目录引言 (1)1绪论 (2)1.1课题研究背景 (2)1.2国内外食品包装机的研究状况及发展趋势 (3)1.2.1国产食品包装机的发展情况 (3)1.2.2国外食品包装机的发展状况 (4)1.3课题研究的目的及意义 (5)2立式食品包装机电气控制方案设计 (6)2.1立式食品包装机的工艺流程 (6)2.1.1结构原理图 (6)2.1.2系统工作循环过程 (6)2.2系统设计主要任务 (7)2.3设计要求 (8)2.4方案设计 (8)3立式食品包装机电气控制系统主回路的设计 (9)3.1包装机主电路设计 (9)3.2主要电器设备计算及选型 (9)3.2.1立式食品包装机的主要电器设备 (9)3.2.2主电机电气控制线路设计及设备选择 (17)3.2.3打码机电气控制线路设计及设备选择 (18)3.2.4加热器电气控制线路设计及设备选择 (19)3.2.5三相电源线路和控制线路设计及设备选择 (20)3.5.2三相电源线路主要设备的计算和选择 (21)4立式食品包装机电气系统控制系统设计 (23)4.1可编程控制器（PLC） (23)4.1.1 PLC的构成及各部件的功能 (23)4.2AD模块FX2N-4AD (24)4.3电源电压欠压和过压保护的实现 (27)4.3.1电压变送器 (27)4.3.2欠压、过压、过流保护的实现 (27)4.4过流保护 (29)4.4.1电流变送器及电流互感器 (29)4.4.2过流保护梯形图 (30)4.5温度自动控制 (30)4.5.1温度传感器 (30)4.5.2温度自动控制梯形图 (31)4.6计数器与显示模块设计 (32)4.6.1 LED数码管 (32)4.6.2计数器与显示模块的设计 (33)4.7立式食品包装机电气控制PLC程序设计 (34)5安装与调试 (35)5.1安装要求 (35)5.2安装前准备工作 (35)5.3安装 (36)5.4线路检查与调试 (37)6结论 (40)谢辞 (41)参考文献 (42)附录1 (43)附录2 (44)附录3 (45)附录4 (47)引言包装行业是直接为提高人民生活质量服务的新兴行业。

随着社会的发展、人民生活水平的提高，人们对产品的包装质量提出了越来越高的要求。

其中，与人民生活密切相关的粉粒状物料，如食盐、味精等日用食品，麦片等营养食品，都要精确的定量包装。

这些物料如果用手工定量包装，劳动强度大，速度慢，经济效益差。

此外手工包装往往不能满足卫生要求。

因此，需要采用包装机械。

包装机械是现代包装工业的基本设备。

包装机械是使产品包装实现机械化、自动化的根本保证。

它能够大幅度地提高生产效率；降低劳动强度，改善劳动条件；保护环境，节约原材料，降低产品成本；有利于被包装产品的卫生，提高产品包装质量，增强市场销售的竞争力；由于包装机械的计量准确，产品包装的外形美观、整齐、统一、封口严密，提高了产品包装的质量，增强了产品销售的竞争力，可获得较高的经济效益；延长产品的保质期，方便产品的流通。

包装机械保证包装产品质量高、生产效率高、品种多、生产环境好、生产成本低、环境污染小，因而获得较强的市场竞争能力，带来巨大的社会效益和经济效益。

近年来随着食品市场需求的不断变更，我国食品包装机械得到了飞速发展，包装机械向机电一体化、智能化、自动化方面发展。

当前包装机械的设计和制造水平也在不断提高，特别是自动控制技术、检测传感技术和电子技术的发展，促进了包装机械的控制系统发生了巨大变化，变频调速技术、可编程序控制技术、温度控制技术等在包装机械中的应用越来越广泛，使包装机械向着高效率、高自动化和高质量的方向发展。

1绪论自动制袋充填食品包装机采用卷筒式包装材料，在机上实现自动制袋、充填、封口、打印、计数等全部包装工序。

适用于粉状、颗粒、块状、流体及胶体状物料的包装，特别以小食品、颗粒冲剂、速溶食品的包装应用最为广泛。

按总体布局分为立式和卧式两大类。

下面我们以食品包装中应用最多的立式连续制袋三边封口包装机了解食品包装的发展过程。

1.1课题研究背景我国食品工业发展迅速，“十五”期间发展速度达到18%-21%。

食品包装机械形成行业已20 多年，相对于食品工业，还是一个新行业。

这20多年来又是世界技术发展最快的时期，新技术不断在行业上应用。

而国内行业的基础薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和包装工业的后腿。

总体发展虽然较快，但食品及包装工业发展更快。

2005 年，食品和包装机械工业总产值约为620 亿元，而国内市场需求达到850亿元，预计到2010年，国内行业总产值可达到1300亿元（现价），而市场需求可能达到2000亿元。

这个市场的空间将会引来国外设备填补。

“十一五”规划的目标是要缩小这个空间，为食品工业赶上世界先进水平，为“包装大国”向“包装强国”迈进，提供先进的技术装备，让进口设备在国内市场上只起到拾遗补缺的作用。

这就要求国内食品和包装机械的年发展速度超过18%，新产品产值率达到25%。

目前，世界经济发达国家对包装机械的研发十分重视，集机、电、光、声、磁为一体的高新技术产品不断涌现。

生产高效率化、资源高利用化、产品节能化、新技术实用化和科研成果商业化，已成为世界各国包装机械发展的趋势；这也是我国包装机械业的发展方向。

对于我国的包装机械生产企业，并不是求大求全，而应是求精求专。

美国、日本、意大利的包装机械生产企业大部分规模不大，但专业化程度很高，这是值得我们借鉴的。

当前我国食品和包装机械的一个突出问题是新产品开发周期长、模仿多、创新少，这不仅与设计人员的技术水平有关，也和相关行业的发展有关。

国际先进的作法是运用仿真技术，由计算机自动合成三维模型，将过去曾经发生过的生产线故障数据输入计算机，即可演示实际工况，在用户面前根据需要进行修改。

计算机合成速度快，修改工作迅速方便，如果用户的某些要求达不到，计算机也会告诉你，免除以后的纠纷。

由计算机完成的仿真技术，缩短了包装机械（生产线）的设计周期，客户的满意度也大大提高。

随着中国经济高速发展以及人们生活质量的提高，国内对于微波食品、休闲食品及冷冻食品等方便食品的需求量不断增加，这将直接带动相关食品包装的需求，令国内食品与包装机械业可在较长时间内维持增长。

同时，消费者对食品及其包装要求正在不断提高。

目前，食品包装机械的研发正朝着高速、多功能化及控制智能化的方向发展，以适应市场需求。

为满足交货期的要求和降低工艺流通成本的需要，未来食品包装机械要求能够进行高速生产。

同时对一些产品，还要求包装机械和生产机械相衔接，还可采用连续工作或多头工作方式。

此外，还必须降低废品率及故障率，使正常的生产率得以提高，发展趋势是使包装机械进一步智能化。

现代消费者追求食品口味的丰富性，食品生产趋向于多品种、小批量。

与此相应，具有多种切换功能，能适应多种包装材料和模具更换的包装机才能够适应市场的需求。

为使包装机械具有良好的柔性和灵活性，提高自动化程度，须大量采用微电脑技术、模块技术和单元组合形式。

例如，德国生产的制袋真空包装机，可集制袋、称重、充填、抽真空、封口等多种功能于一体，方便快捷。

目前，国内食品厂的大部分包装工作，特别是较复杂的包装物品的排列、装配等工作基本上是人工操作，这可能造成被包装产品的污染。

这种状况极需得到改变。

今后，工业机器人、微电子、电脑、智能型和图像传感技术也将会得到越来越广泛应用,促使包装机械日趋自动化。

1.2国内外食品包装机的研究状况及发展趋势1.2.1国产食品包装机的发展情况改革开放以来，食品包装机械行业通过引进、消化、吸收和自主创新，已经生产出了可以替代进口的灌装机、制袋充填封口包装机、热收缩包装机、贴标机、打码机、喷码机、真空包装机、多功能枕式糖果包装机、高速PET吹瓶机等。

如今我国的食品包装技术正在成为一项跨学科的系统工程，一批国产品牌的食品包装机械已经达到或正在努力赶超世界先进水平。

包装材料的国产化使国产制袋充填封口机的技术也逐渐成熟起来，其中卧式和立式自动制袋装填封口包装机在包括饼干在内的食品包装上立下了汗马功劳。

制袋充填封口包装机的发展经历了从单边封到两边、三边或者四边封，控制技术从初级到高级的发展过程。

现在的国产制袋机性能已经比较稳定，自动化程度有了不断的提高。

如配备了光电检测系统，实现光标的准确定位，保证了包装封口和剪切工序的精度。

为了防止含水多的饼干氧化变质，在食品包装机上还增添了充气的功能，通过注入氮气或者二氧化碳和氮气的混合气体，防止了微生物的生长，这些气调包装技术显著地提高了饼干类点心的保质期。

国产的制袋、充填、封口包装机还在糕点类的食品如蛋糕、年糕、桃酥、月饼以及颗粒、片状食品包装中得到了推广应用。

为了满足我国品种繁多的食品包装的需求，30年来，包装行业相继开发出了包装托盘的半自动热收缩包装机；包装液体食品的液体食品软包装机；包装颗粒食品的颗粒包装机；包装酱状食品的酱状包装机；包装药品、保健食品的泡罩包装机；包装油炸膨化食品和油炸土豆片的真空包装机和充氮包装机以及吸塑包装机等。

食品包装机械行业初步形成了品种多、门类比较齐全的行业格局。

特别是最近10年，伴随世界食品包装机械技术水平的不断提高，中国的食品包装机械行业通过借鉴国际先进技术，对现有的包装机械进行技术升级和创新，促使国产包装机械又上了一个档次。

比如立式袋成型充填封口设备改变了单一品种和单一功能，实现了在同一台设备上除了可以完成包装成型、物料的充填封口等工序外，还可以完成液体、黏稠流体、粉体、颗粒状等多种类食品物料的包装。

在计量和充填装置方面，各种计量和充填技术得到了应用。

如根据物料的性质，分别采用称重法计量和充填、螺杆法计量和充填、容杯法计量和充填、记数法计量和充填、液体法计量和灌装。

为了提高不规则物料的充填精度，近年来计算机技术在固体计量充填包装机上得到了推广，组合式定量充填包装技术即电脑组合秤的应用大大的提高了充填速度和充填精度。

1.2.2国外食品包装机的发展状况国外食品包装机械设备的技术水平普遍比较高。

微电脑广泛用于生产过程的自动控制。

国外包装机械采用计算机控制工序和加工程式化，并配备各种参数计量装置，使包装、计量检测一机完成。

设备材质好，生产中卫生和质量有保证。

设备一般都采用不锈钢制造，并十分重视空瓶、实瓶和自动检验设备的原地高速、高效清洗等，以保证产品质量达到高度卫生。

国外的食品包装与分装新方法有：小型商用集装箱和塑料薄膜食品包装。

小型商用集装箱是一种便于食品用机械装御、搬运和仓储的装货箱子。

它的特点是有统一的规格标准，以适应机械与自动化的需要，同时又便于食品的出入库，便于清点箱内货物的数量。

有足够的强度，可以反复周转使用，并能保证食品的安全。