基于PLC的纸纱复合袋糊底机的控制系统研究

作     者：徐凤琳 

作者单位：兰州交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：蔡慧林

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 0802[工学-机械工程] 0822[工学-轻工技术与工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：纸纱复合袋 糊底装置 PLC 纠偏控制 

摘      要：随着社会的不断发展,人们的环保意识逐渐增强,以易降解的纸质包装取代塑料包装已成为包装行业发展的必然趋势。新型纸纱复合袋具有强度高、韧性好、节省材料等优点,可应用于水泥、石灰、化工原料等产品的包装。目前,这种新型环保包装袋已成为纸质包装中的主流产品。但是,纸纱复合袋的糊底工序繁多,因此国内针对纸纱复合袋的糊底设备还存在很多不足。而国外的糊底设备工作效率高且自动化程度高,但是价格较高、后期维护不便,生产成本过高,不利于企业经营。所以,设计符合我国实际使用需求的纸纱复合袋糊底设备,具有重要的现实意义。本文针对我国企业的需求,以纸纱复合袋的糊底工艺为基础,设计了一套基于PLC的纸纱复合袋糊底机的控制系统,其主要内容分为三大部分:糊底机控制系统设计、纠偏控制系统设计、监控系统设计。首先,根据纸纱复合袋糊底的工作流程、技术参数和控制要求,并在对几种现代工业设备的控制方式比较后,确定了以S7-200型PLC为糊底机控制系统的核心,设计了一套由PLC、温度传感器、光电传感器、步进电机、触摸屏等构成的控制系统,并根据控制方案,设计了控制系统的硬件部分和软件部分。其次,针对纸袋在糊底过程中的跑偏问题,设计了纠偏控制系统。利用电桥平衡原理将检测到的光信号经过A/D转换模块后转化为PLC可识别的电信号与纸袋在正确位置时的电信号进行对比。若对比结果不一致时,则判定纸袋跑偏,此时输出脉冲至步进电机驱动器,驱动电机工作;若对比结果一致,则判定纸袋没有跑偏,则不输出脉冲,纠偏机构不启动。系统分为检测部分和控制部分,包括跑偏检测装置、测量电路、步进电机驱动程序、信号采集程序等。最后,使用西门子公司推出的MP277型触摸屏作为人机界面,以便操作人员可以通过人机界面监控生产线的运行状态。本文设计了用户登陆画面、参数设置画面、运行状态画面、故障显示画面等主要界面,使用WinCC flexible组态软件组态画面,完成人机界面的绘制。本文针对糊底机存在的问题,设计了一套基于PLC的糊底机的控制系统,采用PLC为控制核心,结合温度传感器、光电传感器等器件,通过触摸屏实现对生产线的远程监控,系统可根据用户需要的纸袋尺寸自动糊底,使糊底效率和自动化程度都有所提升。