Автоматизация процесса упаковки в пакеты из термоусадочной пленки

ВВЕДЕНИЕ 3
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 5
1.1 Исследование конструкции и принципа работы установки 5
1.2 Описание электрооборудования линии 9
1.3 Циклограммы функционирования линии 12
1.4 Последовательность монтажа установки 13
1.5 Порядок технического обслуживания 16
1.6 Оценка преимуществ и недостатков конструкции 18
1.7 Рекомендации по модернизации 19
2 КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ 22
2.1 Модернизация накопительного транспортёра 22
2.2 Совершенствование подъёмного стола 32
2.3 Составление пневматической схемы 34
2.4 Разработка циклограммы работы 42
3 РАЗРАБОТКА СХЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ 45
3.1 Проектирование электрической схемы управления 45
3.2 Разработка схемы силового управления 52
3.3 Формирование алгоритма управления упаковочной линией 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63
ПРИЛОЖЕНИЕ А 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 66
ПРИЛОЖЕНИЕ В 67
ПРИЛОЖЕНИЕ Г 68

Весь текст будет доступен после покупки

В условиях стремительного развития современного производства и повышения требований к эффективности, надежности и скорости выпускаемой продукции особую актуальность приобретают вопросы автоматизации технологических процессов. Одним из ключевых этапов на многих предприятиях пищевой, фармацевтической, косметической и других отраслей промышленности является упаковка готовой продукции, в частности – в пакеты из термоусадочной пленки. Такая упаковка обеспечивает не только эстетичный внешний вид изделия, но и защищает его от внешних воздействий, продлевая срок хранения и сохраняя потребительские свойства. Однако в условиях растущей конкуренции и необходимости снижения издержек ручной или полуавтоматический подход к упаковке становится экономически нецелесообразным, что обуславливает потребность в разработке и внедрении высокопроизводительных автоматизированных упаковочных линий.
Целью выпускной квалификационной работы является повышение эффективности процесса упаковки продукции в термоусадочную пленку за счет автоматизации и модернизации существующей упаковочной линии.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
– провести анализ конструкции и принципа работы установки для упаковки в термоусадочную пленку;
– изучить состав и функциональное назначение электрооборудования линии;
– разработать циклограммы функционирования оборудования;
– проанализировать последовательность монтажа и порядок технического обслуживания установки;
– выявить конструктивные недостатки и предложить рекомендации по модернизации;
– выполнить конструктивные улучшения отдельных узлов линии, включая накопительный транспортёр и подъёмный стол;
– разработать пневматическую и электрическую схемы управления;
– сформировать алгоритм автоматического управления упаковочной линией.
Объектом исследования выступает автоматизированная упаковочная линия для упаковки продукции в пакеты из термоусадочной пленки. Субъектом исследования являются технические, конструктивные и управляющие компоненты данной линии, а также процессы, протекающие в ходе её функционирования.
В работе применяются следующие методы исследования: анализ технической документации и аналогов оборудования, системный подход к проектированию, методы инженерного моделирования, графическое проектирование (разработка схем и чертежей), а также методы автоматизации и программирования логических управляющих алгоритмов.
Практическая значимость выполненной работы заключается в разработке предложений по модернизации и автоматизации упаковочной линии, которые могут быть внедрены на реальном производстве. Это позволит повысить производительность, снизить трудозатраты, улучшить качество упаковки и обеспечить более стабильную и безопасную эксплуатацию оборудования, что особенно актуально в условиях цифровой трансформации современных предприятий.

Весь текст будет доступен после покупки

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Исследование конструкции и принципа работы установки
В таблицах 1 и 2 приведены основные технические параметры установки.
Таблица 1 – Основные параметры установки (кгс/см2), в пределах
Наименование показателя Норма
1 2
1.Производительность максимальная, пакет/час 72
2. Размеры пакета, мм:
длина, не более
ширина, не более
высота, в пределах
800
400
70–300
3. Применяемый упаковочный материал Пленка полиэтиленовая термоусадочная, марки Т толщиной 0,08 – 0,1 по ГОСТ 25951-83
4. Установочная мощность, Вт, электродвигателей
нагревателей
1,255
20,8
5. Расход сжатого воздуха, м3/час, не более 10
6. Давление сжатого воздуха, Мпа (кгс/см2), в пределах 0,4 – 0,6 (4 – 6)
7. Характеристика питающей электросети: номинальное напряжение, В
частота тока, Гц

220/380
50
8. Габаритные размеры, мм, не более:
длина
ширина
высота
6640
1830
2280
9. Масса, кг, не более 2600
Таблица 2 – Показатели надежности.
Наименование показателей Норма
1. Средний срок службы до первого капитального ремонта, год 3
2. Средняя наработка на отказ, ч 250
3. Коэффициент технического использования 0,9
Устройство и работа
Расположение основных частей установки показано на рисунке 1.
Установка включает в себя следующие основные компоненты:
1. Транспортер-накопитель (см. рис. 1, поз. 1);
2. Машина для сварки пакетов (см. рис. 1, поз. 2);
3. Машина для термоусадки пакетов (см. рис. 1, поз. 3).

Рисунок 1 – Линия упаковки УПС1.03: расположение основных частей
Транспортер-накопитель обеспечивает сбор и выравнивание хаотичного потока стеклотары, поступающей с цехового стационарного конвейера, ориентируя изделия в заданном направлении.
Машина сварки пакетов формирует вокруг стеклотары упаковку из термоусадочной пленки, выполняя контактную сварку: один поперечный и два продольных шва. Машина термоусадки предназначена для придания пакету точной формы упаковываемой продукции – за счет нагрева пленка плотно облегает наружную поверхность стеклотары. Компоновка и взаимное расположение элементов установки показаны на рисунке 2.
Транспортер-накопитель состоит из шестирядного пластинчатого конвейера 1 с боковыми направляющими 23, подъемного стола 3 и толкателя 2.
В конструкции машины сварки пакетов размещены: рулонодержатели 14 для пленки, механизмы продольной 12 и поперечной 10 сварки, а также прижимное устройство 13.

Весь текст будет доступен после покупки

1) ГОСТ Р 58359–2019. Упаковка потребительская. Термоусадочная пленка из полиэтилена. Технические условия. – Введ. 2020-07-01. – М.: Стандартинформ, 2019. – 12 с.
2) ГОСТ IEC 61131-1–2021. Программируемые контроллеры. Часть 1. Общая информация. – М.: Стандартинформ, 2021. – 36 с.
3) ГОСТ Р 57438–2017. Системы автоматизации в промышленности. Термины и определения. – М.: Стандартинформ, 2017. (Актуализировано в 2022 г.)
4) IEC 60204-1:2021. Safety of machinery – Electrical equipment of machines – Part 1: General requirements. – Geneva: IEC, 2021.
5) ISO 15552:2022. Pneumatic fluid power – Cylinders – Mounting dimensions with detachable mountings – 10 to 320 mm bore. – Geneva: ISO, 2022.
6) Официальный каталог продукции ООО «ОВЕН». Программируемые логические контроллеры ПЛК100. – URL: https://www.owen.ru/catalog/plk100/ (дата обращения: 10.01.2026).
7) Schneider Electric. Altivar 11 Variable Speed Drives – User Manual. – Version 2023. – Rungis, France: Schneider Electric, 2023. – 128 p.
8) Norgren. Pneumatic Components Catalogue 2023. – Redditch, UK: IMI Norgren Ltd., 2023. – 210 p.
9) Balluff GmbH. Inductive Sensors Product Guide 2024. – Germany: Balluff, 2024. – 84 p.
10) Pepperl+Fuchs. Capacitive Sensors Technical Manual. – Mannheim, Germany: Pepperl+Fuchs SE, 2022. – 62 p.
11) Болдин А.Н. Промышленная автоматизация на базе ПЛК: учебное пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: ДМК Пресс, 2023. – 320 с.
12) Корячко В.П., Корячко А.В. Основы автоматизации технологических процессов: учебник. – М.: Инфра-М, 2022. – 288 с.
13) Мартынов А.С. Пневматические системы в промышленной автоматике. – СПб.: Лань, 2021. – 256 с.
14) Семёнов Б.А. Частотно-регулируемый электропривод: проектирование и эксплуатация. – М.: Горячая линия–Телеком, 2022. – 240 с.
15) Петров И.В. Промышленные сети и протоколы передачи данных. – М.: Техносфера, 2023. – 216 с.
16) Журнал «Автоматизация и современные технологии». № 4, 2024. – М.: Машиностроение. – ISSN 0131-2485.
17) Журнал «Упаковка и оборудование». № 2, 2023. – М.: ИД «Техника и технологии». – ISSN 2410-550X.

Весь текст будет доступен после покупки