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1、 瓶装牛肉酱自动生产线PLC控制系统和测试系统的设计毕业论文文（设计计）题目：瓶瓶装牛肉肉酱自动动生产线线-PLLC控制制系统和和测试系系统的设设计Autoomattic Prodducttionn LineeOf Botttleed SSaucce BBeeff-Dessignn Off Coontrrol Systtem Andd Teest Sysstemm Byy PLLC20100 年 5 月月瓶装牛肉肉酱自动动生产线线PLLC控制制系统和和测试系系统的设设计摘 要瓶装牛肉肉酱自动动生产线线是一类类比较传传统的生生产线，随随着国民民经济的的发展和和人民生生活的改改善，这这种自动动生产
2、线线技术也也得到了了空前的的发展。近近年来，我我国的瓶瓶装牛肉肉酱需求求量日趋趋增大，随随着市场场竞争的的加剧与与消费群群体的日日益成熟熟，对瓶瓶装牛肉肉酱的要要求也越越来越高高。但是是我国的的瓶装牛牛肉酱生生产工业业目前还还存在许许多不尽尽如人意意的地方方。由于于瓶装牛牛肉酱自自动生产产线的控控制复杂杂，目前前我国大大多数瓶瓶装牛肉肉酱生产产企业技技术装备备落后，自自动化程程度低，产产品质量量不稳定定。如何何提高瓶瓶装牛肉肉酱生产产的综合合自动化化水平，增增强我国国瓶装牛牛肉酱产产业的综综合实力力和国际际竞争力力是一个个刻不容容缓的研研究课题题。为此此，本文文通过对对瓶装牛牛肉酱自自动生产产
3、线的控控制及关关键问题题的分析析，从硬硬件、软软件两个个方面对对瓶装牛牛肉酱生生产过程程中的自自动控制制系统进进行设计计。整个个系统分分为两个个部分。第第一部分分为可编编程控制制器(PPLC)控制系系统的设设计，控控制瓶装装牛肉酱酱自动生生产线的的相关动动作，主主要完成成对现场场数字、模模拟信号号进行采采集和处处理以及及对执行行元件进进行实时时控制的的功能。第第二部分分为测试试系统的的设计，通通过PLLC系统统的内部部信号对对系统进进行测试试，并将将结果显显示到文文本屏上上，方便便用户处处理各种种情况。关键词：装箱机机；瓶装装牛肉酱酱； PPLC AbsttracctAutoomattic p
4、rodducttionn linee off boottlled saucce bbeeff iss onne oof ttradditiionaal pprodducttionn linee.Wiith thee deevellopmmentt off ciivill ecconoomy andd thhe iimprroveemennt oof ddemooticc liivinng ccondditiion，Bottled sauce beefindustry has also been rapidly improved. But still，because of the complex
5、 technology of thebottled sauce beef production，there are many drawbacks，Such as behindhand technical equipments，rare application of automation，instable product quality. How to improve the integrated automation level in automatic production line of bottled sauce beef becomes a urgent research projec
6、t. Thus，this paper designs the automatic production line of bottled sauce beefin hardware and software through analyzing the technologyand the analysis of key issues.Two aspects of the bottled sauce beef processin the control system design.Adopting a classification system asa whole structure.The fir
7、st class for the programmable logic controller(PLC),complete control of the main software interface and control process datamonitoring,management and recording functions.PLC main sub-stations betweenthe stations and through network connection,PLC and IPC networkconnection. The two class for Test Sys
8、tem (PLC),system is tested by internalsignal of PLC, and result is printed by the signal screen for convenient. Keywwordds: pacckinng mmachhinee ;botttledd saucce bbeeff ; PLCC第1章 绪论11.1 装箱机机的定义义11.2 装箱机机的工作作过程111.3 自动装装箱机的的工作原原理11.4 装箱机机的选择择21.5 我国装装箱机市市场状况况21.6 装箱机机的技术术发展趋趋势31.7 国外先先进装箱箱机31.8 国内设设
9、备的技技术创新新41.9 毕业设设计题目目及基本本参数55第2章 总体方方案设计计72.1 控制与与检测设设计所需需要的的的结构参参数72.2 整体控控制与检检测方案案设计及及PLCC的选用用72.2.1整体体控制与与检测方方案设计计72.2.2 PPLC控控制与检检测系统统的选用用82.3 纸箱上上料机构构的控制制与检测测设计882.4 牛肉酱酱瓶上料料机构的的控制与与检测设设计92.5 装箱机机构的控控制与检检测设计计10第3章 硬件电电路设计计123.1 硬件电电路设计计所需元元器件1123.1.1硬件件电路设设计所需需元器件件简介1123.1.2硬件件电路设设计所需需元器件件分析与与统
10、计1143.2 强电的的电路设设计1553.2.1纸箱箱上料机机构的电电路设计计153.2.2牛肉肉酱瓶上上料机构构的电路路设计1153.2.3装箱箱机构的的电路设设计1663.3 PLCC相关硬硬件的电电路设计计173.3.1纸箱箱上料机机构的PPLC电电路设计计173.3.2牛肉肉酱瓶上上料机构构的PLLC电路路设计1173.3.3 PPLC输输出端的的电路设设计1883.3.4 PLLC其他他端口的的电路设设计199第4章 软件程程序设计计204.1 程序初初始准备备工作2204.1.1 上上电清零零程序设设计2004.1.2 复复位指示示灯程序序设计2204.1.3 缺缺料报警警程序设
11、设计2114.1.4 牛牛肉酱瓶瓶上料满满足装箱箱要求程程序设计计214.1.5 启启动、急急停程序序设计2224.2 手动程程序设计计224.2.1 手手动控制制各个电电机动作作的程序序设计2224.2.2 整整机复位位的程序序设计2234.2.3 手手动部分分结尾的的程序设设计2444.3 自动程程序设计计244.3.1 纸纸箱上料料的自动动程序设设计2444.3.2 牛牛肉酱上上料的自自动程序序设计2254.3.3 推推杆动作作的自动动程序设设计2554.3.4 装装箱动作作的自动动程序设设计2664.4 报警程程序设计计27第5章 结论228参考文献献29致谢300附录一 PPLC输输
12、入、输输出批注注表311附录二 PPLC程程序设计计指令表表33VI第1章 绪 论1.1 装箱机的的定义装箱机是是一种将将无包装装的产品品或者小小包装的的产品半半自动或或者自动动装入运运输包装装的一种种设备，其其工作原原理是将将产品按按一定排排列方式式和定量量装入箱箱中（瓦瓦楞纸箱箱、塑料料箱、托托盘），并并把箱的的开口部部分闭合合或封牢牢。按照照装箱机机的要求求，它应应具有纸纸箱成形形(或打打开纸箱箱)、计计量、装装箱的功功能，有有些还配配有封口口或者捆捆扎功能能。包装装机械是是集机、电电、光、声声、磁、化化、生、美美为一体体的高技技术、高高智能、高高竞争的的产品。发发展速度度快、更更新速度
13、度快是它它的一大大特点。世世界上一一切高技技术成果果，都会会在包装装机械产产品中得得到应用用。自动装箱箱机用于于完成运运输包装装，它将将包装成成品按一一定排列列方式和和定量装装入箱中中，并把把箱的开开口部 分闭合合或封固固。装盒盒机是用用于产品品销售包包装的机机械，它它将经过过计量的的一份定定量物料料装入盒盒中，并并把盒的的开口部部分闭合合或封固固。装箱箱机和装装盒机均均有容器器成形(或打开开 容器器)、计计量、装装入、封封口等功功能。1.2 装箱机的的工作过程程在自动包包装流水水线中，装装箱机是是整线系系统运行行的核心心，虽不不是产品品直接生生产机械械，但它它却是实实现生产产自动化化所必需需
14、的。装装箱机用用于完成成运输包包装，它它将包装装成品按按一定排排列方式式和定量量装入箱箱中，并并把箱的的开口部部分闭合合或封固固。1.3 自动装箱箱机的工工作原理理自动装箱箱机能自自动将包包装物整整形排列列，装入入打开的的纸箱中中，并完完成不干干胶封口口等动作作的装箱箱设备，所所有动作作都是全全自动完完成的。大大多数自自动装箱箱机采用用新型为为组合结结构，包包括成箱箱装置、整整列装置置、充填填装置和和封箱装装置等功功能单元元，分别别完成相相应的功功能动作作，各装装置都安安装在同同一主机机架上。成成箱装置置的箱坯坯架在上上方，充充填装置置在成箱箱装置正正下方，整整列装置置在充填填装置的的前方，封
15、封箱装置置在充填填装置的的后方。采采用PLLC和示屏控控制。设设有缺瓶瓶报警停停机，无无瓶不装装箱安全全装置。大大大方便便操作、管管理、减减少生产产人员和和劳动强强度，是是自动化化规模生生产必不不可少的的设备。1.4 装箱机的的选择装箱机的的选择一一般可从从以下方方面考虑虑： （1）机械结结构：产产品的收收集、整整理、集集束排列列是装箱箱机的关关键，所所以用户户在选购购前应该该注意装装箱机的的机械结结构部分分是否能能满足用用户的生生产需要要。另外外，根据据产品的的不同装装箱方式式，一般般有抓、夹夹、吸、推推四种可可选择的的装箱方方式，用用户选购购前应该该根据需需要选择择最佳的的装箱方方式。 （
16、2）自动控控制：控控制系统统是所有有功能正正常运行行的保证证，也是是对故障障和出现现意外时时的自动动保护，所所以用户户在选择择时要详详细了解解控制系系统是如如何设置置的。 （3）生产速速度：能能否达到到生产要要求。 （4）内部配配置：好好的配置置才能保保证有好好的产品品，所以以用户在在选购装装箱机时时要注意意其内部部的配置置是否选选用了品品质较好好的配件件。1.5 我国装箱箱机市场场状况资料显示示，包括括装箱机机在年内内全球的的包装机机械需求求以每年年5.33%的速速度增长长。全球球市场上上的包装装机械（包包括装箱箱机）大大约有三三分之一一来自德德国，销销量名列列全球第第一，其其次是美美国、日
17、日本和意意大利。我我国一些些跨国公公司和外外资企业业使用的的装箱机机大部分分都是从从国外进进口。有有关信息息显示，到到20110年国国内食品品和包装装机械市市场总需需求量将将达到111000亿元，其其中装箱箱机的市市场需求求量潜力力巨大，仅仅中粮集集团的330多条条生产线线，潜在在销售额额就达到到20000万元元左右。另另外，装装箱机在在金属铁铁罐生产产领域内内的应用用也具有有非常大大的市场场。据调调查，全全国的制制罐企业业有一千千多家，如如果每个个企业配配置1至至3台装装箱机，那那么市场场容量为为10000330000台，销销售额可可达618亿亿元人民民币。由由此可见见国内装装箱机市市场前景
18、景非常乐乐观。我国的装装箱机制制造业起起步较晚晚，目前前国内专专业装箱箱机的生生产企业业只有十十几家。国国产装箱箱机与世世界先进进水平还还有较大大的差距距，还不不适应国国内市场场需求和和国际市市场的竞竞争环境境。国产产设备在在自动控控制、自自动化程程度和加加工精度度等方面面还比较较落后。性性能不稳稳定、结结构复杂杂、耗能能、维修修麻烦、效效率低是是国产装装箱机需需要解决决的主要要问题。针对上述述情况，我我国有的的啤酒企企业的工工程技术术人员，针针对啤酒酒装箱机机性能单单一的弊弊端，设设计出了了新型直直线连续续式啤酒酒装箱机机，可以以适应各各种产量量的包装装生产线线，动力力配置只只有0.12kk
19、w。简简洁的抓抓瓶头结结构，简简化的装装卸方式式，较低低的压缩缩空气噪噪音和设设备重量量，以及及方便的的操作与与维修，显显著降低低了能耗耗并提高高工作效效率。1.6 装箱机的的技术发发展趋势势当前，我我国包装装机械行行业正受受到国际际金融危危机的影影响和国国际市场场竞争的的挑战，以以价格竞竞争的销销售策略略已经不不能显现现企业的的优势。抓抓住机遇遇，调整整产品结结构，以以高科技技产品提提升企业业竞争力力是未来来我国包包装机械械行业应应对危机机和挑战战的唯一一出路。面面对我国国装箱机机的市场场需求，包包装机械械企业应应重点开开发一批批具有国国际先进进水平的的全自动动、多功功能、节节能、环环保的现
20、现代化装装箱机，提提高国产产装箱机机的市场场竞争力力。专家家指出，在在开发装装箱机产产品中一一定要充充分体现现出高效效、高精精、智能能化、标标准化、模模块化、弹弹性化且且具有多多种切换换功能、可可拆卸以以及节能能、环保保的设计计理念。在在引进、消消化、吸吸收的基基础上，开开发出具具有自主主知识产产权的国国产品牌牌。1、模块块化设计计是未来来包装机机械设计计的方向向。模块块化设计计就是在在一定范范围内，在在对不同同功能或或相同功功能下的的不同性性能、不不同规格格的产品品进行功功能分析析的基础础上，划划分并设设计出一一系列功功能模块块，通过过模块的的选择和和组合可可以构成成不同的的产品，换换用一个
21、个或几个个单元，即即可应对对包装产产品的变变化，满满足不同同产品装装箱的需需求。另另外在设设计中还还要体现现零件的的可拆卸卸性。良好的可可拆卸性性可以使使装箱机机便于维维护，所所用易损损件要便便于回收收和可再再生利用用，从而而达到方方便用户户、节省省成本和和保护环环境的目目的。 2、均衡衡寿命设设计是近近年来提提出的科科学、环环保设计计理念。它它要求在在设计中中尽量使使每个零零部件具具有相同同或相似似的使用用寿命。就就装箱机机而言，某某种重要要组成模模块应具具有较长长的寿命命，而易易于损坏坏的模块块要易于于更换，对对于一些些关键部部件和涉涉及到安安全性的的模块在在设计时时应考虑虑设计成成可维修
22、修、便于于检测的的结构。3、人机机工程设设计在现现代化的的装箱机机设计中中也具有有重要的的意义。人人机工程程设计的的目的是是为减少少装箱机机使用中中人的差差错，发发挥人和和机械各各自的特特点以提提高装箱箱机整体体的可靠靠性。利利用人机机工程学学原理设设计装箱箱机的人人机系统统，包括括要适于于人的使使用习惯惯，便于于识别操操作，保保证安全全问题和和不易出出错的防防误操作作设计等等。这些些都要通通过机电电一体化化控制，利利用计算算机实现现自动操操作、自自动数据据收集、自自动检验验以及自自动诊断断来实现现。1.7 国外先进进装箱机机近年来，国国外一些些厂商通通过对技技术的不不断改进进，使装装箱机性性
23、能更好好地适应应了自动动化、多多功能及及高效率率的要求求。SWWF公司司推出的的DP3320装装箱机，具具有高速速、适应应性广、用用户界面面友好等等特点。该该设备的的装箱速速度达到到每分钟钟25箱箱，可以以连续包包装不同同规格的的玻璃、塑塑料或金金属容器器，适用用的包装装方式与与容器尺尺寸范围围很广。 DP3320具具有一系系列的独独特性能能，包括括垂直纸纸箱输送送、PLLC控制制、安全全保护自自锁、拥拥堵自动动截至传传感器等等。还配配有规格格更换辅辅助装置置、NEEMA 12电电控系统统，下游游还设有有一个光光电控制制器以实实现自动动启动或或停机。该该机器采采用纸箱箱带式输输送，配配备低压压
24、气动装装置和塑塑料带以以实现平平稳输送送。Doougllas设设备公司司最新推推出的AAxioom系列列新型装装箱机通通过采用用伺服系系统间歇歇运动控控制纸箱箱包装过过程，使使生产速速度提高高50%，而运运动范围围则缩小小30%。Axxiomm系列采采用第三三代伺服服设计，通通过动态态增强位位置重复复精度以以及简化化失误检检测与恢恢复，使使生产效效率大幅幅提升。该该设备的的不锈钢钢网板以以及零部部件数减减少了550%，可可有效减减少设备备维护和和配件更更换等所所需时间间。ABBC公司司推出的的新型装装箱机在在装箱同同时，可可以在高高速生产产线上直直接完成成纸箱表表面印刷刷。通过过这台设设备，客
25、客户可以以在生产产线上直直接完成成企业商商标、产产品批号号、产品品说明等等信息的的印制。这种新型型设备具具有良好好的适应应性，当当装箱完完成时，相相关的图图案、文文字就同同时出现现在纸箱箱的各个个部分，如如顶部、侧侧面、角角部或端端部。包包装制造造商不再再需要购购买多色色印刷头头、纸箱箱旋转与与定位设设备，这这些设备备不但价价格昂贵贵而且会会影响生生产线速速度。该该机可实实现纸箱箱双侧打打码以及及在包装装与封箱箱两端加加注运输输标志，即即采用一一个印刷刷头能够够完成纸纸箱的双双侧印刷刷，或采采用两个个印刷头头完成四四面印刷刷。如果果纸箱干干净、平平整，可可以获得得最佳的的印刷清清晰度。印印刷控
26、制制系统可可以安装装于纸箱箱控制板板旁边，易易于纸箱箱规格更更换或印印刷数据据切换。它它每分钟钟可以完完成355箱的包包装。1.8 国内设备备的技术术创新近年来，国国产装箱箱机在产产品结构构升级和和技术创创新方面面也取得得了较大大的进展展。江西西德赛特特包装机机械设备备有限公公司研制制成功的的多功能能全自动动装箱机机在多项项性能指指标上都都达到了了国际先先进水平平。这项项多功能能全自动动装箱机机适用各各种规格格圆形瓶瓶、扁形形瓶、方方形瓶。其其特点是是可以根根据装箱箱要求，能能将产品品自动分分道理排排。在控控制上，它它采用伺伺服系统统，因而而定位准准确、动动作稳定定，可以以自动完完成瓶子子提升
27、、移移动、降降落的装装箱动作作，抓瓶瓶器还可可以将瓶瓶子自动动装进带带隔板的的纸箱内内。该机机结构设设计的合合理性体体现在：运动由由伺服驱驱动器和和变频器器控制的的电机驱驱动，起起步和终终止均缓缓慢平稳稳；装箱箱速度采采用变频频器进行行无级调调速，生生产效率率极高，生生产速高高达10000009000000瓶/小小时；更更换不同同瓶型时时，只需需要更换换夹瓶机机构即可可。该装装箱机采采用现代代显示技技术触摸屏屏，设备备常见故故障可自自行分析析、诊断断，并排排除。产产品除了了设置保保护罩，还还配备光光电安全全保护装装置，当当装箱过过程中出出现缺瓶瓶、缺箱箱、堵箱箱、错位位等现象象时，能能立即自自
28、动停机机，保护护机器。该公公司正在在开发一一种适用用于异形形铁罐及及PETT瓶等高高度不同同的非标标容器的的装箱机机，现在在已经突突破了倒倒罐、卡卡罐、吸吸罐导向向、精确确定位等等一系列列技术和和制造难难题，即即将完成成试制，投投入批量量生产。 大连连佳林设设备制造造有限公公司近日日研制成成功的润润滑油全全自动装装箱机通通过抓住住塑料瓶瓶的瓶颈颈每次可可以将112330瓶产产品进行行装箱，每每小时装装瓶数量量达到770000瓶，这这在国内内处于领领先水平平。该装装箱机通通过真空空泵控制制抓头上上的真空空或是通通过电磁磁的吸、放放来实现现抓放产产品。它它通过机机械运转转，气动动和机电电控制把把产
29、品准准确可靠靠地从输输瓶台上上装入纸纸箱。 该设备运运行平稳稳，动作作协调，通通过变频频电机独独立驱动动不同的的机械机机构使产产品提升升、平移移、降落落，并与与气动、电电、光控控制相结结合实现现自动化化操作。它它采用无无压力输输送，输输箱通道道采用三三段（进进箱段，装装箱段，出出箱段）无无压力控控制设计计，由变变频驱动动的减速速电机来来实现快快速进箱箱、装箱箱及出箱箱。此外外，它采采用两组组箱体底底部定位位，不但但定位效效果好，还还减少了了因纸箱箱外型尺尺寸差异异所造成成的故障障停机。为为了满足足食品包包装的要要求，该该设备还还使用了了无油润润滑的气气动元件件，大部部份运动动部件之之间均采采用
30、了终终生不需需要注油油润滑的的人性化化设计，避避免了油油的污染染，也减减少了用用户的维维护成本本。1.9 毕业设计计题目及及基本参参数本设计的的题目为为瓶装牛牛肉酱的的封口机机构包装装机构及及封箱的的控制设设计。本本设计主要要完成纸纸盒、牛牛肉酱瓶瓶的上料料及装箱箱装置设设计。优点：（1）直直观性好好，顾客客易于辨辨认商品品的品质质；（2）保保护商品品，防止止损坏和和污染；（3）密密封性好好，防潮潮、防变变质。基本参数数为：1. 瓶瓶装牛肉肉酱容量量为2330g，计计量误差差控制在在2g；2. 瓶瓶装牛肉肉酱尺寸寸：底部部直径1120mmm，开开口直径径90mmm，瓶瓶高2000mmm；3.
31、要要求工作作稳定，使使用寿命命10年年；4. 生生产能力力：50瓶miin；5. 瓶瓶装牛肉肉酱为336瓶一一箱包装装。6.瓶子子灌装之之和的质质量为：5166g本设计的的设计任任务为：总体体方案设设计、传传动系统统控制设计计；纸箱箱上料机机构的控控制设计计，完成成相应PPLC程程序；牛肉肉酱瓶上上料机构构的控制制设计，完完成相应应PLCC程序；装箱箱装置机构构的控制制设计，完完成相应应PLCC程序；部分分电路图设设计；设计计说明书书一份，字字数为11.5万万；电气气图纸合合计为55张，利利用计算算机。40第2章 总体方案案设计第3章 硬件电路路设计3.1 硬件电路路设计所所需元器器件搭建本设
32、设计的控控制与检检测系统统所需要要的元器器件有PPLC（可可编程控控制器）、电电机、接接近传感感器、称称重传感感器、变变频器、导导线等。3.1.1硬件件电路设设计所需需元器件件简介1、PLLC（可可编程控控制器）：PLCC = Proograammaablee loogicc Coontrrolller，可可编程逻逻辑控制制器，一一种数字字运算操操作的电电子系统统，专为为在工业业环境应应用而设设计的。它它采用一一类可编编程的存存储器，用用于其内内部存储储程序，执执行逻辑辑运算，顺顺序控制制，定时时，计数数与算术术操作等等面向用用户的指指令，并并通过数数字或模模拟式输输入/输输出控制制各种类类型
33、的机机械或生生产过程程。PLC实实质是一一种专用用于工业业控制的的计算机机，其硬硬件结构构基本上上与微型型计算机机相同，如如图所示示： a. 中央央处理单单元(CCPU) 中央央处理单单元(CCPU)是PLLC的控控制中枢枢。它按按照PLLC系统统程序赋赋予的功功能接收收并存储储从编程程器键入入的用户户程序和和数据；检查电电源、存存储器、II/O以以及警戒戒定时器器的状态态，并能能诊断用用户程序序中的语语法错误误。当PPLC投投入运行行时，首首先它以以扫描的的方式接接收现场场各输入入装置的的状态和和数据，并并分别存存入I/O映象象区，然然后从用用户程序序存储器器中逐条条读取用用户程序序，经过过
34、命令解解释后按按指令的的规定执执行逻辑辑或算数数运算的的结果送送入I/O映象象区或数数据寄存存器内。等等所有的的用户程程序执行行完毕之之后，最最后将II/O映映象区的的各输出出状态或或输出寄寄存器内内的数据据传送到到相应的的输出装装置，如如此循环环运行，直直到停止止运行。 为了了进一步步提高PPLC的的可靠性性，近年年来对大大型PLLC还采采用双CCPU构构成冗余余系统，或或采用三三CPUU的表决决式系统统。这样样，即使使某个CCPU出出现故障障，整个个系统仍仍能正常常运行。 b. 存储储器 存放放系统软软件的存存储器称称为系统统程序存存储器。 存放放应用软软件的存存储器称称为用户户程序存存储
35、器。 c. 电电源 PLC的的电源在在整个系系统中起起着十分分重要的的作用。如如果没有有一个良良好的、可可靠的电电源系统统是无法法正常工工作的，因因此PLLC的制制造商对对电源的的设计和和制造也也十分重重视。一一般交流流电压波波动在+10%(+115%)范围内内，可以以不采取取其它措措施而将将PLCC直接连连接到交交流电网网上去。2、步进进电机：将电脉冲冲信号转转变为角角位移或或线位移移的开环环控制元元件。在在非超载载的情况况下，电电机的转转速、停停止的位位置只取取决于脉脉冲信号号的频率率和脉冲冲数，而而不受负负载变化化的影响响，当步步进驱动动器接收收到一个个脉冲信信号，它它就驱动动步进电电机
36、按设设定的方方向转动动一个固固定的角角度，称称为“步步距角”，它它的旋转转是以固固定的角角度一步步一步运运行的。可可以通过过控制脉脉冲个数数来控制制角位移移量，从从而达到到准确定定位的目目的；同同时可以以通过控控制脉冲冲频率来来控制电电机转动动的速度度和加速速度，从从而达到到调速的的目的。由由于脉冲冲信号数数与步距距角的线线性关系系，加上上步进电电机只有有周期性性的误差差而无累累积误差差等特点点，使得得在速度度、位置置等控制制领域用用步进电电机来控控制变的的非常的的简单。 步进进电机是是一种感感应电机机，它的的工作原原理是利利用电子子电路，将将直流电电变成分分时供电电的，多多相时序序控制电电流
37、，用用这种电电流为步步进电机机供电，步步进电机机才能正正常工作作，驱动动器就是是为步进进电机分分时供电电的，多多相时序序控制器器 虽然然步进电电机已被被广泛地地应用，但但步进电电机并不不能象普普通的直直流电机机，交流流电机在在常规下下使用。它它必须由由双环形形脉冲信信号、功功率驱动动电路等等组成控控制系统统方可使使用。因因此用好好步进电电机却非非易事，它它涉及到到机械、电电机、电电子及计计算机等等许多专专业知识识。 步进进电机作作为执行行元件，是是机电一一体化的的关键产产品之一一, 广广泛应用用在各种种自动化化控制系系统中。随随着微电电子和计计算机技技术的发发展，步步进电机机的需求求量与日日俱
38、增，在在各个国国民经济济领域都都有应用用。3、变频频器：利用电电力半导导体器件件的通断断作用将将工频电电源变换换为另一一频率的的电能控控制装置置。它主主要由两两部分电电路构成成，一是是主电路路（整流流模块、电电解电容容和逆变变模块），二二是控制制电路（开开关电源源板、控控制电路路板）。CCPU就就安装在在控制电电路板上上，变频频器的操操作软件件烧录在在CPUU上，同同一型号号的变频频器软件件是固定定的，唯唯一例外外的就是是三晶变变频器，软软件可根根据使用用需求更更改。4、接近近传感器器：代替替限位开开关等接接触式检检测方式式，以无无需接触触检测对对象进行行检测为为目的的的传感器器的总称称。能检
39、检测对象象的移动动信息和和存在信信息转换换为电气气信号。在在换为电电气信号号的检测测方式中中，包括括利用电电磁感应应引起的的检测对对象的金金属体中中产生的的涡电流流的方式式、捕测测体的接接近引起起的电气气信号的的容量变变化的方方式、利利石和引引导开关关的方式式。 在在JISS规格中中，根据据IECC609947-5-22的非接接触式位位置检测测用开关关，制定定了JIIS规格格（JIIS CC 82201-5-22低压开开关装置置及控制制装置、第第5控制制电路机机器及开开关元件件、第22节接近近开关）。在在JISS的定义义中，在在传感器器中也能能以非接接触方式式检测到到物体的的接近和和附近检检测
40、对象象有无的的产品总总称为“接接近开关关”，由由感应型型、静电电容量型型、超声声波型、光光电型、磁磁力型等等构成。在在本技术术指南中中，将检检测金属属存在的的感应型型接近传传感器、检检测金属属及非金金属物体体存在的的静电容容量型接接近传感感器、利利用磁力力产生的的直流磁磁场的开开关定义义为“接接近传感感器”。5、称重重传感器器：按转转换方法法分为光光电式、液液压式、电电磁力式式、电容容式、磁磁极变形形式、振振动式、陀陀螺仪式式、电阴阴应变式式等8类类，以电电阻应变变式使用用最广。电电阻应变变式传感感器 利利用电阻阻应变片片变形时时其电阻阻也随之之改变的的原理工工作（图图11）。主主要由弹弹性元
41、件件、电阻阻应变片片、测量量电路和和传输电电缆4部部分组成成。电阻阻应变片片贴在弹弹性元件件上，弹弹性元件件受力变变形时，其其上的应应变片随随之变形形，并导导致电阻阻改变。测测量电路路测出应应变片电电阻的变变化并变变换为与与外力大大小成比比例的电电信号输输出。电电信号经经处理后后以数字字形式显显示出被被测物的的质量。3.1.2硬件件电路设设计所需需元器件件分析与与统计1、纸箱箱上料机机构的控控制与检检测设计计所需元元器件：a. 电电机 用来来带动减减速装置置驱动凸凸轮运动动，带动动吸嘴取取放纸箱箱。b. 接接近传感感器 纸纸箱到位位接近传传感器，用用来检测测纸箱是是否到位位。c. 变变频器 用
42、PLLC的信信号来控控制步进进电机的的转动。2、牛肉肉酱瓶上上料机构构的控制制与检测测设计所所需元器器件：a. 步步进电机机 用来带带动传送送带装置置，传送送带带动动牛肉酱酱瓶到达达需要的的位置。b. 接接近传感感器 牛牛肉酱瓶瓶到位接接近传感感器，用用来检测测纸箱是是否到位位，并且且将牛肉肉酱瓶的的数量记记录下来来。d. 称称重传感感器 称称取366个牛肉肉酱瓶的的重量，如如果少瓶瓶则报警警。c. 变变频器 用PLLC的信信号来控控制步进进电机的的转动。3、装箱箱机构的的控制与与检测设设计所需需元器件件：a. 步步进电机机 用来来带动减减速装置置驱动曲曲柄摇杆杆运动。b. 接接近传感感器 纸
43、纸箱到位位接近传传感器，用用来检测测纸箱是是否到位位，并且且将牛肉肉酱瓶的的数量记记录下来来。c. 变变频器 用PLLC的信信号来控控制步进进电机的的转动。表3-11硬件电电路设计计所需元元器件统统计相关机构构/所需需元件PLC电机接近传感感器称重传感感器变频器纸箱上料料机构牛肉酱瓶瓶上料机机构装箱机构构3.2 强电的电电路设计计3.2.1纸箱箱上料机机构的电电路设计计纸箱上料料的运动动主要由由凸轮控控制，这这样需要要用一个个步进电电机M11带动减减速装置置再联接接到凸轮轮上。步步进电机机M1要要通过变变频器然然后接到到工业用用的电源源上，如如图纸箱箱上料机机构的电电路设计计所示。图3-11纸
44、箱上上料机构构的电路路设计3.2.2牛肉肉酱瓶上上料机构构的电路路设计牛肉酱瓶瓶上料机机构传送送带部分分：步进进电机MM2开始始工作，从从而带动动带轮转转动，将将牛肉酱酱瓶送到到指定位位置。传传感器统统计达到到箱内的的数量要要求以后后，步进进电机MM2接收收到传感感器发出出的信号号，让步步进电机机M2停停止送料料，等到到装箱完完成的传传感器发发出信号号后，步步进电机机又开始始工作，如如此循环环。步进进电机MM2要通通过变频频器然后后接到工工业用的的电源上上，如图图3-22牛肉酱酱瓶上料料机构的的电路设设计所示示。牛肉酱瓶瓶上料机机构推杆杆部分：当传送送带处的的传感器器发出完完成366瓶的信信号
45、时，齿齿条由齿齿轮带动动开始运运动，带带动推杆杆将366瓶牛肉肉酱推入入箱中。齿齿轮的转转动由步步进电机机M3带动动，步进进电机MM3要通通过变频频器然后后接到工工业用的的电源上上，如图图3-22牛肉酱酱瓶上料料机构的的电路设设计所示示。图3-22牛肉酱酱瓶上料料机构的的电路设设计（左左边为传传送带控控制，右右边为推推杆控制制）3.2.3装箱箱机构的的电路设设计纸箱的传传送装置置曲柄摇摇杆机构构带动，能能实现上上下左右右运动，即即作平行行四边形形运动。当当纸箱被被吸下来来时，该该传送装装置向上上运动，辅辅助将箱箱撑起来来。然后后传送装装置向前前运动，完完成装箱箱和盖箱箱盖后，传传送装置置向下运
46、运动，然然后往回回运动，进进行下一一次动作作。曲柄柄摇杆机机构的运运动由步步进电机机M4驱驱动，步步进电机机M4要要通过变变频器然然后接到到工业用用的电源源上，如如图3-3装箱箱机构的的电路设设计所示示。图3-33装箱机机构的电电路设计计3.3 PLCC相关硬硬件的电电路设计计3.3.1纸箱箱上料机机构的PPLC电电路设计计纸箱上料料的运动动主要由由凸轮控控制，需需要用一一个电机机带动减减速装置置再联接接到凸轮轮上。而而这个电电机的控控制就要要用PLLC来实实现了，PPLC可可以控制制电机的的启动、停停止，方方便对整整个系统统的协调调。X113连接接凸轮电电机按钮钮，X44连接凸凸轮复位位开关
47、，XX1连接接吸嘴接接近开关关。如图图纸箱上上料机构构的PLLC电路路设计所所示。图3-44纸箱上上料机构构的PLLC电路路设计3.3.2牛肉肉酱瓶上上料机构构的PLLC电路路设计牛肉酱瓶瓶上料机机构传送送带上设设计有44个传感感器，用用来检测测牛肉酱酱瓶是否否达到装装箱的要要求，分分别连接接X5,X6,X7,X100，四个个端口。如如图3-5所示示。图3-55计数器器PLCC接线图图推杆部分分需要设设计有推推杆伸出出、缩回回按钮，分分别与XX15、XX16端端口连接接；推杆杆上、下下限位开开关分别别与X22、X33端口连连接。这这样可以以将推杆杆伸出、缩缩回和推推杆上、下下限位状状态信号号传送给给PLCC，让PPLC再再进