本科毕业设计论文--基于plc的糖果包装机的控制系统设计

湘潭职业技术学院2015届毕业设计班级：姓名：指导教师：年月日摘要对某型枕式糖果包装机进行自动化改造。

按照生产工艺要求, 选用可编程逻辑控制器（ PLC) 作为控制核心，结合变频技术、人机界面技术对糖果包装机控制系统进行了重新设计;控制系统工作正常，包装速度大幅提升, 满足生产工艺要求。

PLC 以及变频技术的应用，提高了系统自动化程度，成功完成了对原机器的改造。

关键词:PLC、糖果包装机、目录目录 0第一章绪论 0第一节课题设计的目的及意义 0第二节全自动包装机系统国内外形势 (1)第三节采用PLC控制的优点 (2)第二章系统控制方案的确定 (3)第一节本文主要介绍的方向 (3)第二节糖果包装机生产工艺分析 (3)第三章控制系统硬件设计 (5)第一节糖果包装机的开关控制量 (5)第二节糖果包装机对电机的选择 (5)第四章控制系统软件设计 (7)第一节控制系统的选用 (7)第二节 PLC程序设计 (7)第三节人机界面设计 (8)结束语 (18)谢辞 (19)参考文献 (20)第一章绪论第一节课题设计的目的及意义通过本次毕业设计，使得对全自动包装机控制系统现状及发展有进一步了解。

了解它们的工程应用熟悉全自动包装机控制系统配置、工艺流程及控制方案。

掌握如何进行现场调试及投运.自动化是现代科技进步的一特征，现代生产和科学技术的发展,对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。

基于PLC 的全自动包装机系统改变着了包装过程的动作方式。

实现自动控制的包装系统能够极大地提高生产效率和产品质量，显著消除包装工序及印刷贴标等造成的误差,有效减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗.要想在规定的时间内，为自己创造出最大的利益,就要确保自己的食品包装生产线运行良好，在生产过程中不会出现错误，这样在尽量避免错误出现和故障的影响,才会为企业获得最大的利益.自动化水平在制造工业中不断提高，应用范围正在拓展。

基于PLC的熬糖的控制系统设计1、简述在糖果生产过程中，熬糖和搅拌工序是最为重要的工序，因为它们决定了所生产的糖果中水分、糖量、脂肪、香料等成分的比例，以及这些成分的均匀程度，从而决定了糖果的软硬程度以及糖果的口味和口感。

此外，该工序所需工时最长，是企业提高生产能力的关键，因此设计一套可靠稳定、控制精度高、自动化程度高的熬糖机控制系统显得尤为重要。

本文以某公司的熬糖机控制系统为研究背景，设计了一套基于PLC的熬糖机控制系统。

该系统在保证产品质量的情况下，它的自动化程度更高、可靠性更强，很大程度上提高了企业的生产能力。

2. 熬糖机的生产工艺和控制系统2.1 熬糖机系统的生产工艺概述该系统功能是: 先将预先用冷水溶解白糖的糖浆作为原料，通过真空泵将原料装入熬煮锅，然后在熬煮锅内加热到设定温度后进行低温蒸发，去掉多余的水分，达到所需的温度后排放到搅拌锅。

在搅拌锅内加入食用动物油、充入压缩空气、加入胶质、酸粉等添加剂后进行充分搅拌后形成粘稠状的糖团作为制作口香糖、夹心糖、奶油杏仁糖等糖果的制作原料。

虽然工艺过程看似简单，但中间涉及到许多控制量，所以该系统选用 PLC 控制系统来控制。

工艺过程见图2-1。

图 2-1 熬糖生产工艺2.2 熬糖机系统的组成熬糖机系统是低温蒸发和压力搅拌系统装置，主要用于生产制作口香糖、杏仁糖、夹心糖所需的糖团。

该系统主要有三个互相连接的子单元组成，这些子单元在中央控制系统的控制下协调工作。

它的具体组成是：1.热虹吸管熬煮锅系统。

2.两台搅拌锅系统。

该系统带有专用阀门，用来控制胶质和酸粉的加入。

3.食用动物油的剂量系统。

该系统用来盛装动物油并可以根据需要向搅拌锅加入一定剂量的食用动物油。

4.压缩空气回路系统。

2.3 控制系统的组成根据系统需要处理的控制量对 PLC 控制系统进行配置，主要的控制量包括 33 个的数字输入，48 个的数字输出，温度输入和压力输入。

因此配置出PLC 控制系统应具备的功能模块，其组成包括： PLC 模块（自带 80 点的数字 I/O）、数字输出扩展模块、AD 转换模块等。

基于PLC的糖果包装机的控制系统设计设计目录1 绪论 (1)2 糖果包装机系统分析及控制系统总体设计 (3)2.1Y06型糖果包装机生产工艺概述 (3)2.2糖果包装机控制要求 (3)2.2.1PLC控制系统方式选择 (3)2.2.2系统运行方式 (4)2.3 糖果包装机控制系统主要器件的选择 (4)2.3.1包装机控制对象分析 (5)2.3.2 PLC控制器的选择 (6)2.3.3 变频器选择 (6)2.3.4 步进电机及其驱动器选择 (6)2.3.5传感器选择 (9)3 糖果包装机各功能模块设计 (10)3.1供电模块设计 (10)3.2执行主电机模块设计 (11)3.3包装纸同步控制模块设计 (12)4 糖果包装机主要控制系统的PLC程序设计 (15)4.1 糖果包专机的控制系统设计简述 (15)4.2 主电机的PLC控制指令语句表 (17)4.3 糖果包装机包装机的PLC控制I/O分配表 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录A (23)1、绪论食品行业是满足人民“衣食住行”需求的基础性行业，在国民经济中处于重要地位，具有不可替代性，尤其是目前我国居民收入日益提高、生活质量不断改善，对食品的需求也日趋多样化，全国食品工业面临良好发展契机，食品工业规模快速增长，经济效益也大幅提升，产业结构和增长方式进一步优化。

去年食品工业增加值占全国工业经济比重达到十分之一强，并且呈逐年上升趋势。

食品行业的快速发展必定会带动食品包装业的发展，所以对食品包装机的改造创新是非常必要的。

图1-1 Y06 型糖果包装机系统外观图Y06型糖果包装机是一款高速糖果包装机械，可用于包装各类块状糖果。

整个设备可以分为三大部分：生产线送糖部分，糖果包装部分，包装纸部分。

其总体系统外观图如图1-1所示。

生产送糖部分部分直接与糖果生产线相连，通过传送带将糖果送至糖果包装部分入口处。

该部分仅可通过一颗糖果，糖果经过此通道过后形成队列，依次从包装入口进入如图1-2所示3131图 1-2 糖果包装纸送纸部分机械图图 1-3 包装纸卷纸机构包装纸送纸部分由齿轮机构驱动，拖动包装纸向前运动。

摘要包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。

近年来，随着全球经济的快速发展，各国人民的生活水平不断提高，食品、建材等工业发展越来越快，各个行业对自动包装设备的需求越来越大。

但是，我国包装行业起步较晚，与国外的包装行业存在着很大距离，包装设备结构简单，技术落后，因而造成生产效率低下，物料严重浪费，能源耗费大。

本此设计主要介绍了一种以PLC（可编程控制器）为控制核心的自动包装控制系统。

在包装过程中，通过称重传感器测量物料重量信号并利用PLC的PID功能对进料门（电动阀）开度进行控制，控制原则是设定重量与过程变量的偏差越大则电动阀开度越大，反之偏差越小电动阀开度越小。

这样一来就使得物料称重更加精确，大大地提高了物料的利用率，更重要的是提高了生产效率，也就为企业创造了更多的价值。

另外，本系统的自动化程度较高，节省了劳动力的投入，并且精度较高，可靠性良好，相信会有良好的发展前景。

关键词：PLC（可编程控制器）；PID；自动包装ABSTRACTThe packing is the essential condition that the product enters the current distribution realm, but realizes the packing principal means uses the packaging machinery. In recent years, along with global economics' fast development, various countries' people's living standard enhanced unceasingly, industrial developments such as food,building materials industry are getting quicker and quicker, each profession is getting bigger and bigger to the automatic packaging equipment's demand. But, our country start to be late in the profession of packing, and has the very great distance with the overseas packing profession, the equipment of packing to be simple, the technology is backward, thus causes the production efficiency to be low, the material wastes seriously, the energy consumes in a big way.This design mainly introduces an automatic packaging control system that take the PLC （programmable logic controller）as the core of control. During the packing process,to measure the material weight signal through the Weighing Sensor and use the PID of PLC to control the opening of gate （Electrically operated valve），The control principle is the set point and the process variable deviation is bigger, then the opening of Electrically operated valve is bigger, Otherwise the deviation smaller Electrically operated valve's opening is smaller. Thus the material weighing is more precise, on the other hand, it will raise the utility rate of material up greatly, and the most important point is that it will raise the production efficiency, also has created more values for the enterprise.Moreover, this system's automaticity is high, it save the investment of labors, and it has the high precision and the good reliability, believed that can have the good prospects for development.Key Words: PLC （Programmable Logic Controller）：PID：Automatic Packaging目录第一章绪论 (5)1.1选题背景及意义 (5)1.2 包装机械行业的现状及发展趋势 (5)1.2.1 我国包装机械行业现状 (5)1.2.2 目前我国包装机械行业发展的共性问题 (5)1.2.3 我国包装行业未来的发展趋势 (3)1.3 自动包装设备的市场分析 (3)1.4可编程控制技术的现状 (4)1.5可编程控制技术的发展趋势 (5)1.6 PLC与其它工业控制系统的比较 (7)1.6.1 PLC与继电器控制系统的比较 (7)1.6.2 PLC与单片机控制系统比较 (8)1.6.3 PLC与计算机控制系统的比较 (8)1.6.4 PLC与集散型控制系统的比较 (9)1.7 PLC在包装机械上应用的可能性和前景 (9)第二章系统方案设计 (11)2.1系统方案选择 (11)2.1.1 系统组成 (11)2.1.2 系统工作原理 (12)第三章PLC（可编程控制器）的选择 (14)3.1 PLC的选择 (14)3.1.1 S7-200系列PLC的主要特点及功能 (14)3.1.2 S7-200系列PLC的结构组成 (16)3.1.3 S7-200系列PLC的数据 (17)3.1.4 S7-200系列PLC的寻址方式 (17)3.1.5 程序中几个关键存储器的功能 (17)3.2 S7-200系列PLC CPU型号选择 (18)3.2.1 CPU 226型的技术指标 (18)3.2.2 S7-200 CPU 226型PLC的外型 (18)第四章其它元器件选择 (20)4.1 模拟量扩展单元模板的选择 (20)4.1.1 EM235模块的技术指标 (20)4.1.2 EM235模块的接线端子说明及接线方法 (20)4.1.3 EM235模块的数据字格式 (21)4.1.4 EM235模块的校准 (22)4.1.5 EM235模块的输入设置 (22)4.1.6 EM235模块的寻址 (23)4.2 称重传感器的选择 (24)4.2.1 称重传感器选型 (24)4.2.2 PS-W5悬臂梁式称重传感器的技术特点及技术指标 (24)4.2.3 PS-W5悬臂梁式称重传感器的外形及尺寸 (25)4.3 称重变送器的选择 (25)4.3.1 称重变送器选型 (25)4.3.2 PT350C型称重变送器的技术指标 (26)4.3.3 PT350C型称重变送器的外形及尺寸 (26)4.4 电动调节阀的选择 (27)4.4.1 电动调节阀选型 (27)4.4.2 西门子SKC62型电动调节阀的主要技术指标 (27)4.4.3 西门子SKC62型电动调节阀的外形 (27)4.4.4 西门子SKC62型电动调节阀的接线说明 (28)第五章本课题系统软件设计 (29)5.1 PID指令概述 (29)5.1.1 PID算法 (29)5.1.2 输入模拟量的转换及标准化 (30)5.1.3 输出模拟量转换为工程实际值 (30)5.1.4 PID指令的控制方式 (31)5.1.5 PID参数表及初始化 (31)5.2 PLC程序设计 (32)5.2.1 程序地址分配 (32)5.2.2 PLC外部接线 (32)5.2.3 自动包装系统程序流程图 (33)5.2.4 自动包装系统程序梯形图及注释 (34)5.3 本次自动包装系统的具体描述 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)附录原理图 (43)第一章绪论1.1选题背景及意义包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。

基于PLC的糖果礼盒包装控制系统设计发布时间：2022-10-09T02:41:10.110Z 来源：《科技新时代》2022年3月6期作者：代成坤孙莉[导读] 现在年轻人送礼物时，糖果总能占据一席之地，为了让自己显得有诚意，代成坤孙莉山东协和学院工学院济南 250107摘要：现在年轻人送礼物时，糖果总能占据一席之地，为了让自己显得有诚意，包装精美且好看的糖果礼盒就成了上上之选。

传统的糖果礼盒的包装方式，需要投入大量的人力，而发放这些人力的工资，无疑是一笔巨大的成本。

除此以外，机器与人相比误差率更低，效率更高，包装速度更快。

美好的事物总能抓住人们的眼球，获得人们更多的关注，所以包装精美的物品更能受到人们的喜爱，精美包装的糖果可以让人们产生更多的消费欲望，提高人们的消费水平。

本文主要进行了糖果礼盒包装机控制系统的研发，随着科学技术的进步，智能生产越来越融入生产和生活。

以糖果礼盒包装工作中的可靠性问题为指导，设计并开发了一个基于PLC的糖果盒包装程序。

系统可实现订单检测、自动生产、生产监控等功能。

自动化程度高，有效降低人工过滤效率，提高生产效率。

主要围绕实现各种糖果礼盒的自动包装的需求而展开。

通过各种糖果的识别来实现糖果梨礼盒的包装。

通过对包装过后的糖果礼盒称重来保证产品没有漏装和装重的问题。

关键词：糖果包装；PLC；控制系统；运行监控随着我国经济不断的快速发展，人们对于物质的需求量更大，物品之间的运输流动变的越来越普遍，在物品运输的过程中，需要保证物品质量与外观，这就需要将所运输的物品进行包装。

生活中遇到的所有物品也几乎都是经过包装之后才进行流通的，在以前我国的工业还不是很发达，很大一部分物品的包装都是通过人工来实现的，而人工包装生产效率较低，并且包装质量也因人而异，随着人们生活水平的提高，人均消费水平增加，人们对产品数量及外观包装要求更高，人工包装很难满足现有的生活需求，这就迫使一些包装机械生产公司，加大投资力度，研发一些包装质量好，速度快，稳定性高的全自动包装生产设备。

基于PLC糖果包装机控制系统设计的研究一、引言在当今食品行业中，糖果是一种常见的甜食，深受人们的喜爱。

然而，如何高效、精准地进行糖果的包装成为了食品企业面临的一项重要挑战。

为了满足市场需求，提高包装效率和质量，研究基于PLC的糖果包装机控制系统设计成为了一个备受关注的话题。

二、PLC在糖果包装机控制中的应用在糖果包装机的运行中，PLC（可编程逻辑控制器）起到了至关重要的作用。

PLC作为一个具有高度可编程、可靠性强、适应性好的自动化控制系统，被广泛应用于糖果包装机的控制中。

通过PLC，可以实现糖果包装机各个部件的协调运行，实现自动化生产，提高生产效率和包装质量。

三、糖果包装机控制系统的设计要求1. 精准控制：糖果包装机在工作时需要对糖果的数量、速度、包装方式等进行精准控制，以确保包装效果和包装质量。

2. 灵活性：糖果包装机需要具有一定的灵活性，能够适应不同规格、不同形状的糖果的包装需求。

3. 故障诊断：糖果包装机控制系统需要具备故障自诊断和报警功能，及时发现并处理故障，保证生产的连续性和稳定性。

四、基于PLC的糖果包装机控制系统设计1. 传感器和执行机构的选择：在糖果包装机控制系统中，传感器和执行机构的选择至关重要。

通过选用高精度的传感器和可靠的执行机构，可以实现对糖果的快速检测和包装操作，保证包装的准确性和稳定性。

2. 控制逻辑的设计：通过PLC编程，设计糖果包装机的控制逻辑，实现糖果的计数、定位、包装等功能。

控制逻辑需要考虑糖果包装机的工作特点和生产需求，以实现高效、精准地控制。

3. 人机界面的设计：糖果包装机控制系统的人机界面应设计简洁直观，方便操作人员进行监控和控制。

操作界面需要直观显示糖果的包装状态、机器运行状态和故障信息，提高生产效率和管理便利性。

五、个人观点与总结糖果包装机控制系统的设计是一个复杂而又关键的问题。

基于PLC的控制系统设计能够很好地满足糖果包装机的高效、精准要求，提高生产效率和包装质量。

毕业设计论文基于PLC的高速全自动包装机控制系统的设计摘要可编程控制器(PLC)作为控制系统的核心装置，功能强大、性能稳定可靠。

在现代工业自动化生产中得到了广泛的应用。

取得了理想的控制效果。

本论文以长春佳鸣机械制造有限公司与我们合作开发的高速全自动卷纸包装机控制系统为背景，理论与实践相结合，详细阐述了集PLC技术，变频器技术，光电感应技术，通信技术于一体的先进控制技术在该包装机控制系统中的应用。

论文主要内容如下:1.概述了可编程控制器PLC的现状及其在包装机械上应用的可能性和前景。

2.通过对卷纸包装机生产工艺流程的了解，统计其输入输出1/O点，然后进行PLC选型，硬件组态的设计。

3.详细分析了包装纸放卷过程中的受力(尤其是张力)情况，并建立了数学模型，利用自适应控制原理实现了送料过程中的张力控制。

4.在卷纸包装机中，卷纸和包装纸要求能同时到达工位1，这就产生了送料过程中的同步控制问题，在同步控制中，我们在卷纸供送系统的驱动轴上安装一个半圆形金属片，在侧面装上接近开关探头，通过判断每次光电传感器检测到色标时接近开关的输出状态，就能知道包装纸供送系统是滞后还是超前于卷纸供送系统，从而使伺服电机正、反转或不动，实现了送料过程中的同步控制。

5.卷纸的包装是一个典型的顺序控制，因此我们利用一个移位寄存器，使工艺盘的每一个V形槽对应一个二进制位，通过移位寄存器的移动，实现了包装过程的程序控制。

6.利用Siemens公司的编程软件Step7、监控组态软件WinCC及其通信功能设计了包装过程梯形图、STL语句及PLC通信网络，以完成数据的采集并控制输出设备安全、高速、高效地运行，实现了该包装过程的监视功能。

经过我们的努力，卷纸包装机控制系统的设计已经完成。

并且经过了严格的测试，在实验室的模拟运行中，取得了良好的控制效果。

使该机无论从功能上还是效率上都获得了质的提高，基本达到了九十年代末期国际先进水平，较好地实现了厂方提出的控制要求。

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