本科毕设论文-—基于plc的动态定量包装控制系统设计.doc

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1、第一章绪论1.1课题研究的背景化工生产过程中涉及化工原料及产品量的计量控制，针对氯碱生产过程的要求，生产工艺所生产的液氯作为一种产品需进行外供或买卖贸易结算。在液氯外供计量中需用专用液氯灌装瓶，根据液氯钢瓶的皮重、需灌装实际重量通过一套自动计量及控制装置来实现。随着科技的不断发展和社会的不断进步，人们对定量包装控制系统的精度和稳定性，可靠性的要求越越来越高。在投入大量的资金进行研究后，定量包装控制系统的精度和可靠性都取得了很大的进步，能更加适应各种复杂的工业生产环境。定量包装技术主要需要解决的两个问题：测重计量和定量控制。测重计量分为静态测量和动态测量，在工业流水线生产中物料都是动态变化的，因

2、此采用实时测量，这样快速而准确的进行测量。在定量控制方面，目前采用PLC控制系统，相对单片机控制系统而言更加稳定可靠，且能更加的适合各种复杂的工业生产环境。为了设计出适合的，可靠的，经济的定量包装控制系统，既要保障系统在各种恶劣的环境下长时间正常工作，又能适应快速的流水线生产且能保证能达到性对较高的包装精度定量包装控制系统，本文构建一个基于PLC的动态定量包装控制系统。系统采用触摸屏作上位机，用于远程监控，并设计了良好的操作界面以供用户使用。同时，系统还具备现场控制柜操作模式，以进行现场调试运行。这样，系统的操作方式更为灵活方便，具有更好的扩展性能以及应用范围。1.2国内外发展现状1.2.1国

3、内发展状况我国的定量包装控制技术研究起步较晚，经过几十年的发展我国的小称量定量包装技术取得了很大的进步，但由于我国中小型企业装备差，技术落后，缺少资金和专业的技术人才，所以在准确度和控制精度方面距离西方发达国家还有很大的距离，并且相对发达国家而言我们缺少自己的核心技术且技术落后缺少竞争力。并且我国的定量包装设备单一，生产定量包装设备的厂家技术薄弱，无法满足日益进步的工业生产要求。23目前国内主要还是使用以单片机为核心的控制系统，称重测量和定量控制技术逐渐完善，单手硬件条件的限制，扩展性能普遍较低且操作界面不容乐观，功能过于单一。1.2.2国外发展状况国外定量包装技术研究较早，发展较快。现代电子

4、测量和可编程控制技术的小型定量包装技术发展很快，技术水平很高。突出表现在称重计量精度很高，定量控制技术性能优越，且工作那速度很快，有很强的模块化，功能化区分严格。国外有针对特殊的产品专用的定量包装控制机械，且品种很多，相关配套设备齐全。拥有自己的核心技术，且多采用可编程控制器作为核心控制器。1.2.3发展趋势总体而言我国的定量包转控制系统无论测量精度还是控制技术离国外还有相当大一段距离，但随着科技的不断进步以及资金的不断投入，以及国内庞大的市场需求的推动，我国的定量包装控制系统有着广阔的空间和前景。定量包装技术的发展大致经历了手工称量、继电器控制、称重仪表控制、PLC控制等几个阶段，未来的定量

5、包装控制系统测量精度将不断提高，控制技术那将更加简便更加人性化的操作界面，并延续可持续发展的科学发展观朝着绿色方向发展。发展趋势有如下特点:机电一体化机电一体化是未来定量包装控制技术发展的必然趋势。一个完整的机电一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、执行机构等部分，它摒弃了包装机器中的繁琐和不合理的部分，而将机械、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体。功能多元化工业产品已趋向精致化及多样化，在大环境下，多元化具有弹性切换功能的定量包装控制系统更能适应市场的需求。控制智能化目前的定量包装控制系统多采用PLC作为控制器，虽然PLC弹性强大但仍不具有电脑所具有的功能，未来基于电脑的智能仪器

6、将成为定量包装控制系统的控制器。结起来它们具有以下特点：1.高速、高精度。2.人机对话操作界面调试简洁、可靠。3.自动校准4.故常排查功能5.低噪音、易于维护231.3论文的主要内容。全面熟悉液氯钢瓶灌装的工艺过程，掌握自动计量及控制中指标要求，通过设计所配置的硬件组成，编制符合自动计量及控制要求的软件程序。本文所研究的定量包装控制系统是基于西门子PLC200系列为核心的控制系统，通过托利多电子称进行物料的重量的实时测量，在进行数据的采集的和处理，以触摸屏为上位机，构造出人性化的操作界面。最终设计出一套能对八条灌装线实现的自动计量、自动控制PLC组成的硬件系统，并实现人机界面的显示、报警、数据

7、处理等功能。23第二章系统设计2.1系统管道示意图系统硬件由8个液氯灌装载容器，这些装置实现了自动灌装的功能，在液氯的重量判断上本系统在Z轴上安装有称重传感器以判断液氯是否满装。XYZ轴机械臂由三个伺服电动机驱动，伺服电机有精度高以及扭矩大和抗干扰性高等优点以取代步进电动机。伺服电机的控制由西门子公司的200系列PLC的伺服定位模块EM253驱动，本系统主机由S7-226CN作为主处理单元，液体灌