动包装机毕业文
目 录
摘
ABSTRACT
前 言
第1章DXD系列包装机控制系统设计说明…………………………………………6
11设计包装机特点…………………………………………………… 6
12技术参数设计求………………………………………………………… 7
第2章 DXD系列包装机组成结构…………………………………………8
21供纸模块……………………………………………………………………… 8
22横封封模块………………………………………………………………… 8
221 包装封口强度检测意义……………………………………………… 9
222热封器基组成……………………………………………………… 9
23光电定长………………………………………………………………………11
第3章 包装机电气控制系统硬件设计……………………………………………12
31 步进电机选……………………………………………………………12
311 步进电机概述…………………………………………………………12
312 步进电机结构选择……………………………………………………13
313步进电机工作原理工作方式…………………………………………15
314步进电机特性…………………………………………………………17
315步进电机参数选择……………………………………………………19
32步进电动机驱动器选……………………………………………………24
321步进电动机驱动电源……………………………………………………25
33编程控制器（PLC）选……………………………………………………26
331编程控制器概述………………………………………………………26
332 PLC选型…………………………………………………………………29
34包装机电气接线图电气原器件表…………………………………………30
第4章 包装机电气控制系统软件设计……………………………………………30
41包装机动作程……………………………………………………………30
42 PLC控制步进电机系统原理…………………………………………………31
43电气控制系统梯形图时序图………………………………………………32
44包装机调试运行……………………………………………………………35
结 …………………………………………………………………………………39
致 谢…………………………………………………………………………………40
参考文献…………………………………………………………………………………………41
摘
设计目满足控制精度医制袋充填封口包装设备电气控制系统包含容：DXD系列包装机发展概况包装机九组成部件中供膜热封光电定长介绍课题电气控制元件选择实现设计目软硬件设计方法等中编程控制器（PLC）拉袋步进电机光电开关热电偶温控仪选择软硬件设计方法文容展现阶段包装机发展状况预知包装机久会广泛应食品医学建材工业等领域成现代化产业中必须设备
关键词：编程控制器（PLC）步进电动机热电偶温控仪
ABSTRACT
Main purpose that this text design for meet medical use to control precision make bag fill with seal electric control system to pack the apparatus The content included is as follows：development overview of the DXD series packer Nine packer heavy to make up part support membrane heat seal photo electricity make the long introduction Electric choice which controls the component that this subject uses Software and hardware design method to realize purpose of design etc Programmable controller among them (PLC) draw bag walk into electrical machinery photoelectric switch electric thermocouple temperaturecontrolled choice of appearance design method of software and hardware herein main content Look forward to the state of development of the packer of the present stage can foresee the packer will be widely applied to fields such as food medical science building materials industry etc in the near future thus become one of the necessary apparatus in modernized industry
KEY WORDS the programmable controller (PLC) walk into the motor electric thermocouple temperaturecontrolled appearance
前 言
年着济迅速增长民生活水断提高作传统行业包装工业呈快速发展态势普遍阳产业包装机应需求幅增长机电体化技术已越越受方面关注改善民生活提高工作效率节约源降低材料消耗增强企业竞争力等方面起着极作机电体化技术迅速发展天着动化技术发展包装机已全部实现动化动包装机般分半动包装机全动包机两种工供包装材料（容器）装物动完成包装工序机器称半动包装机动完成包装工序辅助包装工序机器称全动包装机
DXD系列包装机广泛应食品医药化妆品化工茶叶种子等颗粒状片状粉状半流体状物料包装DXD全动包装机求加料制袋充填封口剪切撕口等工序全动完成包装速度制袋长度调整采PLC控制DXD全动包装机集机电体化光电检测步进电机动踪纠偏等功体途动包装机该包装机具电眼踪PLC控制级变速纠偏等功计量精确符合行业标准具性稳定操作维护方便效率高等特点保证包装袋长度稳定图形美观根工艺求DXD全动包装机采PLC进行动控制包含两关键步进电机协调运行选1块CPU模块作整控制系统核心部分包含三路高速脉计数输入两路高速脉输出输出频率达选液晶触摸屏作机界面采PLC控制DXD全动包装机实现动制袋动封装等项功生产程进行实时监控完成动诊断动报警数传等功根工艺求DXD全动包装机控制系统机界面操作显示系统制袋控制系统送料计量控制系统封装剪切控制系统组成
课题设计目利原设备机械体设计新型电气控制系统提高包装性包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件封口温度采两路温度控制器控制温度设置方便控制准确适合种包装材料制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋长度色标间距离确定电控采取智系统柔性控制材质厚度物料包装象进行参数动调整优化提高生产效率物料利率减轻劳动强度课题意义解决前医制袋充填封口包装机械中普遍存控制精度低操作方便等技术障碍问题设计新型医动包装机械电气控制器推广应理联系实际落设备进行改造
结合包装机产业发展状况知文设计现实意义实价值新代型体化PLCDXD系列包装机应提高包装机动化方面取效果具推广前景
第1章 DXD系列包装机电气控制系统设计说明
11 设计包装机特点
DXD系列包装机广泛应食品医药化妆品化工茶叶种子等颗粒状片状粉状半流体状物料包装北京某包装机械制造限公司珠海天楹精密机械限公司生产DXD系列动包装机灌装机专业厂家生产DXD系列动包装机灌装机行销海外户普遍评控制系统达预期效果提高设备动化水DXD全动包装机求加料制袋充填封口剪切撕口等工序全动完成包装速度制袋长度调整采PLC控制DXD全动包装机集机电体化光电检测步进电机动踪纠偏等功体途动包装机该包装机具电眼踪PLC控制级变速纠偏等功符合行业标准具性稳定操作维护方便效率高等特点保证包装袋长度稳定图形美观根工艺求DXD全动包装机采PLC进行动控制包含两关键步进电机协调运行选1块CPU模块作整控制系统核心部分包含三路高速脉计数输入两路高速脉输出输出频率达选液晶触摸屏作机界面采PLC控制DXD全动包装机实现动制袋动封装等项功生产程进行实时监控完成动诊断动报警数传等功根工艺求DXD全动包装机控制系统机界面操作显示系统制袋控制系统送料计量控制系统封装剪切控制系统组成
课题设计包装机：DXD系列C型全动包装机天楹公司鉴国外先进技术B型包装机基础开发研制新式型功间歇式包装机该系列包装机采电脑控制细分驱动步进电机拉袋等技术次性动完成计量制袋充填封合切断计数等全部工作特食品医药化工等行业生产需机具特点：（机外型图11示）
l 包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件
l 封口温度采两路温度控制器控制温度设置方便控制准确适合种包装材料
l 操作面板采轻触薄膜开关密封绝缘耐腐蚀便清洁符合安全卫生求
l 制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋色标间距离确定该动作电脑控制步进电机完成准确
l 具缺纸卡袋安全门开动报警停机等功机器运行更安全
l 具定位停机功确保机器情况停机热封器切刀处张开状态
l 动印产品批号根户需增加易撕切口锯齿形切口等功
l 物料接触部件均耐腐蚀塑料制成符合食品卫生求
12 技术参数设计求
1．参数：
机 型
DXDK80C
DXDKB80C
适包装材料
颗粒
包装速度（袋分）
50～80
计量范围（毫升）
2～50
制袋尺寸（毫米）
长50～120
宽 35～85
电源电压
380伏 50赫兹
（三相四线制）
外型尺寸（毫米）
长600
宽760高1650
净重（千克）
213
包装材料
纸聚乙烯玻璃纸聚乙烯聚脂镀铝聚乙烯茶叶滤纸等热封复合包装材料
功率（瓦）
电机：370 供纸供纸电机：10 热封器：180X4
拉袋步进电机：≥25Nm 充填步进电机：≥12Nm（DXDF60B）
搅拌电机：40（DXDJ60B DXDF60B） 振动电机：120（DXDP60B）
2．设计求：
1） 包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件
2） 封口温度设置方便控制准确实时显示封装温度种包装材料
3） 制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋长度色标间距离确定该动作PLC控制步进电机完成准确
4） 操作面板密封绝缘耐腐蚀便清洁
5） 具缺纸卡袋安全门开动报警停机等功确保机器运行安全
6） 具定位停机功确保机器情况停机热封器切刀处张开状态
7） 制袋长度误差〈3mm
8） 环境温度升高时控制系统正常工作
第2章 DXD系列包装机组成结构
DXD系列C型全动包装机基组成：供膜成型定量供料导牵引封光电定长横封输出九模块功模块构成作机器总体结构模块图（说明：课题设计关电气控制系统设计成型定量供料导牵引输出等机械原理息息相关章介绍动作原理）
21 供纸模块
（附图21示）
1供纸模块两部分组成：纸架送料部分步进电机控制部分
1） 纸架：机械结构完成架纸轴挡纸轮支撑板构成
2） 送料部分：
包装纸总卷筒状安放放料架步进电机直接拖动电机升速产生加速度会产生惯性力电机失步拉断加工材料放料架必须安装放料装置该装置求较低需次步进电机拉袋前送出足够次拉料材料
3） 步进电机控制系统
控制系统核心性优良PLC控制器运行时步进电机处命状态收位置传感器发信号时步时电机读入拔码盘预置十进制长度数换算成十六进制脉步数静开始逐步升速较高运行频率运行步数剩定数目时步进电机开始降速直走完整长度送完料次计数器加1判断否达设定次数达启动传送带切料送走接着进行循环保证送料精度取脉量13mm加胶辊滑移纸张延伸等定素精度达+05mm左右
2 动作情况
机器运转时拉袋机构拉袋时通包装材料供纸控制杆抬起供纸接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转循环完成供纸程包装材料完时缺纸控制杆复位缺纸接开关发出信号机器停机报警
3 接开关
接开关属种开关量输出位置传感器根工作原理分电感式电容式次课题设计采电感式电感式接开关LC高频振荡器放处理电路组成利金属物体接产生电磁场振荡感应头时物体部产生涡流涡流反作接开关接开关振荡力衰减部电路参数发生变化识出金属物体接进控制开关通断种接开关检测物体必须金属物体检测距离08mm150mm根客户需制作成耐高温型接开关高温度150℃
22 横封封模块
（附图22示）
221 包装封口强度检测意义
封口强度包装材料讲重性指标种软包装材料做成包装袋包装种商品包装商品热封粘接封口达包装目封口定强度够承受定重量装物压力保证商品流通程中开裂热封利外界条件(电加热超声波等)塑料薄膜封口部位变成粘流状态助刀具压力薄膜融合体冷保持定强度热封工艺三素——热封温度压力时间中温度根材料料袋运动状态需热封素三者必须协调配合获热封质量实际规模生产前进行量实验确定恰热封参数热封温度：温度太低薄膜全部融合温度太高薄膜产生变形严重会烫伤必须种薄膜加调节
222 热封器基组成
1热电偶：课题中热电作：包装纸袋进行加热然配合热电偶温控仪完成整纸袋包装温度控制：热封中起包装封合作
热电偶工业常温度检测元件优点：
①测量精度高热电偶直接测象接触受中间介质影响
②测量范围广常热电偶50~+1600℃均边续测量某特殊热电偶低测269℃（金铁镍铬）高达+2800℃（钨铼）
③构造简单方便热电偶通常两种金属丝组成受开头限制外保护套起非常方便
1）热电偶测温基原理
两种材料导体半导体AB焊接起构成闭合回路导体AB两执着点12间存温差时两者间便产生电动势回路中形成电流种现象称热点效应热电偶利种效应工作
2）热电偶种类结构形成
①热电偶种类
常热电偶分标准热电偶非标准热电偶两类调标准热电偶指国家标准规定热电势温度关系允许误差统标准分度表热电偶配套显示仪表供选非标准化热电偶范围数量级均标准化热电偶般没统分度表某种特殊场合测量标准化热电偶 国1988年1月1日起热电偶热电阻全部IEC国际标准生产指定SBEKIJT七种标准化热电偶国统设计型热电偶
②热电偶结构形式
保证热电偶稳定工作结构求：
A组成热电偶两热电极焊接必须牢固
B两热电极彼间应绝缘防短路
C补偿导线热电偶端连接方便
D保护套应保证热电极害介质隔离
3）热电偶冷端温度补偿
热电偶材料般较贵重（特采贵 金属时）测温点仪表距离远节省热 电偶材料降低成通常采补偿导线热电偶冷 端（端）延伸温度较稳定控制室连接 仪表端子必须指出热电偶补偿导线作起延伸热电极热电偶冷端移动控制室仪表端子身消冷端温度变化测温影响起补偿作需采修正方法补偿冷端温度t0≠0℃时测温影响热电偶补偿导线时必须注意型号相配极性接错补偿导线热电偶连接端温度超100°C
2温控仪
课题设计中两温控仪控制包装袋温度横封控制包装袋温度封作：时刻控制包装袋包装效果整热封运动程稳定运行设定温度：根包装材料温控仪设定热封温度般情况应横封设定值高出封设定值5～10度左右设计采包装材料铝箔聚乙烯设定温度值150度左右果包装效果达求设定值稍加调整出现包装袋封严受热变形较情况选择较高温度较低封合压力延长机器寿命
23 光电定长
（拉袋机构附图23示）
基组成电气原器件：光电开关步进电动机编程控制器（PLC）
1光电开关
光电开关称光电传感器采光电元件作检测元件传感器首先测量变化转换成光信号变化然助光电元件进步光信号转换成电信号光电传感器般光源光学通路光电元件三部分组成光电检测方法具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样光电式传感器检测控制中应非常广泛光通量光电元件作原理制成光学测控系统种样光电元件(光学测控系统)输出量性质分二类模拟式光电传感器脉(开关)式光电传感器模拟式光电传感器测量转换成连续变化光电流测量间呈单值关系模拟式光电传感器测量(检测目标物体)方法分透射(吸收)式漫反射式遮光式(光束阻档)三类谓透射式指测物体放光路中恒光源发出光量穿测物部份吸收透射光投射光电元件谓漫反射式指恒光源发出光投射测物测物体表面反射投射光电元件谓遮光式指光源发出光通量测物光遮中部份投射刭光电元件光通量改变改变程度测物体光路位置关
2步进电动机编程控制器
关步进电动机编程控制器介绍面章节详细介绍
第3章 包装机电气控制系统硬件设计
31 步进电机选
311 步进电机概述
应发展
步进电机作执行元件机电体化关键产品 广泛应种动化控制系统中着微电子计算机技术发展步进电机需求量日俱增国民济领域应步进电动机种回转电磁铁动作原理天反应式步进电动机没什区气隙磁导变化产生电磁转矩世纪初资义列强争夺殖民造船工业发展快时步进电动机技术长足进步80年代廉价微型计算机功姿态出现步进电动机控制方式更加灵活样原步进电机控制系统采分立元件者集成电路组成控制回路仅调试安装复杂消耗量元器件旦定型改变控制方案定重新设计电路计算机通软件控制步进电机更挖掘出电动机潜力计算机控制步进电机已成种必然趋势符合数字化时代趋势步进电机普通电动机处步进电机接受脉信号控制步进电机种环形分配器电子开关器件通功率放器励磁绕组序轮流接通直流电源励磁绕组空间中定规律排列轮流直流电源接通会空间形成种阶跃变化旋转磁场转子步进式转动着脉频率增高转速会增步进电机旋转时相数分配数转子齿轮数关
常步进电机包括反应式步进电机永磁式步进电机混合式步进电机单相式步进电机等中反应式步进电机转子磁路软磁材料制成定子相励磁绕组利磁导变化产生转矩现阶段反应式步进电机获应
步进电机普通电机区脉驱动形式正特点步进电机现代数字控制技术相结合步进电机控制精度速度变化范围低速性方面传统闭环控制直流伺服电动机精度需特高场合步进电机步进电机发挥结构简单性高成低特点恰时候甚直流伺服电动机性相媲美
步进电机广泛应生产实践领域应数控机床制造中步进电机需AD转换够直接数字脉信号转化成角位移认理想数控机床执行元件早期步进电机输出转矩较法满足需中液压扭矩放器组成液压脉马达着步进电动机技术发展步进电动机已够单独系统进行成代执行元件步进电动机作数控铣床进伺服机构驱动电动机应中步进电动机时完成两工作传递转矩二传递信息步进电机作数控蜗杆砂轮磨边机步系统驱动电动机数控机床应步进电机机械作动送料机中马达作通软盘驱动器马达应印机绘图仪中
二步进电机特点：
步进电动机纯粹数字控制电动机电脉信号转换成角位移脉信号步进电动机转动角度非常适合单片机PLC控制十年数字技术计算机技术永磁材料迅速发展推动步进电动机发展步进电动机应开辟广阔前景
步进电动机特点：
1）步进电动机角位移输入脉严格成正转转没累计误差具良性
2） 步进电动机驱动电路组成开环数控系统非常简单廉价非常时角度反馈环节组成高性闭环数控系统
3） 步进电动机动态响应快易起停正反转变速
4） 速度相宽范围滑调节低速保证获转矩般减速器直接驱动负载
5） 步进电动机通脉电源供电运行直接交流电源直流电源
6） 步进电动机存振荡失步现象必须控制系统机械负载采取相应措施
7） 步进电动机身噪声振动较带惯性负载力较差
312 步进电机结构选择
步进电动机PLC控制系统中种十分重动化执行元件PLC数字系统结合脉信号转换成角位移做电磁制动轮电磁差分器电磁减法器角位移发生器等步进电动机根作原理结构基分成面两类型电磁型步进电动机定子转子间仅电磁作产生步进作步进电动机
根课题设计求采：第二种类型步进电机种电动机般相绕组定子转子间没机械联系种电动机良性快速性工业应量作状态伺服元件状态指示元件功率伺服拖动元件时做位置控制速度控制元件根转子结构形式分成永磁转子电动机反应式转子电动机简称永磁式步进电动机反应式步进电动机永磁式步进电动机中转子永久磁钢制成通滑环供电直流激磁绕组制成转子磁源反应式步进电动机中转子软磁材料制成齿状转子齿称显极种步进电动机转子中没绕组反应式步进电动机力矩惯性高步进频率高频率响应快通电时转动双转动结构简单寿命长等特点选反应式步进电动机
反应式步进电机结构图1示：三相步进电动机
反应式步进电动机结构中分成定子转子两部分定子6极极绕绕组称极绕组形成组绕组形成相控制绕组显然分产生ABC三相绕组正三相控制绕组存步进电动机产生起动转矩极面转子部分分布着齿齿呈梳壮布列相间距相等反应式步进电动机转子软材料制成外部呈齿状圆柱体转子中齿定子齿形状相似齿矩相定子极齿转子齿应吻合定子极中中心线齿中心线反应式步进电动机中槽中心线
图1 反应式步进电动机结构
反应式步进电动机齿距角θs组式表示：
Θs360°(mzrc)360°（3×2×40）15°
式中c通电方式系数m控制绕组相数zr转子齿数纯单拍纯双拍时取1单双拍交时取2三相反应式步进电机三相六拍通电方式步距角纯单拍纯双拍通电方式倍步进电动机相绕组通常二相三相四相五相等相数越步距角越步距角确定通定频率f脉产生相应转速n(rmin)
n60f(mzrc)60×50（3×2×40）125rmin
反应式步进电动机绕组通常单极性脉供电般基脉串辅助脉串进行换控制步进工作时采双极性脉供电
313 步进电机工作原理工作方式
步进电机定电脉信号转变角位移线位移开环控制元件
定电脉信号步进电机转子转相应角度角度称作该步进电机步距角目前常步进电机步距角18度（俗称步）09度（俗称半步）步距角09度进步电机说步进电机电脉信号步进电机转09度两脉信号步进电机转18度类推连续定脉信号步进电机连续运转电脉信号步进电机转角存种线性关系步进电机速度控制位置控制等方面广泛应步进电机速度控制通输入脉频率快慢实现发生脉频率减时步进电机速度降频率增加时速度加快通频率改变提高步进电机速度位置精度步进电机位置控制定脉数量控制定脉转步距角停止位置确定决定步进电机需定脉数包装机控制中定脉数少机构参数关包装机械中情况需控制执行机构运行速度运行位置前通机械方式完成机构复杂调节易改步进电机仅包装机械结构变简单调节方便性增加粗度会提高
反应式步进电动机工作方式：
1 三相反应式步进电动机相ABC相果换相方式ABCA电流切换三次换相三次时磁场会旋转周时转子转动齿距某相通电时转子齿会该相定子齿齐种通电方式称单三拍方式
A→B→C→A
2．双三拍工作方式
步进电动机步进控制中果次两相通电控制电流切换三次磁场旋转周转子移动齿距位置称双三拍工作方式
AB→BC→CA→AB
3．三相反应式步进电动机进行控制时单三拍双三拍工作方式结合起产生六拍工作方式六拍工作方式中通电相数：
A→AB→B→BC→C→CA→A
三相反应式步进电动机转子40齿齿距角9°六拍工作方式中步转子齿移动9°6步距角15°显然六拍工作方式单三拍双三拍步进精度高出倍显然选六拍工作方式
六拍工作方式中控制电流切换六次磁场旋转周转子移动齿距
图2
表31三种工作方式区
工作方式
单三拍
双三拍
六拍
步进周期
Tw
Tw
Tw
相通电时间
Tw
2 Tw
3 Tw
进齿周期
3 Tw
3 Tw
6 Tw
相电流
较
高频性
差
般
转矩
差
般
优
电磁阻尼
差
较
较
振荡
少
极少
功耗
少
中
314步进电机特性
基特性
步进电动机性指标频率特性曲线起动速度力矩曲线步进电动机频率特性曲线坐标转动力矩T表示单位kgf·cm横坐标转动频率f表示单位步s典型步进电动机频率特性曲线图3示
图3 步进电动机典型频率特性曲线
步进电动机频率特性曲线素关素包括步进电动机转子直径转子铁心效长控制线路电压齿数齿形齿槽步进电动机部磁路绕组绕线方式定转子间气隙转动齿距需拍数等
二振荡失步阻尼方法
振荡步进电动机工作时存般现象严重振荡会引起失步控制系统中希面介绍问题出实际应中解决办法
1振荡
振荡产生原种中原步进电动机处低频单步运行步进电动机换频率转子特征频率倍特征频率分数特征频率相等步进电动机突然停车等情况外步进电动机工作状态会产生振荡现象例步进电动机正常步进旋转时突然制动步进电动机原什换相频率工作会产生振荡
2失步
步进电动机失步两种原： 转子加速度慢步进电动机旋转磁场时输入电机电足引起失步时频率高工作频率必失步种失步说明步进电动机拖动力够旦减少负载者提高绕组中激磁电流克服失步二转子均速度高定子磁场均旋转速度时定子通电激磁时间较长转子步进步需时间转子步进程中获量产生前摆动振荡振荡足够严重时导致失步
3阻尼方法
步进电动机运行中振荡固特性拖动系统中希需振荡进行抑制抑制振荡通常采种阻尼方法包括合理选择电动机参数机械方法进行阻尼电子方法进行阻尼步进电动机户言般采方法电子方法电子方法进行步进电动机振荡消基电源着手
315 步进电机参数选择
根课题设计求精度步进电机保持转距（：≥25Nm）选三相反应式步进电机型号：3S85Q04097现具体参数介绍：
1） 外形尺寸
步进电机外形尺寸图
2）技术参数
见表32
3S85Q04097
步距角
15°
相电流(A)
58
保持扭矩(Nm)
42
阻尼扭矩(Nm)
012
相电阻(Ω)
09±10
相电感（mH）
32±20
电机惯量（㎏㎝²）
22
电机长度L（㎜）
97
引线数量
6
绝缘等级
B
耐压等级
500V AC1分钟
轴负载（N）
60
径负载（N）
220
工作环境温度
－20°C～50°C
表面温升
高80°C（相线圈接通额定相电流）
绝缘阻抗
100MΩ500V DC
重量(kg)
27
3）矩频曲线
4）电机电缆
线 色
电机信号
红 色
U
橙 色
蓝 色
V
白 色
黄 色
W
绿 色
32 步进电动机驱动器选
然步进电动机种数控元件易数字电路接口般数字电路信号量远远足驱动步进电动机常驱动电路：单极性双极性高低压斩波细分驱动电路等必须匹配驱动电路驱动步进电动机步进电动机驱动电路选择般求：
（1） 够提供快速升快速降电流电流波形量接矩形
（2） 具供截止期间释放电流回路降低相绕组两端反电动势加快电流衰减
（3） 功耗低效率高
外特殊求应场合提高步进电动机定位分辨率减抑制振荡驱动电路应细分功通参考文献阅读结合次课题设计求步进电动机驱动电路选细分电路细分电路称微步驱动通控制电动机相绕组中电流例步距角减原分十分细分电路提高步进电动机分辨率够滑步进运动减弱甚消振荡驱动电路较见表：
表33
驱动电路
起动频率
运行频率
运行稳性
效率
成
单极性
低
低
较差
低
低
双极性
低
较高
较差
较高
高
高低压
高
较高
差
较高
较高
斩波
高
高
差
高
高
细分
高
高
高
高
根求选匹配三相反应式步进电机驱动器型号：3M485
321 步进电动机驱动电源
步进电动机运动控制系统种开环控制系统组成包括：运动控制软件脉分配器驱动器步进电动机传动装置等结构：
步进电动机控制绕组中需系列定规律电脉信号电机生产求运行产生系列定规律电脉信号电源称驱动电源步进电动机驱动电源包括变频信号源脉分配器脉放器三部分
1．脉分配器
脉分配器称环形分配器根指令脉信号定逻辑关系加功率放器相绕组定序时间导通切断根指令电机正转反转实现确定运行方式早期环形分配器采分立元件搭建现般采集成电路块构成软件生成环形分配器
2．功率放电路
步进电机功率放电路实际种脉放电路环形分配器输出脉信号弱必须功率放电路脉信号放驱动步进电机运行步进电机驱动电路核心提高步进电机快速性稳性功率放电路分电压驱动电流驱动两种方式步进电机运行特性仅取决电机身具机械特性电气特性取决驱动电源性优劣
33 编程控制器（PLC）选
331 编程控制器概述
应发展
年着微电子技术发展编程序控制器PLC微处理器核心适开关量模拟量数字量控制已进入程控制位置控制等领域成种功高性应场合工业控制微型计算机PLC应范围非常广泛现代化生产程中继电器控制系统程控制系统PLC实现动化控制提高产品质量数量例：控制电动机起停电磁阀开闭产品计数实施温度压力流量等技术参数设定PLC作种通工业控制器适切工业领域说采继电器控制盘场合兼PID调节场合选PLCPLC工业中应：电力纺织机械造纸汽车制造钢铁食品建材等
1969年美国出现第台编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC30年发展现已成种重高性应场合工业控制微型计算机应规模集成电路微型机技术通信技术发展成果逐步形成具种优点微型型中型型超型等种规格PLC系列产品应继电器控制系统监控计算机间许程控制领域编程序控制器已数控技术工业机器列工业动化三支柱继电器控制计算机控制基础开发出逐渐发展成微处理器核心动化技术计算机技术通讯技术融体新型工业动控制装置具性高环境适应性编程简单方便体积重量轻功耗低等优点迅速普成代工业动化支柱设备发展趋势：编程组态软件图形化输入输出模块智化专化网络通信功标准化控制技术冗余化机电体化（Mechatronics）控制理功体化
目前PLC生产厂家百家微型PLC型PLC许型号系列生产厂家生产PLC型号均统基性较差PLC部分生产厂家：
1 美国艾伦布拉德利（AB）公司 5美国通电气（GE）公司
2 德国西门子（SIEMENS）公司 6德国通电气（AGE）公司
3 法国TE（TELEMECANIQUE）公司 7日富士（FUJI）电机公司
4 日欧姆龙（OMRON）公司 8日三菱（MITSUBISHI）电机公司
二编程控制器优点
1) 性高性户选首位PLC生产厂性作第指标加研制单片机核心硬件软件采取量抗干扰措施PLC均障时间达30万时寿命长
2) 控制功强PLC具逻辑判断计数定时步进跳转移位记忆四运算数传送等功实现序控制逻辑控制位置控制程控制等
3) 编程方便易PLC采继电器电路相似梯形图编程较直观易懂易编深受电气技术员电工欢迎容易推广应PLC取代原继电器控制系统利老设备技术改造
4) 适恶劣工业环境抗干扰力强
5) 具种接口外部设备连接非常方便
6) 采积木式结构模块式结构具较灵活性扩展性扩展灵活方便
7) 维修方便PLCIO指示灯（LED）IO元件障目然
8) 根生产工艺求运行情况时程序进行线修改更改硬接线灵活性适应性强
三编程控制器构成分类
1构成：
1） 单片机包括台计算机必需部件：中央处理器（CPU）存储器（RAMROMEPROMEEPROM）行接口（PIO）串行接口（SIO）时钟（CTC）单片机整PLC工业进行控制
2） 输入输出（IO）接口电路分开关量模拟量数字量输入输出信号光耦合器继电器输入信号般两种形式：直流输入交流输入输出信号般三种形式：继电器输出型晶体输出型晶闸输出型
3） 稳压电源供应PLC部输入电源PLC供应外部输出电源方便户
4） 配置扩展接口存储器接口通信接口编程器接口等
5） 种智模块
6） 编程器
2分类：
1） IO点数般分微型（32点）型（128点）中型（1024点）型（2048点）超型（达8192点）五种
2） 结构分箱体式模块式板式三种
3结构：
台PLC台工业控制微型计算机PLC控制原理：外部输入信号驱动输入继电器输入继电器驱动部程序部程序输出继电器动作输出继电器驱动外部负载PLC部结构框图图4：
钮
行程开关
光电开关
输入接口
电源
微处理器
编程器
存储器
输出接口
指示灯
电磁阀
电源
图4 PLC部结构
332 PLC选型
1PLC选型方法
PLC控制系统硬件设计包括：PLC机型选择PLC容量选择IO模块选择电源模块选择根控制象PLC控制系统功求进行PLC型号选定进行PLC选型时基原满足控制系统功需时兼顾维修备件通性开关量控制系统控制速度求高时般型PLC满足求型泵序控制单台机械动控制等控制速度求较高输出高速脉信号等情况时考虑输入输出点形式采晶体形式输出带部分模拟量控制应系统工业生产中常遇温度压力流量液位等连续量控制应选择具需功PLC机根需选择相应模块配接相应传感器变送器驱动装置等输入输出点数衡量PLC规模准确统计控象输入信号输出信号总点数考虑系统调整扩充实际统计IO点数基础般应加10～20备点数数型PLC整体式具体积价格便宜等优点适工艺程较稳定控制求较简单系统模块式结构PLC采机模块输入模块功模块组合方法整体式方便灵活维修更换模块判断处理障快速方便适工艺变化较控制求复杂系统外应考虑户存储器容量PLC处理速度否满足实时控制求编程器外围设备选择等
2确定输入输出电器
包装机完成计量拉袋封口成型等程必须运较输入输出设备达设计求首先包装机电气控制系统电动机提供总动力然分配动作器件电机输出设备次系统控制程中开关：缺纸光电开关卡袋光电开关接开关功键温控仪等输入设备然输入设备完成整制袋程紧密相关相应输出电气设备：供纸步进电机拉袋步进电机蜂鸣器等电气控制原件PLC控制象根设计中电器原件算出需PLC总输入输出点数：33点34点综合容课题设计求PLC选型手册选三菱公司生产FX2N80MT PLC表示：
表34
型 号
晶体输出
输入点数
（DC24V）
输出点数
（RT）
扩展模块
点数
FX2N80MT
40点
40点
48点～64点
3．PLC IO配置接线（附图示）
4 IO址分配
量减少占PLCIO点数 结合次课题设计需电气原器件表课题设计求通PLC控制实现整制袋程次设计输入输出设备IO址分配情况：（附表示）
34包装机电气接线图电气原器件表
1包装机部电气布局简图（附图二示）
2电气接线图（附图三示）
3电气原器件表：（附表二示）
第4章 包装机电气控制系统软件设计
41包装机动作程
l 调速机构：通调节调速器受柄改变住动皮带轮直径转速改变包装速度
l 传动机构：电机提供动力源通减速器驱动分配轴分配计量充填热封切断输送等机构时电控系统提供步控制信号
l 拉袋机构：电脑控制驱动拉袋步进电机提供动力带动拉袋滚轮完成拉袋动作
l 计量机构：分配轴通传动齿轮带动计量盘旋转带动计量泵带动数粒盘完成计量填充动作DXDF机型系充填步进电机提供动力带动充填螺杆计量控制系统控制完成计量充填动作
l 供纸机构：机器运转时拉袋机构拉袋时通包装材料供纸控制杆抬起供纸接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转循环完成供纸程包装材料完时缺纸控制杆复位缺纸接开关发出信号机器停机报警
l 输送机构：分配轴通锥齿轮动力传输送皮带轮成品送出机外
总该设备基继电器接触器控制系统拉袋充填送料台电机（异步电机）进行拖动充填送料动力传动均蜗轮蜗杆传动电动机起动控制柜中部分元件电：热电温控仪等设定拉袋长度机构调试前提点动开关时步进电机驱动器供纸电机接开关等开关协调开始拉袋动作达设定袋子长度定位停机然进行热封切袋传输动作时供纸电机会马停机延时定时间拉袋步进电机开始拉袋工作色标包装材料时采控制面板开闭环转换键闭环状况完成包装动作程机构协调设定袋长动作料盘旋转速度料时间料少确定拉袋长度控制步进电机需脉数等执行机构作重保证制袋精确度包装效果关键
42 PLC 控制步进电机系统原理
PLC 控制步进电机常形式普通型通PLC 控制PLC 专步进驱动模块控制等两种 模块式控制方式具控制性高优点 通PLC 控制步进驱动系统 具PLC 系统构成简单 工程造价低等优点 易推广应面介绍具高频计数脉输入端型PLC 控制步进驱动系统型编程控制器非模块设计结构 专步进驱动模块 般输入输出响应速度较慢 时满足步进电机高分辨率控制精度进速度应高频脉处
P
L
C
C
P
脉
振
功
率
驱
动
模
块
步
进
电
动
机
图5 型PLC控制系统
理求实际应时 利PLC 高速计数器外置电路配合型PLC 控制步进电机驱动系统原理框图图1示 图中脉信号发生电路产生步进脉信号 频率步进电机进速度求设计 步进量采步进脉计数法进行控制具体做法利PLC 高速脉输入端(响应频率达2KHz ) 高速脉计数器进脉计数 脉数控制进量采硬件脉信号发生电路 工作频率较高 数控装置中作轴插补控制 方便种机械装置驱动步进电机种常动力驱动设备 PLC 控制技术断推广普 作PLC 控制步进驱动系统工程技术专业员必须掌握项专业技术 工程应中断探索种控制方法技巧 推进教学科研工作开展着十分重意义
43 电气控制系统梯形图时序图
1根包装机整动作原理程软件编程实现整动作程现控制程中难点做介绍：三相步进电机转速控制脉发生器产生周期T控制脉通脉控制器选择通三相六拍分配器三输出继电器设N0N1N2单双流拍通电方式接通接通序：
N0→N0N1→N1→N1N2→N2→N2N0→N0
该程应三相步进电动机通电方式序：
U→UV→V→VW→W→WU→U
选择脉周期T获频率控制脉实现步进电动机调速步进电动机正反转控制调整通电相序
正转：N0→N0N1→N1→N1N2→N2→N2N0→N0
反转：N1→N1N0→N0→N0N2→N2→N2N1→N1
启动开关S9S10脉控制器产生周期1S控制脉M0～M5状态脉右移位产生六拍时序脉通三相六拍环形分配器N0N1N2单双六拍通电方式接通步进电动机开始步进运行
2程序梯形图（附图四示）
应程序语句表：
1 LD X18
2 AND X16
3 RST Y20
4 LD X12
5 LD X14
6 AND X1
7 LD X15
8 AND X13
9 ORB
10 ANB
11 ANI X11
12 OUT Y20
13 LD X19
14 OR X10
15 LD Y5
16 ANI X10
17 ORB
18 AND X6
19 AND X7
20 AND Y20
21 ANI T1
22 ANI X11
23 OUT Y5
24 LD Y5
25 AND Y20
26 ANI T0
27 ANI T1
28 ANI X11
29 OUT Y3
30 LD Y3
31 ANI M1
32 ANI M2
33 ANI M3
34 ANI M4
35 ANI M5
36 OUT M10
37 LD M20
38 ANI X11
39 ANI C0
40 ANI C1
41 SFTR
M10 M0 K6 K1
42 LD M5
43 OR M0
44 OR M0
45 OUT M100
46 LD M1
47 OR M2
48 OR M3
49 OUT M101
50 LD M3
51 OR M4
52 OR M5
53 OUT M102
54 LD Y3
55 AND M100
56 LDI Y3
57 AND M101
58 ORB
59 OUT N0
60 LD Y3
61 AND M101
62 LDI Y3
63 AND M100
64 ORB
65 OUT N1
66 LD M102
67 OUT N2
68 LDI T1
69 AND 20
70 ANI M6
71 OUT T0
SP K12
72 LD T0
73 ANI T2
74 OUT M6
75 LD M6
76 OUT T2
SP K3
77 LD Y4
78 AND X0
79 OR Y6
80 ANI X11
81 OUT Y6
82 LD X5
83 OUT Y0
84 LD X3
85 OUT Y1
86 LD X17
87 OUT Y2
88 LD Y0
89 OR Y1
90 OR Y2
91 ANI T1
92 ANI X11
93 OUT Y7
94 LD Y7
95 OUT T1
SP K2
96 END
3拉袋时序简图
拉袋电机
接开关
供纸电机
44 包装机调试运行
1 开机前准备
警告：调试机器时允许良操作免操作协调发生生设备事
1）检查引入电源否机器求相符
2）检查计量容杯制带器规格否符合包装求
3）手拨动电机皮带检查机器运行否灵活确认机器异常放通电开机
4）开电源开关离合器手柄关位置计量器传动机构分离关闭缺纸卡袋安全门开报警功拨动点动开关查机器运行情况：输送皮带逆时针转动表示电机运转正确反应立停机电源倒相电机正确运转
2 设定调整
注意：机器机构协调动作求较高便调整机构部零件相位置确需调整时应熟悉该机操作专门员调试确保机器正常工作
调试机器前应先缺纸卡袋安全门报警功关闭否机器开动
l 安装包装材料：
包装材料安放固定两挡纸轮间（应中心线量制袋器中心线重合）固定套挡纸轮固定然包装材料拉出剪刀材料前端剪成V形穿供纸机构成型器热封器旋转拉袋滚轮包装材料压入两滚轮间
l 设定温度：根包装材料温控仪设定热封温度般情况应横封设定值高出封设定值5～10度左右设计采包装材料铝箔聚乙烯设定温度值150度左右果包装效果达求设定值稍加调整出现包装袋封严受热变形较情况选择较高温度较低封合压力延长机器寿命
l 控制器设定参数操作方法：
1） 通电控制器处运行状态第排显示器显示C00000第二排显示已设定袋长值
2） 功选择键选择需参数时显示中位闪烁修改键该闪烁位进行修改移位键移动闪烁位次进行修改
3） 前参数修改完必须确认键修改参数写入存退出编辑状态否修改效
4） 印色标包装材料时应选闭环控制开闭环键绿色闭环指示灯亮闭环控制状态
5） 拉袋长度充填量显示变换控制器第二排显示拉袋长度充填量户根需确认键拉袋长度充填量两参数间选择种显示
l 设定拉袋参数：
拉袋参数控制器直接设定
1） 拉袋速度设定：高速（H）低速（L）两种选择般情况低速运行更稳拉袋时间较长袋长较短拉袋时间允许情况应选择低速
2） 拉袋量设定：袋长参数设定袋长值式设定：
袋长值（mm）袋长值（包装材料两色标间距离）+（0～4）
l 调整拉袋起始时间：
拉袋起始时间出厂前已调户时般需调整般情况应保证热封器张开30～50度范围开始拉袋包装程中出现切刀尚未张开拉袋轮已开始拉袋包装袋受阻切刀热封器已闭合拉袋轮拉袋包装袋拉断情况时户做调整：前种情况：表明拉袋初始时间超前户分配轴拉袋凸轮紧固螺钉拧松拉袋凸轮逆时针方转动适角度然拉袋凸轮固定种情况表明拉袋时滞户相反方调整拉袋凸轮直适止
l 调整定位停机位置：
定位停机位置出厂前已调户时般需调整户改变包装速度时惯性关系定位停机位置会发生变化般情况应保证停机时热封器张开10～30度热封器张开角度太户分配轴停机定位凸轮紧固螺钉拧松定位停机凸轮逆时针方转动适角度然拉袋凸轮固定热封器张开角度太户相反方调整停机定位凸轮直适止（注：次开机时电机惯性较定位停机位置会发生变化时需进行调整开机半时进入正常）
l 调整刀位：
切刀位置确定原应切刀刃口距热封器横封封道中间距离等包装袋长度包装袋长度整数倍具体做法：左右切刀移开装包装材料启动机器运转连续封合袋热封器刚刚张开切滚轮尚未拉袋时停机先移动左切刀刀口位横封封道中间刀刃走袋方垂直然固定右切刀放死刃口左切刀时两刀尖齐稍加紧固右切刀压两切刀间定压力紧固试切包装材料否切断切断稍送右切刀轻击刀前面紧固试直切断外时会出现包空袋时切口位置包料袋时切口位置情况包装袋装物料较包装袋变形致时需左右切刀刀尖稍稍调整点
警告：述调整工作必须停机进行免发生事造成生伤害
l 调整光电眼：
色标包装材料调整完成控制器开闭环选择键控制器处闭环状态（绿色指示灯亮）包装材料放入导纸板中光电眼光轴垂直包装材料前移动光电眼光轴聚焦成光点转动拉袋滚轮包装材料色标位热封器横封封道中间移动光电眼光点置色标位置然移动色标观察光电眼指示灯否亮灭变化变化调整光电眼微调旋钮直达变化止开机检查封切口位置否正确否应移动光电眼位置达求
l 调整热封压力：
热封压力调整调节热封器调整螺栓实现调整时应首先热封器闭合封口间否间隙间隙应松开紧固螺母旋动调整螺栓进行调整时应封合面两拉袋滚轮称轴线重合机器箱体正面垂直然剪块包装材料试热封器位置压力否合适拧紧紧固螺母开机检查包装效果直符合求外调整热封压力时应注意热封器制袋器正保证热封器封走纸方行停机时应热封器处张开位置防烧坏包装材料时延长胶垫寿命注意：压力调整保证热封效果关键调整程中定耐心细致操免压力调整影响机器正常运行热封压力调整机器声音应较缓剧烈碰撞声包装袋整变形热封纹路清晰均匀果直调两热封器封合时行造成压力均匀包装材料需仔细观察找出原加排
l 调整制袋器：
调整时应首先制袋器中心线两拉袋滚轮称轴线重合果包装袋热封出现错边时应移动制袋器错边方移动果包装袋热封横封起皱应制袋器起皱方提方压调整错边起皱封封道位置应出滚轮压痕1毫米左右确保封合质量果达求调节制袋器方面支撑螺栓热封器前位置知道达述求制袋器调整包装质量关键必须耐心细致调整
l 计量调整：
DXDK—6080型机中通调整计量盘部调节螺环调整包装物料少时针旋动增加包装量反减少包装量通述调整达求应考虑更换容杯外包装程中应注意计量盘堆料情况计量盘物料堆太溢出刮板堆料足造成容杯充满时应调整刮器出料门旋钮改变堆料少确保计量准确性
注意：调整时调节螺环移动距离太必须时调整开关料门拔杆高度保证料门正常工作外转动计量盘时允许时针转动否造成机器损坏
l 调整落料时间：
落料时间出厂时已调户时般需调整果包装程中出现夹料情况时户作调整：首先应判断落料时间超前滞果夹料位置横封封道半部表明落料时间超前反表明落料时间滞然根情况调整料时间DXDKDXDY机型中调整离合器齿轮传动齿轮相啮合位置调整料时间具体做法：先压离合器手柄离合器分离然松开传动齿轮紧固螺栓传动齿轮离合器齿轮分开果落料时间超前离合器齿轮时针方转动1～2齿位传动齿轮啮合然传动齿轮固定开机试包直消夹料现象果落料时间滞应离合器逆时针方转动1～2齿位然述方法调整
l 包装速度调整：
开机器左门运行状态转动调速手柄时针旋动速度加快反减慢提高包装速度时应时适提高热封温度反应适降低热封温度调整包装速度时定位停机位置发生变化应重新调整该位置
l 开机运行
述调整完成启动开关机器运转连续剪切出合格空袋合离合器开送料电源开关连续包出干袋停机检查产品否合格产品合格关安全门启动缺纸卡袋安全门开报警功（绿灯亮）启动开关包装机正常工作
总 结
设计根控制求分析医制袋充填封口包装设备工作程典型序控制选编程序控制器（PLC）作控制器控制设备完成包装塑料膜袋成行物料计量填充三边封口成行等工序提高设备制袋精度原设备进行改装PLC控制步进电机实现制袋效果电机负责送料原蜗轮蜗杆传动取消根原机械尺寸加装步进电机拉袋采步进电机控制采细分驱动动作PLC控制准确通月努力老师指导课题设计基达求
包装机工作原理：电机运行计量机构动作料斗转动落料时步进电机工作拉袋滚轮拉袋通包装材料供纸控制杆抬起接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转热封器动作拉袋滚轮拉袋切刀包装袋切输送机构输送皮带成品送出机外动作通PLC控制
致谢
首先非常感谢指导教师XX教授教授日常教学科研十分繁忙百忙中指导毕业设计已参加工作两年远离武汉广东省深圳市学校信息交流老师辅导加难度
做毕业设计阶段毕业题目查阅资料老师参考信息想中老师验积累老师付出时间心血吧期完成文阶段金老师文表达法直接指出文纰漏文利完成做指导性工作次金老师严谨治学态度表达崇敬情
然事表示感谢毕业设计程中前辈事提出宝贵意见次毕业设计会利完成
参考文献
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目 录
摘
ABSTRACT
前 言
第1章DXD系列包装机控制系统设计说明…………………………………………6
11设计包装机特点…………………………………………………… 6
12技术参数设计求………………………………………………………… 7
第2章 DXD系列包装机组成结构…………………………………………8
21供纸模块……………………………………………………………………… 8
22横封封模块………………………………………………………………… 8
221 包装封口强度检测意义……………………………………………… 9
222热封器基组成……………………………………………………… 9
23光电定长………………………………………………………………………11
第3章 包装机电气控制系统硬件设计……………………………………………12
31 步进电机选……………………………………………………………12
311 步进电机概述…………………………………………………………12
312 步进电机结构选择……………………………………………………13
313步进电机工作原理工作方式…………………………………………15
314步进电机特性…………………………………………………………17
315步进电机参数选择……………………………………………………19
32步进电动机驱动器选……………………………………………………24
321步进电动机驱动电源……………………………………………………25
33编程控制器（PLC）选……………………………………………………26
331编程控制器概述………………………………………………………26
332 PLC选型…………………………………………………………………29
34包装机电气接线图电气原器件表…………………………………………30
第4章 包装机电气控制系统软件设计……………………………………………30
41包装机动作程……………………………………………………………30
42 PLC控制步进电机系统原理…………………………………………………31
43电气控制系统梯形图时序图………………………………………………32
44包装机调试运行……………………………………………………………35
结 …………………………………………………………………………………39
致 谢…………………………………………………………………………………40
参考文献…………………………………………………………………………………………41
摘
设计目满足控制精度医制袋充填封口包装设备电气控制系统包含容：DXD系列包装机发展概况包装机九组成部件中供膜热封光电定长介绍课题电气控制元件选择实现设计目软硬件设计方法等中编程控制器（PLC）拉袋步进电机光电开关热电偶温控仪选择软硬件设计方法文容展现阶段包装机发展状况预知包装机久会广泛应食品医学建材工业等领域成现代化产业中必须设备
关键词：编程控制器（PLC）步进电动机热电偶温控仪
ABSTRACT
Main purpose that this text design for meet medical use to control precision make bag fill with seal electric control system to pack the apparatus The content included is as follows：development overview of the DXD series packer Nine packer heavy to make up part support membrane heat seal photo electricity make the long introduction Electric choice which controls the component that this subject uses Software and hardware design method to realize purpose of design etc Programmable controller among them (PLC) draw bag walk into electrical machinery photoelectric switch electric thermocouple temperaturecontrolled choice of appearance design method of software and hardware herein main content Look forward to the state of development of the packer of the present stage can foresee the packer will be widely applied to fields such as food medical science building materials industry etc in the near future thus become one of the necessary apparatus in modernized industry
KEY WORDS the programmable controller (PLC) walk into the motor electric thermocouple temperaturecontrolled appearance
前 言
年着济迅速增长民生活水断提高作传统行业包装工业呈快速发展态势普遍阳产业包装机应需求幅增长机电体化技术已越越受方面关注改善民生活提高工作效率节约源降低材料消耗增强企业竞争力等方面起着极作机电体化技术迅速发展天着动化技术发展包装机已全部实现动化动包装机般分半动包装机全动包机两种工供包装材料（容器）装物动完成包装工序机器称半动包装机动完成包装工序辅助包装工序机器称全动包装机
DXD系列包装机广泛应食品医药化妆品化工茶叶种子等颗粒状片状粉状半流体状物料包装DXD全动包装机求加料制袋充填封口剪切撕口等工序全动完成包装速度制袋长度调整采PLC控制DXD全动包装机集机电体化光电检测步进电机动踪纠偏等功体途动包装机该包装机具电眼踪PLC控制级变速纠偏等功计量精确符合行业标准具性稳定操作维护方便效率高等特点保证包装袋长度稳定图形美观根工艺求DXD全动包装机采PLC进行动控制包含两关键步进电机协调运行选1块CPU模块作整控制系统核心部分包含三路高速脉计数输入两路高速脉输出输出频率达选液晶触摸屏作机界面采PLC控制DXD全动包装机实现动制袋动封装等项功生产程进行实时监控完成动诊断动报警数传等功根工艺求DXD全动包装机控制系统机界面操作显示系统制袋控制系统送料计量控制系统封装剪切控制系统组成
课题设计目利原设备机械体设计新型电气控制系统提高包装性包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件封口温度采两路温度控制器控制温度设置方便控制准确适合种包装材料制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋长度色标间距离确定电控采取智系统柔性控制材质厚度物料包装象进行参数动调整优化提高生产效率物料利率减轻劳动强度课题意义解决前医制袋充填封口包装机械中普遍存控制精度低操作方便等技术障碍问题设计新型医动包装机械电气控制器推广应理联系实际落设备进行改造
结合包装机产业发展状况知文设计现实意义实价值新代型体化PLCDXD系列包装机应提高包装机动化方面取效果具推广前景
第1章 DXD系列包装机电气控制系统设计说明
11 设计包装机特点
DXD系列包装机广泛应食品医药化妆品化工茶叶种子等颗粒状片状粉状半流体状物料包装北京某包装机械制造限公司珠海天楹精密机械限公司生产DXD系列动包装机灌装机专业厂家生产DXD系列动包装机灌装机行销海外户普遍评控制系统达预期效果提高设备动化水DXD全动包装机求加料制袋充填封口剪切撕口等工序全动完成包装速度制袋长度调整采PLC控制DXD全动包装机集机电体化光电检测步进电机动踪纠偏等功体途动包装机该包装机具电眼踪PLC控制级变速纠偏等功符合行业标准具性稳定操作维护方便效率高等特点保证包装袋长度稳定图形美观根工艺求DXD全动包装机采PLC进行动控制包含两关键步进电机协调运行选1块CPU模块作整控制系统核心部分包含三路高速脉计数输入两路高速脉输出输出频率达选液晶触摸屏作机界面采PLC控制DXD全动包装机实现动制袋动封装等项功生产程进行实时监控完成动诊断动报警数传等功根工艺求DXD全动包装机控制系统机界面操作显示系统制袋控制系统送料计量控制系统封装剪切控制系统组成
课题设计包装机：DXD系列C型全动包装机天楹公司鉴国外先进技术B型包装机基础开发研制新式型功间歇式包装机该系列包装机采电脑控制细分驱动步进电机拉袋等技术次性动完成计量制袋充填封合切断计数等全部工作特食品医药化工等行业生产需机具特点：（机外型图11示）
l 包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件
l 封口温度采两路温度控制器控制温度设置方便控制准确适合种包装材料
l 操作面板采轻触薄膜开关密封绝缘耐腐蚀便清洁符合安全卫生求
l 制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋色标间距离确定该动作电脑控制步进电机完成准确
l 具缺纸卡袋安全门开动报警停机等功机器运行更安全
l 具定位停机功确保机器情况停机热封器切刀处张开状态
l 动印产品批号根户需增加易撕切口锯齿形切口等功
l 物料接触部件均耐腐蚀塑料制成符合食品卫生求
12 技术参数设计求
1．参数：
机 型
DXDK80C
DXDKB80C
适包装材料
颗粒
包装速度（袋分）
50～80
计量范围（毫升）
2～50
制袋尺寸（毫米）
长50～120
宽 35～85
电源电压
380伏 50赫兹
（三相四线制）
外型尺寸（毫米）
长600
宽760高1650
净重（千克）
213
包装材料
纸聚乙烯玻璃纸聚乙烯聚脂镀铝聚乙烯茶叶滤纸等热封复合包装材料
功率（瓦）
电机：370 供纸供纸电机：10 热封器：180X4
拉袋步进电机：≥25Nm 充填步进电机：≥12Nm（DXDF60B）
搅拌电机：40（DXDJ60B DXDF60B） 振动电机：120（DXDP60B）
2．设计求：
1） 包装速度制袋长度物料充填量额定范围级调需更换零件
2） 封口温度设置方便控制准确实时显示封装温度种包装材料
3） 制袋长度操作面板直接设定操作方便色标包装材料时包装袋长度色标间距离确定该动作PLC控制步进电机完成准确
4） 操作面板密封绝缘耐腐蚀便清洁
5） 具缺纸卡袋安全门开动报警停机等功确保机器运行安全
6） 具定位停机功确保机器情况停机热封器切刀处张开状态
7） 制袋长度误差〈3mm
8） 环境温度升高时控制系统正常工作
第2章 DXD系列包装机组成结构
DXD系列C型全动包装机基组成：供膜成型定量供料导牵引封光电定长横封输出九模块功模块构成作机器总体结构模块图（说明：课题设计关电气控制系统设计成型定量供料导牵引输出等机械原理息息相关章介绍动作原理）
21 供纸模块
（附图21示）
1供纸模块两部分组成：纸架送料部分步进电机控制部分
1） 纸架：机械结构完成架纸轴挡纸轮支撑板构成
2） 送料部分：
包装纸总卷筒状安放放料架步进电机直接拖动电机升速产生加速度会产生惯性力电机失步拉断加工材料放料架必须安装放料装置该装置求较低需次步进电机拉袋前送出足够次拉料材料
3） 步进电机控制系统
控制系统核心性优良PLC控制器运行时步进电机处命状态收位置传感器发信号时步时电机读入拔码盘预置十进制长度数换算成十六进制脉步数静开始逐步升速较高运行频率运行步数剩定数目时步进电机开始降速直走完整长度送完料次计数器加1判断否达设定次数达启动传送带切料送走接着进行循环保证送料精度取脉量13mm加胶辊滑移纸张延伸等定素精度达+05mm左右
2 动作情况
机器运转时拉袋机构拉袋时通包装材料供纸控制杆抬起供纸接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转循环完成供纸程包装材料完时缺纸控制杆复位缺纸接开关发出信号机器停机报警
3 接开关
接开关属种开关量输出位置传感器根工作原理分电感式电容式次课题设计采电感式电感式接开关LC高频振荡器放处理电路组成利金属物体接产生电磁场振荡感应头时物体部产生涡流涡流反作接开关接开关振荡力衰减部电路参数发生变化识出金属物体接进控制开关通断种接开关检测物体必须金属物体检测距离08mm150mm根客户需制作成耐高温型接开关高温度150℃
22 横封封模块
（附图22示）
221 包装封口强度检测意义
封口强度包装材料讲重性指标种软包装材料做成包装袋包装种商品包装商品热封粘接封口达包装目封口定强度够承受定重量装物压力保证商品流通程中开裂热封利外界条件(电加热超声波等)塑料薄膜封口部位变成粘流状态助刀具压力薄膜融合体冷保持定强度热封工艺三素——热封温度压力时间中温度根材料料袋运动状态需热封素三者必须协调配合获热封质量实际规模生产前进行量实验确定恰热封参数热封温度：温度太低薄膜全部融合温度太高薄膜产生变形严重会烫伤必须种薄膜加调节
222 热封器基组成
1热电偶：课题中热电作：包装纸袋进行加热然配合热电偶温控仪完成整纸袋包装温度控制：热封中起包装封合作
热电偶工业常温度检测元件优点：
①测量精度高热电偶直接测象接触受中间介质影响
②测量范围广常热电偶50~+1600℃均边续测量某特殊热电偶低测269℃（金铁镍铬）高达+2800℃（钨铼）
③构造简单方便热电偶通常两种金属丝组成受开头限制外保护套起非常方便
1）热电偶测温基原理
两种材料导体半导体AB焊接起构成闭合回路导体AB两执着点12间存温差时两者间便产生电动势回路中形成电流种现象称热点效应热电偶利种效应工作
2）热电偶种类结构形成
①热电偶种类
常热电偶分标准热电偶非标准热电偶两类调标准热电偶指国家标准规定热电势温度关系允许误差统标准分度表热电偶配套显示仪表供选非标准化热电偶范围数量级均标准化热电偶般没统分度表某种特殊场合测量标准化热电偶 国1988年1月1日起热电偶热电阻全部IEC国际标准生产指定SBEKIJT七种标准化热电偶国统设计型热电偶
②热电偶结构形式
保证热电偶稳定工作结构求：
A组成热电偶两热电极焊接必须牢固
B两热电极彼间应绝缘防短路
C补偿导线热电偶端连接方便
D保护套应保证热电极害介质隔离
3）热电偶冷端温度补偿
热电偶材料般较贵重（特采贵 金属时）测温点仪表距离远节省热 电偶材料降低成通常采补偿导线热电偶冷 端（端）延伸温度较稳定控制室连接 仪表端子必须指出热电偶补偿导线作起延伸热电极热电偶冷端移动控制室仪表端子身消冷端温度变化测温影响起补偿作需采修正方法补偿冷端温度t0≠0℃时测温影响热电偶补偿导线时必须注意型号相配极性接错补偿导线热电偶连接端温度超100°C
2温控仪
课题设计中两温控仪控制包装袋温度横封控制包装袋温度封作：时刻控制包装袋包装效果整热封运动程稳定运行设定温度：根包装材料温控仪设定热封温度般情况应横封设定值高出封设定值5～10度左右设计采包装材料铝箔聚乙烯设定温度值150度左右果包装效果达求设定值稍加调整出现包装袋封严受热变形较情况选择较高温度较低封合压力延长机器寿命
23 光电定长
（拉袋机构附图23示）
基组成电气原器件：光电开关步进电动机编程控制器（PLC）
1光电开关
光电开关称光电传感器采光电元件作检测元件传感器首先测量变化转换成光信号变化然助光电元件进步光信号转换成电信号光电传感器般光源光学通路光电元件三部分组成光电检测方法具精度高反应快非接触等优点测参数传感器结构简单形式灵活样光电式传感器检测控制中应非常广泛光通量光电元件作原理制成光学测控系统种样光电元件(光学测控系统)输出量性质分二类模拟式光电传感器脉(开关)式光电传感器模拟式光电传感器测量转换成连续变化光电流测量间呈单值关系模拟式光电传感器测量(检测目标物体)方法分透射(吸收)式漫反射式遮光式(光束阻档)三类谓透射式指测物体放光路中恒光源发出光量穿测物部份吸收透射光投射光电元件谓漫反射式指恒光源发出光投射测物测物体表面反射投射光电元件谓遮光式指光源发出光通量测物光遮中部份投射刭光电元件光通量改变改变程度测物体光路位置关
2步进电动机编程控制器
关步进电动机编程控制器介绍面章节详细介绍
第3章 包装机电气控制系统硬件设计
31 步进电机选
311 步进电机概述
应发展
步进电机作执行元件机电体化关键产品 广泛应种动化控制系统中着微电子计算机技术发展步进电机需求量日俱增国民济领域应步进电动机种回转电磁铁动作原理天反应式步进电动机没什区气隙磁导变化产生电磁转矩世纪初资义列强争夺殖民造船工业发展快时步进电动机技术长足进步80年代廉价微型计算机功姿态出现步进电动机控制方式更加灵活样原步进电机控制系统采分立元件者集成电路组成控制回路仅调试安装复杂消耗量元器件旦定型改变控制方案定重新设计电路计算机通软件控制步进电机更挖掘出电动机潜力计算机控制步进电机已成种必然趋势符合数字化时代趋势步进电机普通电动机处步进电机接受脉信号控制步进电机种环形分配器电子开关器件通功率放器励磁绕组序轮流接通直流电源励磁绕组空间中定规律排列轮流直流电源接通会空间形成种阶跃变化旋转磁场转子步进式转动着脉频率增高转速会增步进电机旋转时相数分配数转子齿轮数关
常步进电机包括反应式步进电机永磁式步进电机混合式步进电机单相式步进电机等中反应式步进电机转子磁路软磁材料制成定子相励磁绕组利磁导变化产生转矩现阶段反应式步进电机获应
步进电机普通电机区脉驱动形式正特点步进电机现代数字控制技术相结合步进电机控制精度速度变化范围低速性方面传统闭环控制直流伺服电动机精度需特高场合步进电机步进电机发挥结构简单性高成低特点恰时候甚直流伺服电动机性相媲美
步进电机广泛应生产实践领域应数控机床制造中步进电机需AD转换够直接数字脉信号转化成角位移认理想数控机床执行元件早期步进电机输出转矩较法满足需中液压扭矩放器组成液压脉马达着步进电动机技术发展步进电动机已够单独系统进行成代执行元件步进电动机作数控铣床进伺服机构驱动电动机应中步进电动机时完成两工作传递转矩二传递信息步进电机作数控蜗杆砂轮磨边机步系统驱动电动机数控机床应步进电机机械作动送料机中马达作通软盘驱动器马达应印机绘图仪中
二步进电机特点：
步进电动机纯粹数字控制电动机电脉信号转换成角位移脉信号步进电动机转动角度非常适合单片机PLC控制十年数字技术计算机技术永磁材料迅速发展推动步进电动机发展步进电动机应开辟广阔前景
步进电动机特点：
1）步进电动机角位移输入脉严格成正转转没累计误差具良性
2） 步进电动机驱动电路组成开环数控系统非常简单廉价非常时角度反馈环节组成高性闭环数控系统
3） 步进电动机动态响应快易起停正反转变速
4） 速度相宽范围滑调节低速保证获转矩般减速器直接驱动负载
5） 步进电动机通脉电源供电运行直接交流电源直流电源
6） 步进电动机存振荡失步现象必须控制系统机械负载采取相应措施
7） 步进电动机身噪声振动较带惯性负载力较差
312 步进电机结构选择
步进电动机PLC控制系统中种十分重动化执行元件PLC数字系统结合脉信号转换成角位移做电磁制动轮电磁差分器电磁减法器角位移发生器等步进电动机根作原理结构基分成面两类型电磁型步进电动机定子转子间仅电磁作产生步进作步进电动机
根课题设计求采：第二种类型步进电机种电动机般相绕组定子转子间没机械联系种电动机良性快速性工业应量作状态伺服元件状态指示元件功率伺服拖动元件时做位置控制速度控制元件根转子结构形式分成永磁转子电动机反应式转子电动机简称永磁式步进电动机反应式步进电动机永磁式步进电动机中转子永久磁钢制成通滑环供电直流激磁绕组制成转子磁源反应式步进电动机中转子软磁材料制成齿状转子齿称显极种步进电动机转子中没绕组反应式步进电动机力矩惯性高步进频率高频率响应快通电时转动双转动结构简单寿命长等特点选反应式步进电动机
反应式步进电机结构图1示：三相步进电动机
反应式步进电动机结构中分成定子转子两部分定子6极极绕绕组称极绕组形成组绕组形成相控制绕组显然分产生ABC三相绕组正三相控制绕组存步进电动机产生起动转矩极面转子部分分布着齿齿呈梳壮布列相间距相等反应式步进电动机转子软材料制成外部呈齿状圆柱体转子中齿定子齿形状相似齿矩相定子极齿转子齿应吻合定子极中中心线齿中心线反应式步进电动机中槽中心线
图1 反应式步进电动机结构
反应式步进电动机齿距角θs组式表示：
Θs360°(mzrc)360°（3×2×40）15°
式中c通电方式系数m控制绕组相数zr转子齿数纯单拍纯双拍时取1单双拍交时取2三相反应式步进电机三相六拍通电方式步距角纯单拍纯双拍通电方式倍步进电动机相绕组通常二相三相四相五相等相数越步距角越步距角确定通定频率f脉产生相应转速n(rmin)
n60f(mzrc)60×50（3×2×40）125rmin
反应式步进电动机绕组通常单极性脉供电般基脉串辅助脉串进行换控制步进工作时采双极性脉供电
313 步进电机工作原理工作方式
步进电机定电脉信号转变角位移线位移开环控制元件
定电脉信号步进电机转子转相应角度角度称作该步进电机步距角目前常步进电机步距角18度（俗称步）09度（俗称半步）步距角09度进步电机说步进电机电脉信号步进电机转09度两脉信号步进电机转18度类推连续定脉信号步进电机连续运转电脉信号步进电机转角存种线性关系步进电机速度控制位置控制等方面广泛应步进电机速度控制通输入脉频率快慢实现发生脉频率减时步进电机速度降频率增加时速度加快通频率改变提高步进电机速度位置精度步进电机位置控制定脉数量控制定脉转步距角停止位置确定决定步进电机需定脉数包装机控制中定脉数少机构参数关包装机械中情况需控制执行机构运行速度运行位置前通机械方式完成机构复杂调节易改步进电机仅包装机械结构变简单调节方便性增加粗度会提高
反应式步进电动机工作方式：
1 三相反应式步进电动机相ABC相果换相方式ABCA电流切换三次换相三次时磁场会旋转周时转子转动齿距某相通电时转子齿会该相定子齿齐种通电方式称单三拍方式
A→B→C→A
2．双三拍工作方式
步进电动机步进控制中果次两相通电控制电流切换三次磁场旋转周转子移动齿距位置称双三拍工作方式
AB→BC→CA→AB
3．三相反应式步进电动机进行控制时单三拍双三拍工作方式结合起产生六拍工作方式六拍工作方式中通电相数：
A→AB→B→BC→C→CA→A
三相反应式步进电动机转子40齿齿距角9°六拍工作方式中步转子齿移动9°6步距角15°显然六拍工作方式单三拍双三拍步进精度高出倍显然选六拍工作方式
六拍工作方式中控制电流切换六次磁场旋转周转子移动齿距
图2
表31三种工作方式区
工作方式
单三拍
双三拍
六拍
步进周期
Tw
Tw
Tw
相通电时间
Tw
2 Tw
3 Tw
进齿周期
3 Tw
3 Tw
6 Tw
相电流
较
高频性
差
般
转矩
差
般
优
电磁阻尼
差
较
较
振荡
少
极少
功耗
少
中
314步进电机特性
基特性
步进电动机性指标频率特性曲线起动速度力矩曲线步进电动机频率特性曲线坐标转动力矩T表示单位kgf·cm横坐标转动频率f表示单位步s典型步进电动机频率特性曲线图3示
图3 步进电动机典型频率特性曲线
步进电动机频率特性曲线素关素包括步进电动机转子直径转子铁心效长控制线路电压齿数齿形齿槽步进电动机部磁路绕组绕线方式定转子间气隙转动齿距需拍数等
二振荡失步阻尼方法
振荡步进电动机工作时存般现象严重振荡会引起失步控制系统中希面介绍问题出实际应中解决办法
1振荡
振荡产生原种中原步进电动机处低频单步运行步进电动机换频率转子特征频率倍特征频率分数特征频率相等步进电动机突然停车等情况外步进电动机工作状态会产生振荡现象例步进电动机正常步进旋转时突然制动步进电动机原什换相频率工作会产生振荡
2失步
步进电动机失步两种原： 转子加速度慢步进电动机旋转磁场时输入电机电足引起失步时频率高工作频率必失步种失步说明步进电动机拖动力够旦减少负载者提高绕组中激磁电流克服失步二转子均速度高定子磁场均旋转速度时定子通电激磁时间较长转子步进步需时间转子步进程中获量产生前摆动振荡振荡足够严重时导致失步
3阻尼方法
步进电动机运行中振荡固特性拖动系统中希需振荡进行抑制抑制振荡通常采种阻尼方法包括合理选择电动机参数机械方法进行阻尼电子方法进行阻尼步进电动机户言般采方法电子方法电子方法进行步进电动机振荡消基电源着手
315 步进电机参数选择
根课题设计求精度步进电机保持转距（：≥25Nm）选三相反应式步进电机型号：3S85Q04097现具体参数介绍：
1） 外形尺寸
步进电机外形尺寸图
2）技术参数
见表32
3S85Q04097
步距角
15°
相电流(A)
58
保持扭矩(Nm)
42
阻尼扭矩(Nm)
012
相电阻(Ω)
09±10
相电感（mH）
32±20
电机惯量（㎏㎝²）
22
电机长度L（㎜）
97
引线数量
6
绝缘等级
B
耐压等级
500V AC1分钟
轴负载（N）
60
径负载（N）
220
工作环境温度
－20°C～50°C
表面温升
高80°C（相线圈接通额定相电流）
绝缘阻抗
100MΩ500V DC
重量(kg)
27
3）矩频曲线
4）电机电缆
线 色
电机信号
红 色
U
橙 色
蓝 色
V
白 色
黄 色
W
绿 色
32 步进电动机驱动器选
然步进电动机种数控元件易数字电路接口般数字电路信号量远远足驱动步进电动机常驱动电路：单极性双极性高低压斩波细分驱动电路等必须匹配驱动电路驱动步进电动机步进电动机驱动电路选择般求：
（1） 够提供快速升快速降电流电流波形量接矩形
（2） 具供截止期间释放电流回路降低相绕组两端反电动势加快电流衰减
（3） 功耗低效率高
外特殊求应场合提高步进电动机定位分辨率减抑制振荡驱动电路应细分功通参考文献阅读结合次课题设计求步进电动机驱动电路选细分电路细分电路称微步驱动通控制电动机相绕组中电流例步距角减原分十分细分电路提高步进电动机分辨率够滑步进运动减弱甚消振荡驱动电路较见表：
表33
驱动电路
起动频率
运行频率
运行稳性
效率
成
单极性
低
低
较差
低
低
双极性
低
较高
较差
较高
高
高低压
高
较高
差
较高
较高
斩波
高
高
差
高
高
细分
高
高
高
高
根求选匹配三相反应式步进电机驱动器型号：3M485
321 步进电动机驱动电源
步进电动机运动控制系统种开环控制系统组成包括：运动控制软件脉分配器驱动器步进电动机传动装置等结构：
步进电动机控制绕组中需系列定规律电脉信号电机生产求运行产生系列定规律电脉信号电源称驱动电源步进电动机驱动电源包括变频信号源脉分配器脉放器三部分
1．脉分配器
脉分配器称环形分配器根指令脉信号定逻辑关系加功率放器相绕组定序时间导通切断根指令电机正转反转实现确定运行方式早期环形分配器采分立元件搭建现般采集成电路块构成软件生成环形分配器
2．功率放电路
步进电机功率放电路实际种脉放电路环形分配器输出脉信号弱必须功率放电路脉信号放驱动步进电机运行步进电机驱动电路核心提高步进电机快速性稳性功率放电路分电压驱动电流驱动两种方式步进电机运行特性仅取决电机身具机械特性电气特性取决驱动电源性优劣
33 编程控制器（PLC）选
331 编程控制器概述
应发展
年着微电子技术发展编程序控制器PLC微处理器核心适开关量模拟量数字量控制已进入程控制位置控制等领域成种功高性应场合工业控制微型计算机PLC应范围非常广泛现代化生产程中继电器控制系统程控制系统PLC实现动化控制提高产品质量数量例：控制电动机起停电磁阀开闭产品计数实施温度压力流量等技术参数设定PLC作种通工业控制器适切工业领域说采继电器控制盘场合兼PID调节场合选PLCPLC工业中应：电力纺织机械造纸汽车制造钢铁食品建材等
1969年美国出现第台编程控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC30年发展现已成种重高性应场合工业控制微型计算机应规模集成电路微型机技术通信技术发展成果逐步形成具种优点微型型中型型超型等种规格PLC系列产品应继电器控制系统监控计算机间许程控制领域编程序控制器已数控技术工业机器列工业动化三支柱继电器控制计算机控制基础开发出逐渐发展成微处理器核心动化技术计算机技术通讯技术融体新型工业动控制装置具性高环境适应性编程简单方便体积重量轻功耗低等优点迅速普成代工业动化支柱设备发展趋势：编程组态软件图形化输入输出模块智化专化网络通信功标准化控制技术冗余化机电体化（Mechatronics）控制理功体化
目前PLC生产厂家百家微型PLC型PLC许型号系列生产厂家生产PLC型号均统基性较差PLC部分生产厂家：
1 美国艾伦布拉德利（AB）公司 5美国通电气（GE）公司
2 德国西门子（SIEMENS）公司 6德国通电气（AGE）公司
3 法国TE（TELEMECANIQUE）公司 7日富士（FUJI）电机公司
4 日欧姆龙（OMRON）公司 8日三菱（MITSUBISHI）电机公司
二编程控制器优点
1) 性高性户选首位PLC生产厂性作第指标加研制单片机核心硬件软件采取量抗干扰措施PLC均障时间达30万时寿命长
2) 控制功强PLC具逻辑判断计数定时步进跳转移位记忆四运算数传送等功实现序控制逻辑控制位置控制程控制等
3) 编程方便易PLC采继电器电路相似梯形图编程较直观易懂易编深受电气技术员电工欢迎容易推广应PLC取代原继电器控制系统利老设备技术改造
4) 适恶劣工业环境抗干扰力强
5) 具种接口外部设备连接非常方便
6) 采积木式结构模块式结构具较灵活性扩展性扩展灵活方便
7) 维修方便PLCIO指示灯（LED）IO元件障目然
8) 根生产工艺求运行情况时程序进行线修改更改硬接线灵活性适应性强
三编程控制器构成分类
1构成：
1） 单片机包括台计算机必需部件：中央处理器（CPU）存储器（RAMROMEPROMEEPROM）行接口（PIO）串行接口（SIO）时钟（CTC）单片机整PLC工业进行控制
2） 输入输出（IO）接口电路分开关量模拟量数字量输入输出信号光耦合器继电器输入信号般两种形式：直流输入交流输入输出信号般三种形式：继电器输出型晶体输出型晶闸输出型
3） 稳压电源供应PLC部输入电源PLC供应外部输出电源方便户
4） 配置扩展接口存储器接口通信接口编程器接口等
5） 种智模块
6） 编程器
2分类：
1） IO点数般分微型（32点）型（128点）中型（1024点）型（2048点）超型（达8192点）五种
2） 结构分箱体式模块式板式三种
3结构：
台PLC台工业控制微型计算机PLC控制原理：外部输入信号驱动输入继电器输入继电器驱动部程序部程序输出继电器动作输出继电器驱动外部负载PLC部结构框图图4：
钮
行程开关
光电开关
输入接口
电源
微处理器
编程器
存储器
输出接口
指示灯
电磁阀
电源
图4 PLC部结构
332 PLC选型
1PLC选型方法
PLC控制系统硬件设计包括：PLC机型选择PLC容量选择IO模块选择电源模块选择根控制象PLC控制系统功求进行PLC型号选定进行PLC选型时基原满足控制系统功需时兼顾维修备件通性开关量控制系统控制速度求高时般型PLC满足求型泵序控制单台机械动控制等控制速度求较高输出高速脉信号等情况时考虑输入输出点形式采晶体形式输出带部分模拟量控制应系统工业生产中常遇温度压力流量液位等连续量控制应选择具需功PLC机根需选择相应模块配接相应传感器变送器驱动装置等输入输出点数衡量PLC规模准确统计控象输入信号输出信号总点数考虑系统调整扩充实际统计IO点数基础般应加10～20备点数数型PLC整体式具体积价格便宜等优点适工艺程较稳定控制求较简单系统模块式结构PLC采机模块输入模块功模块组合方法整体式方便灵活维修更换模块判断处理障快速方便适工艺变化较控制求复杂系统外应考虑户存储器容量PLC处理速度否满足实时控制求编程器外围设备选择等
2确定输入输出电器
包装机完成计量拉袋封口成型等程必须运较输入输出设备达设计求首先包装机电气控制系统电动机提供总动力然分配动作器件电机输出设备次系统控制程中开关：缺纸光电开关卡袋光电开关接开关功键温控仪等输入设备然输入设备完成整制袋程紧密相关相应输出电气设备：供纸步进电机拉袋步进电机蜂鸣器等电气控制原件PLC控制象根设计中电器原件算出需PLC总输入输出点数：33点34点综合容课题设计求PLC选型手册选三菱公司生产FX2N80MT PLC表示：
表34
型 号
晶体输出
输入点数
（DC24V）
输出点数
（RT）
扩展模块
点数
FX2N80MT
40点
40点
48点～64点
3．PLC IO配置接线（附图示）
4 IO址分配
量减少占PLCIO点数 结合次课题设计需电气原器件表课题设计求通PLC控制实现整制袋程次设计输入输出设备IO址分配情况：（附表示）
34包装机电气接线图电气原器件表
1包装机部电气布局简图（附图二示）
2电气接线图（附图三示）
3电气原器件表：（附表二示）
第4章 包装机电气控制系统软件设计
41包装机动作程
l 调速机构：通调节调速器受柄改变住动皮带轮直径转速改变包装速度
l 传动机构：电机提供动力源通减速器驱动分配轴分配计量充填热封切断输送等机构时电控系统提供步控制信号
l 拉袋机构：电脑控制驱动拉袋步进电机提供动力带动拉袋滚轮完成拉袋动作
l 计量机构：分配轴通传动齿轮带动计量盘旋转带动计量泵带动数粒盘完成计量填充动作DXDF机型系充填步进电机提供动力带动充填螺杆计量控制系统控制完成计量充填动作
l 供纸机构：机器运转时拉袋机构拉袋时通包装材料供纸控制杆抬起供纸接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转循环完成供纸程包装材料完时缺纸控制杆复位缺纸接开关发出信号机器停机报警
l 输送机构：分配轴通锥齿轮动力传输送皮带轮成品送出机外
总该设备基继电器接触器控制系统拉袋充填送料台电机（异步电机）进行拖动充填送料动力传动均蜗轮蜗杆传动电动机起动控制柜中部分元件电：热电温控仪等设定拉袋长度机构调试前提点动开关时步进电机驱动器供纸电机接开关等开关协调开始拉袋动作达设定袋子长度定位停机然进行热封切袋传输动作时供纸电机会马停机延时定时间拉袋步进电机开始拉袋工作色标包装材料时采控制面板开闭环转换键闭环状况完成包装动作程机构协调设定袋长动作料盘旋转速度料时间料少确定拉袋长度控制步进电机需脉数等执行机构作重保证制袋精确度包装效果关键
42 PLC 控制步进电机系统原理
PLC 控制步进电机常形式普通型通PLC 控制PLC 专步进驱动模块控制等两种 模块式控制方式具控制性高优点 通PLC 控制步进驱动系统 具PLC 系统构成简单 工程造价低等优点 易推广应面介绍具高频计数脉输入端型PLC 控制步进驱动系统型编程控制器非模块设计结构 专步进驱动模块 般输入输出响应速度较慢 时满足步进电机高分辨率控制精度进速度应高频脉处
P
L
C
C
P
脉
振
功
率
驱
动
模
块
步
进
电
动
机
图5 型PLC控制系统
理求实际应时 利PLC 高速计数器外置电路配合型PLC 控制步进电机驱动系统原理框图图1示 图中脉信号发生电路产生步进脉信号 频率步进电机进速度求设计 步进量采步进脉计数法进行控制具体做法利PLC 高速脉输入端(响应频率达2KHz ) 高速脉计数器进脉计数 脉数控制进量采硬件脉信号发生电路 工作频率较高 数控装置中作轴插补控制 方便种机械装置驱动步进电机种常动力驱动设备 PLC 控制技术断推广普 作PLC 控制步进驱动系统工程技术专业员必须掌握项专业技术 工程应中断探索种控制方法技巧 推进教学科研工作开展着十分重意义
43 电气控制系统梯形图时序图
1根包装机整动作原理程软件编程实现整动作程现控制程中难点做介绍：三相步进电机转速控制脉发生器产生周期T控制脉通脉控制器选择通三相六拍分配器三输出继电器设N0N1N2单双流拍通电方式接通接通序：
N0→N0N1→N1→N1N2→N2→N2N0→N0
该程应三相步进电动机通电方式序：
U→UV→V→VW→W→WU→U
选择脉周期T获频率控制脉实现步进电动机调速步进电动机正反转控制调整通电相序
正转：N0→N0N1→N1→N1N2→N2→N2N0→N0
反转：N1→N1N0→N0→N0N2→N2→N2N1→N1
启动开关S9S10脉控制器产生周期1S控制脉M0～M5状态脉右移位产生六拍时序脉通三相六拍环形分配器N0N1N2单双六拍通电方式接通步进电动机开始步进运行
2程序梯形图（附图四示）
应程序语句表：
1 LD X18
2 AND X16
3 RST Y20
4 LD X12
5 LD X14
6 AND X1
7 LD X15
8 AND X13
9 ORB
10 ANB
11 ANI X11
12 OUT Y20
13 LD X19
14 OR X10
15 LD Y5
16 ANI X10
17 ORB
18 AND X6
19 AND X7
20 AND Y20
21 ANI T1
22 ANI X11
23 OUT Y5
24 LD Y5
25 AND Y20
26 ANI T0
27 ANI T1
28 ANI X11
29 OUT Y3
30 LD Y3
31 ANI M1
32 ANI M2
33 ANI M3
34 ANI M4
35 ANI M5
36 OUT M10
37 LD M20
38 ANI X11
39 ANI C0
40 ANI C1
41 SFTR
M10 M0 K6 K1
42 LD M5
43 OR M0
44 OR M0
45 OUT M100
46 LD M1
47 OR M2
48 OR M3
49 OUT M101
50 LD M3
51 OR M4
52 OR M5
53 OUT M102
54 LD Y3
55 AND M100
56 LDI Y3
57 AND M101
58 ORB
59 OUT N0
60 LD Y3
61 AND M101
62 LDI Y3
63 AND M100
64 ORB
65 OUT N1
66 LD M102
67 OUT N2
68 LDI T1
69 AND 20
70 ANI M6
71 OUT T0
SP K12
72 LD T0
73 ANI T2
74 OUT M6
75 LD M6
76 OUT T2
SP K3
77 LD Y4
78 AND X0
79 OR Y6
80 ANI X11
81 OUT Y6
82 LD X5
83 OUT Y0
84 LD X3
85 OUT Y1
86 LD X17
87 OUT Y2
88 LD Y0
89 OR Y1
90 OR Y2
91 ANI T1
92 ANI X11
93 OUT Y7
94 LD Y7
95 OUT T1
SP K2
96 END
3拉袋时序简图
拉袋电机
接开关
供纸电机
44 包装机调试运行
1 开机前准备
警告：调试机器时允许良操作免操作协调发生生设备事
1）检查引入电源否机器求相符
2）检查计量容杯制带器规格否符合包装求
3）手拨动电机皮带检查机器运行否灵活确认机器异常放通电开机
4）开电源开关离合器手柄关位置计量器传动机构分离关闭缺纸卡袋安全门开报警功拨动点动开关查机器运行情况：输送皮带逆时针转动表示电机运转正确反应立停机电源倒相电机正确运转
2 设定调整
注意：机器机构协调动作求较高便调整机构部零件相位置确需调整时应熟悉该机操作专门员调试确保机器正常工作
调试机器前应先缺纸卡袋安全门报警功关闭否机器开动
l 安装包装材料：
包装材料安放固定两挡纸轮间（应中心线量制袋器中心线重合）固定套挡纸轮固定然包装材料拉出剪刀材料前端剪成V形穿供纸机构成型器热封器旋转拉袋滚轮包装材料压入两滚轮间
l 设定温度：根包装材料温控仪设定热封温度般情况应横封设定值高出封设定值5～10度左右设计采包装材料铝箔聚乙烯设定温度值150度左右果包装效果达求设定值稍加调整出现包装袋封严受热变形较情况选择较高温度较低封合压力延长机器寿命
l 控制器设定参数操作方法：
1） 通电控制器处运行状态第排显示器显示C00000第二排显示已设定袋长值
2） 功选择键选择需参数时显示中位闪烁修改键该闪烁位进行修改移位键移动闪烁位次进行修改
3） 前参数修改完必须确认键修改参数写入存退出编辑状态否修改效
4） 印色标包装材料时应选闭环控制开闭环键绿色闭环指示灯亮闭环控制状态
5） 拉袋长度充填量显示变换控制器第二排显示拉袋长度充填量户根需确认键拉袋长度充填量两参数间选择种显示
l 设定拉袋参数：
拉袋参数控制器直接设定
1） 拉袋速度设定：高速（H）低速（L）两种选择般情况低速运行更稳拉袋时间较长袋长较短拉袋时间允许情况应选择低速
2） 拉袋量设定：袋长参数设定袋长值式设定：
袋长值（mm）袋长值（包装材料两色标间距离）+（0～4）
l 调整拉袋起始时间：
拉袋起始时间出厂前已调户时般需调整般情况应保证热封器张开30～50度范围开始拉袋包装程中出现切刀尚未张开拉袋轮已开始拉袋包装袋受阻切刀热封器已闭合拉袋轮拉袋包装袋拉断情况时户做调整：前种情况：表明拉袋初始时间超前户分配轴拉袋凸轮紧固螺钉拧松拉袋凸轮逆时针方转动适角度然拉袋凸轮固定种情况表明拉袋时滞户相反方调整拉袋凸轮直适止
l 调整定位停机位置：
定位停机位置出厂前已调户时般需调整户改变包装速度时惯性关系定位停机位置会发生变化般情况应保证停机时热封器张开10～30度热封器张开角度太户分配轴停机定位凸轮紧固螺钉拧松定位停机凸轮逆时针方转动适角度然拉袋凸轮固定热封器张开角度太户相反方调整停机定位凸轮直适止（注：次开机时电机惯性较定位停机位置会发生变化时需进行调整开机半时进入正常）
l 调整刀位：
切刀位置确定原应切刀刃口距热封器横封封道中间距离等包装袋长度包装袋长度整数倍具体做法：左右切刀移开装包装材料启动机器运转连续封合袋热封器刚刚张开切滚轮尚未拉袋时停机先移动左切刀刀口位横封封道中间刀刃走袋方垂直然固定右切刀放死刃口左切刀时两刀尖齐稍加紧固右切刀压两切刀间定压力紧固试切包装材料否切断切断稍送右切刀轻击刀前面紧固试直切断外时会出现包空袋时切口位置包料袋时切口位置情况包装袋装物料较包装袋变形致时需左右切刀刀尖稍稍调整点
警告：述调整工作必须停机进行免发生事造成生伤害
l 调整光电眼：
色标包装材料调整完成控制器开闭环选择键控制器处闭环状态（绿色指示灯亮）包装材料放入导纸板中光电眼光轴垂直包装材料前移动光电眼光轴聚焦成光点转动拉袋滚轮包装材料色标位热封器横封封道中间移动光电眼光点置色标位置然移动色标观察光电眼指示灯否亮灭变化变化调整光电眼微调旋钮直达变化止开机检查封切口位置否正确否应移动光电眼位置达求
l 调整热封压力：
热封压力调整调节热封器调整螺栓实现调整时应首先热封器闭合封口间否间隙间隙应松开紧固螺母旋动调整螺栓进行调整时应封合面两拉袋滚轮称轴线重合机器箱体正面垂直然剪块包装材料试热封器位置压力否合适拧紧紧固螺母开机检查包装效果直符合求外调整热封压力时应注意热封器制袋器正保证热封器封走纸方行停机时应热封器处张开位置防烧坏包装材料时延长胶垫寿命注意：压力调整保证热封效果关键调整程中定耐心细致操免压力调整影响机器正常运行热封压力调整机器声音应较缓剧烈碰撞声包装袋整变形热封纹路清晰均匀果直调两热封器封合时行造成压力均匀包装材料需仔细观察找出原加排
l 调整制袋器：
调整时应首先制袋器中心线两拉袋滚轮称轴线重合果包装袋热封出现错边时应移动制袋器错边方移动果包装袋热封横封起皱应制袋器起皱方提方压调整错边起皱封封道位置应出滚轮压痕1毫米左右确保封合质量果达求调节制袋器方面支撑螺栓热封器前位置知道达述求制袋器调整包装质量关键必须耐心细致调整
l 计量调整：
DXDK—6080型机中通调整计量盘部调节螺环调整包装物料少时针旋动增加包装量反减少包装量通述调整达求应考虑更换容杯外包装程中应注意计量盘堆料情况计量盘物料堆太溢出刮板堆料足造成容杯充满时应调整刮器出料门旋钮改变堆料少确保计量准确性
注意：调整时调节螺环移动距离太必须时调整开关料门拔杆高度保证料门正常工作外转动计量盘时允许时针转动否造成机器损坏
l 调整落料时间：
落料时间出厂时已调户时般需调整果包装程中出现夹料情况时户作调整：首先应判断落料时间超前滞果夹料位置横封封道半部表明落料时间超前反表明落料时间滞然根情况调整料时间DXDKDXDY机型中调整离合器齿轮传动齿轮相啮合位置调整料时间具体做法：先压离合器手柄离合器分离然松开传动齿轮紧固螺栓传动齿轮离合器齿轮分开果落料时间超前离合器齿轮时针方转动1～2齿位传动齿轮啮合然传动齿轮固定开机试包直消夹料现象果落料时间滞应离合器逆时针方转动1～2齿位然述方法调整
l 包装速度调整：
开机器左门运行状态转动调速手柄时针旋动速度加快反减慢提高包装速度时应时适提高热封温度反应适降低热封温度调整包装速度时定位停机位置发生变化应重新调整该位置
l 开机运行
述调整完成启动开关机器运转连续剪切出合格空袋合离合器开送料电源开关连续包出干袋停机检查产品否合格产品合格关安全门启动缺纸卡袋安全门开报警功（绿灯亮）启动开关包装机正常工作
总 结
设计根控制求分析医制袋充填封口包装设备工作程典型序控制选编程序控制器（PLC）作控制器控制设备完成包装塑料膜袋成行物料计量填充三边封口成行等工序提高设备制袋精度原设备进行改装PLC控制步进电机实现制袋效果电机负责送料原蜗轮蜗杆传动取消根原机械尺寸加装步进电机拉袋采步进电机控制采细分驱动动作PLC控制准确通月努力老师指导课题设计基达求
包装机工作原理：电机运行计量机构动作料斗转动落料时步进电机工作拉袋滚轮拉袋通包装材料供纸控制杆抬起接开关发出信号供纸电机运转输送包装材料供纸控制杆动落接开关控制供纸电机停转热封器动作拉袋滚轮拉袋切刀包装袋切输送机构输送皮带成品送出机外动作通PLC控制
致谢
首先非常感谢指导教师XX教授教授日常教学科研十分繁忙百忙中指导毕业设计已参加工作两年远离武汉广东省深圳市学校信息交流老师辅导加难度
做毕业设计阶段毕业题目查阅资料老师参考信息想中老师验积累老师付出时间心血吧期完成文阶段金老师文表达法直接指出文纰漏文利完成做指导性工作次金老师严谨治学态度表达崇敬情
然事表示感谢毕业设计程中前辈事提出宝贵意见次毕业设计会利完成
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