自动化生产线设计

一、课题综述及研究意义

本课题的题目是基于PLC的面粉包装生产线控制系统设计；研究方向是自动化技术与控制工程。

在我国，面粉包装设备厂专业化程度还不高，57%的企业是兼业生产,仅上海、山东、江苏、辽宁、浙江、广东等省市专业厂较多，很久以来,面粉包装生产线只做到把物料包装好为止,至于后续的搬运工作,则完全由搬运工人来完成造成这种局面有多方面的原因,但主要是由于我国生产力水平较低,劳动力便宜,科研人才缺乏造成的，随着知识经济时代的到来,这种局面必将会被打破。

总的来说,我国面粉包装设备制造工业经近三十年的努力,在数量、质量、水平方面均有较大的进展,为我国建立一个门类齐全、技术先进、水平相当、独立完善的包装设备生产系统奠定了坚实的基础"但要想在未来的国际竞争中占有一席之地,还必须要找出自身缺点和不足,特别是要找出与北美、日本、西欧等国家的差距。

本设计通过自顶向下的设计方法，从包装面粉生产线广泛使用的机械结构进行分析，将工艺流程分成若干个部分，再根据每一部分的工艺流程画出软件流程图，最后根据软件流程图画出PLC执行的梯形图。

研究的意义在于：对工业生产而言，用PLC作为控制器改进包装生产线，降低了生产成本，提高了生产效率，改善了产品的质量，实现了生产自动化；对于国家建设来说，贯彻了科学技术就是第一生产力的方针，推动了我国工业自动化的进程，解放了劳动力；对于我们学生而言，将大学所学的知识综合运用到生产生活中去，真正地实现了学以致用，学会了自上而下的设计研究方式，将学习研究的方向从实验室转到了社会生产中，百利而无一害。

二、课题拟采取的研究方法和技术路线

课题研究方法：

1.收集相关资料，并进行筛选和分类，对选定的资料进行研究分析，拟出基本设计方案。

2.对基本设计方案进行分析论证，根据具体工艺要求及控制功能、参数要求，进行修改和补充，从而确定设计方案。

3.根据总体方案设计工艺流程图，通过工艺流程图绘制软件流程图，再根据软件流程图绘制梯形图和PLC外部接线图，并依据梯形图完成软件和编程和调试。

 

课题技术路线：本课题主要设计面粉包装生产线控制系统，在初步了解包装面粉生产工艺要求，分析PLC控制方式，电气、气动、真空设备功能基础上，确定系统的功能，设计技术路线如下：

1.以PLC控制器为核心，配以相应的称重传感器、金属检测传感器，执行机构选用电机、电磁阀和气缸，动力源选用电源和气源，设计包装生产线控制系统。

2.对工艺流程的确定、气动真空系统的构造、光电及称重传感器的选择、执行机构选择、人机接口装置选择。

3.在设计出程序之后进行调试，保证所设计程序的可行性和正确性。

 

三、主要参考文献

[1]尹章伟，毛中彦.包装机械[M].北京：化学工业出版社，2005：5-80.

[2]时盛志,魏毅立,韩素贤.包装码垛自动生产线的应用研究[J].科技创新导报.2009，23(1):72.

[3]洪志育.例说PLC[M].北京：人民邮电出版社，2006：6-48.

[4]蒋继红,卢志珍,岳满林,高安邦.全自动包装码垛生产线控制系统设计[J].计算机学习.2007，25(1):15-16.

[5]陈建民.我国包装机械行业发展现状[J].机械工业标准化与质量,2012(4):25-28.

[6]丁黎光,陈小泉,李伯胜.我国包装码垛机械的现状及发展趋势[J].广西工学院学报.2001，23(1):37-39.

[7]杜深.我国主要粉状材料包装设备的现状与发展[J].包装工程,2004(5):118-119.

[8]赵霞.国外包装机械的发展[J].机械工业标准化与质量,2012(10):10-12.

[9]卢志珍.基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计[D].江南大学,2008.

[10]蒋继红.PLC在包装码垛自动生产线中的应用[D].东南大学.2008

[11]董爱梅.基于PLC的聚乙烯包装码垛机控制系统设计[J].包装工程.2005，26(1):39-40.

[12]张万忠，孙晋.可编程控制器入门与应用实例[M].北京：中国电力出版社，2005：25-42.

[13]时盛志,魏毅立,韩素贤.包装码垛自动生产线的应用研究[J].科技创新导报.2009，23(1):72.

[14]吴志荣,戴远敬,陈何嵩.全自动包装码垛生产线中自动上袋机组的设计[J]. 包装与食品机械.2007，24(1):38-40.

[15]岳满林.包装码垛自动生产线及控制系统研究[D].哈尔滨理工大学,2007.

[16]李本红,陈小军.基于PLC和触摸屏的食品包装自动化生产线控制系统设计[J].机电工程技术,2014,43(01):9-13.

[17]麻楚霞.工业电阻应变式称重变送器的研究与设计[D].昆明理工大学.2005.

[18]互联网文档资源.电阻应变式称重传感器-豆丁网.

http:///p-46637466.html.

 

[19]张文彬.电磁金属探测器的设计[D].天津理工大学.2013

[20]程子华.PLC原理与编程实例分析[M].北京：国防工业出版社，2007：15-60.

[21]廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2005：23-58.

[22]王晓磊.基于PLC的自动包装码垛生产线控制系统设计[D].西安工程大学,2013.

[23]王平,黄玉志.基于PLC控制的包装码垛生产线的设计[J].电子设计工程,2011(5):35-38.

[24]杨章勇.基于PLC的电梯控制系统的设计与仿真[D].长安大学.2012.

[25]韩德生.ZML1400型全自动码垛机的应用[J].纯碱工业.2008，23(1):22-25.

[26]互联网文档资源.基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计-百度文库.http:///viel.

[27]互联网文档资源.基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计-百度文库.http:///viel.

[28]互联网文档资源.项目2-1编程软件的使用-百度文库.

http:///viel.

[29]S.Davis,M.G.King,J.aking a Sandation.2007:1213-1218.

[30] Henning Dierks.Comparing model checking and logical reasoning for real-time systems[J].Formal Aspects of Computing.2004，16(2):104-120.

 

二、毕业设计（论文）工作实施计划

（一）毕业设计（论文）的理论分析与软硬件要求及其应达到的水平与结果

理论分析：

通过对一般工厂包装生产线控制系统的研究与分析，总结出包装面粉生产线控制系统的工艺流程，再依此画出软件流程图，根据流程图作出PLC程序梯形图，再根据梯形图和I/O口分配画出PLC外部接线图，最后调试软件，验证其正确性。

软硬件要求：

硬件设计：确定传感器、执行元件、动力源选型，作出PLC外部接线图。

软件设计：完成软件流程图、PLC梯形图绘制，编写并提供部分功能程序清单，并对其进行模拟仿真调试。