瓶裝牛肉醬自動(dòng)生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì),瓶裝牛肉醬自動(dòng)生產(chǎn)線-,PLC控制系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì),瓶裝,牛肉,自動(dòng)生產(chǎn)線,PLC,控制系統(tǒng),測(cè)試,系統(tǒng),設(shè)計(jì) 廣東白云學(xué)院 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 題目：瓶裝牛肉醬自動(dòng)生產(chǎn)線- PLC控制系統(tǒng)和測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 課 題 類 型： 論文 □ 設(shè)計(jì) □ 綜合 □ 學(xué) 生 姓 名： 關(guān)毅鵬 學(xué) 號(hào)： 0612014145 班 級(jí)： 06機(jī)械 專業(yè)（全稱）： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系 別： 機(jī)電工程系 指 導(dǎo) 教 師： 孫曉輝 2009年 11 月 一、課題研究的目的、意義： 本文通過(guò)對(duì)瓶裝牛肉醬自動(dòng)生產(chǎn)線的控制及關(guān)鍵問(wèn)題的分析，從硬件、軟件兩個(gè)方面對(duì)瓶裝牛肉醬生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)部分。第一部分為可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，控制瓶裝牛肉醬自動(dòng)生產(chǎn)線的相關(guān)動(dòng)作，主要完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)字、模擬信號(hào)進(jìn)行采集和處理以及對(duì)執(zhí)行元件進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的功能。第二部分為測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)PLC系統(tǒng)的內(nèi)部信號(hào)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，并將結(jié)果顯示到文本屏上，方便用戶處理各種情況。 目前，世界各國(guó)對(duì)包裝機(jī)械發(fā)展十分重視，集機(jī)、電、氣、光、生、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)生產(chǎn)高效率化、資源高利用化、產(chǎn)品節(jié)能化、高新技術(shù)實(shí)用化、科研成果商業(yè)化已成為世界各國(guó)包裝機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)這也是我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的發(fā)展方向?qū)τ谖覈?guó)的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，并不是求大求全，而是應(yīng)求精求專。美國(guó)、日本、意大利的包裝機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)大部分規(guī)模不大，但專業(yè)化程度很高。 資料顯示，包括裝箱機(jī)在年內(nèi)全球的包裝機(jī)械需求以每年5.3%的速度增長(zhǎng)。全球市場(chǎng)上的包裝機(jī)械（包括裝箱機(jī)）大約有三分之一來(lái)自德國(guó)，銷量名列全球第一，其次是美國(guó)、日本和意大利。我國(guó)一些跨國(guó)公司和外資企業(yè)使用的裝箱機(jī)大部分都是從國(guó)外進(jìn)口。有關(guān)信息顯示，到2010年國(guó)內(nèi)食品和包裝機(jī)械市場(chǎng)總需求量將達(dá)到1100億元，其中裝箱機(jī)的市場(chǎng)需求量潛力巨大，僅中糧集團(tuán)的30多條生產(chǎn)線，潛在銷售額就達(dá)到2000萬(wàn)元左右。另外，裝箱機(jī)在金屬鐵罐生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用也具有非常大的市場(chǎng)。據(jù)調(diào)查，全國(guó)的制罐企業(yè)有一千多家，如果每個(gè)企業(yè)配置1至3臺(tái)裝箱機(jī)，那么市場(chǎng)容量為1000~3000臺(tái)，銷售額可達(dá)6~18億元人民幣。由此可見國(guó)內(nèi)裝箱機(jī)市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀。 當(dāng)前，我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)正受到國(guó)際金融危機(jī)的影響和國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的挑戰(zhàn)，以價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)的銷售策略已經(jīng)不能顯現(xiàn)企業(yè)的優(yōu)勢(shì)。抓住機(jī)遇，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，以高科技產(chǎn)品提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力是未來(lái)我國(guó)包裝機(jī)械行業(yè)應(yīng)對(duì)危機(jī)和挑戰(zhàn)的唯一出路。面對(duì)我國(guó)裝箱機(jī)的市場(chǎng)需求，包裝機(jī)械企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)一批具有國(guó)際先進(jìn)水平的全自動(dòng)、多功能、節(jié)能、環(huán)保的現(xiàn)代化裝箱機(jī)，提高國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。專家指出，在開發(fā)裝箱機(jī)產(chǎn)品中一定要充分體現(xiàn)出高效、高精、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、彈性化且具有多種切換功能、可拆卸以及節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計(jì)理念。在引進(jìn)、消化、吸收的基礎(chǔ)上，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)品牌。 1、模塊化設(shè)計(jì)是未來(lái)包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的方向。模塊化設(shè)計(jì)就是在一定范圍內(nèi)，在對(duì)不同功能或相同功能下的不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊，通過(guò)模塊的選擇和組合可以構(gòu)成不同的產(chǎn)品，換用一個(gè)或幾個(gè)單元，即可應(yīng)對(duì)包裝產(chǎn)品的變化，滿足不同產(chǎn)品裝箱的需求。另外在設(shè)計(jì)中還要體現(xiàn)零件的可拆卸性。 良好的可拆卸性可以使裝箱機(jī)便于維護(hù)，所用易損件要便于回收和可再生利用，從而達(dá)到方便用戶、節(jié)省成本和保護(hù)環(huán)境的目的。 2、均衡壽命設(shè)計(jì)是近年來(lái)提出的科學(xué)、環(huán)保設(shè)計(jì)理念。它要求在設(shè)計(jì)中盡量使每個(gè)零部件具有相同或相似的使用壽命。就裝箱機(jī)而言，某種重要組成模塊應(yīng)具有較長(zhǎng)的壽命，而易于損壞的模塊要易于更換，對(duì)于一些關(guān)鍵部件和涉及到安全性的模塊在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮設(shè)計(jì)成可維修、便于檢測(cè)的結(jié)構(gòu)。 3、人機(jī)工程設(shè)計(jì)在現(xiàn)代化的裝箱機(jī)設(shè)計(jì)中也具有重要的意義。人機(jī)工程設(shè)計(jì)的目的是為減少裝箱機(jī)使用中人的差錯(cuò)，發(fā)揮人和機(jī)械各自的特點(diǎn)以提高裝箱機(jī)整體的可靠性。利用人機(jī)工程學(xué)原理設(shè)計(jì)裝箱機(jī)的人機(jī)系統(tǒng)，包括要適于人的使用習(xí)慣，便于識(shí)別操作，保證安全問(wèn)題和不易出錯(cuò)的防誤操作設(shè)計(jì)等。這些都要通過(guò)機(jī)電一體化控制，利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作、自動(dòng)數(shù)據(jù)收集、自動(dòng)檢驗(yàn)以及自動(dòng)診斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。 二、本課題國(guó)內(nèi)外研究的歷史、現(xiàn)狀和研究目標(biāo)： 近年來(lái)，國(guó)外一些廠商通過(guò)對(duì)技術(shù)的不斷改進(jìn)，使裝箱機(jī)性能更好地適應(yīng)了自動(dòng)化、多功能及高效率的要求。 　　SWF公司推出的DP320裝箱機(jī)，具有高速、適應(yīng)性廣、用戶界面友好等特點(diǎn)。該設(shè)備的裝箱速度達(dá)到每分鐘25箱，可以連續(xù)包裝不同規(guī)格的玻璃、塑料或金屬容器，適用的包裝方式與容器尺寸范圍很廣。 DP320具有一系列的獨(dú)特性能，包括垂直紙箱輸送、PLC控制、安全保護(hù)自鎖、擁堵自動(dòng)截至傳感器等。還配有規(guī)格更換輔助裝置、NEMA 12電控系統(tǒng)，下游還設(shè)有一個(gè)光電控制器以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)或停機(jī)。該機(jī)器采用紙箱帶式輸送，配備低壓氣動(dòng)裝置和塑料帶以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)輸送。 　　Douglas設(shè)備公司最新推出的Axiom系列新型裝箱機(jī)通過(guò)采用伺服系統(tǒng)間歇運(yùn)動(dòng)控制紙箱包裝過(guò)程，使生產(chǎn)速度提高50%，而運(yùn)動(dòng)范圍則縮小30%。Axiom系列采用第三代伺服設(shè)計(jì)，通過(guò)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)位置重復(fù)精度以及簡(jiǎn)化失誤檢測(cè)與恢復(fù)，使生產(chǎn)效率大幅提升。該設(shè)備的不銹鋼網(wǎng)板以及零部件數(shù)減少了50%，可有效減少設(shè)備維護(hù)和配件更換等所需時(shí)間。 　　ABC公司推出的新型裝箱機(jī)在裝箱同時(shí)，可以在高速生產(chǎn)線上直接完成紙箱表面印刷。通過(guò)這臺(tái)設(shè)備，客戶可以在生產(chǎn)線上直接完成企業(yè)商標(biāo)、產(chǎn)品批號(hào)、產(chǎn)品說(shuō)明等信息的印制。 這種新型設(shè)備具有良好的適應(yīng)性，當(dāng)裝箱完成時(shí)，相關(guān)的圖案、文字就同時(shí)出現(xiàn)在紙箱的各個(gè)部分，如頂部、側(cè)面、角部或端部。包裝制造商不再需要購(gòu)買多色印刷頭、紙箱旋轉(zhuǎn)與定位設(shè)備，這些設(shè)備不但價(jià)格昂貴而且會(huì)影響生產(chǎn)線速度。該機(jī)可實(shí)現(xiàn)紙箱雙側(cè)打碼以及在包裝與封箱兩端加注運(yùn)輸標(biāo)志，即采用一個(gè)印刷頭能夠完成紙箱的雙側(cè)印刷，或采用兩個(gè)印刷頭完成四面印刷。如果紙箱干凈、平整，可以獲得最佳的印刷清晰度。印刷控制系統(tǒng)可以安裝于紙箱控制板旁邊，易于紙箱規(guī)格更換或印刷數(shù)據(jù)切換。它每分鐘可以完成35箱的包裝 我國(guó)的裝箱機(jī)制造業(yè)起步較晚，目前國(guó)內(nèi)專業(yè)裝箱機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)只有十幾家。國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)與世界先進(jìn)水平還有較大的差距，還不適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求和國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境。國(guó)產(chǎn)設(shè)備在自動(dòng)控制、自動(dòng)化程度和加工精度等方面還比較落后。性能不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗能、維修麻煩、效率低是國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)需要解決的主要問(wèn)題。 針對(duì)上述情況，我國(guó)有的啤酒企業(yè)的工程技術(shù)人員，針對(duì)啤酒裝箱機(jī)性能單一的弊端，設(shè)計(jì)出了新型直線連續(xù)式啤酒裝箱機(jī)，可以適應(yīng)各種產(chǎn)量的包裝生產(chǎn)線，動(dòng)力配置只有0.12kw。簡(jiǎn)潔的抓瓶頭結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化的裝卸方式，較低的壓縮空氣噪音和設(shè)備重量，以及方便的操作與維修，顯著降低了能耗并提高工作效率。 其次，要進(jìn)行我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整在“十五”期間乃至2010年，我國(guó)包裝機(jī)械業(yè)要著重進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整上要提高生產(chǎn)集中度，促進(jìn)專業(yè)化、系列化生產(chǎn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力；要積極發(fā)展和扶持一批擁有名牌產(chǎn)品的重點(diǎn)骨干企業(yè)，加快現(xiàn)代企業(yè)制度的建立和完善.形成行業(yè)排頭兵.參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，從而加快產(chǎn)業(yè)提升在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要改變目前產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中以低技術(shù)含量為主的狀況，淘汰一批低效高耗的、低檔次、低附加值的、勞動(dòng)密集型的產(chǎn)品，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)生產(chǎn)高效低耗的、產(chǎn)銷對(duì)路的大型成套設(shè)備和高新技術(shù)產(chǎn)品，開發(fā)出“新、奇、特”的包裝設(shè)備，加速包裝機(jī)械的更新?lián)Q代，開拓國(guó)際市場(chǎng)。在組織結(jié)構(gòu)調(diào)整上，要成立跨部門的企業(yè)集團(tuán)，樹立大行業(yè)的全局觀念，進(jìn)行組織結(jié)構(gòu)優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)行業(yè)資產(chǎn)優(yōu)化配置，統(tǒng)一思想，強(qiáng)化管理，形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、分工合作、共同發(fā)展的新格局。 發(fā)展中高檔設(shè)備，努力提高技術(shù)含量，把產(chǎn)品做精、做細(xì)、做專、做強(qiáng)，靠技術(shù)進(jìn)步來(lái)推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。 近年來(lái)，國(guó)產(chǎn)裝箱機(jī)在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)升級(jí)和技術(shù)創(chuàng)新方面也取得了較大的進(jìn)展。 　　江西德賽特包裝機(jī)械設(shè)備有限公司研制成功的多功能全自動(dòng)裝箱機(jī)在多項(xiàng)性能指標(biāo)上都達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。 　　這項(xiàng)多功能全自動(dòng)裝箱機(jī)適用各種規(guī)格圓形瓶、扁形瓶、方形瓶。其特點(diǎn)是可以根據(jù)裝箱要求，能將產(chǎn)品自動(dòng)分道理排。在控制上，它采用伺服系統(tǒng)，因而定位準(zhǔn)確、動(dòng)作穩(wěn)定，可以自動(dòng)完成瓶子提升、移動(dòng)、降落的裝箱動(dòng)作，抓瓶器還可以將瓶子自動(dòng)裝進(jìn)帶隔板的紙箱內(nèi)。該機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性體現(xiàn)在：運(yùn)動(dòng)由伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器控制的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，起步和終止均緩慢平穩(wěn)；裝箱速度采用變頻器進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速，生產(chǎn)效率極高，生產(chǎn)速高達(dá)10000~90000瓶/小時(shí)；更換不同瓶型時(shí)，只需要更換夾瓶機(jī)構(gòu)即可。該裝箱機(jī)采用現(xiàn)代顯示技術(shù)——觸摸屏，設(shè)備常見故障可自行分析、診斷，并排除。產(chǎn)品除了設(shè)置保護(hù)罩，還配備光電安全保護(hù)裝置，當(dāng)裝箱過(guò)程中出現(xiàn)缺瓶、缺箱、堵箱、錯(cuò)位等現(xiàn)象時(shí)，能立即自動(dòng)停機(jī)，保護(hù)機(jī)器。 　　該公司正在開發(fā)一種適用于異形鐵罐及PET瓶等高度不同的非標(biāo)容器的裝箱機(jī)，現(xiàn)在已經(jīng)突破了倒罐、卡罐、吸罐導(dǎo)向、精確定位等一系列技術(shù)和制造難題，即將完成試制，投入批量生產(chǎn)。? 　　大連佳林設(shè)備制造有限公司近日研制成功的潤(rùn)滑油全自動(dòng)裝箱機(jī)通過(guò)抓住塑料瓶的瓶頸每次可以將12~30瓶產(chǎn)品進(jìn)行裝箱，每小時(shí)裝瓶數(shù)量達(dá)到7000瓶，這在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先水平。該裝箱機(jī)通過(guò)真空泵控制抓頭上的真空或是通過(guò)電磁的吸、放來(lái)實(shí)現(xiàn)抓放產(chǎn)品。它通過(guò)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)，氣動(dòng)和機(jī)電控制把產(chǎn)品準(zhǔn)確可靠地從輸瓶臺(tái)上裝入紙箱。?? 該設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，動(dòng)作協(xié)調(diào)，通過(guò)變頻電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)不同的機(jī)械機(jī)構(gòu)使產(chǎn)品提升、平移、降落，并與氣動(dòng)、電、光控制相結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。它采用無(wú)壓力輸送，輸箱通道采用三段（進(jìn)箱段，裝箱段，出箱段）無(wú)壓力控制設(shè)計(jì)，由變頻驅(qū)動(dòng)的減速電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)快速進(jìn)箱、裝箱及出箱。此外，它采用兩組箱體底部定位，不但定位效果好，還減少了因紙箱外型尺寸差異所造成的故障停機(jī)。為了滿足食品包裝的要求，該設(shè)備還使用了無(wú)油潤(rùn)滑的氣動(dòng)元件，大部份運(yùn)動(dòng)部件之間均采用了終生不需要注油潤(rùn)滑的人性化設(shè)計(jì)，避免了油的污染，也減少了用戶的維護(hù)成本。? 三、本課題研究的基本內(nèi)容和方法： 本設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為瓶裝牛肉醬裝箱機(jī)的上料裝置設(shè)計(jì)、醬瓶裝箱裝置設(shè)計(jì)。完成的主要工作有： 1. 綜述了瓶裝牛肉醬裝箱機(jī)的發(fā)展歷程，發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略。我國(guó)早期的瓶類生產(chǎn)裝箱主要是采用手工裝箱，后來(lái)隨著生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，逐漸采用機(jī)械化裝箱。 2. 確定了總體方案、硬件電路設(shè)計(jì)、軟件程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 3. 設(shè)計(jì)了紙箱上料機(jī)構(gòu)的控制與檢測(cè)設(shè)計(jì)。 4. 設(shè)計(jì)了牛肉醬瓶上料機(jī)構(gòu)，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒形帶對(duì)牛肉醬進(jìn)行定量輸送。 5. 設(shè)計(jì)了裝箱機(jī)構(gòu)，將瓶裝牛肉醬裝入紙箱內(nèi)，同時(shí)控制完成紙箱的折疊封合。本機(jī)總體上具有較高的性價(jià)比，具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力和很好的發(fā)展前景。 四、課題研究的步驟及進(jìn)度安排： 本設(shè)計(jì)步驟及進(jìn)度安排： 1．總體方案設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),并擬訂控制草案；（08年12月下旬） 2. 翻譯英文資料；（09年1月上旬） 3．紙箱上料機(jī)構(gòu)控制設(shè)計(jì)和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)電氣圖；（09年1月中旬～2月下旬） 4．牛肉醬瓶上料控制設(shè)計(jì)和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的電氣圖；（09年3月上旬） 5．裝箱裝置控制設(shè)計(jì)和檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成相應(yīng)的電氣圖；（09年4月底前） 6．PLC程序梯形圖設(shè)計(jì)；(09年4月中旬) 7. 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書；（09年4月底前） 8. 整理、完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備答辯.（09年5月上旬） 五、課題的成果形式： 1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書：不少于10000字 2）設(shè)計(jì)圖紙：電氣圖 2張 PLC程序梯形圖 5頁(yè) 3）不少于2000字的英文翻譯。 六、其他有關(guān)問(wèn)題或保障機(jī)制： 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 月 日 專業(yè)教研室意見 教研室主任簽名： 月 日 系（部）意見 系主任簽名： 月 日 可另加附頁(yè)