可編程控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢作一簡單的介紹,明確背景知識與選型根據;分析PLC在包裝機械上應用的可能性與前景。（2）卷紙包裝機各動作控制工藝的研究。了解卷紙包裝機的工作過程及工藝要求。總結各機構的動作順序，將其用流程圖的形式表示出來,為實現(xiàn)高速全自動運動控制做準備。（３）可編程控制器部分的設計,包括控制方案的選取與設計、I/０接口信號的確定、模塊的選擇,控制程序的設計與調試。1.7設計的安排本設計共分六章。設計的第一章主要介紹了可編程控制器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢及其在包裝機械上應用的可能性及前景，分析了PＬC控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)的區(qū)別，介紹了本課題的研究內容。第二章分析了卷紙包裝機工藝流程和包裝各動作的時序及包裝機速度的影響因素及提高方法,設計了包裝機控制系統(tǒng)的控制方案、運行方式及硬件的選擇。第三章主要對硬件進行總體設計。第四章主要是對控制系統(tǒng)的供電線路及包裝機各工位元件的設計。第五章主要是對包裝過程的同步控制系統(tǒng)進行分析。第六章根據PLC原理用SIEMENＳ的STEＰ7設計了某些功能塊的梯形圖，并用S7-ＰＬCSIMsimulａt(yī)ｏｒ模擬其運行結果。２卷紙包裝機控制系統(tǒng)的總體設計第一章介紹了可編程控制技術的一些概要情況,下面就具體結合卷紙包裝機電控系統(tǒng)的實際來看一下它的應用。這里需要說明的是,正如前面所提到的那樣，可編程控制技術并非單純是指PLC本身,而是包括其在內的一系列自動化控制產品和技術的應用。本系統(tǒng)在電氣控制部分設計時,充分考慮到用戶的功能需求和與本系統(tǒng)機械部分的配合需求,在具體實現(xiàn)的過程中,又以系統(tǒng)的可靠性與易用性為準則，盡量把本系統(tǒng)設計成為一個功能齊全、可靠性高且易于使用的包裝機設備.在設計控制系統(tǒng)之前，首先得了解其生產工藝.２．1卷紙包裝機生產工藝論述卷紙包裝機主體作用是把來源卷紙庫的卷紙按照每分鐘6０個的頻率包裝為滿足要求的衛(wèi)生卷筒紙.如圖2．1—1所示是簡易的工藝流程圖。包裝紙按照卷筒的形式安裝在原料架上方，一旦上位機釋放命令,放卷電機開始動作,放卷開始。放卷到規(guī)定長度（長度依靠色標來確定）時,通過色標信號向切紙機構發(fā)出指令。切紙機構用的是交流變頻調速電機,帶動一個凸輪旋轉，進而帶動切斷刀上下進行運動,在凸輪上放置一個位置傳感器,當凸輪轉到某一固定位置時，切刀開始向上運動，二刀分離，當出現(xiàn)色標信號時,刀又開始向下進行運動。切刀向上和向下的工作頻率可借助變頻調速電機進行調整,操作簡單方便。已經完成切割的紙片經過整理后放到紙片庫中，等待推紙空心臺送紙片。同時卷紙庫的卷紙通過整理等待托盤推桿送卷紙球.包裝過程依靠包裝工藝盤及其輔助機構來實現(xiàn)。包裝工藝盤一共有八個V形槽和三個加工工位,當包裝紙與待包裝的卷筒紙放到槽中之后,由工藝盤載著其開始轉動,依次送到每個加工工位.工藝盤的轉動是借助交流電機通過皮帶傳動帶動的，每個加工工位的動作是借助順序邏輯控制電磁閥帶動執(zhí)行機構動作的。工件先是從1號工位裝入，然后在2號工位由夾鉗機構完成前進，抓緊，旋轉以及窩邊的動作，同時依次向托盤與推紙空心臺發(fā)出送紙球和送紙片信號，最終在３號工位處，已經包裝好的產品由于重力作用自由落入到成品庫中.原包裝紙防卷切紙原包裝紙防卷切紙紙片空心臺紙片庫紙片空心臺紙片庫工位3工位2工位1工位3工位2工位1紙片整理紙片整理托紙盤托紙盤卷紙庫卷紙庫圖2．1－1卷紙包裝工藝流程圖圖2．1－2包裝過程各工位時序圖因為它是一個突出的順序控制,最簡便的方法是運用移位寄存器來運轉。移位寄存器假設是一個8位的，一個Ｖ形槽與一個移位寄存器吻合，移位一次要１20ms,2號工位給出上料指令時，紙片被推動于推紙空心臺,紙球被托盤牽引并且用一樣的速度向前推進當?shù)谝还の磺『霉に嚤PV形槽相吻合時，工藝盤不動，拖延時間在這個時間是1５0ms，守候紙片被放紙空心臺壓到時，到位行程開關，關閉，托盤到位行程開關，被托盤壓到時，托盤不動，實現(xiàn)了送料目的，等到延時結束，齊頭并進。存紙空心臺與托盤向后運動，并且插紙板向前移動頂起紙球和工藝盤運動到2號工位的位置時,工藝盤不動，延時2５0ms指令，在這段時間內，當工藝盤不運作后插紙板也跟著停止運作，并且給出送料不過因為慣性會出現(xiàn)包裝紙繞著紙球以一個很小的角度旋轉，目的是讓紙球被包裝紙全部包起來,接著又向后運動，軸向移動的是夾鉗機構，限位開關被接觸到時，軸向移動就暫停，但是三個夾桿一起徑向移動，握撈包裝紙的兩頭，抓緊限位開關被打開時，經過90度變化后夾鉗機構軸接著向前運動，完成窩邊后,這個機構就向后運動。與3號工位位置吻合時,產品自動掉下,包裝過程完成,過程反復進行,等到給出暫停指令。如圖2.1—２所示，包裝一個衛(wèi)生卷紙只需88０mｓ，由于掃描周期的存在，所以一分鐘只能生產出60個產品.2.2控制方案的設計根據卷紙包裝生產工藝，卷紙包裝機的控制系統(tǒng)主要包括放卷過程的控制,送料過程控制，同步控制,由于控制項目多，被控工序還都聚集在一塊,所以選用集中控制系統(tǒng)這方案。集中控制系統(tǒng)如圖2。2-1所示，可編程控制器特定I/0和每個被控制工序相通，所以被控對象中的狀態(tài),數(shù)據的轉換不用另外開通信號線。PLC是一個控制設備，它在單獨的控制系統(tǒng)的缺點是有局限性，攻破不了有難度的計算,實時圖形，歷史記錄，顯示漢字。打印報表等功能在PＬＣ中無法實現(xiàn)。針對這些缺陷,上位機的輔助是我們的理想選擇。上位機的功能是對數(shù)據的存貯、處理和輸出，用圖形或表格形式給現(xiàn)場用動態(tài)模擬圖來表達、預判限值或報警信號，根據實時需要打印報表。控制器控制器ABC控制對象控制對象控制對象控制對象控制對象控制對象圖2。2-1集中控制系統(tǒng)2。3系統(tǒng)的運行模式運行模式有四種分別是手動、單步、周期和自動。（1）手動：每道工序都單獨運作，按開關按鈕即可控制.（２）單步：按開始開關，運作一個工序，到位就停止。又按開始鍵，就是下一道工序的運作。(3）周期：從第一道工序位置算起，按開始開關，程序自動實現(xiàn)一個來回的操作后返回到啟始位置停止。(4）自動:按開始開關，程序自動實現(xiàn)一個來回的操作后返回到啟始位置又接著從第一步開始運行,自動調節(jié)。在自動模式時,如果按下復位開關,系統(tǒng)還是運行到第一步啟齒的地方才暫停;如果按停止開關,運行就馬上停止,這時候如果再按開始,系統(tǒng)就從這位置運行至啟始處停止。從卷紙包裝機的實際出發(fā),自動運行和手動運行是我們最佳選擇［7］。和運行模式的設計對比，停止運動的模式也要策劃。正常停運,暫時停運和緊急停運是可編程控制器的三項停運方法。考慮控制系統(tǒng)需要,因為包裝機運行模式是循環(huán)模式，當在操作完成或檢測到停止運行信號或機器出現(xiàn)問題或突發(fā)事情時才停止，所以該系統(tǒng)應用硬件切斷電源，讓系統(tǒng)馬上停車。３控制系統(tǒng)硬件總體設計3。１總體結構關系由于PLC管理按鍵、行程開關與其它開關量信號的導入，和把信號送去控制接觸器、繼電器、變頻器等電氣元件，這樣就控制每個電機的運作，指示燈的顯示也得到了控制工控機的作用是參數(shù)的修改和設置、全自動控制、在線監(jiān)督、輸送信號.工控機由串行口和PLC相接，通信交換，因此工控機是用發(fā)出信號來控制PＬC的運作來完成全自動控制［8].3．2控制系統(tǒng)主要器件的選擇工控機、ＰLC、變頻器是卷紙包裝機控制系統(tǒng)的主要零件。工控機：本系統(tǒng)上位機選用研華ＩPＣ—6１0工控機,ＩSA總線插槽4個分布在內部底板上、由于有2個PCI總線插槽與一個CPU插槽,所以可以更簡捷的拓展系統(tǒng)，運用WINDＯＷSNT操作系統(tǒng)，打印機外接一個，目的是報表的打印。達到報表數(shù)據完善性。如下是PＬC的選擇和它的模塊配置一定要對控制對象與控制目的計算與研討在工作開始前。這樣才可以明確系統(tǒng)的機型，規(guī)模，與配值。據了解,這個包裝機的控制操作系統(tǒng)應具備配置以下不相似的特點的Ｉ/0點。首先選擇８0個開關量導入;然后再選擇５0個開關量導出；再對任意挑個類似量導入；最后任意挑個類似量導出；由控制任務得,該設計挑中了Ｓ７—3００軟件，它的特點是適合中等控制系統(tǒng)的需要，而且被非常廣泛的應用.它的模塊化、沒有排風扇結構功能、但是很用以完成分布,用戶學習操作起來簡單等優(yōu)勢讓S7—30０能達到各式由小規(guī)模到中等性能需求控制任務的簡捷且實惠的方式.根據I/0點數(shù)的確定要按照實際點數(shù)再加2０Yo－30％的備用量及其特性，配置了如下的模塊:（1）２個模擬量輸入模塊SM331為1６路的模數(shù)轉換通道;(2）4個模擬量輸出模塊ＳM332為1６路的模數(shù)轉換通道；（3）4個數(shù)字量輸入模塊SM32１為輸入通道;（４)3個數(shù)字量輸出模塊SＭ322關量輸出通道；（５）中央處理單元CPU315-2DP；(6）通訊處理器CP３4３－5；（7）接口模塊IM３6０和IＭ３６1.在該系統(tǒng)中，主要功能是收集外部開關信號(按鈕、行程開關、繼電器節(jié)點）的輸入，預測現(xiàn)在的系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出信號來控制接觸器、繼電器等器件，用來達到控制任務的目的。另外,還有一個艱巨任務就是收集工控機的控制命令,達到全自動包裝循環(huán)的效果。本項目中配置的S7-3OＯPＬC模板的型號和數(shù)量如圖３。2－1所示。IM321SM322IM322SMIM321SM322IM322SM322IM321SM321IM361CPU模塊CPU模塊處理部件通信部件處理部件通信部件PS307CP3436IM331IM331SM332CP3436IM331IM331SM332IM332SM332IM360圖3．2－1系統(tǒng)結構和配置圖變頻器的選擇由于張力與精度控制聯(lián)系密切，且負載小的特性，所以選用的變頻器是西門子MICROMＡＳＴＥR４40矢量型變頻器.這個系列的變頻器控制和動態(tài)感應度都很好.另外，因為他的內部配備各種相關量數(shù)組構成,增加控制的自由度,讓這款變頻器更多運用在高運動性能的控制領域。完善了各種各樣控制工程的需求。尤其是近期時期，這種工程型變頻器的系統(tǒng)被大部分應用在機電氣造紙生產行業(yè)中.MIＣＲOＭAＳTER440系列變頻器作用穩(wěn)定，可以適合各類環(huán)境的應用需求［９,10］。在卷紙包裝機控制的系統(tǒng)里大部分傳感器用開關量分配給PＬC,用它給執(zhí)行決定的根據，例如：（1)上位機開始命令（2）色標信號（3）貨物配送命令（4）紙片上路徑按鈕(５）紙球上路徑按鈕(6）工藝盤標準位置１,2，3工位的路徑按鈕(7）送料機、皮帶、推紙機的停止和開始命令（8