發(fā)布時間：2020-03-31 17:08

【摘要】：包裝機(jī)械工業(yè)作為服務(wù)型制造業(yè),是國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展的重要支撐。為響應(yīng)中國包裝聯(lián)合會號召,推進(jìn)生產(chǎn)過程智能化,大力提升包裝產(chǎn)業(yè)信息化水平。本課題來源于贛州某制藥包裝智能設(shè)備公司,以旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)設(shè)備為控制對象,完成了基于PLC S7-200和SCADA系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計。在算法方面,為保證每次貼標(biāo)位置的精度及貼標(biāo)的平整性,則必須保證每次出標(biāo)時,不干膠標(biāo)簽紙帶收卷過程的張力恒定。通過對貼標(biāo)機(jī)設(shè)備中不干膠標(biāo)簽收卷過程中的受力情況進(jìn)行分析,分別對出標(biāo)和集紙兩處的張力進(jìn)行動態(tài)研究,建立了標(biāo)簽紙帶收卷過程的張力數(shù)學(xué)模型。由于不干膠標(biāo)簽紙帶收卷過程中的張力受多種因素影響,且其變化具有時變性、非線性及動態(tài)干擾等特點(diǎn),傳統(tǒng)的PID控制很難保證控制的實(shí)時性、準(zhǔn)確性。為解決出現(xiàn)擾動時,標(biāo)簽紙帶張力波動較大的問題,設(shè)計FOFPID控制器,使不干膠標(biāo)簽紙帶的張力保持恒定,提高貼標(biāo)質(zhì)量。該控制器以張力的誤差和誤差變化率作為輸入,經(jīng)模糊推理后的解模糊分別輸出分?jǐn)?shù)階PID控制器的5個參數(shù):比例因子、積分常數(shù)、微分常數(shù)、積分階次、微分階次。本文分析了不同積分階次和微分階次對張力控制效果的影響,建立適合張力控制的模糊規(guī)則,完成對FOFPID控制器參數(shù)的自適應(yīng)整定。通過ITAE指標(biāo)對MATLAB中的仿真結(jié)果進(jìn)行分析,FOFPID控制器對張力的控制效果較優(yōu),且由于FOFPID控制器可以對參數(shù)進(jìn)行實(shí)時調(diào)整,故該控制器具有模糊推理迅速和控制精度高的雙重優(yōu)點(diǎn),適應(yīng)能力更強(qiáng),能有效降低外界干擾對張力的影響。在硬件方面,根據(jù)對功能需求及貼標(biāo)工藝的分析,對系統(tǒng)所需的相關(guān)硬件配置選型,并對系統(tǒng)的I/O點(diǎn)地址進(jìn)行了分配,最后完成了系統(tǒng)的電路設(shè)計;在軟件方面,按功能需求完成PLC程序設(shè)計,設(shè)計旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)SCADA系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程監(jiān)控。本課題設(shè)計的旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)現(xiàn)階段已交付使用,能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高速的貼標(biāo)工藝,同時能成功完成遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。經(jīng)現(xiàn)場測試后,改進(jìn)后的旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)在運(yùn)行時剔除量能維持在1%范圍內(nèi),大大提高了貼標(biāo)效率。
【圖文】：

速轉(zhuǎn)移標(biāo)簽。但在實(shí)際運(yùn)用時，必須控制貼標(biāo)件通過速度與標(biāo)簽出標(biāo)速度相同。此外，，還需額外配備另一套裝置輔助貼標(biāo)，才能讓標(biāo)簽和待貼標(biāo)件更加穩(wěn)固地貼合。在本課題中，根據(jù)系統(tǒng)功能分析，選用貼標(biāo)方式為“擦貼法”。如圖2.1 所示，在貼標(biāo)時，將底紙一端繞過剝離板，當(dāng)松卷器和收底紙輥部件間歇旋轉(zhuǎn)時，標(biāo)簽紙正反面將被剝離，標(biāo)簽前緣部分漏出剝離板。當(dāng)傳送帶帶動貼藥瓶傳動到剝離板和扶標(biāo)毛刷的位置時，標(biāo)簽前緣部分粘附至待貼藥瓶表面, 隨后待貼標(biāo)藥瓶就會繼續(xù)隨著傳送帶的傳動將標(biāo)簽從剝離板上分離，同時借助扶標(biāo)毛刷加固貼合效果。后續(xù)配備卷瓶裝置，將標(biāo)簽更加平整地按壓在待貼藥瓶表面，完成貼標(biāo)工序。

標(biāo)動作完成后，由剔除裝置對其進(jìn)行檢測：是否有標(biāo)簽，標(biāo)簽是否平整，編碼信息是否準(zhǔn)確。對不符合要求的物料進(jìn)行剔除動作，符合要求的物料進(jìn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)。工藝流程如圖2.2 所示。2.3 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成本課題設(shè)計的旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)是集高度智能、高信息化、高效穩(wěn)定為一體的貼標(biāo)設(shè)備，其整體結(jié)構(gòu)由傳送裝置、分瓶裝置、送標(biāo)器、卷瓶裝置、控制系統(tǒng)、剔除裝置及其他檢測傳感裝置七個部分組成，各個部分分別有序地完成指定的任務(wù)，協(xié)調(diào)合作，完成圓柱形藥瓶的貼標(biāo)工作。旋轉(zhuǎn)式雙頭貼標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)組成如圖2.3 所示，三視圖如圖2.4~2.6 所示。
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB486;TP273

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2609341