飲料灌裝生產(chǎn)流水線總到體設(shè)計(jì)

1、裝訂線畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)報(bào)告題目名稱(chēng)： 飲料灌裝生產(chǎn)流水線總體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 陳樸 學(xué) 號(hào)： 1204043104 二級(jí)學(xué)院（系）/專(zhuān)業(yè)： 能源與電氣工程學(xué)院/電氣自動(dòng)化 班 級(jí)： 電氣1211 指導(dǎo)教師： 蔡大華 2015 年 4 月 25 日摘 要近年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，飲料生產(chǎn)業(yè)也進(jìn)入了高速發(fā)展的時(shí)期，各種品牌、口味的飲料比比皆是，因此飲料生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)線設(shè)備將會(huì)大大增加。傳統(tǒng)的繼電器是用來(lái)對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)線的控制，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)，出產(chǎn)效率低，響應(yīng)速度慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)，故障處理，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與維修只能經(jīng)歷一個(gè)被動(dòng)查找故障點(diǎn)。并且第二次故

2、障極易發(fā)生，產(chǎn)品的通過(guò)率也很低，從而使生產(chǎn)成本變多。然而，隨著科技進(jìn)步，飲料灌裝生產(chǎn)線進(jìn)程正朝著智能化和自動(dòng)化的目標(biāo)發(fā)展。但是在考慮生產(chǎn)線操作員工以及電氣維修工人的實(shí)際知識(shí)水平，一套基于單指令模式的梯形圖，使用戶(hù)程序編制形象。易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也很方便，就顯得十分重要了。本文論述了plc強(qiáng)大功能在工廠生產(chǎn)流水線中的應(yīng)用-可編程控制器plc在飲料灌裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用。并給出了相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，地址分配表等關(guān)鍵詞：灌裝生產(chǎn)線;plc;傳感器abstractin recent years, along with the social progress and development, beverage pr

3、oduction industry also entered the period of rapid development, all kinds of brand, taste drink everywhere, so beverage production enterprises of production line equipment will be greatly increased.傳統(tǒng)的繼電器是用來(lái)對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)線的控制，在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)，出產(chǎn)效率低，響應(yīng)速度慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)，故障處理，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與維修只能經(jīng)歷一個(gè)被動(dòng)查找故障點(diǎn)。并且第二次故障極易發(fā)生，產(chǎn)品

4、的通過(guò)率也很低，從而使生產(chǎn)成本變多。然而，隨著科技進(jìn)步，飲料灌裝生產(chǎn)線進(jìn)程正朝著智能化和自動(dòng)化的目標(biāo)發(fā)展。但是在考慮生產(chǎn)線操作員工以及電氣維修工人的實(shí)際知識(shí)水平，一套基于單指令模式的梯形圖，使用戶(hù)程序編制形象。易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也很方便，就顯得十分重要了。the traditional relay is used to control to the traditional production line in use process will appear, low production efficiency and response speed, high failure rate, poor

5、 reliability and the working state of the system, fault handling, equipment condition monitoring and maintenance can only experience a passive find fault point. and second failures occur easily, the product pass rate is very low, so that the production cost becomes more. however, with the progress o

6、f science and technology, beverage filling production line process is towards automation and intelligent development goals. but in consideration of the production line operators and electrical maintenance workers of the actual knowledge level, a single instruction mode of ladder diagram based on usi

7、ng user program image. to learn; debugging and error checking is also very convenient, it is very important.本文論述了plc強(qiáng)大功能在工廠生產(chǎn)流水線中的應(yīng)用-可編程控制器plc在飲料灌裝生產(chǎn)線中的應(yīng)用。并給出了相關(guān)的結(jié)構(gòu)圖，地址分配表等in this paper, the application of programmable logic controller (plc) in the beverage filling production line plc powerful in fa

8、ctory production lines in the application. and gives the structure chart of the relevant address allocation table, etc.關(guān)鍵詞：灌裝生產(chǎn)線;plc;傳感器keywords: filling production line; plc; sensor目 錄摘要.2abstract .3前言 .61.飲料灌裝生產(chǎn)流水線總體設(shè)計(jì).7 1.1任務(wù)的分析.7 1.2 硬件方案設(shè)計(jì) . .7 1.3 軟件方案設(shè)計(jì). . .8 1.3.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法.8 1.3.2 邏輯設(shè)計(jì)法.92.系統(tǒng)元件

9、的選擇.10 2.1 plc的簡(jiǎn)介.10 2.1.1 plc的選擇原則.12 2.1.2 plc的型號(hào)確定 .13 2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 . .13 2.3 接觸器的選擇 . .14 2.4 熱繼電器的選擇 . .14 2.5 開(kāi)關(guān)電器、熔斷器的選擇 . .15 2.6 傳感器的選擇 . .153.系統(tǒng)的硬件電路.16 3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) . .16 3.2 主電路的設(shè)計(jì) . .16 3.3 控制電路的設(shè)計(jì) . .16 3.4 操作面板的設(shè)計(jì) . .174.系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì).18 4.1 控制要求以及控制過(guò)程的分析 . .18 4.1.1 系統(tǒng)流程圖.18 4.1.2飲料灌裝生產(chǎn)線的plc控制

10、系統(tǒng)的i/o分配.19 4.2程序.20 4.2.1 初始化程序.20 4.2.2 裝箱選擇程序.21 4.2.3 流水線主控程序 .22 4.2.4 閃爍報(bào)警程序.23 4.2.5 計(jì)數(shù)程序.23 4.2.6 數(shù)據(jù)傳送程序.255.程序的調(diào)試 . .25 5.1 裝箱選擇程序的仿真 . .26 5.2 主控制程序的仿真 . .26 5.3 閃爍報(bào)警程序的仿真 . .29 5.4 計(jì)數(shù)程序的仿真 . .30結(jié)束語(yǔ) . .31參考資料 . .32前 言目前，飲料的灌裝的自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)基本普及，為了進(jìn)一步增強(qiáng)生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量，減少生產(chǎn)時(shí)間，提高產(chǎn)能，以適應(yīng)顧客對(duì)產(chǎn)品要求的快速升級(jí)。產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生

11、產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面發(fā)展。因此飲料廠的自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)線中有更多的機(jī)械設(shè)備在使用先進(jìn)的生產(chǎn)線灌裝技術(shù)來(lái)提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)效率。而就目前來(lái)講自動(dòng)化生產(chǎn)的電氣控制部分的主要進(jìn)軍方向就是plc針對(duì)電氣部分的控制。本設(shè)計(jì)鑒于plc控制系統(tǒng)非?？煽浚梢栽趷毫迎h(huán)境下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，操作簡(jiǎn)單，容易上手四大優(yōu)點(diǎn)，利用plc技術(shù)平臺(tái)自主開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，將自動(dòng)化技術(shù)中的電氣和機(jī)械相結(jié)合在一起等技術(shù)有機(jī)結(jié)合在一起，將plc代替以前的繼電器、接觸器控制的作用，構(gòu)成實(shí)用、可靠的飲料灌裝生產(chǎn)線plc控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可節(jié)省大量的電氣元件、導(dǎo)線與原材料，縮短設(shè)計(jì)周期，減少維修工作，提高加工產(chǎn)品合格

12、率進(jìn)而提高生產(chǎn)率，而且程序調(diào)整修改方法方便靈活，提高了設(shè)備的柔性和靈活性，具有整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。本課題探討了如何利用德國(guó)西門(mén)子plcs7-200進(jìn)行飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制，重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、plc控制i/o端口分配表以及整體程序流程圖等。1.飲料灌裝生產(chǎn)流水線總體設(shè)計(jì)1.1任務(wù)的分析本次設(shè)計(jì)使用plc作為流水線控制處理的核心，處理器將處理來(lái)自各個(gè)設(shè)置好的設(shè)備的發(fā)送過(guò)來(lái)的信號(hào)。這些數(shù)據(jù)和計(jì)算信號(hào)通過(guò)plc，然后飲料灌裝生產(chǎn)線的有效輸出信號(hào)，準(zhǔn)確的操作。整體設(shè)計(jì)思想控制：進(jìn)行全線的自動(dòng)化生產(chǎn)控制，啟動(dòng)時(shí)，plc將第一預(yù)定控制系統(tǒng)流程線后。輸出繼電器的動(dòng)作來(lái)控制

13、輸送帶停止和飲料的飲料瓶灌裝，并通過(guò)plc內(nèi)計(jì)數(shù)器已灌裝瓶數(shù)。1.2 硬件方案設(shè)計(jì) 該生產(chǎn)流水線是運(yùn)用飲料灌裝機(jī)對(duì)瓶子進(jìn)行飲料灌裝，它能夠連續(xù)的、不間斷的實(shí)現(xiàn)飲料的灌裝和封裝，并且這一過(guò)程是穩(wěn)定、高效的。使用繼電器計(jì)數(shù)充填。生產(chǎn)線模型圖填充如圖1-1所示。圖1-1 飲料灌裝生產(chǎn)流水線模型 該系統(tǒng)的工作原理：一旦啟動(dòng)，傳送帶將由旋轉(zhuǎn)電機(jī)運(yùn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)瓶檢測(cè)傳感器檢測(cè)空瓶，行程開(kāi)關(guān)閉合，電機(jī)停止，飲料通過(guò)預(yù)置時(shí)間填充空瓶的灌裝設(shè)備，當(dāng)滿瓶傳感器檢測(cè)電動(dòng)機(jī)回收瓶全自動(dòng)控制，如此反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線。為解決飲料瓶大小不一的情況，本課題采用的光電傳感器是反射式的。圖1-2 飲料灌裝生產(chǎn)流水線結(jié)構(gòu)圖1.3

14、軟件方案設(shè)計(jì) plc程序編制解決方案是通過(guò)參考以往經(jīng)驗(yàn)并有邏輯的進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3.1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 在一些典范基本電路的設(shè)計(jì)上，按照被設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)程序控制的各項(xiàng)要求，對(duì)梯形圖進(jìn)行一步一步修正和改進(jìn)。有時(shí)候必需屢次地優(yōu)化和修正梯形圖，增添少許中央程序元件和觸電，最終才獲取滿足要求的成果3.12。 這樣的設(shè)計(jì)法沒(méi)有通用的規(guī)律，需要一遍一遍的嘗試，成功的偶然性也隨之產(chǎn)生，因此最終得到的結(jié)果是獨(dú)一無(wú)二的，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，軟件設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品所能達(dá)到的效果有很大的關(guān)系，通過(guò)這樣的方法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)叫做經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。 1.3.2 邏輯設(shè)計(jì)法 通過(guò)邏輯分析的方法，有利于對(duì)控制電路的分析，從而對(duì)得到最好的設(shè)計(jì)方案

15、有很大的幫助，充分滿足電路的設(shè)計(jì)與技術(shù)要求，并且可以有效減少多余的電路系統(tǒng)，獲得耐用、有效的電路設(shè)計(jì)。3.12。 運(yùn)用邏輯分析法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)通常分為四步： 首先，選取合適的各項(xiàng)元件，并合理對(duì)i/o點(diǎn)進(jìn)行分配，并確定各項(xiàng)元件的運(yùn)行狀態(tài)。 其次：找出需要的線圈所有開(kāi)關(guān)邊界線，之后創(chuàng)建一一對(duì)應(yīng)的中間線圈。 再次：羅列出中間線圈及相應(yīng)元件邏輯函數(shù)式，并作出對(duì)應(yīng)的梯形圖。 最后：對(duì)梯形圖進(jìn)行全面的改進(jìn)，使plc的運(yùn)行系統(tǒng)和生產(chǎn)要求相對(duì)應(yīng)。邏輯設(shè)計(jì)步驟圖如圖1-3。圖1-3 plc邏輯設(shè)計(jì)步驟圖2.系統(tǒng)元件的選擇2.1 plc的簡(jiǎn)介 可編程控制器是在工業(yè)生產(chǎn)中各種惡劣條件下進(jìn)行研究出來(lái)的數(shù)據(jù)運(yùn)算控制系統(tǒng)，

16、。用于控制多種種類(lèi)的設(shè)備和不同情況下的生產(chǎn)操作?？删幊炭刂破骱拖嚓P(guān)的配置，應(yīng)該是形成便于控制系統(tǒng)生產(chǎn)的一個(gè)總體，并且能夠容易增加其功能3.16.11。綜上所述，plc就是一個(gè)可以通過(guò)設(shè)計(jì)出來(lái)的程序來(lái)控制產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的微型計(jì)算機(jī)，除了能實(shí)現(xiàn)許許多多的效用外，另有連接通信其他微機(jī)的功用。 （1）plc的結(jié)構(gòu)：plc是由輸入模塊、輸出模塊、cpu和編程器組成，此外另有給plc里面的電路供應(yīng)電源的電源部件3。輸出接口部件中央處理單元cpu（板）輸入接口部件接受按鈕繼電器觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)等接觸器電磁閥指示燈等驅(qū)動(dòng) 受控元件現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 電源部件 圖2-1 plc的基本結(jié)構(gòu)框圖 （2）plc的主要特點(diǎn)： 編程方式易學(xué)

17、：梯形圖的原理是通過(guò)運(yùn)用大量的編程語(yǔ)言的plc，它的電路標(biāo)識(shí)和表示方法跟繼電器的控制電路圖類(lèi)似，梯形圖語(yǔ)言更加形象生動(dòng)，簡(jiǎn)單易學(xué)，電氣工程技術(shù)人員一般來(lái)講對(duì)繼電器的原理圖都非常了解，那么他們只需要花費(fèi)幾天的時(shí)間就能充分掌握梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶(hù)程序； 功效強(qiáng)，機(jī)能比高：每臺(tái)plc內(nèi)部都有幾百甚至上千個(gè)用戶(hù)可以選擇使用的程序編制元件，功能性很強(qiáng)，能夠?qū)C(jī)械設(shè)備完成復(fù)雜多樣的控制操作。而繼電器控制系統(tǒng)要達(dá)到與之相似的效用，就需要相當(dāng)可觀的花費(fèi)了； 有完整的硬件配套設(shè)施，能夠適應(yīng)各種環(huán)境，可用性很強(qiáng):已經(jīng)規(guī)范化的各種plc產(chǎn)品，用戶(hù)可以選擇各種各樣的硬件配置來(lái)滿足需要，用戶(hù)還可以通過(guò)對(duì)系統(tǒng)不同的

18、配置，達(dá)到不一樣的效用，構(gòu)成的系統(tǒng)也就不一樣。plc的安設(shè)接線也非常簡(jiǎn)易，正常情況下將plc以外的線路接頭跟plc的端子相連即可。plc的符合能力恒強(qiáng)，正常情況下能夠直接啟動(dòng)運(yùn)行電磁閥和功率較小的交流接觸器。； 運(yùn)行穩(wěn)定，很少受外界環(huán)境影響：許多中間和時(shí)間繼電器被plc的軟件系統(tǒng)所取代，plc的外部只留下了數(shù)量很少的輸出硬件元件和輸入硬件元件，這使它的接線數(shù)量是繼電器控制十分之一到百分之一,因?yàn)榻佑|端口和線路的減少有效降低了接觸不良的問(wèn)題； 程序的設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)備安裝、調(diào)試容易； 故障率低，有效降低維修工的工作強(qiáng)度； 體積小，耗能低。 （4）plc的工作原理： 工作方式周期循環(huán)掃描 進(jìn)展中的

19、工作自診斷，輸入樣本，掃描過(guò)程中，輸出刷新階段輸出處理程序處理 輸入端子輸入映像寄存器執(zhí)行用戶(hù)程序內(nèi)部存儲(chǔ)器刷新輸出映像寄存器輸出端子輸入信號(hào)輸出信號(hào) 輸入處理圖2-2 plc的工作過(guò)程示意圖 （5）plc的應(yīng)用領(lǐng)域： 數(shù)字量邏輯控制； 運(yùn)動(dòng)控制； 閉環(huán)過(guò)程控制； 數(shù)據(jù)處理； 通信聯(lián)網(wǎng)。2.1.1 plc的選擇原則plc選取的基本原則：功能復(fù)合需求的條件下，選用最實(shí)用的、維修簡(jiǎn)單、性?xún)r(jià)比最好的機(jī)型。在相對(duì)固定的過(guò)程。良好的環(huán)境條件（少量修復(fù)）的場(chǎng)合，應(yīng)選用plc的總體結(jié)構(gòu)；在其他情況下，最好是使用plc的模塊化結(jié)構(gòu)。開(kāi)關(guān)量控制和開(kāi)關(guān)控制，用很少的工程項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行模擬控制，控制的速度不考慮范圍內(nèi)。

20、因此，低檔機(jī)的選擇也可以是a與d之間的相互轉(zhuǎn)變，相加或者相減，加強(qiáng)低檔機(jī)傳送數(shù)據(jù)的能力，滿足要求。在操作復(fù)雜多變，條件要求較嚴(yán)格的條件下（如完成運(yùn)算、閉環(huán)控制、通訊聯(lián)網(wǎng)等），可視系統(tǒng)的難易程度來(lái)采用相對(duì)應(yīng)的機(jī)器。2.1.2 plc的型號(hào)確定plc的眾多生產(chǎn)廠家和型號(hào)中，三菱在一九九一年發(fā)布的fx2n系列的plc,fx系列非常受歡迎, 受到廣大用戶(hù)的青睞。fx2n系列plc是一個(gè)整體，模塊式組合堆疊結(jié)構(gòu)。它具有以下特點(diǎn)：的標(biāo)準(zhǔn)功能耐受的最大范圍，程序執(zhí)行速度快，通信功能的完整，在世界不同國(guó)家的適用，電力供應(yīng)和滿足個(gè)性化需求的具體功能模塊，最大的靈活性和控制能力是它能夠提供的10。上述相關(guān)信息，結(jié)

21、合實(shí)際情況，采用fx2n-32mr plc系統(tǒng)模型：繼電器的信號(hào)輸出模式，采用十六個(gè)接口輸出信號(hào)。可以滿足設(shè)計(jì)的需要，而且有利于后期的優(yōu)化和升級(jí)。圖2-3三菱fx2n-32mr型號(hào)的plc2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 目前市場(chǎng)上有各種各樣的，不同型號(hào)的電機(jī)，對(duì)于不同場(chǎng)所也有許多適應(yīng)工作場(chǎng)合的電動(dòng)機(jī)種類(lèi)。了解該體系的各項(xiàng)控制規(guī)則以后，再聯(lián)系各個(gè)電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和合用的場(chǎng)所，并考慮到價(jià)錢(qián)和實(shí)用性13.14。所以在該系統(tǒng)選用y132m-4型號(hào)的電動(dòng)機(jī)。表2-1 y132m-4型電動(dòng)機(jī)的性能參數(shù)電流電壓堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)速極數(shù)頻率額定功率15.4 a380v2.2 n.m2.3 n.m1440 r/min

22、450 hz7.5kw2.3 接觸器的選擇 接觸器：有直流接觸器和交流接觸器兩個(gè)種類(lèi)。工業(yè)用電：接觸器中的線圈通電是會(huì)有一定的磁場(chǎng)，使它的接頭緊閉，來(lái)防止電氣設(shè)備過(guò)載。 cj系列：從使用頻率來(lái)說(shuō)，cjx2、cj20、cjt1、3tb、b等型號(hào)的接觸器是在我國(guó)使用較多的，結(jié)合設(shè)計(jì)，cj10-40接觸器為選用的：額定電壓為380v，額定電流為40a.圖2-4 cj10-40接觸器2.4 熱繼電器的選擇 當(dāng)電流流入熱元件時(shí)，由于電阻發(fā)熱使其溫度升高，而其中兩個(gè)漲縮系數(shù)不同的金屬薄片也隨著產(chǎn)生不同程度的外形改變，一旦這種變化達(dá)到設(shè)計(jì)程度時(shí)，就會(huì)驅(qū)動(dòng)連接的桿子動(dòng)起來(lái)，讓控制電路斷開(kāi)，然后讓接觸器沒(méi)電，主

23、電路就會(huì)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)會(huì)發(fā)生的過(guò)載將會(huì)得以保護(hù)，這個(gè)就是熱繼電器。額定頻率：一般而言，其額定頻率按照4562hz設(shè)計(jì)。整定電流范圍：整定電流是它自身的一些特點(diǎn)而決定的。 本設(shè)計(jì)：主電動(dòng)機(jī)m1（15a額定電流）、熱元件（電流20a）、電流改變后的值（14-22a）、系統(tǒng)正在運(yùn)行的額定電流（15a）。2.5 開(kāi)關(guān)電器、熔斷器的選擇行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)（也叫限位開(kāi)關(guān)），它是一種電流很小的電氣設(shè)備。以生產(chǎn)機(jī)械零件的接觸作用達(dá)到連接或者斷開(kāi)控制電路的碰撞，從而完成要求的效果。選用lxk2-131型號(hào)。 熔斷器才去的規(guī)格是rl1-15，額定電流為30a。2.6 傳感器的選擇 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，使用反射式光電傳感器對(duì)

24、飲料瓶的大小進(jìn)行分辨15。圖2-5 反射式光電傳感器原理圖 該設(shè)計(jì)選用pm2-lf10型號(hào)。 表2-2 型號(hào)為pm2-lf10的反射式光電傳感器性能參數(shù)性能參數(shù)檢測(cè)距離2.58mm(中心：5mm)白色無(wú)光澤紙(1515mm)最小檢測(cè)物體 0.05mm銅線(設(shè)定距離：5mm)應(yīng)差使用粗糙的白色紙張(15mm2)百分之二十以下的工作長(zhǎng)度重復(fù)精度(垂直于檢測(cè)軸)0.08mm以下電源電壓524v dc10% 脈動(dòng)p-p5%以下消耗電流平均：25ma以下，峰值：80ma以下輸出npn開(kāi)路集電極晶體管 最大流入電流：100ma外加電壓：30v dc以下(輸出和0v之間)剩余電壓：1v以下(流入電流為100

25、ma時(shí))0.4v以下(流入電流為16ma時(shí))反應(yīng)時(shí)間 0.8ms以下3.系統(tǒng)的硬件電路3.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 該設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成部分：主電路、控制電路、輔助電路。3.2主電路的設(shè)計(jì) 傳送帶：由電動(dòng)機(jī)m1帶動(dòng)電機(jī)的開(kāi)始和中止：接觸器km1來(lái)控制。而保障電路的正常不超載，是由熱繼電器完成。斷路器qf1、qf2、qf3會(huì)接入三相電，而且qf1、qf2、qf3還要防止電路出現(xiàn)短路現(xiàn)象。主控制電路控制的飲料灌裝生產(chǎn)線如圖3-1所示。圖3-1主控制電路圖3.3 控制電路的設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)的plc控制有九個(gè)為開(kāi)啟關(guān)閉行程進(jìn)行信號(hào)控制。這里面包括各種單獨(dú)操作的按鍵開(kāi)關(guān)為六個(gè)，依次是sb0：?jiǎn)?dòng)按鈕、sb1：停止按鈕、s

26、b4：大包、sb5：中包、sb6：小包、sb7：散裝、sb10：手動(dòng)復(fù)位按鈕。系統(tǒng)設(shè)置了開(kāi)啟關(guān)閉量、傳感器開(kāi)關(guān)各位1個(gè)。 十個(gè)該系統(tǒng)所擁有輸出信號(hào)之中，主傳動(dòng)輸送帶電機(jī)的接觸器km1擁有一個(gè)輸出信號(hào)，大的飲料瓶的加蓋有一個(gè)電磁閥，小的飲料瓶的加蓋有一個(gè)電磁閥，飲料灌裝也有一個(gè)電磁閥，生產(chǎn)線上的顯示有六個(gè)。圖3-2為外部接線圖。圖3-2 系統(tǒng)外部接線圖3.4 操作面板的設(shè)計(jì) 操作面板的設(shè)計(jì)要建立在確實(shí)的實(shí)際基礎(chǔ)上，要體現(xiàn)操作方便，明了，能夠顯示灌裝生產(chǎn)線上每一個(gè)步驟，方便工作人員的操作。圖3-3為操作面板的示意圖。圖3-3 操作面板示意圖4.系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)4.1 控制要求以及控制過(guò)程的分析 系統(tǒng)

27、開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將會(huì)帶動(dòng)傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，直到停止按鈕被按下或者是檢測(cè)到有下一個(gè)飲料瓶才會(huì)停止；瓶子灌滿后，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)能夠自行啟動(dòng)。當(dāng)飲料罐被輸送帶傳送到飲料灌裝位置時(shí)，會(huì)有一秒鐘的停頓，然后機(jī)器才開(kāi)始對(duì)其進(jìn)行裝填，容量小的飲料瓶灌裝需要五秒，而容量大的需要八秒，然后需要兩秒鐘對(duì)飲料瓶進(jìn)行密封，灌裝和封蓋進(jìn)行的時(shí)候設(shè)有警報(bào)裝置，封蓋結(jié)束之后將不再有警報(bào)；報(bào)警模式設(shè)置為紅色的光的頻率為0.5s間歇性的閃爍。同時(shí)，已灌裝滿的飲料瓶將由系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行打包與計(jì)數(shù)，小瓶：大包：40、中包：30、小包：20；大瓶：大包：20、中包：15、小包：10。該系統(tǒng)在進(jìn)行生產(chǎn)中能夠人為操作使數(shù)據(jù)歸零，系統(tǒng)預(yù)設(shè)為每7h將

28、所有記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并在同一時(shí)間重置計(jì)算器?？紤]到安全因素，在進(jìn)行中止按鍵操作室，設(shè)備會(huì)立即中止運(yùn)轉(zhuǎn)，但是當(dāng)生產(chǎn)線進(jìn)行到飲料裝填和封蓋過(guò)程中時(shí)，進(jìn)行中止按鍵操作時(shí)，但是運(yùn)轉(zhuǎn)的系統(tǒng)并不會(huì)立刻終止，而是要等到封蓋結(jié)束之后，系統(tǒng)才會(huì)中止運(yùn)轉(zhuǎn)。4.1.1 系統(tǒng)流程圖圖4-1 系統(tǒng)流程圖4.1.2飲料灌裝生產(chǎn)線的plc控制系統(tǒng)的i/o分配表4-2為飲料灌裝生產(chǎn)線的plc控制系統(tǒng)的i/o分配表輸入輸出x0啟動(dòng)y0驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)x1停止y1灌裝飲料x(chóng)2行程開(kāi)關(guān)y2小瓶封蓋x3傳感器y3大瓶封蓋x4選擇大包包裝y4顯示大包包裝x5選擇中包包裝y5顯示中包包裝x6選擇小包包裝y6顯示小包包裝x7選擇散裝y7顯

29、示散裝x10手動(dòng)復(fù)位y10系統(tǒng)上點(diǎn)顯示y11灌裝和封蓋過(guò)程顯示4.2程序4.2.1 初始化程序 系統(tǒng)啟動(dòng)前，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，按下復(fù)位按鈕，并對(duì)計(jì)數(shù)器清零圖4-3為初始化程序圖4.2.2 裝箱選擇程序 圖4-4為裝箱選擇程序圖4.2.3 流水線主控程序圖4-5為流水線主控程序圖 4.2.4 閃爍報(bào)警程序圖4-6為閃爍報(bào)警程序 4.2.5 計(jì)數(shù)程序圖4-7計(jì)數(shù)程序圖4.2.6 數(shù)據(jù)傳送程序圖4-8為數(shù)據(jù)傳送程序圖5.程序的調(diào)試5.1 裝箱選擇程序的仿真 不同的按鈕對(duì)應(yīng)相關(guān)的包裝。圖5-1為裝箱選擇程序仿真圖5.2 主控制程序的仿真 在開(kāi)始按鍵x0 y0功率繼電器的線圈通電并且自動(dòng)關(guān)閉，輸送帶傳

30、送到行程開(kāi)關(guān)電源，x2，y0停電，輸送帶，填充電磁閥y1電，填充5s，y1失電，停止灌裝，封蓋裝置y2通電，封蓋時(shí)間為2s。圖5-2為主控制程序仿真圖 輸送帶的運(yùn)行，x2，x3（與光電傳感器一一對(duì)應(yīng)）一起得電，表明感應(yīng)到一個(gè)大瓶，填充時(shí)間八秒。圖5-3為主控程序仿真圖 當(dāng)輸送帶運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)行停止按鍵操作：x1，然后系統(tǒng)會(huì)停止工作。圖5-4為主控程序仿真圖 當(dāng)生產(chǎn)線正在進(jìn)行飲料裝填和封蓋時(shí)，停止按鍵操作后，生產(chǎn)線將不會(huì)立即終止，但等到裝填和封蓋做完之后，系統(tǒng)才能中止運(yùn)轉(zhuǎn)。圖5-5為主控程序仿真圖5.3 閃爍報(bào)警程序的仿真 當(dāng)生產(chǎn)線正在進(jìn)行飲料添加（即y1通電）和密封（y2通電）時(shí)，所以報(bào)警器（即y11）會(huì)閃爍報(bào)警。圖5-6為燈光報(bào)警系統(tǒng)仿真圖5.4 計(jì)數(shù)程序的仿真