毕业设计---工业特殊原料自动下料中的PLC控制系统

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1、1 工业特殊原料自动下料中的 PLC 控制系统 摘要摘要：本文以 PLC 为控制核心，辅以必要的外围电路，设计了一个工业特殊原材料自动下料 控制系统。本控制系统由 PLC 进行二次电路控制，再由一次电路去控制电磁阀、电机、变频 器、传感器等电气元件实现控制要求。本控制系统完成了原材料自动称量配合，并对配好的 原材料进行干燥除湿除尘的特殊处理， 最后将特殊处理过的原材料进行抽真空搅拌均匀。 本 控制系统已在双向拉伸尼龙生产线上试运行，大大提高了生产效率，节省人工成本，具有很 好的推广价值。 关键词关键词：PLC 变频器 电磁阀 电机 目 录 1 前言 2 2 系统方案分析与设计 . 3 2.1

2、工艺需求分析 . 3 2.2 自动配料方案设计 3 2.3 干燥、除湿、除尘方案设计 4 2.4 抽真空处理方案设计 . 5 2.5 系统电气原理框架图及原料管道走向图 . 6 3 电气元件选型 . 10 3.1 PLC 选型 . 10 3.2 变频器选型 .11 3.3 温度传感器的选用 . 12 3.4 称重传感器选定 . 14 3.5 电磁阀的选型 15 3.6 非接触式限位开关介绍 18 3.7 气压传感器 18 3.8 继电器选型 19 3.9 真空泵 . 20 3.10 除湿干燥机 22 4 软件设计 . 24 4.1PLC 程序的设计 . 24 4.2 触摸屏的程序设计 . 26

3、 5 调试 27 6 总结 28 7 附录 30 7.1 电路图 . 30 7.2 PLC 程序图 54 7.3 触摸屏程序图 . 80 8 参考文献 . 86 2 1 前言前言 双向拉伸尼龙(“Biaxially Oriented Poly amide”，简称BOPA)薄膜作为 高阻隔性薄膜基材，目前正在成为继BOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)、BOPET(双向 拉伸聚酯薄膜)薄膜之后的拉伸薄膜家族中的第三大品种。 BOPA 薄膜的研制开发始于 20 世纪 70 年代,其生产流程和工艺方面的控制, 很大程度上借鉴了 BOPP（产生于 20 世纪 50 年代）相关方面的经验。BOPA 薄膜 80%

4、以上用于食品包装，主要用于蒸煮食品、冷冻真空食品、鲜肉、奶酪、香味 食品及盖材等，所以在工艺发面要求是相当严格的。BOPA 薄膜生产工艺流程主 要包括下面几个阶段： 原料配制准备原料熔融塑化挤出过滤纵向拉伸 横向拉伸电晕处理收卷时效处理分切成品。 在传统模式下原料配制准备阶段完全依靠人工完成， 原料的配料称重是由人 手工去完成的，然后再由工人将配好的原料拿到除湿干燥机里进行干燥除湿；工 人再将干燥除湿好的原料加入到转换料筒，在转换料桶处于大气压状态时加料， 加好料后将转换料桶封闭，并将其抽成真空状态，最后将抽完真空的原料加入待 融仓。由于传统原料配制准备阶段大量的人工干预，容易造成称重精度不达

5、标， 干燥除湿不充分，抽真空不完全等问题，进而影响产品的质量。 随着工业自动化的发展和 PLC 的产生， 设备供应商开始对各种生产设备进行 改进，使得原料配置准备阶段自动化程度越来越高，控制点越来越细，BOPA 自 动下料系统也随之产生了。借助自动下料控制系统，原料处理变得更加完美：如 称重配料的精确更高，除湿干燥除尘的控制过程更加稳定，抽真空处理更加完全 了 1。 由于 BOPA 薄膜对工艺精度要求特别高，物料配合重量的精确和原料干燥干 净的好坏就直接影响了产品的质量。如果配料不精确，会导致后期成品膜的厚度 不均匀，接着就会导致膜上打的静电不均匀，膜的韧性也会受到影响。所以前期 原料的处理会

6、对整个生产品质产生很大的影响； 所以原料处理的好坏会直接影响 到整个生产流程。自动化下料控制系统在 BOPA 薄膜生产中的应用，使得工艺精 度得到了提高，产品质量得到保证，而且大幅度提高了生产效率，节省了人力， 降低生产成本。 由于我国复合薄膜的生产始于 20 世纪 80 年代后期， 在该行业起步比较晚发 展较慢， 现在的生产技术水平还比较低， 绝大部分设备及控制系统都依赖于进口， 我国在这一领域的发展空间比较大。 3 2 系统方案系统方案分析与分析与设计设计 2.1 工艺需求分析 本文设计的自动下料控制系统主要应用在食品包装膜（双向拉伸尼龙）的生 产线上， 整个控制系统分为三个阶段： 原材料的称重配料；原材料的干燥、 除湿、 除尘处理；原材料的真空搅拌。控制系统的整个工艺流程图如下图 1 所示。 图 1 原材料处理工艺流程图 控制系统获得每个原材料准备仓中原材料的实时重量， 如果准备仓中的原材 料重量低于系统设置的补料下限时， 系统就会提示人工通过补料口对准备仓进行