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数字化包装机械的实现主讲：2014级包装工程1班什么是数字化包装机械？？？目前对于数字化包装机械具体是什么还没有一个具体的定义。我认为所谓的包装机械的数字化就是：通过将信息、自动化、现代科学技术与制造相结合，带动产品设计和制造方法与工具的创新，实现产品设计制造生产过程控制的智能化、生产装备的数字化、以信息化带动工业化。数字化=自动化=智能化生产鞋子的流水线我国包装机械工业概况解放前，我国包装机械工业基本上是空白。绝大部分产品都不用包装，只有少数产品采用手工包装，因此谈不上包装机械化。只有上海、北京、天津、广州等几个大城市有英、美等国进口的啤酒、汽水灌装机及卷烟小包装机等.解放后的前30年间，我国包装机械工业发展相当缓慢.1956年上海烟草机械广生产的卷烟小包装机是我国最早生产的包装机.60年代我国又生产了果酒、啤酒灌装机，70年代末逐渐开发了真空包装机、捆扎机、立式制袋一充填一封口机、糖果包装机和封幼机等，还没有形成包装机械工业体系。进入80年代，由于国民经济迅速发展，对外贸易不断扩大，人民生活水平明显提高，对产品的包装要求越来越高，迫切要求包装实现机械化、自动化，从而大大地促进了包装机械工业的发展，包装机械工业在国民经济中占有的位置越来越重要。为促进包装机械工业更快地发展，我国先后成立了一些管理机构和行业组织.1980年12月成立了中国包装技术协会，1981年4月成立了中国包装技术协会包装机械委员会，嗣后又成立了中国包装总公司.为提高包装机械工业的技术水平，全国建立了一批包装机械研究所、情报所，一些大专院校先后建立了包装工程专业，为我国包装机械工业的发展，早日赶上世界先进水平提供了有力的技术保证。90年代以来，包装机械工业每年平均以20%-30%的速度增长，发展速度高于整个包装工业平均增长速度的15%一17%，比传统的机械工业的平均增长值高4.7个百分点.包装机械工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业。我国目前从事包装机械生产的企业约有1500多家，其中具有一定规模的企业近400家。产品有40类，270。多种，其中有一批既能满足国内市场需要，又能参与国际市场竞争的优质产品.目前我国包装机械行业拥有一批开发能力较强的骨干企业，它们主要由以下几个方面组成经过技术改造，生产包装机械的某些实力较强的机械类工厂，军转民企业，发展水平较高的乡镇企业。我国包装工业虽然发展很快，成就很大，但与发达国家相比，无论在产品品种、技术水平和产品质量方面都有很大差距.发达国家已将微机控制、激光技术、人工智能、光导纤维、图像传感、工业机器人等高新技术成熟的应用于包装机械，而这些高新技术在我国包装机械行业才刚刚开始采用;我国的包装机械产品品种缺口约30%^-40%，包装机械产品的性能、外观质量有一定差距。怎么才能够实现包装机械的数字化呢？？“神奇四侠”NO1可编程逻辑控制器（简称PLC)ProgrammableLogicControllerNO2单片机MicrocontrollersNO3传感器transducerNO4变频器Variable-frequencyDrive可编程逻辑控制器（PLC)概念：可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的发展历史本世纪60年代,计算机控制技术已经开始用于工控领域,但由于技术复杂、编程不便、价格昂贵等原因,未能广泛应用。1969年美国最大的汽车制造商-通用汽车公司(GM),为了适应汽车型号的不断翻新,设想把计算机通用、灵活的优点和继电器系统的简单、易懂、操作方便、价格便宜的优点结合起来制造一种通用的控制装置,并把计算机编程的方式加以简化,用面向控制过程、面向问题的自然语言进行编程,使不熟悉计算机的人也能方便使用。这就是PLC问世前的设想。美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台PLC,在美国通用汽车自动装配线上试用成功。从那时起,各个公司都相继朝着PLC实用化阶段发展。70年代末PLC技术进入成熟阶段。80年代中期世界上已有近百个厂家,二百多种系列机型。PLC俨然成为工业控制的标准设备。90年代PLC发展更为迅猛,各个公司在进一步完善自己原有产品的基础上,不断开发出新的系列产品和增强联网功能。PLC软件不断向前发展,与计算机连接更加方便完善。PLC长什么样的？？？FX2n-80MRFX2n-32MRFX3u-64MFX3u-16MPLC的结构及部分作用1、主机主机部分包括中央处理器（CPU）、系统程序存储器和用户程序及数据存储器。CPU是PLC的核心，它用以运行用户程序、监控输入/输出接口状态、作出逻辑判断和进行数据处理，即读取输入变量、完成用户指令规定的各种操作，将结果送到输出端，并响应外部设备（如电脑、打印机等）的请求以及进行各种内部判断等。PLC的内部存储器有两类，一类是系统程序存储器，主要存放系统管理和监控程序及对用户程序作编译处理的程序，系统程序已由厂家固定，用户不能更改；另一类是用户程序及数据存储器，主要存放用户编制的应用程序及各种暂存数据和中间结果。2、输入/输出（I/O）接口I/O接口是PLC与输入/输出设备连接的部件。输入接口接受输入设备（如按钮、传感器、触点、行程开关等）的控制信号。输出接口是将主机经处理后的结果通过功放电路去驱动输出设备（如接触器、电磁阀、指示灯等）。I/O接口一般采用光电耦合电路，以减少电磁干扰，从而提高了可靠性。I/O点数即输入/输出端子数是PLC的一项主要技术指标，通常小型机有几十个点，中型机有几百个点，大型机将超过千点。3、电源电源是指为CPU、存储器、I/O接口等内部电子电路工作所配置的直流开关稳压电源，通常也为输入设备提供直流电源。4、编程编程是PLC利用外部设备，用户用来输入、检查、修改、调试程序或监示PLC的工作情况。通过专用的PC/PPI电缆线将PLC与电脑联接，并利用专用的软件进行电脑编程和监控。5、输入/输出扩展单元I/O扩展接口用于将扩充外部输入/输出端子数的扩展单元与基本单元（即主机）连接在一起。6、外部设备接口此接口可将打印机、条码扫描仪,变频器等外部设备与主机相联，以完成相应的操作。PLC如何实现它的控制作用软件：GXDeveloper程序：下图为电动机正反转的梯形图PLC综合试验台1）交通信号灯PLC自动控制2）搅拌器的PLC自动控制3）LED数码管显示PLC自动控制（实物）4）四层电梯的PLC自动控制（实物）5）加工中心刀具库选择控制（实物）6）艺术彩灯造型的PLC控制7）电机的自动控制（实物）8）步进电机的PLC控制（实物）1）模拟电视发射塔2）自动送料装车系统3）自动售货机4）自动成型系统5）水塔自动供水系统6）邮件自动分拣系统7)自动洗衣机系统8)电镀系统PLC未来发展的展望如今PLC应用领域早已超越开关量、逻辑控制和离散量监控，已发展成为具有逻辑控制功能、过程控制功能、运动控制功能、数据处理功能、联网通信功能的多功能控制器，从机械设备、工厂自动化到流程行业的过程控制，PLC无处不在。据不完全统计，80%的行业用到了PLC，而这些行业中，80%的设备和控制可以使用PLC。纵观PLC发展变化的需求驱动因素和用户期望，下一代PLC的发展方向已初具轮廓。性能越来越强，功能越来越多，PLC将能适应更为复杂的控制任务；网络通讯成为标配，PLC控制系统将逐步融入全厂自动化乃至企业管理信息化系统之中；设计软件趋向更为简单，平台化软件趋势可期；安装、调试、维护、诊断更为便捷，PLC的使用趋于简单化，而应用趋于智能化。因此，下一代PLC的变革不止体现在传统的功能和性能上，更体现在产品平台理念、企业级系统融合和全生命周期的价值之中。唯其此，新一代PLC方能够更加满足各种工业自动化控制应用的需要，成为百年不衰的工业控制平台。单片机（Microcontrollers）概念:单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机的简介二十世纪跨越了三个“电”的时代，即电气时代、电子时代和现已进入的电脑时代。不过，这种电脑，通常是指个人计算机，简称PC机。它由主机、键盘、显示器等组成。还有一类计算机，大多数人却不怎么熟悉。这种计算机就是把智能赋予各种机械的单片机（亦称微控制器）。顾名思义，这种计算机的最小系统只用了一片集成电路，即可进行简单运算和控制。因为它体积小，通常都藏在被控机械的“肚子”里。它在整个装置中，起着有如人类头脑的作用，它出了毛病，整个装置就瘫痪了。现在，这种单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词——“智能型”，如智能型洗衣机等。现在有些工厂的技术人员或其它业余电子开发者搞出来的某些产品，不是电路太复杂，就是功能太简单且极易被仿制。究其原因，可能就卡在产品未使用单片机或其它可编程逻辑器件上。单片机的应用分类单片机作为计算机发展的一个重要分支领域，根据发展情况，从不同角度，单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。1通用型：这是按单片机适用范围来区分的。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。2总线型：这是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。3控制型:这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。单片机的硬件特性1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128KB容量的ROM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。2、系统结构简单，使用方便，实现模块化。3、单片机可靠性高，可工作到10^6~10^7小时无故障。4、处理功能强，速度快。5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品。6、控制功能强。7、环境适应能力强。单片机的基本结构1运算器：运算器由运算部件——算术逻辑单元、累加器和寄存器等几部分组成。ALU的作用是把传来的数据进行算术或逻辑运算，输入来源为两个8位数据，分别来自累加器和数据寄存器。算术逻辑单元能完成对这两个数据进行加、减、与、或、比较大小等操作，最后将结果存入累加器。2控制器：控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序发生器和操作控制器等组成，是发布命令的“决策机构”，即协调和指挥整个微机系统的操作。3主要寄存器：（1）累加器A，（2）数据寄存器DR，（3）指令寄存器IR和指令译码器ID，（4）程序计数器PC，（5）地址寄存器AR。单片机长什么样？？？单片机的应用单片机如何实现这些功能呢？？例单片机程序（C语言）单片机开发试验台单片机开发软件传感器（transducer）概念：是一种检测装置，能感受到被测量