飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試

1、引言隨著工業(yè)自動化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造 和重新設(shè)計問題。目前，飲料的灌裝伸長已經(jīng)實現(xiàn)自動化，為了提高產(chǎn)品質(zhì) 量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周 期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面發(fā)展。因此，飲料廠的自動化灌裝生產(chǎn)線 中有越來越多的及其在使用先進的灌裝技術(shù)來提高及其的自動化電氣控制水平 和生產(chǎn)效率。PLC （可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它 將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計算機技術(shù)結(jié)合在一起，近年來在工業(yè)自動控制、 機電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。作為通用工業(yè)控制計算機， 其實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲邏

2、輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著 越來越重要的作用。鑒于此，設(shè)計者利用 PLC的功能和特點設(shè)計出了一款飲料 灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。我國的飲料灌裝自動化相對于西方發(fā)達國家來講還有很大的差距。設(shè)備陳 舊，技術(shù)落后，成為阻礙我們灌裝行業(yè)發(fā)展的一個嚴重問題。鑒于這些問題， 我國企業(yè)不斷發(fā)展自身的實力，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。（一）設(shè)計題目飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試（二）情況簡介.為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅(qū)動電機啟動并一直保持到停 止開關(guān)動作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲 料后，

3、傳送帶驅(qū)動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停 止開關(guān)動作.定位在灌裝設(shè)備下時，停頓1s,灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為 5s 鐘，灌裝過程應(yīng)有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警；報警方式為紅 燈以0.5s間隔閃爍.和若干個加法器檢測并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動，必須記錄 空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過 99999999瓶.動對計數(shù)器清零（復(fù)位）（三）設(shè)計要求.計顯示電路圖，并按圖連接。.PLC I/O端口接線圖，并按圖接線。.控制程序，并畫出梯形邏輯圖。.系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)控制要求。（四）設(shè)計步驟.飲料灌裝系統(tǒng)的基本介紹：（1）通過PLC系統(tǒng)控制整個飲料灌裝流水線的啟動、關(guān)閉、進行灌

4、裝及其計 數(shù)。（2）飲料的灌裝流水線系統(tǒng)示意圖如下所示：空瓶檢測傳感器L灌裝設(shè)備啟動按鈕停止按鈕驅(qū)動芭麗I瓶子檢測傳感器圖1-1飲料罐裝生產(chǎn)流水線示意圖(3)生產(chǎn)流水先的工作原理飲料灌裝生產(chǎn)流水線的運作是通過 PLC來控制傳送的電機和灌裝設(shè)備來運 行的。通過傳送電動機的運轉(zhuǎn)來帶動流水線的工作，而灌裝設(shè)備的開通則直接 控制飲料流的灌裝。載入PLC軟件程序，就可以直接控制電機及流水線的運 作.。流水線由傳感器實時監(jiān)控，通過 PLC的控制，實現(xiàn)控制準(zhǔn)確，自動化程 度局0.確定I/O點數(shù)，選擇PLC的型號，并根據(jù)需要進行硬件系統(tǒng)配置。I/O點數(shù)的分配I/O點數(shù)的分配如下面表格2-1所示控制信號信號名稱

5、元件名稱元件符號地址編碼輸入啟動信號常開按鈕SB110.0停止信號常閉按鈕SB210.1定位信號光電傳感器SL10.2空瓶計數(shù)光電傳感器SR10,3滿瓶計數(shù)重量傳感器SE210,4手動清零常開按鈕SB30,5輸出佶送帶電機驅(qū)動信號傳送帶電動機EM100,0港裝電動機嶇動信號灌裝電機KM2Q0,1報警信號警示燈HLQ0. 2圖表2-1 I/O的分配表(2)PLC型號的選擇及傳感器的選擇S7-200系列PLC是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的整體式小型可編程控 制器，早些時候稱為CPU21X其后的改進型稱為CPU224結(jié)構(gòu)緊湊、功能強， 塌油很高的性能價格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。S7-2

6、2X像此類PLC可提供5種不同的基本單元和多種規(guī)格的擴展單元。其 系統(tǒng)構(gòu)成除基本單元。擴展單元外，還有編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示 器等。22X系列CPLM有很強的功能，如自帶高速計數(shù)器、通訊口、具有脈沖輸 出功、實時時鐘、能進行浮點運算等。此外嗎，S7-200系列PLC允許在程序中立即讀寫輸入、輸出口，允許在程序中使用終端，允許設(shè)定通訊人物的處理時 問，允許設(shè)置停止模式數(shù)字量輸出狀態(tài)，可以有用戶自己定義存儲器的掉電保 護區(qū)，可以允許數(shù)字量時間，允許設(shè)置停止模式數(shù)字量輸出狀態(tài)，可以允許數(shù) 字量及模擬量輸入加濾波器，還具有窄脈沖捕捉功能，為復(fù)雜的工業(yè)控制提供 方便。按照本課題的控制的要求，在

7、設(shè)計中選用了兩個光電傳感器(空瓶檢測傳感器、灌裝設(shè)備處的有無瓶傳感器)用來檢測有無飲料瓶通過；還選用了一個重量 傳感器來檢測瓶子是否灌滿。.繪制外部I/O接線圖及相關(guān)的電氣原理圖。(1)PLC外部接線圖CPU222SE2SE3川10 010.110 210.32M10.4/10.510.610.711LQ0.01Q0.22LQ0.3Q0.430.5illKHni mKM sL hIII9|L12D220圖3-1 PLC外部接線圖(2)電氣控制電路設(shè)計圖3-2中斷路器QF1 QF2 QF3 QF4 QF5將三相電源引入，同時 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5為電路提供短路保護。電動機的過載

8、保護分別由三個熱繼 電器提供。24V圖3-2電氣控制原理圖.編程的梯形圖程序I程序法釋同瑞1|iu.脂動，ion停止，啟前后傳送帶電機開始工作T37IN TONPT 1 口口 ns網(wǎng)第2|口淀位傳感器接收到信號TR開蛤計時I0 21 IIt -網(wǎng)絡(luò)m太后行講始計時 TOC o 1-5 h z T37T381|in ton50-PT 100 ms網(wǎng)絡(luò)4T3的始計時的同時QtH灌裝電機開焙工作進行灌裝一T37T36I0JQ01T I1，I1 / IC)網(wǎng)絡(luò)5I警報燈閃爍INTONPT100 msT39Q0.1T40T40IN TON45- PT 1 1。ms網(wǎng)絡(luò)7警報燈閃爍T33T39101Q0.

9、2M1 IPIC )網(wǎng)絡(luò)8空瓶計數(shù)網(wǎng)籍9空瓶計數(shù)C1C2|CUCTUC2IHqRI0.510000-PV網(wǎng)絡(luò)10滿順計數(shù)10.4C310 5CUCTURFVC310000-網(wǎng)絡(luò)11I滿瓶計數(shù)5.程序的調(diào)試I0.0起點，傳送帶電機Q0.0開始工作SIEMENSSHAMS7-2Q0I0.2 一有信號，傳送停止，1秒后開始灌裝，并且警示燈閃爍。 1 2 34 5 6了SM日 28 |102 ilIN電M0Tle :PLSUPLSl|6灌裝完成，傳送帶電機又繼續(xù)工作I0.3是空瓶的計數(shù)傳感器，有信號一次便加 1,最高計數(shù)1千萬I0.4是滿瓶的計數(shù)的重量傳感器，有信號一次便加1,最高計數(shù)1千萬I0.5為

10、空瓶和滿瓶計數(shù)的清零按鈕EMB2H I102 IINe-tsix 1FT |I0.2是系統(tǒng)的停止按鈕，能夠停止所有電機和警示燈的工作0 12 34 5 6 7（五）設(shè)計總結(jié)通過飲料罐裝生產(chǎn)流水線的PLC控制課程設(shè)計，掌握了什么是設(shè)計程序, 設(shè)計程序工作的基本過程及各階段的基本任務(wù)，熟悉了設(shè)計程序總流程圖，加 深了對PLC的理解，課本上的知識是機械的，表面的。通過努力把課本上的知 識變得更為簡單，對實驗原理也有了更深的理解。通過這次課程設(shè)計，使我更 為全面系統(tǒng)的了解PLC的構(gòu)造原理和基本實現(xiàn)方法。把課本的知識變得生動有 趣，激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)過的原理加以強化，把課堂學(xué)過的知識通 過自己

11、的設(shè)計程序表示出來，加深了對理論知識的理解。現(xiàn)在通過自己的動對 手做實驗，理論聯(lián)系實際，對 PLC的原理認識更加深刻。在調(diào)試時應(yīng)該很仔 細，一步一步調(diào)試下來，做到準(zhǔn)確無誤。這次課程使我意識到只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識 與實踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動手能力和獨立思索的能力。 同時對于PLC發(fā)展歷史、強大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識得到了大概的系統(tǒng) 認識，也初步了解了一個完整的系統(tǒng)開發(fā)的過程，本次課設(shè)，對于創(chuàng)造思維的 培養(yǎng)和開發(fā)能力的鍛煉有很大的幫助。在編程過程中，領(lǐng)略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的基礎(chǔ)， 而且要求對各種程序有深刻的了解，同時深切感受到團隊合作的重要性，尤其是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了 許多，大家在一起探討，相互學(xué)習(xí)，分工細化，互相提高，解決問題的速度就 快多了 參考文獻.1廖常初，S7-200PLC編程級應(yīng)用.北京：機械工業(yè)出版社，2007.2漆漢宏，PLC電氣控制技術(shù).北京：機械工業(yè)出版社，2006.3羅宇航，流行PLC實用程序及設(shè)計.西安：電子科技大