plc設計之飲料罐裝生產流水線控制

PLC課程設計說明書飲料罐裝生產流水線控制系部：電氣與信息工程系指導教師：******職稱：副教授學生姓名：專業(yè)：電氣自動化班級：電氣******班學號：完成時間：****年**月***日摘要傳統(tǒng)的飲料灌裝生產線的電氣設備控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的繼電器——接觸器控制方式,在使用的過程中，生產工效低，人機對話靠指示燈+按鈕+訊響器的工作方式，響應慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設備監(jiān)控與維護只能憑經(jīng)驗被動的去查找故障點。且在生產過程中容易產生二次污染，造成合格率低，生產成本增加。而自動化生產線在眾多領域應用得非常廣泛，其控制部分常常采用PLC控制，它使自動化生產線運行更加平穩(wěn)，定位更加準確，功能更加完善，操作更加方便。為適應發(fā)展，故提出利用PLC控制技術改造現(xiàn)有生產線?，F(xiàn)以三菱FX2N系列，進行程序設計并仿真驗證,設計一款PLC輸入和輸出設備的飲料灌裝生產線。該生產線集傳送、灌裝、產品分類、報警警示、燈光閃爍和計時于一身，而且其編程簡單，容易理解掌握，工作穩(wěn)定可靠。關鍵詞：繼電器；可編程序；存儲器；三菱FX2N；邏輯運算；順序控制、

目錄第一章設計任務 11．1課題內容 11．2控制要求： 11．3課題要求 1第二章總體設計方案 22．1飲料灌裝流水線基本結構 22．2灌裝流水線的系統(tǒng)流程圖 3第三章硬件的選型與設計 43．1PLC的結構與選擇 43．1．1PLC的結構 43．1．2PLC的選擇 43．2傳感器的選擇 53．3電氣控制電路 5第四章PLC設計 64．1控制面板圖 64．2I/O分配表 64．3I/O接線圖 74．4梯形圖 74．5指令表 9第五章運行調試結果 10第六章設計小結 11參考文獻 11PAGE14

第一章設計任務1．1課題內容飲料灌裝生產流水線PLC梯形圖控制程序設計與調試1．2控制要求：（1）系統(tǒng)通過開關設定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅動電機啟動并一直保持到停止開關動作或灌裝設備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅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動作。（2）當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1秒，灌裝設備開始工作，灌裝過程為5秒鐘，灌裝過程應有報警顯示，5秒后停止并不再顯示報警，報警方式為紅燈以0.3秒時間間隔閃爍。（3）每灌裝完一瓶需進行稱重比較：若大于或等于700克為正品，并記數(shù)一次，記滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報警一次（鳴響1S）；若小于700克則為次品，同時也記數(shù)一次，記滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報警一次（鳴響2（4）可以手動的對計數(shù)器及定時器清零（復位）。1．3課題要求（1）I/O編址（2）I/O端子接線圖（3）編程并調試（4）設計小結第二章總體設計方案2．1飲料灌裝流水線基本結構整個飲料灌裝流水線如圖2.1，圖2.2，整個灌裝流水線由主傳送帶，次品傳送帶，灌裝裝置，次品推動閥，定位傳感器，稱重傳感器等組成。電機的啟動和停止灌裝裝置的灌裝，產品的檢測分類，次品的推動等都是由PLC控制的，控制準確，自動化程度高。圖2.1灌裝飲料圖2.1產品分類2.2控制面板圖灌裝系統(tǒng)控制面板布置如圖4.1所示圖2.2控制面板圖

第三章系統(tǒng)硬件的設計3．1主電路的設計電氣控制原理圖如圖3.1所示：圖3.2電氣控制原理圖圖中斷路器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。電動機的過載保護分別由三個繼電器提供。3．2控制電路的設計3．2.1PLC的選型PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結構基本上與微型計算機從結構上分，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、內存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。相同如圖3.1所示：編程器編程器中央處理單元（CPU）輸入電路輸出電路系統(tǒng)程序存儲區(qū)用戶程序存儲區(qū)電源圖3.PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外圍設備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的設計。可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。三菱公司是日本生產PLC的主要廠家之一。該公司生產的FX2N系列機型屬于高性能疊裝式機型，是三菱公司上網(wǎng)典型產品，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)對輸入輸出設備及I/O點數(shù)的要求，故本設計選擇三菱FX2N系列型的PLC控制系統(tǒng)。3．2.2傳感器的選擇通過對各個傳感器的工作環(huán)境和用途的分析確定各個傳感器的型號為灌裝定位傳感器選型為：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）選型說明：采用紅外線傳感器來監(jiān)測空瓶子的到來后動作，起到接通開關的作用。它是利用被測物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進行測量。常溫下工作且價格更便宜，不受可見光的影響。壓電電阻型半導體壓力傳感器，靈敏度高，輸出信號大，響應速度快，性能穩(wěn)定且電阻值可在較寬的范圍內調整以適應不同需要。I/O分配表編程元件PLC元件電器元件作用輸入（I）X0SB1啟動按鈕X1SB2停止按鈕X2K1定位傳感器X3K2壓力傳感器X4K3定位傳感器X5SB3復位按鈕輸出（O）Y0KM1傳送帶電機Y1KM2灌裝電機Y2L1報警燈Y3KM3次品推動閥Y4KM4次品傳送電機Y5L2蜂鳴器圖3.2.3I/O分配表3．2.4I/O接線圖圖3.2.4I/O接線圖第四章軟件的設計4.1流程圖整個灌裝流水線的系統(tǒng)大致流程如圖3.3所示，當系統(tǒng)切換到自動模式下運行時，按下啟動按鈕SB1，主傳送帶電動機啟動，當定位傳感器K1檢測到飲料瓶后主傳送帶自動停止，灌裝裝置開始動作，定時時間到達后，灌裝裝置自動停止，主傳送帶再次運行，到達定位傳感器K3檢測位置時，通過稱重傳感器K2對產品進行分類，再分別對正/次品進行計數(shù)，記滿24次鳴響1或2秒，最后清零。圖4.1系統(tǒng)流程圖4.2程序說明按下SB1（X000置1），輸出點Y000置1，主傳送帶電動機M1運轉；當飲料到達定位傳感器K1檢測飲料瓶時（X002置1），主傳送帶停下1秒；1秒過后，飲料灌料電機M2啟動（Y002置1），在這時定時5秒。飲料灌料電機M2啟動（Y002置1）后，報警器（L1）顯示燈在定時器T2、T3的定時控制下以0.3秒的時間間隔間隔閃爍；裝好的飲料經(jīng)稱重傳感器K2檢測重量符合大于等于700克的飲料作為正品裝箱（計數(shù)器C0計數(shù)滿24瓶裝箱）；同時飲料經(jīng)定位傳感器K3檢測重量不足700克時，（Y003置1）啟動次品傳送電機M3，計數(shù)器C1計數(shù)滿24瓶次品裝箱。當計數(shù)器C0、C1計數(shù)計滿24瓶時（Y005置一），正品蜂鳴器（L2）鳴響1秒，次品鳴響2秒；手動復位按鈕SB3（X005置1），定時器C0到C1、T0到T6清零。第五章程序調試第六章設計體會及心得隨著時間的推移，對于大三的我們來說已經(jīng)是多次進行了多次課程設計了，這次我們的電氣控制技術與PLC控制課程設計，指導老師是這個學期教了我們理論課的陳老師。這次課程設計與前面幾次相比，在很多方面沒有變，但是我相信再多的不變，陳老師老師對我們的要求肯定是變了。因為我們已經(jīng)是做過多次課設設計了，這就要求我們的課程設計不能在停留在初級水平了，我們要把自己所學的專業(yè)知識與實踐結合起來，讓我們的理論要在實踐中得到體現(xiàn)。課程設計，對于我們大三的同學們來說雖說并不是一個陌生的名詞了，但是當我們接到課題時心里有些沉重也還是在所難免的，因為我們大多數(shù)時間學的是理論知識，動手操作的少。在老師給定課題的那一刻,我雖然不知道怎么去做，但我默默的下定了決心，一定要努力做好一份屬于自己的課程設計。于是我就選了一個源自書本，而書本上卻沒有的課題，為了更完美的做好設計流程以及參數(shù)的選擇，我就開始了收集關于“飲料罐裝生產流水線控制”的課題資料，在充分準備好資料以后，就開始了課題的設計。在這次課程設計完畢之后，我體會頗多。從根本上使我真正認識到了做好一份課程設計并不是一件容易的事情。它不僅需要熟悉并掌握