基于PLC的袋装食品包装机气动系统设计.pdf
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1、目 录一、选题背景及意义.1二、包装机总体设计和工作原理.2(一)包装机工作过程.2(二)气动(吹气)供料装置结构原理.3(三)气动系统原理.3(四)高速小袋包装机仿真图.5(五)包装机横封装置.11三、包装机控制系统设计.11(一)PLC 适用范围.11(二)输入输出地址分配.12(三)高速小袋包装机 PLC 梯形图.13四、毕业设计总结.17六、参考资料.191基于 PLC 的袋装食品包装机气动系统设计一、选题背景及意义据不完全统计:2013 年,我国食品包装机械工业总产值达到 2920 亿元,同比增长 16.80%,超过当年全国机械工业的增速。多年来,随着我国国际化进程的逐步加快,食品包
2、装机械以每年 18%的速度增长,出现了一批接近和达到国际水平的高端产品。然而,企业规模小、产品水平低、可靠性差、严重依赖进口、开发能力低、研发投入不足、专业技术人才缺乏等问题也使国内包装机械产品饱受诟病。目前,国内“制袋灌装封口”包装机械产品主要是单排和三面封口。小袋包装广泛应用于医药、食品等行业,其内容物为粉状和颗粒状物料。但目前国内小颗粒物料包装机大多为单排式,包装速度一般在 2080 袋/min 之间,这无疑无法适应经济发展和市场需求。因此,研究高速小袋包装技术是市场发展的必然趋势。随着社会和科技的发展,现代包装技术正朝着高速化、机械化、自动化、智能化方向发展。在不断优化包装机械产品质量
3、的同时,也要提高效率。此外,中小企业在我国食品工业中占有相当大的比重,因此包装机械也应该具有一定的性价比。气动传动的工作介质为空气,安全、无污染、成本低。与机械传动和液压传动相比,气动传动具有结构简单、动作快、响应快等优点。PLC 以其抗干扰能力强、可靠性高而广泛应用于工业控制的各个领域。系统采用 PLC 控制气压元件。随着人们生活水平的提高,人们对包装技术提出了更高的要求。针对这一需求,国内食品包装企业竞相投入现代自动包装机械的研发。经过近几年的不断努力,各种尺寸的包装机不断出现在市场上,基本能够满足国内生产的要求。但是,与国外先进的包装机械相比,我国的包装机械还存在一定的差距,特别是在高速
4、包装机械方面。在中国,小袋包装速度能达到每分钟 200 袋以上的机器很少。根据包装材料的不同,包装机可分为颗粒包装机、液体包装机和块状包装机。本文设计的包装机可包装 0.5g 重颗粒散装物料,速度可达 240 袋/时,实现了高速包装,提高了生产效率。2二、包装机总体设计和工作原理(一)包装机工作过程高速小袋包装机采用气动传动和 PLC 控制,用于小袋食品(0.5g,240 袋/分钟)的高速包装。它具有集料配比、包装成型、物料填充、包装封口等功能。如图 1 所示,高速小袋包装机主要由送料盘 1、送风口 2、3、触摸屏 4、气动控制阀组 5、变频器 6、切刀 8、横封 9、纵封牵引轮 10 等部分
5、组成。其工作流程图如图 2 所示。送料方式为气动(鼓风)送料。包装机工作时,包装纸通过导轮送至包装袋成型机。成型后的包装袋通过纵封加热轮进行热封,在纵封牵引轮的牵引下到达横封处。横向密封机构吸入并密封包装袋的下开口。此时物料通过气动加料装置的输送管道进入包装袋,然后压缩空气通过分离吹气口再次进入管道,分离输送管道中的残余物料,横向密封机构再次拉入,完成包装袋的上密封。包装机的横向封口机构采用 U 形封口,可同时封口当前包装袋的上口和下一个包装袋的下口。包装完成后,切割机切断包装袋,落下的包装袋通过导轮落入输送带中。图 1 包装机结构1-供料盘;2-供料吹气口;3-分离吹气口;4-触摸屏及控制按
6、钮5-气动控制阀组;6-变频器;7-传送带;8-切刀;9-横封10-纵封牵引轮;11-纵封;12-包装袋成型器3图 2 高速小袋包装机工作流程图(二)气动(吹气)供料装置结构原理该装置的原理如图 3 所示,转盘 8 的侧壁上设有风道,转盘由连接件和持料盘固定,使得 10 和连接风道 9 在垂直方向上没有间隙重叠。旋转时,物料盘和旋转盘的旋转角度相同。当物料倒入托盘时,托盘旋转,物料落入容量料斗。当料盘的通孔 10 与进料风道 4 垂直重合时,压缩气体从进气孔 7 进入,沿连接风道 9 至铜闸 10 再至进料风道 4,定容物料进入输送管道,进入包装环节。图 3 高速小袋包装机吹气供料装置结构原理
7、图1中心轴;2固定臂;3送料管道;4送料气道;5容积式盛料器6连接管道;7进气气孔;8旋转盘;9连接气道;10通孔11盛料盘;12图罩(三)气动系统原理高速小袋包装机的气动系统原理如图 4 所示。气源通过储气罐和气动三联件4向系统提供压缩空气。该系统的执行元件为四缸:纵向密封缸用于沿纵向密封移动槽推动纵向密封。图 4 高速小袋包装机气动系统原理图纵封到达指定位置后,提供恒定的气压使纵封保持在指定位置,进行包装纸的纵封加工;纵封牵引轮缸用于推动后纵封牵引轮靠近包装纸前牵引轮,使牵引轮快速到达并保持在指定位置;横向密封缸用于推动横向密封,减少横向密封的水平行程,减少工作时间;切刀缸用于快速推动切刀
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