啤酒包裝線控制裝置的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計開題報告

中北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告學(xué)生姓名：普龍飛學(xué)號：0902044350學(xué)院、系：機械工程與自動化學(xué)院、機械自動化系專業(yè)：機械電子工程設(shè)計題目：啤酒包裝線控制裝置的設(shè)計指導(dǎo)教師:崔寶珍2013年3月25日開題報告填寫要求1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在系審查后生效；2．開題報告內(nèi)容必須用按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；3．學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）。文中應(yīng)用參考文獻(xiàn)處應(yīng)標(biāo)出文獻(xiàn)序號，文后“參考文獻(xiàn)”的書寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB7714—87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性；4．學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（如0201140102），不能只寫最后2位或1位數(shù)字；5.有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6.指導(dǎo)教師意見和所在系意見用黑墨水筆工整書寫，不得隨便涂改或潦草書寫。畢業(yè)設(shè)計開題報告1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述1.1課題設(shè)計的背景及意義啤酒作為一種風(fēng)味獨特的飲料，越來越受到人們的歡迎。隨著人們對自身安全的關(guān)注，對啤酒的衛(wèi)生質(zhì)量要求也變得更嚴(yán)格。啤酒包裝是啤酒生產(chǎn)過程的最后一道工序，也是啤酒生產(chǎn)過程的重要一環(huán)，對啤酒的外觀和質(zhì)量都有直接影響。⑴-[2]啤酒釀造工藝日趨成熟，但包裝質(zhì)量卻成了啤酒廠家的心頭病。⑶包裝質(zhì)量影響因素多，設(shè)計面廣，定量檢驗難度大，尤其是在洗瓶檢瓶，啤酒輸送過程中的撞瓶，倒瓶，貼標(biāo)質(zhì)量，及裝箱缺瓶等方面存在問題。一條質(zhì)量好，技術(shù)先進，設(shè)計合理的包裝生產(chǎn)線，既可生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品占領(lǐng)市場，又可節(jié)約成本，降低能耗，提高經(jīng)濟效益。為此，對啤酒包裝線控制裝置進行設(shè)計，提高我國啤酒生產(chǎn)的自動化水平，成為一個刻不容緩的研究課題。[6]-[7]1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀中國啤酒裝備制造業(yè)是伴隨中國啤酒工業(yè)的迅速發(fā)展而成長起來的產(chǎn)業(yè)。1987年開始，我國從西歐、東歐、日本等國家和地區(qū)進口了200多條灌裝線。國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)通過多年努力，對國外技術(shù)進行消化吸收，到90年代已能成套與配套生產(chǎn)啤酒加工設(shè)備。但這些投入運行的包裝線因使用年限已久，部分單機或輸送系統(tǒng)已陸續(xù)淘汰。有的需要更換單機，有的則需要更換輸送系統(tǒng)并重新進行平面布置。⑵進入21世紀(jì)以來，中國啤酒裝備進入快速發(fā)展期。目前，啤酒裝備制造業(yè)已建立起了比較完整的裝備制造體系：從原材料貯存、精選、輸送、處理到啤酒的生產(chǎn)加工、過濾分離、灌裝、貼標(biāo)（套標(biāo)）、干包裝；從生產(chǎn)過程控制、在線檢測、消毒殺菌、綜合利用、環(huán)境保護到PET瓶吹瓶、容器加工、工程安裝及配套服務(wù)，中國制造的啤酒裝備已基本滿足中國啤酒生產(chǎn)企業(yè)的需要。但目前我國啤酒生產(chǎn)主要依靠進口國外設(shè)備，其主要原因是國產(chǎn)設(shè)備特別是關(guān)鍵設(shè)備性能無法與國外設(shè)備匹敵。許多啤酒裝備生產(chǎn)企業(yè)即使引進國外設(shè)備的技術(shù)、理念，也沒能超越模仿的層次。在自動控制水平、可靠性、質(zhì)量方面與發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距，在性能和水平上與國外仍有一定差距。在灌裝閥的研制方面，國內(nèi)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)地落在發(fā)達(dá)國家后面，其洗瓶、殺菌的能耗比國外先進機型高好幾倍。單元裝備自動化程度不高；單元裝備與整體工程化配套程度不高；與主體裝備配套的輔機、輔件、儀器和儀表等國產(chǎn)化產(chǎn)品性能還不穩(wěn)定。灌裝過程中酒的增氧量較大，純生啤酒的灌裝設(shè)備運行不穩(wěn)定。貼標(biāo)機與德國克朗斯設(shè)備比較故障率較高，皺標(biāo)、碎標(biāo)、歪標(biāo)、漏標(biāo)現(xiàn)象時常出現(xiàn)。國內(nèi)洗瓶機清洗帶鋁箔的啤酒瓶時洗凈率低，清除廢標(biāo)效果不好。⑷-⑸美國是世界上包裝機械發(fā)展歷史較長的國家，早已形成了獨立完整的包裝機械體系，其品種和產(chǎn)量均居世界之首。10多年來，美國始終保持著世界最大包裝機械生產(chǎn)和消費大國的地位。其產(chǎn)品以高、大、精、尖產(chǎn)品居多，機械與計算機緊密結(jié)合，實現(xiàn)機電一體化控制。德國的包裝機械在計量、制造、技術(shù)性能方面均屬世界一流。該國生產(chǎn)的啤酒、飲料灌裝成套設(shè)備生產(chǎn)速度快、自動化程度高、可靠性好。主要體現(xiàn)在：工藝流程的自動化、生產(chǎn)效率高，滿足了交貨期短和降低工藝流程成本的要求；設(shè)備具有更高的柔性和靈活性。主要體現(xiàn)在生產(chǎn)的靈活性、構(gòu)造的靈活性和供貨的靈活性，適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代；利用計算機和仿真技術(shù)提供成套設(shè)備，故障率低，可進行遠(yuǎn)程診斷服務(wù)；對環(huán)境污染少，主要包括噪音、粉塵和廢棄物的污染。意大利生產(chǎn)的包裝機械中，40%是食品包裝機械，如糖果包裝機、茶葉包裝機、灌裝機等。產(chǎn)品的特點是外觀考究、性能優(yōu)良、價格便宜。意大利包裝機械行業(yè)的最大優(yōu)勢就在于可以按照用戶的要求進行設(shè)計和生產(chǎn)，并能保證很好地完成設(shè)計、生產(chǎn)、試驗，實現(xiàn)監(jiān)督、檢驗、組裝、調(diào)整和用戶需求分析等。日本的啤酒包裝機械，雖然以中小單機為主，但設(shè)備體積小、精度高、易于安裝、操作方便、自動化程度也較高。⑻1.3PLC相關(guān)技術(shù)的運用可編程控制器是以微處理器為核心的專用計算機利用它面向用戶的編程語言，不僅能始實現(xiàn)邏輯控翻，還能實現(xiàn)各種順序和定時控制以及復(fù)雜的閉環(huán)控制。利用它內(nèi)部大量的輔助繼電器可以實現(xiàn)無觸點控制；利用它控制時可靠性高、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強、在惡劣環(huán)境下能長時間不斷運行、編程容易且維護工作量小、還配有通訊接口和各種摸塊的特點，可以把它作為工作下位機放在自動生產(chǎn)線的工作現(xiàn)場完成各種控制任務(wù)。⑼PLC的發(fā)展在I960年代末的消除大的成本參與改變復(fù)雜的繼電器的基礎(chǔ)控制系統(tǒng)，它運用領(lǐng)域包括時序控制和同步控制的流程和輔助元素在制造業(yè)、化工和流程工業(yè)。PLC的可用性與基本特征像算術(shù)運算和提高圖形用戶國米-臉（GUI）在編程和溝通，承諾手段用PLC的優(yōu)勢在調(diào)速運用。成功的例子是利用PLC控制為主要控制器。而作為一個助理設(shè)備，PLC在工業(yè)的運用作為一個檢測和控制系統(tǒng)與多任務(wù)報告。添加新的設(shè)備來控制或改變操作條件來實現(xiàn)新的控制功能可以很容易地從控制軟件組實現(xiàn)。［⑼-［21］PLC控制技術(shù)可用于啤酒包裝的整個過程控制中。PLC將采集的數(shù)據(jù)傳輸至上位機，并根據(jù)其輸出的指令對灌區(qū)現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)進行控制。，9］采用PLC對送切膜機構(gòu)的控制系統(tǒng)，操作簡便、可視性好、可維護性強。［10］用西門子S7-317T-2DPPLC可實現(xiàn)空間運動控制的結(jié)構(gòu)。［ii］啤酒包裝線上的智能計數(shù)，利用光電傳感器光束發(fā)射和接收對瓶進行計數(shù)o［12］利用PLC的位移控制實現(xiàn)對瓶子的止瓶、自動取標(biāo)、日期打印等整個動作過程。［18］通過對PLC系統(tǒng)的改造可以大大提高堆碼機速度。［13］缺瓶檢測主要通過光電傳感器檢測，PLC控制進行，實現(xiàn)報警和剔除功能。［14］-［16］1.4結(jié)論通過對參考文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)研究，啤酒包裝自動線是技術(shù)比較復(fù)雜、自動化程度較高的輕工業(yè)生產(chǎn)線。設(shè)備在生產(chǎn)過程在會因各種各樣因素產(chǎn)生故障，造成臨時停車，其工作過程流水線較長，要滿足人機系統(tǒng)要求和安全衛(wèi)士要求，并合理控制生產(chǎn)線中的多臺機。［18］而其中的關(guān)鍵技術(shù)有：酒瓶中啤酒位置的控制、輸送帶速度的調(diào)節(jié)、包裝計數(shù)定時的控制，以及異常情況的控制。⑶本研究課題主要采用西門子S7-200等完成對啤酒包裝過程中的各種控制。參考文獻(xiàn)：趙延偉.啤酒包裝及其設(shè)備.食品與機械[J],1986,(3)：32-34王湘宏?啤酒包裝生產(chǎn)線的設(shè)計[J].啤酒科技，51028,2005,(8);12-15李玉昌，陳有源，葉維風(fēng).PLC在啤酒包裝自動化控制方面的運用[A].硅谷，551109,2011,(17)：128,102鄭培飛?中國飲料、啤酒機械行業(yè)發(fā)展前景[J].中外食品，1999，(2)：21劉尉?國內(nèi)啤酒灌裝生產(chǎn)線的發(fā)展之路[J].酒、飲料技術(shù)裝備,2007(6):26-29李先年?啤酒包裝過程控制[J].啤酒科技，250031，2004，(5)：5-6,8白文，杜大川，李玉松，王中東.PLC技術(shù)在啤酒工業(yè)中的運用[A].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2010,(7):40-42趙霞.國外包裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀[J].機械工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化與質(zhì)量，2012,(10)：10-12王東梅，李玉成.PLC在啤酒灌裝壓蓋上的運用[B].包裝工程,2000,(4)：33-34,48郭慧敬.基于MCGS的啤酒膜包機送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