包装过程控制总结重点2178.pdf

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1、第一章 绪论1.自动包装机是由原动机、传动机、工作机构、控制装置组成。2.自动控制系统的组成 3.包装过程自动控制系统的种类：A 按控制原理分（有无反馈来分类）：开环控制系统（只有正向作用，没有反馈作用；系统控制精度取决于元器件精度；没有抑制内、外干扰的能力；结构简单，成本低）、闭环控制系统（不但有正向作用，也有反馈作用；.抗干扰能力强，对前向通道器件要求不高，控制精度高；结构复杂，维护不易，成本高）；B 按被控变量的给定值（目标值）进行分类：定值控制系统（给定量（输入量）是恒值）、随动控制系统（给定值无规律的变化）、程序控制系统（给定值按已知规律（程序）变化）。4.自动控制系统的基本要求：稳

2、定性（控制系统工作的首要条件，输出量偏离平衡状态后，应随着时间而收敛最后回到初始的平衡状态的能力）、快速性（当系统的输出量与给定输入量之间产生偏差时，消除这种偏差的快速程度）、准确性（是指调整控制过程结束后，输出量与给定输入量之间的偏差相对于给定量的百分比）。三者之间的关系：互相制约（快速性好，系统可能会有强烈振荡。改善稳定性，系统可能过迟缓、精度也可能破环）。第二章 自动控制系统的数学模型 5.数学模型：描述控制系统输入变量、输出变量之间关系来描述系统自身的工作性能的数学表达式，研究对象是闭环控制系统。6.建立数学模型的方法：微分方程（最基本的数学模型）、传递函数。7.微分方程的建立方法：a

3、 确定系统的输入变量和输出变量 b 建立输入变量和输出变量之间的数学关系式（其余变量属中间变量设法消除）c 化简成标准形成的微分方程。8.传递函数的数学基础拉氏变换。拉氏变换的性质 a 迭加性质 b 微分性质 c 比例性质 9.例题：SF SF 微分方程 传递函数 10.利用传递函数来描述复杂控制系统 a 环节间的串联连接（等效为个传递函数相乘）b 环节间的并联连接（等效为个传递函数相加）c 环节间的反馈连接 第三章 接触继电器控制系统 11.接触器 电磁式继电器 时间继电器 热继电器 速度继电器 刀开关 常开(动合)按钮 自动空气开关 行程开关 常开（动合）触头 常闭（动断）触头 常闭(动断

4、)按钮 转换开关 熔断器 12.接触器的作用是什么？中间继电器和接触器有何异同？答：作用：用来频繁的接通和分断主电路和大容量控制电路的低压电器。相同点：利用电磁吸力工作。不同点：输入信号种类不同；继电器控制小电流；无主辅触点之分；继电器无灭弧装置。13.电动机启动时电流很大，这时热继电器会不会动作？为什么？答：不会。因为热继电器具有较大的热惯性，电动机启动时电流虽然很大，但时间很短，热惯性使热继电器不会动作，从而保证了电动机的正常工作。14.设计一个控制电路，要求)()()()()(0002tUtUtdtdURCdttUdLCi11)(2RCSLCSSGBG BG 第一台电动机起动 10S 后

5、，第二台电动机自动起动，运行 5S 后第一台电机停止，同时第三台电机自动起动，再运行 15S 后，电动全部 停止。12、设计一小车运行的控制线路。小车由异步电机拖动其动作程序如下：13.电气控制系统图的表示方法：原理图：根据电路工作原理用规定的图形符号绘制的图。安装图：电气元器件的实际安装位置。接线图：按元件实际位置绘制的连线图。14.电气控制系统：为了实现某种控制要求，用导线按一定方式将电机、低压电器等元器件连接起来所形成的电路。电气控制系统图：是用图形的方式来表示电气控制系统中的电气元件及其联接关系。15.三相笼形异步电动机的正反转控制线路：工作原理：将电动机正转时的三相电源任意两相对调，

6、使定子绕组相序接反，则可使电机反转。实现方法：用两个交流接触器实现两根电源线的调换。第四章 包装过程典型物理参数的检测与自动控制 第五章 可编程控制器 1.可编程控制器的特点：a 可靠性高,抗干扰能力强,适应各种应用环境；b 采用模块化结构；c 接口功能强；d 编程简单、易于掌握；e 可在线修改，柔性好。f.有较高的性价比。2.可编程控制器与传统继电器接触器的区别：3.可编程控制器组成：（定义：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各类机械或

7、生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充其功能的设计。）a、中央处理单元（CPU）（由控制器和运算器组成）b、存储器（ROM 和 RAM）（主要用于存放系统程序，用户程序和工作状态数据。分为系统程序存储器、用户程序存储器、数据存储器）c、输入/输出模块（开关量输入单元：功能为接收主令元件、检测元件传来的信号对输入信号进行隔离和电平转换，把进入 PLC 信号变为 CPU 可接收的信号。开关量输出单元：功能为对 PLC 输出结果进行放大和电平转换把 PLC 产生的信号转换为现场输出设备可接收的信号。）d、电源部分（系统电源：将交流电转换成 PLC 内部所需的

8、直流电源，采用开关式稳压电源供电。备用电源：掉电保护电源（锂电池）：RAM）e、编程器（作用：编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控 PLC 内部状态和参数，与 PLC 进行人机对话。它是开发、应用、维护 PLC 不可缺少的设备。）4.可编程控制器工作方式：循环扫描工作方式（工作过程（特点：集中采样，集中输出）输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，PLC 重复执行以上三阶段，每重复一次就是一个工作周期）5.可编程控制器编程语言：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本。S7200 中使用 IEC61131-3 指令集只能用梯形图和功能块图。6.可编程控制器指令系统：A、LD 取指令。

9、用于常开接点与左母线连接 B、LDN 取反指令。用于常闭接点与左母线连接 C、=(OUT)输出指令。用于驱动内部或输出继电器线圈 D、A “与”指令。单个常开接点与电路串联。逻辑“与”E、AN “与非(反)”指令。单个常闭接点的串联。逻辑“与非”F、O “或”指令。单个常开接点与电路的并联。逻辑“或”G、ON “或非”指令。单个常闭接点的并联。逻辑“或非”H、OLD（OR Load）“或块”指令。用于串联块的并联。串联块两个或以上触点串联的电路。特点：指令独立使用，后面没有任何操作数。每个支路第一个接点用 LD 或 LDN I、ALD “与块”指令。用于并联块的串联，特点：指令独立使用，后面没

10、有任何操作数.并联电路块第一个接点用 LD 或 ALD J、S（Set）-置位,R（Reset）-复位,K、EU上升沿(正跳变)指令，每当接受到 off-to-on 的跳变产生宽度为一个扫描周期脉 冲.。ED下降沿(负跳变)指令接受到 on-to-off 的跳变，产生宽度为一个扫描周期脉冲.。L、LPS（逻辑入栈指令）、LRD（逻辑读栈指令）、LPP（逻辑出栈指令）M、TON（通电延时定时器，1ms：T32，T96，10ms：T33-T36，T97-T100，100ms：T37-T63，T101-T255，复位指令（R）可同时清除计时单元并复位状态位）、TONR（保持型通电延时定时器，只能用复

11、位指令（R）清除计时单元并复位状态位。用于累计固定时间间隔的脉冲 1ms：T0，T64，10ms：T1-T4，T65-T68，100ms：T5-T31，T69-T95）、TOF（断电延时定时器，1ms：T32，T96，10ms：T33-T36，T97-T100，100ms：T37-T63，T101-T255）N、增计数器 CTU 指令，计数输入端 CU：输入一 个脉冲上升沿信号时，计 数值加 1。1、三相异步电动机起停控制：系统输入设备：起动按钮:SF1 停止按钮:SF2 热继电器触点:BB 系统输出设备：接触器 QA 分配 I/O 地址：SF10001 SF20002 BB0003 QA 0

12、500 2.三相异步电动机正反转 PLC 控制 1）、2）、PLC 型号：西门子 S7-200 CPU226（分配 I/O 地址：SF1I0.1、3）、PLC 的 I/0 连线图 SF2I0.2、SF3I0.3、BBI0.4、QA1 Q0.0、QA2 Q0.1）4）、绘制梯形图 SF1I0.1 SF2I0.2 SF3I0.3 BBI0.4 QA1Q0.0 QA2Q0.1 通过软件互锁在软件上保 证 QA1、QA2 不能同时得电 求：小车由 A 处运动到 B 处，对待包装物品进行烘烤 5min，然后将物品再送回至 A 处。1、自动循环：控制目标：行程或位置（变量）控制方法：采用行程开关或接近开关

13、 2、烘烤加工：控制目标：温度或时间两个变化参量 控制方法：采用时间继电器控制小车何车返回 解：1）设计继电接触器系统控制线路如下：输入设备：正、反转动按钮 SF1、SF2，停止按钮 SF3、位置开关 BG1、BG2，热继电器触点 BB 输出设备：正转接触器 QA1、反转接触器QA2，加热器 2）设计 PLC 的 I/O 连线图 3）绘制梯形图：继电器接触器控制线路 对应指令语句如下：LD I0.1 O Q0.1 AN I0.5 AN I0.6 AN I0.3 AN Q0.2=Q0.1 LD I0.5 TON T37,3000=Q0.3 LD I0.2 O T37 O Q0.2 AN I0.4

14、 AN I0.3 AN I0.6 AN Q0.1 =Q0.2 2.分析如图所示电气控制线路，试回答：该控制线路 是什么控制环节，试分析该电路工作过程？答：该电路是电动机正反转（正反停）控制线路。工作过程:合上闸刀开关 QB，按下 SF2 后 接触器 QA1 线圈得电并自锁，主触点闭合 电机接上正相序的三相电源，电机正转，同时互锁触点 QA1 断开，保证了电机正转 时 QA2 线圈不得电。这时如果想让电机反 转，按反转启动按钮 SF3，SF3 的常闭先断 开 QA1 线圈掉电，主触点断开，自锁断开，QA1 可靠掉电，同时 SF3 的常开闭合，因为 QA1 互锁触点闭合，接触器 QA2 线圈 得电

15、并自锁，主触点闭合，反相序的三相电 源引入电动机三相定子绕组，电机反转，同 时互锁触点 QA2 断开，保证了电机反转时 QA1 线圈不得电。不管是正转还是反转，按停止按钮 SF3 电机停止。当电机在运行中 出现过载的情况，热继电器常闭触点断开，电机停止运行。第四章 包装过程典型物理参数的检测与自动控制 1.计量供给的自动控制；计量：每单位包装容器中所装内装物的量值。计量的方法：计重、计容、计数。2、计重式计量供给自动控制；用途:粉末状、细颗粒、不规则小块等松散内装物、计量精度:取决于计量装置，与物料松散程度无关。计重式计量的组成：给料:输送带+电振给料器 称重:杠杆称或弹簧称 排料:装入包装容

16、器中。3、计重供给自动控制的两种工作方式：间歇式计重供给的自动控制（给料、称重、排料三个阶段组成一个循环。连续两个循环间有暂停时间。）与连续式计重供给的自动控制（给料、称重、排料三个阶段组成一个工作循环。连续两个工作循环间无暂停时间。）4、计重式计量给料过程的控制：粗给料 细给料，1）通过调节激振频率来调节给料量 2）通过调节电磁铁电压的有效值 U 来调节给料量 a.利用变压器来改变 U b.利用晶闸管调压器调 U(晶闸管导通的条件 1.AK 两极加正向偏置 2.门极 G 必须是高电位）5、利用晶闸管调节器调节 U，原理：调节 RP2改变电容 C 的充放电时间 T=（RA2+RA3）C 改变晶

17、阐管的 导通角改变电磁铁线圈上的电压 U 6、调节激磁电源电压的方法调节给料 量：RA2RC 电路充电时间常数 单结晶体管到达峰值电压时间晶闸 管导通角输出，振幅，给料量。RA2充电时间常数单结晶体管到 达峰值电压时间晶闸管导通角 输出，振幅，给料量。7、光电继电器 亮通式光电继电器 暗通式光电继电器（相反）a、有光照，三极管 KF1、KF22 导通，KF3 得电,触点动作 b.无 光照，三极管 KF1、KF22 截至 ，KF3 失电,触点复位 8、什么叫亮通式和暗通式继电器？试判断图示电路是亮通式还是暗通 式？图中 RA4 起什么作用？KF3 光敏三极管：NPN 型 9、接近开关作重量位移传

18、感器的 间歇式称量秤计重供给自动控制系统（触发电路采用单结晶体管触发晶闸管调压器），接近开关：与被测物接近到一定距离时（不需接触），发开关动作。粗给料 BG1、BG2 不得电KF1 吸合，回路时间常数小，晶闸管导通角大快速给料。给料到，BG1感应F1 得电，常闭F1 断开回路时间常数大导通角小慢速给料。给料到规定值，BG2 感应F2 得电，常闭F2 断开晶闸管失去触发信号停止给料。10、位置的自动检测与控制，检测方法：光电检测系统检测定位色标控制方法：间歇式光电自动定位系统。正补偿式：送纸速度慢时采用。负补偿式：送纸速度快时采用 11、卷筒包装材料商标图案间歇正负补偿式光电定位系统中，设标准袋

19、长为 L，补偿量为 则不补偿时，送纸长度分别为多少？光电检测器检测到色标后，送出的补偿量分别是多少？这时切下的袋长分别是多少？解：不补偿：正补偿送纸长度 L e 负补偿送纸长度 L e 光电检测器检测到色标送出的补偿量，正补偿：N e；L（N1）e 负补偿：N e；L（N1）e 12、常用的测温元件：电接点温度计、热电偶温度计、热电阻温度计等 13、热电偶温控系统中为什么要进行冷端温度校正？答：热电偶产生的热电势和热端、冷端的温度有关，冷端温度变化，必然影响测量的精度，因此用热电偶测温时，必须采取冷端温度保持不变，或通过补偿电路补偿由于冷端温度变化引起的电势变化。14、热电阻温度计分类：金属热

20、电阻:铂电阻、铜电阻 半导体热电阻（热敏电阻）eLN15、绝对压力、大气压力、表压力、真空度之间的关系：表压力和绝对压力的关系：P 表=P绝-P 大负压或真空压：表压力出现负值；16、电触点式压力传感器（压力计）工作原理：气体由入口 1 进入 膜片 2 下移 带动铜芯 6 下移 推动触点 4 运动 电路闭合 17、罐头真空度检测方法：真空表测 量法：破坏性测量，适合抽检；手工 打检法：木器敲击，根据声音判别，强度大、速度慢、准确性差；机械测距法：人工测量罐头盖弹性变形量，精度低、效率；电涡流法：仪器测量罐头盖弹性变形量，换算成真空度，精度高、无损。1.笼型异步电动机起动线路（自锁）启动 停车：按下停车按钮 SF1 2.正反转控制线路（互锁）：将电动机正转时的三相电源 任意两相对调，使定子绕组 相序接反，则可使电机反转。3、SF1 QA SF2 BB QA QB FA M 3 BB QA L1 L2 L3 QA 辅助触点闭合 电机继续转动 松开 SF2 线圈保持通电