摘 要

目前，在食品包装领域，冲压式包装机有着广泛的运用。但目前在全国各地的工厂中，常见的冲压式袋式包装机往往还是利用纯机械结构实现给袋，填料，压缩等。存在自动化程度不高，精度不高等缺陷。本设计在原有的冲压式袋式包装机的结构基础上，使用PLC控制，以交流伺服电机作为大转盘的驱动装置，同时采用机电控制技术取代传统的不完全齿轮和四连杆机构，实现食用菌冲压式袋式包装机数字化控制，从而大大提高食用菌培养基生产的自动化水平，提高生产的准确度以及生产的效率。此设计改进了已有的传动系统以及结构，以适应自动化控制，包装全过程仅需极少的人力，有效的为公司提高生产效率，节约人工费用及管理费用，大幅降低成本。同时兼具PLC可靠性高，易修改参数，维护方便等特点。

系统使用西门子200系列的PLC控制，使伺服电机，普通电机以及气压阀三个主要运动部件协调运作，从而实现食用菌的自动包装，同时加入了诸多功能以实现多种控制方式，并具有一定的防止及解除机械故障带来的部件损坏的功能。

关键词：可编程控制器；冲压式包装机；伺服电机；

The design of digital control system of the press type bag packaging machine

ABSTRACT

At present, in the field of food packaging, stamping packaging machine has a wide range of use. But at present in all parts of the country, the common press type bag packing machine is often used to achieve the pure mechanical structure to the bag, packing, compression, etc.. The degree of automation is not high, and the accuracy is not high. This design in the original type punching bag packing machine, on the basis of the structure, the use of PLC control, using AC servo motor as a big wheel driving device. At the same time, the use of mechanical and electrical control technology to replace the traditional incomplete gear and a four bar linkage mechanism, realize edible mushroom punching bag packaging machine, digital control, thus greatly improve the automation level of production base of edible fungus culture, improve the production accuracy and production efficiency. This design improved existing transmission system and structure, to adapt to the automation control, packaging, the entire process requires little human and effective for companies to improve the efficiency of production, save labor costs and management costs, significantly reduce costs. At the same time both PLC high reliability, easy to modify the parameters, easy to maintain and so on.

System uses Siemens 200 series PLC control, servo motor, general motors and pneumatic valve three main moving parts coordinated operation, so as to realize the automatic packaging of edible fungi, also joined the many functions to achieve a variety of control mode, and has certain prevention and solution components in addition to the mechanical failure caused by damage to the function.

Key words：PLC；Press Type Packing Machine；Servo Motor

目 录

1 绪论 1

1.1国内外包装机的发展状况 1

1.2 本课题的研究意义及主要内容 1

1.2.1 研究意义 1

1.2.2 主要内容 2

2 系统机械结构及控制原理 4

2.1包装机的机械结构和工作流程 4

2.2控制系统功能介绍 5

2.2.1功能概述 5

2.2.2预备模式 6

2.2.3自动模式 6

2.2.4手动模式 7

2.2.5清洗模式 7

2.2.6修复模式及其子模式 7

2.2.7复位 8

2.3系统的控制原理及电路图 8

2.3.1 PLC选型 8

2.3.2强电部分电路图 8

2.3.3弱电部分电路图 10

2.4操作按钮及指示灯 12

3 程序设计 14

3.1 PLC程序流程图 14

3.2 PLC的接口 15

3.3 PLC输入输出及辅助继电器 16

3.3.1输入及输出符号表 16

3.3.2辅助继电器表 17

3.4 PLC程序内容及说明 19

3.4.1模式选择部分 19

3.4.2修复模式选择部分 20

3.4.3 修复模式电机测试部分 21

3.4.4 修复模式冲压机测试部分 22

3.4.5 修复模式转盘测试部分 24

3.4.6 预备模式部分 24

3.4.7 生产周期 25

3.4.8 自动模式部分 27

3.4.9 手动模式部分 28

3.4.10 清洗模式部分 29

3.4.11 复位功能 29

3.4.12 伺服电机的控制 31

3.4.13 其它 33

结论 34

致谢 35

参考文献 36

1. 绪论

1.1 国内外包装机的发展状况

包装是一古老而现代的话题，也是人们自始至终在研究和探索的课题。从远古的原始社会、农耕时代，到科学技术十分发达的现代社会，包装随着人类的进化、商品的出现、生产的发展和科学技术的进步而逐渐发展，并不断地发生一次次重大突破。

进入20世纪，科技的发展日新月异，新材料、新技术不断出现，聚乙烯、纸、玻璃、铝箔、各种塑料、复合材料等包装材料被广泛应用，无菌包装、防震包装、防盗包装、保险包装、组合包装、复合包装等技术日益成熟，从多方面强化了包装的功能。^[1]

当前，全球包装机需求量每年以12%的速度增长，2009年达到450亿美元。包装机的生产商主要来自于美国，日本，德国，意大利和德国等发达国家以及以中国为首的一些发展中国家。目前包装机械设备生产增长最快的是在发展中的国家和地区,特别是在中国。在国内包装机械厂家不断努力下，国内的包装机械在计量、制造、技术性能等方面均有不错的成就。机电一体化的出现使自动化给袋式包装机设备的需求激增，未来数年各种食品包装机械的需求也将快速增长。

在我国有多家厂商生产和销售冲压式袋式包装机，虽然其中不乏一些自动化程度高，精度高的出色产品，填补了国内空白。已能基本满足国内市场的需求。部分产品还能出口。^[2]但是在全国各地的工厂中，常见的冲压式袋式包装机往往还是利用纯机械结构实现给袋，填料，压缩等。存在自动化程度不高，精度不高等等缺陷。而与此同时，许多发达国家由于国家整体就有较高的自动化水准，包括冲压式给袋包装机在内的此种机械往往采用机电一体化控制，利用可编程控制器来实现高精度，高自动化的生产，不仅提高了效率，就长远来说还降低了成本，节约了人力。