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1、摘 要近年来，随着经济水平的提高，我国的自动包装行业也迅猛发展，在粮食、化肥、饲料和轻工等行业中都有广泛应用，大大的提高了生产效率，节约了劳动力。本文论述了尿素成品包装的整个运行过程，分析了各个部分的工作以及各部分之间的联系。给出了实现有效状态的电气设计方案和PLC控制程序设计方案。系统由PLC、变频器、传感器、称重控制仪表、电磁阀构成，以CPU224为控制核心，外加一些扩展模块，完成了系统的给料、称量、包装以及传输等功能。采用二次给料方式，既保证了加料速度，又保证了尿素的重量。利用控制仪表自动清零的功能，系统有效的解决了称量不准确的问题。本设计能够对尿素包装系统进行自动控制，提高产品的精确度
2、，避免物料的浪费。监控系统安装维护方便，运行稳定、可靠。 关键词：PLC；传感器；称重仪表；电磁阀AbstractIn recent years, with the improvement of economic level, Chinas rapid development of automatic packaging industries, in food, fertilizer, feed and light industry and other industries have wide applications, which greatly improved the productio
3、n efficiency, saves labor.This paper discusses the whole operation process of urea product packaging, analysis of the various parts of the work as well as the link between the various parts of the.Gives the realization of the electrical design of the active state and the PLC control program design.G
4、ives the realization of the electrical design of the active state and the PLC control program design.Using two times the feeding mode, both to ensure the feeding speed, and ensure that the urea weight. Using control instrument automatic reset function, the system solved the problem of inaccurate wei
5、ghing. The design of packaging systems to automatic control of urea to improve the accuracy of product and avoid the waste of materials. Monitoring system installation and maintenance easy, stable, and reliable.Keywords： PLC； sensor； weighing instruments；solenoid valve目 录第1章 绪论11.1引言11.2 包装机械行业的现状及发
6、展趋势11.3 本设计所需完成的任务3第2章 设计方案论证42.1 概述42.2设计方案论证42.3 自动包装总体设计结构62.4 自动成品包装工作过程7第3章 硬件设计93.1输入/输出量系统分析93.2 PLC的选型103.3 扩展模块的选型123.3.1主机与模块的连接图133.3.2主机与模块之间的编址133.3.3 I/O地址分配143.4系统硬件的选型153.4.1称重仪表的选型153.4.2称重传感器选型163.4.3光电传感器的选取173.4.4 变频器的选取183.4.5执行器的选取203.4.6电机的选取223.4.7按钮的选取233.4.8指示灯的选取253.4.9通信协
7、议的选取263.5电器控制系统原理图283.6 PLC与模块外部接线图30第章系统软件设计314.1 包装生产线工艺流程314.2 程序控制逻辑324.3 缝包流程图的设计334.4 传输流程图设计344.5 PID算法344.6 系统梯形图设计36第5章 总结46参考文献47致谢48附 录49附 录56IV第1章 绪论1.1引言随着科学技术的迅猛发展，生产力水平的不断提高，人们对降低劳动强度、改善工作环境同时重视起来。石油化工、化肥、粮食等行业对包装质量和劳动效率的要求也日益提高，从而促进了这些企业的现代化改造。而传统的人工包装由于其生产效率低下而成为这些行业产量和包装质量提高的巨大障碍，已
8、不能满足现代化大生产的需要。用户为了便于产品的运输和存储，对包装要求更加严格，包装已成为企业升级和获得经济效益的关键因素，因此尽快提高产品的包装质量，是这些行业的迫切任务之一，也是用户对这些行业的要求。国际上日本NEWLONG、英国BL、美国ORY等公司掌握了包装先进技术。目前国内全自动包装控制设备主要依靠进口，国产设备生产厂家较少，市场呼吁国产化的全自动包装生产线。在新的世纪, 随着我国各项事业的蓬勃发展以及知识经济所面临的机遇和挑战, 包装控制机械必将发挥越来越重要的作用, 为国民生产产生不可估量的经济效益。第1章 TC1.2 包装机械行业的现状及发展趋势（1）我国包装机械行业现状我国包装
9、机械工业是改革开放以后才发展起来的，由于起步较晚，大部分设备都是通过引进国外设备，进而消化吸收研制出来的，很长时间都没有形成一个独立的行业，20世纪80年代初，我国政府发布的机械产品目录还没有包装机械这一门类。70年代中期以前，我国商品包装的技术和设备相当落后，大多数食品企业都采用作坊式生产、手工包装和散装销售，仅有糖果、烟草等几个领域采用机械包装，但是设备结构简单，技术落后。行业从无到有，从小到大，逐步发展壮大，经过20多年的努力，我们在依靠自己力量的同时，积极吸收国外的先进技术，包装机械工业在包装机械化、自动化方面已取得了世人瞩目的进步，初步形成了包装机械研究、设计及制造的独立体系，设备在
10、数量、品种、水平等方面均有较大发展，成为了我国机械工业十大支柱产业之一，堪称“朝阳工业”。同时，在全国行业广大企业、科研单位技术人员及行业行业工作者的共同努力之下，新技术、新产品日益涌现并转化为生产力。但是，我们离国际水平还存在很大一段距离，尤其是在包装设备科技含量上的差距更大，这使得我国在建材工业、粮食加工工业、冶金、化工等需要包装活动的行业不能摆脱繁重的体力劳动，因而这些行业劳动生产率低下、生产成品高、产品质量不稳定、物料浪费严重，能源耗费高，严重困扰这些行业的发展。（2）目前我国包装机械行业发展的共性问题产品质量差距：产品质量是关键，我国的包装设备基本是由国外引进消化吸收的，外观相似，但
11、用起来却大不一样。产品技术差距：目前国外的发展趋势是智能化，远程操作与控制，尽管我国已经开始研制，但与国外先进技术水平相比还存在很大差距。产品品种差异：目前我国包装设备1700多种，而国外有3000多种，差距主要表现在较高水平和高超水平产品上，低水平的产品差距不大。虽然存在这些问题，但根据全国包装工业统计年报显示，我国包装工业总体发展情况正常，发展速度较快，结构调整出现一定变化，包装工业整体实力得到进一步增强。高起点企业少，低水平重复多：由于我国包装机械行业存在国有、集体、私营等不同性质的企业，在资金、设备、技术力量上相差悬殊，起点也高低不同。总体趋势是高起点的较少，大多数企业在低水平设备上徘
12、徊。比如较为简单的自动封口机，一个地区就有近百家企业在生产，规模都不大，近二十年都没有多大变化，只是由于实行了专业化生产而使生产成本大大降低了。低水平重复生产造成的严重后果是扰乱市场、技术倒退、企业自杀、行业受损等。低价竞争严重，利润空间小：一些出口企业发现国外市场的一些商机时往往一哄而上，为了争抢客户而不顾一切地降低价格，不但无利可图，还有可能导致国外将我们的产品作为反“倾销”调查对象。一些包装机械的生产企业很多低价竞争造成偷工减料，降低钢号，以致耐磨损、耐腐蚀性能大大降低。有的企业只是在别人后面跟进，看什么设备好做，别人在什么设备上赚钱就仿造什么设备，以致引起市场混乱。尽管市场需求较大，但
13、由于同一地区大量重复生产，造成低价激烈竞争，利润空间较小。3、国外包装机械行业现状在上世纪50至70年代，电子技术和合成化工的迅速发展，对包装机械产生了很大的影响，出现了一系列以采用合成材料为包装材料的新包装工艺及设备。如机电密切结合的高速化自动包装机，调整操作方便的多功能包装机和劳动生产率极高的自动包装线的大量出现，使包装机械在生产业机械中成为瞩目的一个领域。日本在那个时期的包装机械每年平均增长率达20，进入稳定发展的80年代，增长率仍然高于10。80年代，各发达国家为了维护本国包装机械市场扩大出口能力，积极采用其他领域的新技术(如微电子、激光、热管、新材料等)，80年代成为开创包装机械新局
14、面的关键性年代。欧美国家的包装机械生产，以大、中型企业为主，以联合经营的方式，扩大在国际市场上的竞争实力。欧美制造厂在经营上重视展览会上成交和销售，在发展方针上，不太注重本公司产品的品种，而是注重增加在原有品种的基础上继续研究改进性能。日本的包装机械制造厂则以中小企业为主。日本最拿手的是微电子技术，用它来控制包装机，达到安全性高、无人操作、高生产率，大大提高了国际市场竞争能力。美国、德国、日本、意大利是世界上包装机械四强。综上所述，包装设备是包装行业最重要的配套设备，与人们的生活息息相关，并对国民经济整体结构的发展起着重要的作用。可以说，只有有人类的存在，就必然有包装机械行业的存在。目前，人类
15、的科学技术水平人以非常迅速的速度发展着，包装机械工业必定会随着科技的不断进步而持续发展，众所瞩目，包装行业是一个前景非常乐观的行业，新兴的包装机械设备和技术拥有广阔的市场发展空间。 1.3 本设计所需完成的任务本次尿素成品包装控制系统的设计主要包括：辅料斗、给料装置、称重仪表、下料斗，夹袋装置等若干单元。尿素经由辅料斗进入料斗，由粗细加料门流入计量称重斗，当达到设计计量值后，加料过程完毕。计量斗有两只，可分别进行交替称重。装料时，将自动包装袋套在夹带口上，触发接近开关，夹袋气缸动作，将包装袋夹紧，称重完毕尿素由计量斗交替经下料斗落入包装袋内，随后夹袋气缸收缩，包装袋落下至输送机上，输送到折边缝包单元。而计量称重部分又进入下一个循环过程。第2章 设计方案论证2.1 概述成品包装控制生产线是一个典型的机电一体化系统。所谓的机电一体化系统是指在系统的主功能、信息处理功能和控制功能等方面引进了电子技术，并把机械装置、执行部件、计算机等电子设备以及软件等有机结合而构成的系统，即机械、执行、信息处理、接口和软件等部分在电子技术的支配下，以系统的观点进行组合而形成的一种新型机械系统。该系统由机械系统(机构)、电子信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电机)等五大子系统组成。其五种内部
