PLC飲料罐裝生產(chǎn)流水線1

福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)課程名稱： 《可編程控制器原理及應(yīng)用教程》題目： 飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試專業(yè)班次： 08（三）電氣1姓名： 張成龍學(xué)號：200802123323（44號）指導(dǎo)教師：蘇兩河老師學(xué)期：2010-2011學(xué)年第1學(xué)期日期： 2010.12TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"課程設(shè)計(jì) 1\o"CurrentDocument"引言 2\o"CurrentDocument"1.設(shè)計(jì)任務(wù) 3\o"CurrentDocument"1.1課題內(nèi)容 3\o"CurrentDocument"1.2控制要求 3\o"CurrentDocument"1.3課題要求 3\o"CurrentDocument"總體設(shè)計(jì)方案 3\o"CurrentDocument"2.1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu) 3\o"CurrentDocument"2.2灌裝流水線的工作原理 3\o"CurrentDocument"硬件控制設(shè)計(jì) .4\o"CurrentDocument"PLC的選擇 4\o"CurrentDocument"3.2傳感器的選擇 4\o"CurrentDocument"3.3硬件電路的設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"軟件控制設(shè)計(jì) 5\o"CurrentDocument"4.1系統(tǒng)流程圖 5\o"CurrentDocument"I/O接線圖 5I/O分配表 6\o"CurrentDocument"4.4梯形圖 6\o"CurrentDocument"4.5指令表 6\o"CurrentDocument"調(diào)試說明 7\o"CurrentDocument"設(shè)計(jì)小結(jié) 7\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 8引言目前，飲料的灌裝生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(dòng)化灌裝生產(chǎn)線中有越來越多的機(jī)器在使用先進(jìn)的灌裝技術(shù)來提高機(jī)器的自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)效率。而應(yīng)用PLC完成電氣部分的控制是工業(yè)自動(dòng)化電氣控制的主要發(fā)展方向。本次課設(shè)主要介紹全自動(dòng)灌裝生產(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。通過對飲料罐裝自動(dòng)控制的介紹，使我們對灌裝這個(gè)行業(yè)有了更深的了解，也對自動(dòng)化這個(gè)名詞有了進(jìn)一步的了解。我國的飲料罐裝自動(dòng)化相對于西方發(fā)達(dá)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(gè)嚴(yán)重問題。鑒于這些問題，我國企業(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。本次課設(shè)就是朝著這個(gè)方向進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)1.1課題內(nèi)容飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)和調(diào)試1.2控制要求（1） 統(tǒng)通過開關(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關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個(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)，并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作。（2） 當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝過程為5秒鐘，罐裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止并不再顯示報(bào)警（報(bào)警方式為紅燈以0.3S時(shí)間間隔閃爍）。（3） 灌裝完一瓶須進(jìn)行稱重比較：若大于或等于700克為正品，并計(jì)數(shù)1次，計(jì)數(shù)滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報(bào)警一次（鳴響1s）；若小于700克則為次品，同時(shí)也計(jì)數(shù)1次，計(jì)滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報(bào)警一次（鳴響2s）瓶裝飲料的重量以模擬量的形式自模擬量通道A/D輸入（重量Kg與模擬量電壓輸入及數(shù)字量的對應(yīng)值可以自己設(shè)定）。（4） 可以手動(dòng)對計(jì)數(shù)值及定時(shí)器清零（復(fù)位）1.3課題要求（1） I/O編址（2） 編程并調(diào)試（3） I/O端子接線圖總體設(shè)計(jì)方案2.1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)圖2.1所示：圖2.1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)2.2灌裝流水線的工作原理灌裝流水線的運(yùn)作是通過電機(jī)和灌裝設(shè)備來控制的。通過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)流水線的工作。K2MG-E《專業(yè)技術(shù)人員績效管理與業(yè)務(wù)能力提升》練習(xí)與答案而灌裝設(shè)備的開通則直接控制飲料流通。通過輸入PLC軟件程序，直接控制電機(jī)及流水線的運(yùn)作.。流水線由傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，由PLC控制，控制準(zhǔn)確。自動(dòng)化程度高。硬件控制設(shè)計(jì)3.1PLC的選擇（1） PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。PLC編程簡介體積小，重量輕，耗電少，接線編程簡單，可靠性高，反應(yīng)快，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠性好，設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工商業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)PLC的廠商孕起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC中應(yīng)用，是PLC的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。PLC常用程序設(shè)計(jì)語言簡介方源可編程控制器程序設(shè)計(jì)語言。在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言，它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。其中梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。是最廣泛，最受歡迎的一種編程語言。它采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。（2） 選擇PLC：三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一。該公司生產(chǎn)的FX2N系列機(jī)型屬于高性能疊裝式機(jī)型，是三菱公司上網(wǎng)典型產(chǎn)品，F(xiàn)X2N系列PLC具有數(shù)十種編程元件。FX2N系列PLC編程元件的編號分為兩部分：第一部分是代表功能的字母。如輸入繼電器勇“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。第二部分為數(shù)字。數(shù)字為該器件的序號。根據(jù)所需的用戶輸入輸出設(shè)備及I/O點(diǎn)數(shù)，選擇FX2N系列型的PLC就可以滿足控制系統(tǒng)的要求。3.2傳感器的選擇.通過對各個(gè)傳感器的工作環(huán)境和用途的分析確定各個(gè)傳感器的型號為灌裝監(jiān)測傳感器選型為：光電傳感器（熱型紅外線傳感器）稱重監(jiān)測傳感器的選型為：壓力傳感器（壓阻式）采用紅外線傳感器來監(jiān)測空瓶子的到來后動(dòng)作，起到接通開關(guān)的作用。它是利用被測物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進(jìn)行測量。常溫下工作且價(jià)格更便宜，不受可見光的影響。壓電電阻型半導(dǎo)體壓力傳感器，靈敏度高，輸出信號大，響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定且電阻值可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整以適應(yīng)不同需要。3.3硬件電路的設(shè)計(jì)電氣控制原理圖如圖3.1所示：圖3.1 電氣控制原理圖圖3.1中斷路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5將三相電源引入，同時(shí)QF1、QF2、QF3、QF4、QF5為電路提供短路保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)分別由三個(gè)繼電器提供。軟件控制設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)流程圖圖4.1 飲料罐裝生產(chǎn)流水線系統(tǒng)流程圖4.2I/O接線圖圖4.2I/O接線圖

類別元件PLC元件作用輸入（I）SB0XO啟動(dòng)按鈕SB1X1停止按鈕SB2X2光電傳感器SB3X3壓力傳感器1SB4X4壓力傳感器2SB5X5手動(dòng)清零輸出（0）KM1Y1啟動(dòng)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)KM2Y2驅(qū)動(dòng)灌裝設(shè)備KM3Y3啟動(dòng)正品傳送帶KM4Y4啟動(dòng)次品傳送帶HRY5報(bào)警顯示HAY6蜂鳴器響4.3I/O分配表表4.1I/O分配表4.4梯形圖圖4.3梯形圖4.5指令表LDX0LDT2OUTT4ORM0ANIT1K10OUTM0OUTY5OUTM3LDM0LDM2LDC1ORY1ANDX3RSTC1ANIX1ORY3LDC2OUTM2ANIX4ORM4ANIM1OUTY3ANIT5OUTY1LDX3OUTT5LDX2OUTC1K20ORM1K24OUTM4ANIT1LDM2LDC2OUTM1ANDX4RSTC2K2MG-E《專業(yè)技術(shù)人員績效管理與業(yè)務(wù)能力提升》練習(xí)與答案LDM1ORY4LDX5OUTT0ANIX3ZRSTT0K10OUTY4T5LDT0LDX4ZRSTC1OUTY2OUTC2C2OUTT1K24ENDK50LDM3LDT0ANIT4ANIT3LDM4OUTT2ANIT5K3OUTY6LDT2LDC1OUTT3ORM3K3ANIT4調(diào)試說明（1） 在電腦上安裝GX-Developer軟件，程序編號后，將程序輸入GX-Developer軟件中，在電腦上進(jìn)行初步仿真調(diào)試。（2） 先將PLC程序傳入程序控制器中。（3） 對各個(gè)輸入I/O口給信號處理，看各個(gè)輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如果沒有按照設(shè)計(jì)要求輸出，對程序進(jìn)行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。（4） 如果條件允許的話，用編程軟件將程序輸入PLC中，在確認(rèn)PLC的電源、外部接線和程序輸入無誤的情況下，接通電源，按照流程圖的順序進(jìn)行調(diào)試，最終使整個(gè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確、可靠的工作。設(shè)計(jì)小結(jié)通過飲料罐裝生產(chǎn)流水線的PLC控制課程設(shè)計(jì)，掌握了什么是設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)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(jì)程序總流程圖，加深了對PLC的理解，課本上的知識(shí)是機(jī)械的，表面的。通過努力把課本上的知識(shí)變得更為簡單，對實(shí)驗(yàn)原理也有了更深的理解。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我更為全面系統(tǒng)的了解PLC的構(gòu)造原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把課本的知識(shí)變得生動(dòng)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(qiáng)化，把課堂學(xué)過的知識(shí)通過自己的設(shè)計(jì)程序表示出來，加深了對理論知識(shí)的理解?，F(xiàn)在通過自己的動(dòng)對手做實(shí)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，對PLC的原理認(rèn)識(shí)更加深刻。在調(diào)試時(shí)應(yīng)該很仔細(xì)，一步一步調(diào)試下來，做到準(zhǔn)確無誤。這次課程使我意識(shí)到只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索的能力。同時(shí)對于PLC發(fā)展歷史、強(qiáng)大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識(shí)得到了大概的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也初步了解了一個(gè)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(shí)深切感受到團(tuán)隊(duì)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(xì)化，互相提高，解決問題的速度就快多了。老師知識(shí)的幫助，經(jīng)驗(yàn)的傳授，也是本次課設(shè)的一道美麗的風(fēng)景線，真正起到了拋磚引玉的目的。這次課設(shè)讓我的動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉，解決實(shí)際問題的能力得到了大大的提高，為以后學(xué)習(xí)和工作奠定了一定的基礎(chǔ)。在此，非常感謝蘇老師對我們的幫助和悉心的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)易泓可主編，電氣控制系統(tǒng)實(shí)際基礎(chǔ)與范例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.史國生主編，電氣控制與可編程控制其技術(shù)第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社教材出版中心，2005.郝永興，苗滿香羅小燕主編，機(jī)電傳動(dòng)控制.