基于PLC的自動(dòng)飲料灌裝機(jī)(共29頁(yè))

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書題目 基于PLC的自動(dòng) 飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系別 自動(dòng)化工程系 班級(jí) 12電氣99 姓名 馬先生 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 陳先生 2015年 3月 10日目 錄摘要3關(guān)鍵字3一、概述41.1 課題意義41.2 設(shè)計(jì)任務(wù)5二、功能需求分析52.1 技術(shù)背景與現(xiàn)狀52.2 功能需求分析62.3 功能需求6三、具體設(shè)計(jì)73.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.2 設(shè)備選型103.3 I/O分配123.4 工作流程圖設(shè)計(jì)133.5 順序功能圖設(shè)計(jì)143.6 程序設(shè)計(jì)15四、總結(jié)15參考文獻(xiàn)16基于PLC的自動(dòng)飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本次課設(shè)主要介紹全自動(dòng)灌裝

2、生產(chǎn)線的基本概念。全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺(tái)自動(dòng)灌裝機(jī)械經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，并按照各自功能完成一定任務(wù)進(jìn)行順序、連續(xù)生產(chǎn)的一系列機(jī)器組合。通過(guò)對(duì)飲料罐裝自動(dòng)控制的介紹，使我們對(duì)灌裝這個(gè)行業(yè)有了更深的了解，也對(duì)自動(dòng)化這個(gè)名詞有了進(jìn)一步的了解。我國(guó)的飲料罐裝自動(dòng)化相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講還有很大的差距。設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，成為阻礙我們灌裝行業(yè)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。鑒于這些問(wèn)題，我國(guó)企業(yè)不斷發(fā)展自身的實(shí)力，逐步朝著生產(chǎn)高速化、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理化、設(shè)備的多功能化、設(shè)備的綠色化、控制的智能化等方向發(fā)展。推出適合自己需求的產(chǎn)品來(lái)。本次課設(shè)就是朝著這個(gè)方向進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC） 灌裝機(jī) 自

3、動(dòng)化 智能化一、概述1.1 課題意義隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們?cè)谌粘Ｉ钪袑?duì)包裝品的需求越來(lái)越大，而且與傳統(tǒng)包裝工業(yè)相比，精確、節(jié)約、高效成了現(xiàn)代包裝技術(shù)的發(fā)展方向，從而使得包裝機(jī)械不論在制造水平還是技術(shù)上都需要不斷的創(chuàng)新。美國(guó)和日本在包裝機(jī)械上無(wú)論是技術(shù)、產(chǎn)品或者市場(chǎng)占有情況的諸多方面在世界上都是名列前茅的。世界工業(yè)的領(lǐng)頭羊美國(guó)，其包裝工業(yè)起步較早，發(fā)展到現(xiàn)在已具又完備的包裝工業(yè)體系。其包裝設(shè)備通常都以高、精、尖著稱，而且由于可編程控制器（PLC）技術(shù)比其他國(guó)家領(lǐng)先，所以可編程控制器（PLC）在工業(yè)中的使用和普及比其他國(guó)家都早，可編程控制器（PLC）被廣泛應(yīng)用于包裝機(jī)械中較早地形成了自動(dòng)化

4、控制生產(chǎn)模式。日本與美國(guó)相比，起步雖然相對(duì)較晚，但60年代至90年代，日本包裝業(yè)大量引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上消化吸收而且取得了非常顯著的成果，使其包裝工業(yè)的制造水平能持續(xù)快速的發(fā)展。日本小型和微型電子技術(shù)較為成熟，所以其包裝工業(yè)雖然起步較晚，但在消化他國(guó)技術(shù)中，將其擅長(zhǎng)的微電子技術(shù)應(yīng)用其中，為包裝工業(yè)的發(fā)展提供了更多的空間，至今仍影響著包裝機(jī)械的走向。我國(guó)制造工業(yè)還處在低谷時(shí)，美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家卻在告速發(fā)展工業(yè)，而且我國(guó)都是在新中國(guó)成立之后才開(kāi)始發(fā)展包裝機(jī)械與其他工業(yè)產(chǎn)品，包裝工業(yè)發(fā)展期主要是改革開(kāi)放之后。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)開(kāi)始迅速發(fā)展，人們的消費(fèi)水平也大大提高，從而使的生產(chǎn)設(shè)備特別是包裝機(jī)

5、械的需求變得空前緊缺。這就逼迫我們要提高包裝工業(yè)的技術(shù)水平，其中不乏通過(guò)進(jìn)口國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)和生產(chǎn)線，回來(lái)慢慢研究消化吸收并改良，發(fā)展自己的包裝工業(yè)。我國(guó)的飲料包裝設(shè)備還存在自動(dòng)化程度低、速度慢、破瓶率高、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等缺陷。隨著集散控制系統(tǒng)的日益完善，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用的日益廣泛，使我們利用先進(jìn)控制技術(shù)改進(jìn)自動(dòng)飲料灌裝機(jī)的控制系統(tǒng)，彌補(bǔ)其不足成為可能。目前進(jìn)口一臺(tái)全自動(dòng)液體灌裝生產(chǎn)線大概需要400萬(wàn)元人民幣，這大大提高了成本，根據(jù)這一狀況，我們參照國(guó)外全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)結(jié)合國(guó)內(nèi)液體灌裝的實(shí)際情況，獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并制造出新型全自動(dòng)液體灌裝生產(chǎn)線，并根據(jù)測(cè)算，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比

6、價(jià)格僅是進(jìn)口設(shè)備的35%并完全可以代替進(jìn)口同類產(chǎn)品，具有良好的價(jià)格性能比，所以開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)的灌裝成套設(shè)備取代進(jìn)口設(shè)備，在醫(yī)藥、飲料和酒類等灌裝也具有很深遠(yuǎn)的意義和廣闊的前景。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)主要完成以下任務(wù)：（1）、深入了解自動(dòng)飲料灌裝機(jī)的工作原理，運(yùn)行過(guò)程及控制要求。（2）、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括PLC的選擇，各種硬件模塊的介紹，軟件設(shè)計(jì)編程方法。（3）、列出I/O地址分配表。（4）、畫出PLC外部硬件接線圖。（5）、繪制自動(dòng)飲料灌裝機(jī)工作流程圖。（6）、根據(jù)控制流程設(shè)計(jì)出順序功能圖、梯形圖。二、功能需求分析2.1技術(shù)背景與現(xiàn)狀近幾年，由于PET/HDPE塑料瓶被越來(lái)越多地應(yīng)用到液態(tài)食品包裝領(lǐng)域

7、，擴(kuò)大了其在液態(tài)食品包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球每年用于飲料瓶的塑料容器消費(fèi)量為1000多萬(wàn)噸，并且其產(chǎn)銷量正在以每年10%19%的速度增長(zhǎng)。茶飲料、果汁飲料以及功能性飲料經(jīng)過(guò)幾年的苦心經(jīng)營(yíng)，已經(jīng)成為飲料市場(chǎng)上穩(wěn)定、成熟的產(chǎn)品，現(xiàn)在高速中溫?zé)峁嘌b技術(shù)為眾多飲料企業(yè)提供了最佳的解決方案，既滿足了產(chǎn)品的增長(zhǎng)率和安全性，又降低了飲料企業(yè)的包材成本和運(yùn)行成本。隨著高速中溫?zé)峁嘌b機(jī)技術(shù)的日臻成熟，將為更多的國(guó)內(nèi)大、中型飲料生產(chǎn)企業(yè)提供先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠的飲料灌裝機(jī)設(shè)備，帶來(lái)更為直接的成本效益。灌裝機(jī)主要是包裝機(jī)中的一小類產(chǎn)品，隨著我國(guó)酒業(yè)的快速發(fā)展，啤酒、葡萄酒、黃酒、白酒等酒類產(chǎn)量持續(xù)增長(zhǎng)，

8、我國(guó)飲料酒(不含果露酒、發(fā)酵酒精)總產(chǎn)量已達(dá)2878萬(wàn)千升,同比增長(zhǎng)8.2%。有關(guān)專家指出，我國(guó)飲料行業(yè)是高成長(zhǎng)性的行業(yè)，成熟飲品增長(zhǎng)穩(wěn)定，新的熱點(diǎn)和增長(zhǎng)點(diǎn)不斷涌現(xiàn)，新興飲品的增長(zhǎng)更快。同時(shí)，中國(guó)包裝機(jī)械已發(fā)展成世界液態(tài)食品行業(yè)中有重大影響和極大市場(chǎng)占有率行業(yè)。因此，液體灌裝機(jī)市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?。要把灌裝機(jī)產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化，要走相當(dāng)一段的路程，國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀是“互仿”-互相仿造，在國(guó)內(nèi)仿造，也叫做“內(nèi)仿”。水平大概一致，今天你有的，明天別人就仿去了。一個(gè)灌裝機(jī)行業(yè)也就那么幾家有自己的機(jī)械設(shè)計(jì)能力來(lái)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。其他的制造商就跟進(jìn)過(guò)來(lái)。所以在互聯(lián)網(wǎng)上我們查找灌裝機(jī)會(huì)看到很多產(chǎn)品，但大多雷同。相比較而言，在國(guó)外的

9、一些灌裝機(jī)械廠家，他們的產(chǎn)品不論是在外觀還是的設(shè)計(jì)原理上都有比較大的區(qū)別。這就是很多國(guó)內(nèi)一些想創(chuàng)新的廠家努力去學(xué)習(xí)國(guó)外產(chǎn)品的原因，操作方法是到國(guó)外參加展會(huì)，拍些設(shè)備圖片或直接購(gòu)買一個(gè)設(shè)備樣品，拿來(lái)仿造就可以了。這就是“外仿”，仿造國(guó)外的。不管是“內(nèi)仿”還是“外仿” 都是在仿造。自己沒(méi)有太多的創(chuàng)新和設(shè)計(jì)。產(chǎn)品就會(huì)一直在跟進(jìn)，跟著別人前進(jìn)。我國(guó)的飲料罐裝自動(dòng)化相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)講還有很大的差距。設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，成為阻礙我們灌裝行業(yè)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。鑒于這些問(wèn)題，我國(guó)企業(yè)不斷發(fā)展自身的實(shí)力，逐步朝著生產(chǎn)高速化、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理化、設(shè)備的多功能化、設(shè)備的綠色化、控制的智能化等方向發(fā)展。推出適合自己

10、需求的產(chǎn)品來(lái)。我國(guó)企業(yè)參照國(guó)外全自動(dòng)液體灌裝機(jī)的先進(jìn)機(jī)型和技術(shù)結(jié)合國(guó)內(nèi)液體灌裝的實(shí)際情況，發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外灌裝機(jī)械制造商都在致力于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，不斷的在對(duì)老產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化的同時(shí)開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品以適合市場(chǎng)的變化。一方面是零部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，設(shè)備可靠性的提高，另一方面則圍繞設(shè)備成本降低，以及操作方便和可維護(hù)性進(jìn)行研究，并獨(dú)立開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)并制造出新型全自動(dòng)液體灌裝生產(chǎn)線，并根據(jù)測(cè)算，與國(guó)外同類產(chǎn)品相比價(jià)格僅是進(jìn)口設(shè)備的35%并完全可以代替進(jìn)口同類產(chǎn)品，具有良好的價(jià)格性能比，所以開(kāi)發(fā)優(yōu)質(zhì)的灌裝成套設(shè)備取代進(jìn)口設(shè)備，在醫(yī)藥、飲料和酒類等灌裝也具有很深遠(yuǎn)的意義和廣闊的前景。2.2功能需求分析根據(jù)要求和目前生產(chǎn)線的具體情況

11、，并結(jié)合目前先進(jìn)裝配系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，確定了以下總體設(shè)計(jì)思路。采用可編程控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)的主控制元件，傳感器作為檢測(cè)元件構(gòu)成生產(chǎn)、控制系統(tǒng)。整條自動(dòng)飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)由一臺(tái)PLC、灌裝機(jī)以及次品撿出器和指示燈等其它元件構(gòu)成。同時(shí)生產(chǎn)線上的各種檢測(cè)狀態(tài)傳感器全部接入到PLC中，由PLC根據(jù)傳感器的檢測(cè)狀態(tài)通過(guò)編制好的程序控制整個(gè)系統(tǒng)工作。系統(tǒng)采用的飲料分裝計(jì)量是通過(guò)時(shí)間和單位時(shí)間流量來(lái)確定的，計(jì)量精度由可編程控制器（PLC）控制確定。并且在本系統(tǒng)還具有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和故障報(bào)警功能，能夠準(zhǔn)確的將生產(chǎn)情況告知用戶，使用戶能靈活的調(diào)整生產(chǎn)方式和方便的了解到設(shè)備的即時(shí)運(yùn)行狀態(tài)。操作時(shí)，在PLC上編制

12、好的程序作為系統(tǒng)工作的條件。通過(guò)PLC上的開(kāi)關(guān)和指示燈等進(jìn)行對(duì)系統(tǒng)功能的操作和監(jiān)控系統(tǒng)的工作過(guò)程。2.3功能需求系統(tǒng)采用了國(guó)際上較為先進(jìn)的灌裝設(shè)備直線型全自動(dòng)灌裝機(jī)。設(shè)計(jì)的灌裝過(guò)程是：洗瓶機(jī)將瓶子的里外洗凈并經(jīng)檢查后，由傳送帶送入自動(dòng)灌裝機(jī)的限位機(jī)構(gòu)，根據(jù)規(guī)定的要求按一定的距離排列好，限位機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地將瓶送入灌料傳送帶。灌料口檢測(cè)設(shè)備準(zhǔn)確地將瓶子送入灌料設(shè)備下灌料，灌料完成后，灌料傳送帶將瓶子送入正品檢測(cè)設(shè)備，正品檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)是正品，則送入正品傳送帶，反之是次品，則送入次品傳送帶。三、具體設(shè)計(jì)3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1.1工作原理自動(dòng)飲料灌裝機(jī)工作原理：本機(jī)通過(guò)光電傳感器檢測(cè)空瓶到達(dá)，開(kāi)啟灌裝傳送帶電

13、機(jī)，傳送空瓶至灌料口位置，通過(guò)泵機(jī)灌裝飲料，完成后，傳送至正品傳送帶或次品傳送帶。通過(guò)傳感器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，自動(dòng)檢測(cè)正、次品并分揀出次品，全程自動(dòng)控制無(wú)需人工干預(yù)。3.1.2運(yùn)行過(guò)程按下啟動(dòng)按鈕之后，灌裝傳送帶等待空瓶檢測(cè)檢測(cè)到空瓶時(shí)啟動(dòng)，空瓶通過(guò)傳送帶到達(dá)灌料檢測(cè)口時(shí)停止1S，1S后灌裝機(jī)啟動(dòng)，開(kāi)始灌裝時(shí)間為1S，1S后停止，傳送帶啟動(dòng)將灌裝的飲料送至正、次品檢測(cè)口，正品則啟動(dòng)正品傳送帶，傳送至壓蓋檢測(cè)口時(shí)停止1S,1S后壓蓋機(jī)壓蓋時(shí)間為1S,1S后啟動(dòng)傳送帶，傳送至正品到達(dá)檢測(cè)位置，計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)24瓶整箱，計(jì)數(shù)完成報(bào)警。檢測(cè)為次品則通過(guò)推進(jìn)裝置，推至次品傳送帶并啟動(dòng)傳送帶，送至次品到達(dá)檢測(cè)位

14、置，停止并計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)10瓶，計(jì)數(shù)完成報(bào)警（見(jiàn)下圖3-1、3-2、3-3、3-4）。3.1.3控制要求：（1）系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作。（2）系統(tǒng)設(shè)有故障啟動(dòng)、故障停止按鈕，當(dāng)設(shè)備遇到故障時(shí)或停電的事故時(shí)可以啟動(dòng)故障啟動(dòng)無(wú)需空瓶檢測(cè)，即可啟動(dòng)。（3）用兩個(gè)傳感器檢測(cè)并記錄次品瓶數(shù)和正品瓶數(shù)，一旦啟動(dòng)系統(tǒng)后，當(dāng)正、次品傳送過(guò)來(lái)之后記錄瓶數(shù)，瓶數(shù)完成后報(bào)警。（圖3-2、圖3-3）（4）系統(tǒng)在灌料設(shè)備和壓蓋設(shè)備上加有

15、料不足檢測(cè)報(bào)警設(shè)備（圖3-1、圖3-2）。（5）可以手動(dòng)、自動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零（復(fù)位）。灌料口檢測(cè)M空瓶到來(lái)檢測(cè)灌裝設(shè)備報(bào)警提示灌 裝 傳 送 帶圖3-1 灌裝工作示意圖報(bào)警提示壓蓋設(shè)備正品檢測(cè)壓蓋口檢測(cè)M正 品 傳 送 帶正品計(jì)數(shù)檢測(cè)圖3-2 壓蓋工作示意圖次品傳送帶M推動(dòng)裝置正品檢測(cè)次品計(jì)數(shù)檢測(cè)圖3-3 次品工作示意圖正品檢測(cè)傳感器置于瓶子上端空瓶次品推進(jìn)裝置圖3-4 分揀工作示意圖3.2設(shè)備選型3.2.1 PLC的選擇PLC的特點(diǎn)作為工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制的專用計(jì)算機(jī)，與通常在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下使用的微機(jī)不同。由于控制對(duì)象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運(yùn)行的長(zhǎng)期連續(xù)性，使PLC在設(shè)計(jì)上有許多明顯的特點(diǎn)。可

16、靠性高、編程直觀簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、適應(yīng)性好、接口能力強(qiáng)、模塊化結(jié)構(gòu)、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便等。目前，世界上有200多個(gè)廠家生產(chǎn)可編程控制器產(chǎn)品，比較著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國(guó)的AB、通用（GE）、日本的三菱（MITSBISHI）、歐姆龍（OMRON）、德國(guó)的西門子（SIMENS）、法國(guó)的TE、韓國(guó)的三星（SUMSUNG）、LG等。本文選擇的是德國(guó)的西門子公司生產(chǎn)的S7200PLC， S7200系列PLC是西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC，其許多功能達(dá)到大、中型PLC的水平，而價(jià)格卻和小型PLC的一樣，因此它一經(jīng)推出，即受到了廣泛的關(guān)注。特別是S7200CPU22*系列PLC，由于它具有

17、多種功能模塊可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡(jiǎn)單，其速度快，具有極強(qiáng)的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。(l)S7-200CPUS7-200CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制。1）輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn):輸入信號(hào)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的各種傳感器及檢測(cè)開(kāi)關(guān)(模擬量及開(kāi)關(guān)量)，輸出部分則控制泵、電機(jī)、以及工業(yè)過(guò)程中的其他設(shè)備。2）電源向CPU及其所連接的任何模塊提供電力。

18、3）通訊端口允許將S7-200CPU同編程器或其他一些設(shè)備連接起來(lái)。4）狀態(tài)信號(hào)燈顯示了CPU的工作模式，本機(jī)I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯(cuò)誤。5）通過(guò)擴(kuò)展模塊可增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)。通過(guò)擴(kuò)展模塊可提供其通訊性能。一些CPU具有內(nèi)置的實(shí)時(shí)時(shí)鐘，其他CPU則需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡EEPROM卡可以存儲(chǔ)CPU程序，也可以將一個(gè)CPU中的程序傳送到另一個(gè)CPU中。6）通過(guò)可選的插入式電池盒可延長(zhǎng)RAM中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間。(2)擴(kuò)展模塊S7-200CPU模塊提供了一定數(shù)量的本機(jī)I/O，擴(kuò)展模塊提供了附加的輸入輸出點(diǎn)。(3)CPU22*系列PLC它有如下五種不同結(jié)構(gòu)的配置單元：1）CPU221，它具有6輸

19、入/4輸出，I/O共計(jì)10點(diǎn)，無(wú)擴(kuò)展能力；2）CPU222，它具有8輸入/6輸出，I/O共計(jì)14點(diǎn)，并可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展；3）CPU224，它具有14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，I/O點(diǎn)數(shù)共計(jì)24點(diǎn)，它有七個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘；4）CPU226，它具有24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，與CPU224相比，它增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)；5）CPU226XM，這是西門子公司后推出的一種增強(qiáng)型主機(jī)，它在用戶程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量上進(jìn)行了擴(kuò)展，其他指標(biāo)和CPU226相同。本系統(tǒng)具有13點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，采用西門子PLCS7-200系列的CPU226型。飲料灌裝系統(tǒng)的

20、PLC外部接線，應(yīng)將PLC先接入220V交流電源，再將啟動(dòng)停止按鈕、報(bào)警指示燈以及各個(gè)傳感器開(kāi)關(guān)通過(guò)24V直流電源連接到PLC的輸入端口上，如圖3-4所示。注：PLC的選擇同型號(hào)中分為AC和DC兩種，不能選錯(cuò)，否則會(huì)因電壓過(guò)大而燒毀PLC造成損失。圖3-5 PLC外部接線圖3.2.2傳感器的選擇信息處理技術(shù)取得的進(jìn)展以及微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開(kāi)發(fā)方面有相應(yīng)的進(jìn)展。傳感器的作用越來(lái)越重要。傳感器已成為自動(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件。廣義地說(shuō)，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。它獲得的信息正確與否，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的精度。通過(guò)對(duì)各個(gè)傳感器的

21、工作環(huán)境和用途的分析確定各個(gè)傳感器的型號(hào)為，灌裝監(jiān)測(cè)傳感器選型為：光電傳感器（歐姆龍E3JK-5M3型）、光纖傳感器（松下D203通用型等）。采用紅外線傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)空瓶子的到來(lái)后動(dòng)作，起到接通開(kāi)關(guān)的作用。它是利用被測(cè)物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進(jìn)行測(cè)量。常溫下工作穩(wěn)定且價(jià)格更便宜，不受可見(jiàn)光的影響。3.2.3電機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)M1型號(hào)為Y132M-4，額定電壓為交流380V，額定電流為15A，頻率為50HZ，功率為7.5KW，轉(zhuǎn)速為1440r/min。電動(dòng)機(jī)M2型號(hào)為Y90S-4，額定電壓為交流380V，額定電流為2.8A，頻率為50HZ，功率為1.1KW，轉(zhuǎn)速為1440r/min。電動(dòng)機(jī)M

22、3選與電動(dòng)機(jī)M2一樣的型號(hào)即可。注：M1電機(jī)是灌料傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，M2電機(jī)是正品傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，M3電機(jī)是次品傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)。輸入輸出正常啟動(dòng)I0.0灌料傳送帶Q0.0正常停止I0.1正品傳送帶Q0.1空瓶檢測(cè)I0.2次品傳送帶Q0.2灌料口檢測(cè)I0.3灌料Q0.3正品檢測(cè)I0.4壓蓋Q0.4壓蓋檢測(cè)I0.5推桿電磁閥Q0.5正品到達(dá)檢測(cè)I0.6灌料料不足報(bào)警Q0.6次品到達(dá)檢測(cè)I0.7壓蓋料不足報(bào)警Q0.7灌料不足檢測(cè)I1.0正品完成報(bào)警Q1.0壓蓋料不足檢測(cè)I1.1次品完成報(bào)警Q1.1推桿到位I1.2故障啟動(dòng)I1.3故障停止I1.43.3 I/O分配表表31 I/O分配表3.4工作流程圖設(shè)

23、計(jì)是 次品啟動(dòng)次品傳送帶次品傳送到位停止啟動(dòng)開(kāi)始檢測(cè)到空瓶灌裝傳送帶啟動(dòng)灌料檢測(cè)口檢測(cè)灌裝機(jī)灌裝分揀是 正品啟動(dòng)正品傳送帶壓蓋檢測(cè)口檢測(cè)壓蓋機(jī)壓蓋正品傳送到位停止圖3-6 工作流程圖3.5順序功能圖設(shè)計(jì)Q0.0I0.4I0.4清零C2C2I1.0I0.7T44I0.4清零M1.499M1.399M1.599M1.699M1.799Q0.5 Q0.2Q0.2Q1.1 T44C2計(jì)數(shù)器T40Q0.3 T41Q0.0C1C1I0.6T43T42M0.699M0.199M0.099M0.299M0.399M0.499M0.599M3.0I0.2T41T40I0.3M0.799C1計(jì)數(shù)器M1.199M1

24、.099Q0.1Q0.4 T43T42Q0.1I0.5M2.199M2.099M1.299Q1.0 T45T45SM0.1圖3-7 順序功能圖3.6程序設(shè)計(jì)見(jiàn)附錄四、總結(jié)經(jīng)過(guò)了這一段的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了基于PLC的飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。從開(kāi)始接到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目到系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，再到畢業(yè)設(shè)計(jì)文章的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是自己所學(xué)知識(shí)的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從對(duì)PLC控制自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需技術(shù)和知識(shí)很不了解的狀態(tài)，我開(kāi)始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚

25、嫩的作品一步步完善起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都是對(duì)我不斷努力的肯定。從中我也充分認(rèn)識(shí)到了PLC在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的重要性，以及它為我們生活帶來(lái)的便利。雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很完善，還有一些不足之處，但我可以自豪的說(shuō)，這里面的每一段程序，都是自己不懈努力成果。當(dāng)我看到自己的程序，能夠穩(wěn)定的通過(guò)調(diào)試。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫設(shè)計(jì)了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)

26、步用PLC控制飲料灌裝生產(chǎn)流水線，考慮了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境，性能較穩(wěn)定，極大地提高了設(shè)備的可靠性，而且程序調(diào)整修改方便靈活。以上程序可根據(jù)控制要求的改變很方便地做出調(diào)整與擴(kuò)充，能適應(yīng)控制要求的不斷更新變化，具有良好的應(yīng)用前景。近年來(lái)，飲料工業(yè)發(fā)展迅猛，碳酸飲料、果汁飲料、蔬菜汁飲料、含乳飲料、瓶裝飲用水、茶飲料等品種不斷豐富，產(chǎn)量上的“飄紅”使得對(duì)設(shè)備市場(chǎng)的需求也呈“牛市”。因此，這方面的計(jì)術(shù)還要進(jìn)一步發(fā)展和完善，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的需要。自動(dòng)化工程系 2015-01-31參 考 文 獻(xiàn)1張萬(wàn)忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2003.07. 2史國(guó)生.電氣控制與可編程控制器技術(shù)M.

27、北京：化學(xué)工業(yè)出版社. 2004.02. 3郭宗仁，吳亦鋒，郭永.可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)及通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)M.北京：人民郵電出版社. 2002.09. 4汪仁智. XML和OPC將為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)集成提供新途徑J. 世界儀表與自動(dòng)化,2001. 5廖常初.FX系列PLC編程及應(yīng)用M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008. 6劉姍姍，宋秋紅.屋頂包飲品紙盒灌裝機(jī)氣動(dòng)理蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究J. 食品工業(yè).2007.05. 7丁毅，賈向麗，李國(guó)志.基于ADAMS的潤(rùn)滑脂灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)J.包裝與食品機(jī)械.2007.06. 8趙大民.FGZ-10負(fù)壓灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)D.大連交通大學(xué).2007. 9周仁龍，姚鮮華.上海

28、隆歆開(kāi)發(fā)出袋裝水全自動(dòng)灌裝機(jī)成套設(shè)備N.中國(guó)食品報(bào).2006.6.12. 10蔣歡. 全自動(dòng)軟包裝液體灌裝機(jī)：中國(guó)，2.0P. 2009.06.23. 11張聰.灌裝機(jī)的安裝調(diào)試及維護(hù)J. 自動(dòng)化食品包裝機(jī). 2003. 12王紅軍，鄒湘軍，劉昌余，陳佳鑫.虛擬環(huán)境下模塊化灌裝機(jī)建模與設(shè)計(jì)研究J. 裝備制造技術(shù). 2010. 13張延明，雒亞洲，王菲菲.無(wú)菌包裝在康美包無(wú)菌灌裝機(jī)中的應(yīng)用J. 機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新 . 2010附錄 程序代碼三、但愿有一天你會(huì)記起，我曾默默地，毫無(wú)希望地愛(ài)過(guò)你。我這扇門曾為你打開(kāi)，只為你一人打開(kāi)，現(xiàn)在，我要把它關(guān)上了。四、你看我的時(shí)候我裝做在看別處，你在看別處的時(shí)

29、候我在看你。五、陸上的人喜歡尋根究底，虛度很多的光陰。冬天擔(dān)憂夏天的遲來(lái)，夏天擔(dān)心冬天的將至。所以你們不停到處去追求一個(gè)遙不可及，四季如夏的地方，我并不羨慕。六、沒(méi)想到的是，一別竟是一輩子了。七、朋友們都羨慕我，其實(shí)羨慕他們的人是我。愛(ài)你，很久了，等你，也很久了，現(xiàn)在，我要離開(kāi)你了，比很久很久還要久八、Do something today that your future self will thank you for. 從現(xiàn)在開(kāi)始，做一些讓未來(lái)的你感謝現(xiàn)在的自己的事。九、有個(gè)懂你的人，是最大的幸福。這個(gè)人，不一定十全十美，但他能讀懂你，能走進(jìn)你的心靈深處，能看懂你心里的一切。最懂你的人，總是

30、會(huì)一直的在你身邊，默默守護(hù)你，不讓你受一點(diǎn)點(diǎn)的委屈。真正愛(ài)你的人不會(huì)說(shuō)許多愛(ài)你的話，卻會(huì)做許多愛(ài)你的事。十、很久很久，沒(méi)有對(duì)方的消息，也不再想起這個(gè)人，也是不想再想起。十一、我不怕我會(huì)忘記他，他在我心底開(kāi)出了花。十二、我還在原地等你，你卻已經(jīng)忘記曾來(lái)過(guò)這里。十三、那都是很好很好的，我卻偏偏不喜歡。十四、向來(lái)緣淺，奈何情深？十五、習(xí)慣難受，習(xí)慣思念，習(xí)慣等你，可是卻一直沒(méi)有習(xí)慣看不到你十六、愛(ài)一個(gè)人最好的方式，是經(jīng)營(yíng)好自己，給對(duì)方一個(gè)優(yōu)質(zhì)的愛(ài)人。不是拼命對(duì)一個(gè)人好，那人就會(huì)拼命愛(ài)你。俗世的感情難免有現(xiàn)實(shí)的一面：你有價(jià)值，你的付出才有人重視。蘇芩十七、雨水落下來(lái)是因?yàn)樘炜諢o(wú)法承受它的重量，眼淚掉下

31、來(lái)是因?yàn)樾脑僖矡o(wú)法承受那樣的傷痛。十八、所謂長(zhǎng)大，就是把原本看重的東西看輕一點(diǎn)，原本看輕的東西看重一點(diǎn)。生活中只有一種英雄主義，那就是在認(rèn)清生活真相之后，依然熱愛(ài)生活。生活就像是跟老天對(duì)弈，對(duì)你而言，你走棋，那叫選擇；老天走棋，那叫挑戰(zhàn)。十九、我只想問(wèn)你，若我回頭，你還在不在？二十、有些事是有很多機(jī)會(huì)去做的，卻一天一天推遲，想做的時(shí)候卻發(fā)現(xiàn)沒(méi)機(jī)會(huì)了。二十一、在下一個(gè)路口，思念某一種溫度。二十二、It doesnt matter how slow you are, as long as youre determined to get there, youll get there. -不管你有多慢

32、，都不要緊，只要你有決心，你最終都會(huì)到達(dá)想去的地方。二十三、當(dāng)我們擁有一只鞋子的時(shí)候，我們才會(huì)明白失去的另一只鞋子的滋味，失去的東西總是最好的。二十四、如果因?yàn)楹ε路蛛x而不敢在一起，那你吃飯的時(shí)候?yàn)槭裁床恢苯尤コ允?。二十五、花時(shí)間去解釋 不如花時(shí)間去證明二十六、睫毛下的傷城路過(guò)了誰(shuí)的風(fēng)景誰(shuí)的心。二十七、擁有的并不一定愛(ài)著。二十八、于是。各有各的生活，各自愛(ài)著別的人。曾經(jīng)相愛(ài)，現(xiàn)在已互不相干。二十九、看著別人的故事，流著自己的眼淚。三十、你唯一會(huì)認(rèn)認(rèn)真真讀完一個(gè)人的日志和心情，想盡一切辦法去了解的只有兩個(gè)人。一個(gè)是你喜歡的人，另一個(gè)是你喜歡的人喜歡的人。三十一、失去一段感情，你感覺(jué)心痛，當(dāng)你心痛過(guò)后，那時(shí)你才會(huì)發(fā)現(xiàn)，你失去的只是你心中的依賴，當(dāng)你學(xué)會(huì)孤獨(dú)的堅(jiān)強(qiáng)，一切又會(huì)再次美好起來(lái)。去珍惜那個(gè)讀懂你的人，要好好去疼愛(ài)她。專心-專注-專業(yè)