纯净水包装机.doc

绪论
未来市场的竞争,更多的是技术的竞争,包装产业更是如此。在当前科学技术日新月异的时代,各种新技术、新工艺、新材料、新设备的出现,已不再是单纯某一门学科的发展,而是各门相关学科、多种先进技术的互相渗透和相辅相成的结果。纯净水包装机以前都是使用继电器---接触器为主的控制电器所组成的控制装置各控制系统,但随着生产的发展,设备对加工精度、生产效率提出了更高的要求,继电器、接触器系统的断续控制方式不能连续、准确地反映信号,很难做到精确控制。另一方面,由于继电器控制装置接线固定,使用的单一性,难以适从复杂和程序可变的控制对象的需求。后来出现了顺序控制器,这样就使得系统具有更大的灵活性和通用性,大大提高了自动化水平。
可编程控制器(简称PLC)具有通用性强、可靠性高、指令系统简单、编程简便易学、易于掌握、体积小、维修工作少、现场接口安装方便等一系列优点。PLC除了主控模块外,还可以配接各种功能模块,可以进行开关量的开环控制,也可以进行模拟量的闭环控制,能进行精确定位和速度控制。还可以直接用高级语言进行编程,为用户提供强有力的控制和编程工具[1]。
本设计中纯净水包装机电控系统采用PLC控制,PLC通过步进电机驱动模块控制步进电机,从而带动送膜辊进行物料输送;采用光电开关对传输的物料进行偏移检测,通过纠偏电机实现纠偏;利用PLC的定时功能实现灌装定时;压膜辊的上升和下移由液压泵提供动力,通过PLC控制电磁阀来实现换向控制。
本论文做了5章介绍,第1章介绍纯净水包装机电气控制系统方案的选择,第2章介绍纯净水包装机电气设计,第3章介绍PLC程序设计,第4章介绍净水包装机电气控制系统抗干扰措施,第5章介绍设计总结。


控制方案的选择
纯净水包装机的控制方案有多种选择,按照系统要实现的功能,着重介绍继电器——接触器控制和PLC控制两种方案。
继电器——接触器控制
继电器接触器控制系统是指采用继电器、接触器等组成的有触点的控制系统。继电器控制系统简单、方便实用,但存在许多缺陷,该系统采用的元件都是硬件元件,接线复杂,保护设置开关多,复杂的系统可能需要各种各样的继电器、按纽、接触器等元件。继电器—接触器系统采用断续控制方式,不能连续、准确地反映信号。继电器控制装置接线固定,难以适从复杂和程序可变的控制对象,纯净水包装机工作现场湿度大,继电器触点容易造成短路和被锈蚀,系统的信号检测部分故障较高,造成控制系统运行可靠性低[2]。
PLC控制
PLC是一种通用的工业控制装置,它采用可编程序的存储器,用来在内部执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令,可以实现逻辑控制、定时控制、计数控制、顺序控制、PID控制、数据计算、通讯和联网,还有许多特殊功能模块,适用于各种特殊控制的要求,如:定位控制模块、CRT模块。 PLC还具有其它许多优点:可靠性高、抗干扰能力强、平均故障时间为几十万小时。而且PLC采用了许多硬件和软件抗干扰措施。
控制中心比较
PLC控制相对于继电器—接触器控制的优势:
(1)实时性
由于控制器产品设计和开发是基于控制为前提,信号处理时间短,速度快。基于信号处理和程序运行的速度,PLC经常用于处理工业控制装置的安全联锁保护。更能满足各个领域(大、中、小型)工业控制。
(2)高可靠性
所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离,使工业现场的外部电路与控制器内部电路之间电气上隔离。输入端均采用
RC滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。各模块均采用屏蔽措施,以防止噪声干扰。采用性能优良的开关电源,对采用的元器件进行严格的筛选,良好的自诊断功能,一但电源或其它软硬件发生异常情况,CPU立即采取有效措施,以防止故障扩大。大型控制器还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,以及实现电源模块冗余、I/O模块冗余,使可靠性进一步提高。
(3)硬件配套齐全,用户使用方面,适应性强
可编程控制器产品已经标准化、系列化、模块化,配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用,用户能灵活方便的进行系统配置,组成不同的功能、不同规模的系统。可编程序控制器的安装接线也很方便,一般用接线端子连接外部接线。PLC有很强的带负载能力,可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。
(4)系统的设计、安装和调试工作量少
PLC能用软件取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装和接线工作量大大减少。PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计方法。这种编程方法很有规律,很容易掌握。对于复杂的控制系统,梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间少得多。
PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,输入信号