【正文】 師： 高級工程師 二 〇〇 九年六月 天津工程師范學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 顆粒物料定量稱重 、灌裝 控制系統(tǒng) 設(shè)計（電控部分） Granular materials quantitative weighing and packaging control system design (Electric control part) 專業(yè)班級： 機(jī)檢 0401 班 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 高級工程師 系 別： 機(jī)械工程學(xué)院 2021 年 6 月 摘 要 隨著社會經(jīng)濟(jì)、 技術(shù)的快速發(fā)展， 顆粒物料定量稱重、 灌裝類設(shè)備的需求量日益增加 ,并且對物料包裝的速度和精度要求 也 更加嚴(yán)格。 本 設(shè)計 根據(jù)這一要求并 結(jié)合谷物生產(chǎn)的實際情況 ,研制了顆粒物料的定量稱重灌裝 設(shè)備 的控制 系統(tǒng) ,對如何提高灌裝速度和稱量精度提出了改進(jìn)方案 。 具體的設(shè)計方案 是 將 物料 喂料 過程分為兩個階段，并 用 氣動系統(tǒng)驅(qū)動 粗喂料閥門和細(xì)喂料閥門的打開與關(guān)閉 ，通過兩次喂料 保證 了 稱重的速度 和 精度， 并實現(xiàn)了過 沖量 修正 功能 ， 提高 了 定量灌裝的精度。另外通過 相關(guān)電 氣圖 的 設(shè)計、元器件 的 選型、 PLC 整體控制設(shè)計 并編寫控制系統(tǒng)程序 幾部分， 達(dá)到 了自動稱重、定量喂 料等自動控制 的目的 ，完成了本次設(shè)計的任務(wù)。 關(guān)鍵詞 ：顆粒物料；定量灌裝；自動控制； 可編程控制器 ABSTRACT With the rapid development of social economic and technology, the demand for equipment of quantitative granular materials weighing and packaging is growing， and strictting with the required speed and precision of material packaging. According to the requests of realities in production, an automatic control system of quantitative weighing and packaging is studied on. And the better proposal is proposed to improve the speed of packaging and the precision of weighing. Using the AD4401 weighing instrument to weigh and display the value of material weighing, and according to the output signal of weighting cell, that acplish materials quantitative weighing. Using PLC to control the sequence of filling movement, and to match relevant execute driver device in the design, that realize the electric control of the feeding for granular material、 the quantitative weighing and semiautomatic packaging, and so on. Design proposal of specifics is divided materiel feeling process into two stage, with pneumatic system to drive big feed valve and small feed valve. By twice feeding to guarantee the speed and precision of weighing, and to achieve the function of overshoot correction, that improve the precision of quantitative packaging. And having good human machine interface, that make the system to apply to different of granular material quantitative packaging. In addition, by the design of correlative electric drawing、 the selection for ponent、 the design of overall control by PLC, and pile program for control system， the system can realize the functions of automatic weighting、 quantitative feeding in process for automatic control, and plete the design task. It can be used in industries of chemical industry, medicine, making rice, feed, and food processing in the state of loose granular materials for quantitative packaging. Key words： granular materials； quantitative packaging； automatic control； program logic I 目 錄 1 緒 論 ............................................................... 1 包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)實意義 .................................... 1 顆粒物料定量灌裝控制系統(tǒng)的研究意義 .............................. 1 包裝機(jī)械的設(shè)計任務(wù) .............................................. 2 包裝機(jī)械的發(fā)展方向 ....................................... 2 包裝機(jī)械設(shè)計存在的問題 ................................... 2 顆粒物料定量灌裝控制系統(tǒng)的設(shè)計任務(wù) .............................. 3 主要構(gòu)思 ................................................. 3 主要工作任務(wù)及技術(shù)參數(shù) ................................... 3 2 總體方案設(shè)計 ......................................................... 4 灌裝機(jī)的工作原理及特點 .......................................... 4 灌裝機(jī)的工作原理 ......................................... 4 灌裝機(jī)的特點 ............................................. 4 灌裝機(jī)的控制系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................ 5 總體方案設(shè)計 .................................................... 5 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 ......................................... 5 控制電路圖設(shè)計 ........................................... 6 PLC 整體控制設(shè)計 .......................................... 6 3 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................... 8 元器件的選型 .................................................... 8 稱重儀表的選型 ........................................... 8 傳感器的選型 ............................................. 9 氣缸的選型 .............................................. 15 電磁閥的選型 ............................................ 22 控制系統(tǒng)電氣圖設(shè)計 ............................................. 23 電氣原理圖的設(shè)計 ........................................ 23 控制關(guān)系圖的設(shè)計 ........................................ 24 整體控制系統(tǒng)工作原理 ........................................... 25 系統(tǒng)控制對象及信號 ...................................... 25 電氣控制原理 ............................................ 26 根據(jù)控制原理畫出系統(tǒng)工作流程圖 .......................... 27 II 控制時序圖 .............................................. 27 PLC 設(shè)計 ....................................................... 29 I/O 點分配、 PLC 選型及外部接線圖 ......................... 29 編寫 PLC 控制程序 ........................................ 32 結(jié) 論 ................................................................ 34 參考文獻(xiàn) .............................................................. 35 附錄：英文文獻(xiàn)及翻譯 .................................................. 36 致 謝 ................................................................ 57 天津工程師范學(xué)院 2021屆本科生畢業(yè)設(shè)計 1 1 緒 論 包裝機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及現(xiàn)實意義 現(xiàn)代包裝技術(shù)日益向著高度機(jī)械化和自動化方向發(fā)展，最初，在包裝領(lǐng)域中所應(yīng)用的第一代包裝機(jī)械 —— DubbedGen1，結(jié)構(gòu)簡單，是純機(jī)械性的。采用可編程控制器（ PLC）的控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)也很簡單，由操作人員直接控制機(jī)器 。之后，出現(xiàn)了第二代包裝機(jī)械。第二代包裝機(jī)械的可調(diào)性更好，但這一優(yōu)點卻需要付出更高的費用。 近年來 ，國內(nèi)包裝機(jī)械從技術(shù)、設(shè)計和制造等方面發(fā)展較快，從前期的由國外引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行消化吸收，到自行設(shè)計制造生產(chǎn)出較為先進(jìn)的電子秤稱量微機(jī)控制的各種型號種類的包裝機(jī)，基本滿足了國內(nèi)各行業(yè)散狀物料產(chǎn)品包裝的需要。 隨著社會經(jīng)濟(jì) 、技術(shù)的快速發(fā)展，產(chǎn)品定量精度要求更加嚴(yán)格，產(chǎn)品規(guī)格種類繁多，顆粒物料定量稱重 、灌裝類設(shè)備需求量日益增加。 本 課題 根據(jù)這一要求并 結(jié)合谷 物生產(chǎn)的實際情況 ,研制了顆粒物料的自動定量灌裝 控制 系統(tǒng) ,對如何提高灌裝速度和稱量精度提出了改進(jìn)方案。商品包裝是一個新興的行業(yè)，是在商品經(jīng)濟(jì)日益繁榮，市場競爭日趨激烈的新形式下，逐步成長起來的。其二是要求包裝袋內(nèi)的商品計 量準(zhǔn)確 ,誤差?。òb行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求計量誤差小于 5‰ ） ,以維護(hù)商品生產(chǎn)廠商的信譽(yù)、形象。 本設(shè)計中采用 電子 稱重儀表進(jìn)行稱重，顯示物料的重量值，并以 稱重傳感器的輸出信號為判斷依據(jù)，二者結(jié)合完成物料的定量稱重 ,同時用 PLC來控制系統(tǒng)灌裝動作順序，并 配以相關(guān)的執(zhí)行驅(qū)動器件， 實現(xiàn)了顆粒物料喂料、定量稱重、 半自動灌裝等環(huán)節(jié)的電氣系統(tǒng)的控