【正文】 灌裝頭之間的位置關(guān)系，從而使整個灌裝無法進(jìn)行?？刂菩盘柕拿}沖總數(shù)決定 步 進(jìn)電機(jī)的位移量，脈沖信號的頻率決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動速度，各相繞組的接通次序或脈沖方向決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動方向，通過對這些量進(jìn)行控制，可以江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 得到所需的各種運(yùn)動特性。電機(jī)旋轉(zhuǎn)時，連接到伺服電機(jī)的 PG 發(fā)出反饋脈沖，它的頻率與電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度也是成比例的。電動機(jī)旋轉(zhuǎn)一周所需的脈沖數(shù)就是電動機(jī)編碼器的分辨率。 伺服電機(jī)的運(yùn)動控制是由 QD70P8 來實(shí)現(xiàn)的。 一般來說，伺服馬達(dá)及伺服放大器的連接順序?yàn)椋喝嚯娫?開關(guān) 保險(xiǎn) 接觸器 伺服放大器 伺服馬達(dá)。 伺服電機(jī)的選型及連接 伺服電機(jī)與普通的三相異步 電動機(jī)一樣，常作為控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，連接其他機(jī)械分，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械部分的移動或轉(zhuǎn)動。整個 PLC 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式為主 基 板一擴(kuò)展 基 板形式， 基板上各模塊的安裝連接順序?yàn)殡娫茨K CPU (中央處理器）模塊 輸入模塊 輸出模塊 運(yùn)動控制模塊（ QD70P8) 串行通訊模塊（ QJ71C24N)。 三菱電機(jī)的 GT1000 系列的觸摸屏配合以設(shè)計(jì)好的運(yùn)行或監(jiān)控畫面可以實(shí)時顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)；對其接口進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置并與可編程控制器相連，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸，不存在操作或命令延遲現(xiàn)象；畫面顯示功能更加豐富，可顯示單張畫面，也可顯示多張畫面或畫中畫等；搭載了 64 位 RISC CPU,高速處理器實(shí)現(xiàn)了高 速運(yùn)算，使操作更為快捷；除了與三菱電機(jī)的其他產(chǎn)品連接通訊速度快之外，接口的通用性好，與其他品牌的相應(yīng)產(chǎn)品連接時信息和數(shù)據(jù)的交換速度也很快。鑒于以上特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。表 32為主基板上各 模塊的 DC 5V 消耗電流與電源模塊的輸出電流表。 PLC 選型 根據(jù)圖 31所示 PLC的基本組成，對照控制對象 XG24128 型灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)要求：精確、可靠、柔性好、干擾小、協(xié)調(diào)性好等特點(diǎn)，并根據(jù)灌裝機(jī)控制對象的要求，選用如表31 所示的三菱公司的 PLC 及相關(guān)模塊來組成 XG24128 型灌裝機(jī)的控制系統(tǒng)。本章針對控制對象 XG24128 型灌裝機(jī)的工藝要求及灌裝流程，重點(diǎn)介紹其控制中心及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并在此基礎(chǔ)上完成整個控制系統(tǒng)的硬件配置及連接。 執(zhí)行元件：伺服電機(jī)：共有 20 套伺服系統(tǒng)（伺服馬達(dá) +伺服驅(qū)動器），其中 12 臺伺服電 機(jī)與 12套陶瓷泵相連，在 PLC 系統(tǒng)的控制下帶動陶瓷泵準(zhǔn)確完成吸液及灌液動作；其余 8臺伺服電機(jī)與 8套旋蓋頭相接，為旋蓋頭完成旋蓋動作提供動力。常用的控制中心部件有可編程控制器 (PLC)和繼電器。 加蓋組件 灌滿液體的瓶子經(jīng)由過渡盤 III 進(jìn)入加蓋組件，在旋蓋頭的作用下將瓶蓋旋緊，完成加蓋。灌裝采用跟蹤灌裝模式，灌裝頭與液面始終保持一定距離，既可提高灌裝速度，又可減少氣泡和飛濺。風(fēng)道進(jìn)瓶組件的左右刮瓶板配合使用，卡在瓶口的螺旋位置，使其在風(fēng)力作用下沿刮瓶板向下一組件移動。此外， PLC 如一般計(jì)算機(jī)一樣可以進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、不同設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。?PLC 取代繼電器，可以采用系統(tǒng)軟元件來實(shí)現(xiàn)其控制要求，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。用戶根據(jù)自己的需求確定硬件配置后就可以組成所需的控制系統(tǒng)。 灌裝機(jī)作為包裝機(jī)械的重要組成部分，最大的特點(diǎn)就是動作復(fù)雜、頻繁，且有較多的執(zhí)行元件 [9]。它采用可編程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制器、計(jì)數(shù)、定時和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或自動化設(shè)備以及生產(chǎn)過程。旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)的實(shí)物圖如圖 11所示。 負(fù)壓灌裝機(jī)：灌裝前先對灌裝容器抽真空使其形成負(fù)壓，然后再將灌裝介質(zhì)充填其中。同時為了節(jié)約成本，采用一個伺服泵同時控制兩個灌裝頭并實(shí)現(xiàn)連續(xù)灌裝的控制設(shè)計(jì)，提高灌裝速度。 我國灌裝機(jī)械的發(fā)展與美國和日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家相比雖然還有很大差距，但是近年來由于經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，更多地包裝產(chǎn)品進(jìn)入人們的日常生活，從而需要更多的包裝機(jī)械對其進(jìn)行生產(chǎn)，所以包 裝機(jī)械發(fā)展空間越來越大。許多大 型 企業(yè)著力于研究如何通過最大限度地增加灌裝頭的數(shù)量，或加快灌裝輪盤的轉(zhuǎn)速，或提高不同灌裝介質(zhì)的最大灌裝速度，或改善灌裝 閥 的結(jié)構(gòu)等方法來提高灌裝效率。除此之外，近年來美國和日 本等發(fā)達(dá)工業(yè)國家的灌裝機(jī)在灌裝速度上也有很大提升， Krones 公司生產(chǎn)的灌裝機(jī)灌裝頭的數(shù)量已可達(dá) 178 頭，灌裝機(jī)直徑大至 5米，且可以實(shí)現(xiàn)灌裝機(jī)直徑增大轉(zhuǎn)速提升的情況下保證灌裝容器的穩(wěn)定性[2]。德國包裝機(jī)械的另一特點(diǎn)是率先實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)械的成套性，中大型包裝設(shè)備可以同時實(shí)現(xiàn)對包裝容器的預(yù)處理、稱重、包裝、封口等多個工序 [3]。 關(guān)鍵詞： 灌裝機(jī)， PLC 控制，伺服泵，運(yùn)動控制，連續(xù)灌裝 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) III Based on the PLC rotary filling machine control system design Abstract： The foodstuff machinery serves the whole food industry, and the about 70 percentof packing machinery serves the foodstuff packaging, especially, beverage industryrapidly develops recently so that there is an increased demand for liquid fillingequipment. There is a new tendency among the packaging equipment of America andJapan towards the direction of high efficiency, high accuracy, and high packaging machinery developed late, and it principally used thedevelopment mode of importabsorb, although it can meet the demand for production,the technology content is low, especially, it hardly applies advanced technology suchas photo, magic and puter and so on. Therefore, there is a great gap betweenthe packaging accuracy and stability of the domestic packaging machinery and theoverseas equipment. The thesis emphasizes on researching on the control system of XG24128 ― rotaryfilling machine which integrates washing, filling and spinning caps. The machineryfills the 500ml pet bottle at a speed of 18000BPH, the efficiency of single tip sealinglid can reach 20212200 bottle/hour, and the blunder of filling capability isn39。在研究 XG24128 型灌裝機(jī)整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上分析其灌裝的工藝流程，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案。江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 繼 續(xù) 教 育 學(xué) 院 C o l l e g e O f C o n t i n u i n g E d u c a t i o n Of J i a n g s u U n i v e r s i t y 本 科 畢 業(yè) 論 文 基于 PLC 的旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生學(xué)號： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 年 月 江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) II 基于 PLC 的旋轉(zhuǎn)灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級 ： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 教師職稱： 摘 要 食品機(jī)械是專為食品工業(yè)服務(wù)的，包裝機(jī)械大約有 70%是為食品包裝服務(wù)的，特別是近年來飲料工業(yè)迅速發(fā)展，使得液體灌裝設(shè)備的需求大量增長。 其次，明確控制系統(tǒng)的硬件配置。t morethan 3%o, so that it can maintain high accuracy and stability at high speed, moreover,the automatic production can reach the goal ― no bottles no filling, no , the thesis also research the key technology of XG24128 that the fillingsection uses one servo pump to control two tips filling fluid in order to improve thefilling speed and continuous filling. Firstly, this article designs the program of control system. On the basis ofresearching the whole structure of XG24128, it analyses the process flow of thefilling and determines the whole program of the control system of filling machineaccording to the demand of design. Secondly, this article defines the hardware collocation of control system. Itdetermines the type and correlation module of PLC, defines the I/O in light of theprocess requirements and equipment status of filling machinery, and selects andarranges such electrical sections as servo and feeler search. Furthermore, the article researches the key technology of XG24128 that thefilling section uses one servo pump to control two tips tilling fluid in order to improvethe filling speed and continuous filling, analyses how to locate the tips filling fluidduring the continuous filling, distributes the speed of filling, and researching thereverse mechanism. Finally, the paper designs software of control system of XG24128 filling machineon basis of hardware collocation. On basis of analyzing control procedure it draws uprelevant programs and system software with a view to achieving the filling designing software it tries to design HMI of the filling machine. Key words: Filling machine, PLC control, Servo pump, Kinesis control, Continuousfillin江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) IV 目 錄 中文摘要 ...................................................... II Abstract..................................................... III 第 1 章緒論 .................................