基于PLC全自动药品包装机系统设计样本.doc
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1、机械电子工程专业选修课课程设计任务书设计题目:基于PLC全自动药物包装机系统设计1、 设计目:(1)进一步提高查阅资料,纯熟地使用设计手册、参照资料等方面能力。(2)通过设计使学生掌握可编程控制器应用系统设计环节和办法,提高可编程控制器应用能力。2、 设计内容和规定:全自动药物包装机工艺全过程涉及:制袋、充填、封口、日期打印、切断袋膜等,设计采用PLC对药物包装机工艺过程进行控制,实现手动、自动工作方式。3、设计工作任务和工作量规定:(1)画出PLC I/O端口接线图,并按图接线。(2)编制控制程序,并画出梯形逻辑图。(3)完毕系统调试,实现控制规定。(4) 完毕课程设计阐明书。4、工作筹划及
2、进度:第一周:查阅资料,完毕系统硬件设计;第二周:完毕系统梯形图设计;第三周:完毕系统梯形图调试;提交阐明书。此任务书由指引教师 下达,详细设计内容由 班 同窗来完毕。摘要当代社会对物品包装规定越来越高,药物也不例外,为使包装出药物整洁美观并且具备良好包装质量,规定包装机具备精准动作、定位精度及较高生产率和一定柔性,因而对包装机控制规定是越来越高。老式继电器已经不能满足当代药物生产规定了,因此高效、经济且有一定柔性新型包装机械是市场迫切需要。本文着重简介了一种基于PLC全自动袋成型药物包装机,对控制系统中硬件设计和软件设计做了详细简介。该药物包装机选用是FX2N-48MR型编程器,使用STL指
3、令编程可以实现手动、单步、单周期、回原点、持续各种不同工作方式切换。论文重要内容:1.简介研制全自动药物包装机意义,国内外研究现状以及此前药物包装存在问题,本次设计目;2.结合袋成型自动包装机机械构造,分析其工作过程为自动控制做准备;3.设计PLC控制系统硬件,画外部接线图分派输入输出点,依照输入输出点数选取PLC型号;4.设计PLC控制系统软件,编写梯形图程序,并且进行仿真调试。通过三周努力终于完毕了以上工作,该药物包装机可以实现简朴控制规定,但控制精度尚有待于提高。核心词:药物包装机;袋成型;PLC;FX2N-48MRAbstractModern society demands on th
4、e packaging of goods is more and more high,the drug is not exceptional also,neat appearance for packaging of drugs and has good quality requirements of packaging,packaging machine with precise movements,positioning accuracy and higher productivity and flexibility,is more and more high requirements f
5、or control of the packaging machine. The traditional relay has been unable to meet the requirements of production in modern medicine,so efficient,economical and flexible packaging machinery market are urgently needed. This paper introduces a kind of automatic bag forming packaging machine based on P
6、LC,has made the detailed introduction of the control systems hardware design and software design. The pharmaceutical packaging machine used is FX2N-48MR type programmable device,use the STL command to realize manual,single,single cycle,back to the origin,for different ways of working. The main conte
7、nt of this paper:1 the development of automatic packaging machine significance,present research status at home and abroad as well as the previous drug packaging problems,the purpose of this design;2 with the mechanical structure of automatic bag forming packaging machine,analyzes its working process
8、 to prepare for the automatic control;3 the design of PLC control system hardware,painting the external wiring diagram input output distribution,according to the input and output points choose PLC models;4 the design of PLC control system software,ladder diagram program,and carried on the simulation
9、 debugging.After three weeks of hard work finally completed the above work,the pharmaceutical packaging machine can realize the requirement of simple control,but the control precision is still to be improved.Keywords:drug packaging machine; bag forming;PLC;FX2N-48MR目录第1章 概述11.1 课题研究背景11.2 课题研究意义21.3
10、 国内外研究现状31.3.1国外袋成型包装机发呈现状31.3.2国内袋成型包装机发呈现状41.3.3自动包装机存在问题51.4 本次设计任务和设计内容61.4.1设计内容和规定61.4.2设计工作任务和工作量规定6第2章 系统总体设计72.1袋成型自动药物包装机机械构造以及工作原理72.2工艺分析82.2.1 内装物工艺特性分析82.2.2 包装材料规定82.2.3 系统工作循环过程92.2.4 包装机原理框图9第3章 PLC控制系统硬件设计103.1 硬件配备103.2 操作面板设计103.3 输入输出点分派113.4 PLC选型123.5 A/D模块选取123.6 PLC外部接线及电机驱动
11、电路13第4章 PLC控制系统软件设计164.1 步进指令编程简介164.2 控制系统主程序164.3 初始化程序174.4 手动程序184.5 自动回原点程序194.6 自动程序21第5章 结束语245.1方案综合评价和结论245.2体会和展望24参照文献25第1章 概述1.1 课题研究背景随着经济持续健康发展,国内已成为世界十大医药生产国和原料出口国之一,但当前国内医药包装整体水平还落后于发达国家。据上海药物包装测试所所长纪炜简介,高速度、低效益、高消耗粗放型增长是国内医药包装发展典型特性,国内大多数医药产品包装质量与发达国家存在较大差距。当前,国内有65%医药包装产品还达不到发达国家20
12、世纪80年代水平;包装材料质量及包装对医药产业贡献率偏低。在发达国家,医药包装占药物价值30%,而国内比例还局限性10%。其中,国内规模较大医药包装公司虽然在设备上与国外差距不大,但在软件环境上却不尽如人意。据理解,导致这种差距重要有3个因素:一方面是国内制药行业整体水平较低,医药生产公司技术相对较落后。国内制药公司数量多,但规模小,重复生产严重,公司管理水平较低。另一方面,是医药产品长期以医院销售为主,在药店销售药物只占总量很小一某些,公司自然很难在包装上下大力气改革,医药包装长期保持老面孔。最后是医药包装机械设备和材料技术水平落后、从业人员质量意识不强,也制约着国内医药包装业发展。对于包装
13、设备而言,国内规模较大医药包装公司虽然在设备上与国外差距不大,但在软件环境上却不尽如人意。国内药厂大某些包装工作,特别是较复杂某些包装物品排列、装配等工作基本上是人工操作,众多操作人员无法保证包装统一和稳定。有些药厂虽然使用某些包装机械,也只是应用在整个包装链某个环节上。改进办法:(1)提高自动化限度是药物包装机械发展重要趋势。高自动化设备应具备:一是每个机械手均由电脑控制,一台包装机械为完毕复杂包装动作,需要由各种机械手完毕。完毕包装动作时,在电脑控制摄像机录取信息和监控下,机械手按其发出指令完毕规定动作,保证包装质量;二是具备对材质及厚度高辨别能力,在包装过程中包装材料厚度及材质变化不易为
14、人眼所辨别,因此应在包装机械上采用由电脑控制摄像机和探测器来辨别包装材料厚度和材质变化,并在显示屏上显示。同步机器会依照辨别后材料变化来变化关于参数,进而使设备在最优状态下运营;(2)机械功能规定多元化。1.2 课题研究意义随着社会发展、生活水平提高,人民对药物包装提出了更高规定。如果药物用手工进行包装,劳动强度大,速度慢,效益和质量差,并且手工包装不能满足卫生规定。因而需采用自动包装机来完毕这些工作。包装机械是当代包装工业基本设备,是商品生产中必不可少核心技术设备。随着人类社会进步,国民经济发展,人民生活水平提高,人们越来越注重包装质量、品种类型,包装机械在包装领域中起着重要作用。包装机械是
15、使产品包装实现机械化、自动化主线保证。它可以大幅度地提高生产效率;减少劳动强度,改进劳动条件;保护环境,节约原材料,减少产品成本;有助于被包装产品卫生,提高产品包装质量,增强市场销售竞争力;由于包装机械计量精度高,产品包装外形美观、整洁、统一、封口严密,提高了产品包装质量,增强了产品销售竞争力,可获得较高经济效益;延长产品保质期,以便产品流通。包装机械保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小,因而获得较强市场竞争力,带来巨大社会效益和经济效益。自动包装机堪称为拥有漫长发展历史和富有强大生命力主导机型。现已被各国视为前景较好包装机械。由于既有国产袋成型自动包装机
16、存在软硬件问题,并且缺少相应设计指引理论,因此对其进行研究改进是非常故意义。包装容器制袋-充填-封口是包装工艺必要工序。充填精准度影响到厂家经济效益;封口好坏则影响包装产品外观质量和保质期。因而,包装质量在很大限度上取决于袋长精准控制以及封口质量,本研究对整机构造理解基本上针对纵封、横封封口形式完毕了对薄膜输送系统等核心某些硬件设计其在实际生产中也具备十分重要指引意义。1.3 国内外研究现状为满足当代商品包装多样化规定,当前国内外开始不断发展适应多品种、小批量通用包装机械和设备,从而使得包装机械形式日趋增多。袋成型自动包装机是将具备热塑性塑料复合膜经加热软化制成包装容器,在一台设备上自动完毕制
17、袋成型、计量充填、封合剪切等全过程自动包装设备。1.3.1国外袋成型包装机发呈现状国外袋成型包装机发展全面,优势明显,重要特点有:构造设计原则化、模块化。用一台包装机完毕对不同物料包装时,运用原有机型模块化设计可在短时间内迅速进行规格更换或转换为其她包装形式机型,并为不同计量系统提供了足够空间。包装速度高速化。当前,国外小袋包装机单列包装速度普通为30-80袋/分,近些年来诸多公司推出多列式包装机(2列到10列不等)可使包装速度大大提高。如意大利ILAPAK公司300和400系列枕型包装机,计量范畴150到450g,包装速度120袋/分:日本横滨电机制作所YDE-70型四边封合包装机,计量范畴
18、:0.5到30ml,可以2到10列,最高速度为800袋/分。构造运动高精度化。由于采用各种新技术,如通过伺服电机、编码器及数字控制、动力负载控制PLC等高精密执行机构控制各种动作,使整机充填计量精度和制袋精度均有所提高。如日本东京自动机械SIGMA3型粉末计量机,配有可调速驱动马达,采用螺杆下料填充,最大充填为每次1.2kg,充填精度60.25%。控制智能化、弹性化。国外大多机器都通过智能型控制仪表和触摸屏上菜单式应用软件对机器各种参数进行跟踪调节。电子显示屏显示切袋长度、包装速度、充填物净含量以及包装产量等,一目了然。原则色标跟踪光电系统能绝对保证包装产品印刷图案对的。此外,机器可对工作过程
19、进行在线状态监测和故障诊断分析,一旦发生问题,自动停机,并显示故障因素及解决办法。包装形式多样化。国外袋包装当前既有三边封合袋、四边封合袋、枕形袋,尚有风琴式、自立袋等。顾客可以依照市场需要,具备更大选取空间。国外袋包装机执行机构和传动系统趋于简朴,横封、纵封等动作执行机构都采用气动原件,包装动作简捷迅速,整机噪声小;采用变频调速装置,实现无极变速,不但调速范畴大、平滑性好、低速特性,并且可实现恒转矩调速,节电效果也十分明显。1.3.2国内袋成型包装机发呈现状国内包装机械发展较晚,当前正处在起步应用阶段。并且由于顾客技术水平和各种环境因素限制,国内包装机械需要就像一座“金字塔”。对高、精、尖设
20、备需求就是塔尖,越尖端设备需求越小;对中、低档设备需求就像“金字塔”底部,量大面广,商机无限。随着市场需求不断增长,九十年代后,国内袋成型自动包装机有了较快发展。通过参照国外产品,进行消化、吸取及自主开发、研制,技术上有了很大提高,计量范畴从1g到1000g不等,特别是产品功能和自动化方面也有了长足进步。国内通过参照国外同类型产品,进行消化、吸取及自主开发研制,技术上有了很大发展和提高。国内既有袋成型自动包装机应用广泛,机型分为立式和卧式两种,可包装液体、糊状物料、粉状物料、颗粒和固体物料,包装形式有枕型袋、三封袋、四封袋、砖形带、屋形带、角形自立袋等各种类型。通过PLC和PC控制技术不断推广
21、和应用,使袋成型自动包装机自动化限度得到了很大提高。国内生产袋成型自动包装机以普通型、通用型为主,即在同一台设备上,同一竖直方向上自动完毕包装袋成型、计量、打印日期、充填、封口、切断、输出等工序。包装物料普通为:液体、粘稠体、颗粒物料、粉料、膏体、片剂、膨化食品等。充填计量方式普通为:容积式、称重式。容积式又可分为量杯式、旋转阀式、柱塞式;称重式又可分为电子秤、杠杆秤两种。有些包装机还采用组合式,粗供料采用容积式,精供料采用称重式等。所有包装材料重要是具备可热封塑料单膜和各种复合膜。包装成型袋以扁平袋为多。热封方式重要:有往复、L型闭合式、旋转式。国产中型袋包装机多采用横封装置是持续对辊式,其
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