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控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)主要完成信號(hào)采集與處理、步進(jìn)電機(jī)控制、剎車電機(jī)控制、氣動(dòng)回路控制和氣調(diào)包裝控制。信號(hào)采集是通過光電傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器等元器件完成。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收來自PLC的脈沖信號(hào),驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)完成定位輸送,并反饋電機(jī)工作狀態(tài)給PLC。氣缸是氣動(dòng)回路的執(zhí)行元件,PLC通過控制換向電磁閥實(shí)現(xiàn)氣缸運(yùn)動(dòng)控制。由于PLC對(duì)模擬量的控制比較復(fù)雜,所以熱封溫度采用溫控儀控制單獨(dú)控制。PLC通過溫度傳感器檢測(cè)溫度是否正常,若不正常則報(bào)警停機(jī)。
3.1 PLC的選擇
控制系統(tǒng)以PLC作為控制核心,PLC按以下原則選型:
(1)PLC控制器與其所允許的擴(kuò)展模塊的I/O接口的總數(shù)要與氣調(diào)包裝機(jī)控制所需接口數(shù)量匹配;(2)存儲(chǔ)容量與控制功能與需求相符合。PLC控制包裝機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、氣動(dòng)回路和氣體置換,經(jīng)估算控制系統(tǒng)需要20個(gè)輸入點(diǎn),12個(gè)輸出點(diǎn)。一般情況下,需要預(yù)留15%的備用接口,因此需要23個(gè)輸入點(diǎn),14個(gè)輸出點(diǎn)。綜合上述選用西門子S7-200PLC作為控制核心,該P(yáng)LC有6種CPU模塊,可擴(kuò)展7個(gè)擴(kuò)展模塊,可擴(kuò)展到256點(diǎn)數(shù)字量I/O,完全滿足盒式氣調(diào)包裝機(jī)的控制需求。
選擇224XP型CPU和EM223擴(kuò)展單元,系統(tǒng)有20個(gè)輸入點(diǎn),12個(gè)輸出點(diǎn),具體I/O分配見表2。
表2系統(tǒng)I/O分配
3.3控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)
編程使用STEP7-Micro/WIN編程軟件,該軟件可實(shí)現(xiàn)程序的編寫、傳送、監(jiān)控與調(diào)試等功能。PLC通電后,包裝機(jī)系統(tǒng)進(jìn)入初始化子程序,推桿復(fù)位,熱封模具預(yù)熱,預(yù)熱完成后傳動(dòng)系統(tǒng)開始工作。包裝盒進(jìn)入包裝通道,通道末端布有光電傳感器,包裝盒通過時(shí)觸發(fā)光電開關(guān),上模驅(qū)動(dòng)氣缸工作,上模下降,模具內(nèi)形成閉合腔,抽氣裝置將腔內(nèi)空氣抽出,然后由充氣裝置充入混合保護(hù)氣體,熱封切刀工作,切裁完成后下模驅(qū)動(dòng)氣缸工作,包裝盒被頂出,輸送出包裝機(jī)。在包裝盒輸送時(shí),包裝膜同時(shí)輸送,膜檢測(cè)光電開關(guān)檢測(cè)到膜輸送到位,打碼裝置打碼。熱封切裁完成后,收膜軸完成廢膜回收。
4試驗(yàn)研究與驗(yàn)證
盒式氣調(diào)包裝機(jī)試制、調(diào)試完成后進(jìn)行了氣體置換率和封合強(qiáng)度2個(gè)試驗(yàn),對(duì)氣調(diào)包裝機(jī)工作能力進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。
4.1氣體置換精度試驗(yàn)
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如何判斷雙室真空包裝機(jī)的質(zhì)量是一個(gè)關(guān)鍵性的問題,因?yàn)槠滟|(zhì)量問題決定著使用壽命、工作效率甚至影響到包裝速度。所以說,雙室真空包裝機(jī)的質(zhì)量是非常重要的,下面為大家做一個(gè)簡單的分析:
外抽式真空包裝機(jī)依據(jù)包裝物的放置方位不同,分水平外抽式真空包裝機(jī)和筆直外抽式真空包裝機(jī)。水平外抽式真空包裝機(jī)的被包裝物是水平放置;筆直外抽式真空包裝機(jī)的被包裝物是筆直放置。外抽式真空包裝機(jī)運(yùn)用范圍:
真空包裝機(jī)用于布料、棉羊毛制品的真空包裝,以緊縮包裝體積,節(jié)約物流本錢。
用于各類電子產(chǎn)品(半導(dǎo)體、電路板、電子制品等)及機(jī)金屬加工件的真空包裝,以防潮、防氧化變色。
用于食物中的海鮮、生果、茶葉、鹽漬物品、豆制品等的真空包裝, 以避免氧化蛻變,延伸保質(zhì)期。
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適用行業(yè)五金業(yè):扳手,起子,手工具,小五金組,鎖頭,鎖匙,黃銅制品,鏈條,挫刀,刨刀,鋸片,剪刀,刀具,鐵錐,銘板,銘牌,掛鉤,螺絲,彈簧,不銹鋼制品,鉗子,夾子,門柄,鉸鏈卷尺,水準(zhǔn)尺及其它各式鑄件,五金零件等。
電子業(yè):電路板,變壓器,電池,計(jì)算器,線圈,電磁,磁芯,磁鐵,磁石,氧化鐵,電線,插頭,插座,各式電子零件等。
汽機(jī)車零件業(yè):天線,離合器來令,剎車來來令,引擎波司,油封,各種墊片組,電容器,離合器片,鎖匙組,保險(xiǎn)絲,汽車燈泡,燈具,雨刷片,雨刷臂等。
家庭用品裝飾品:衛(wèi)生器材,花環(huán)手工具,木器,廚具,餐具,沐浴類,燈泡,燈組零件,鈕扣,針線包等。
藝品類:陶藝品,彩繪玻璃,燈飾,燈罩等。
食品業(yè):水產(chǎn)品,糕餅,中秋月餅,鳳梨酥,綠豆糕,蛋黃酥等。
文具業(yè):文具組,原子筆,小刀,吸鐵,膠帶,橡皮擦等