啤酒罐裝線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)開題報告

題目啤酒罐裝線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)姓名班級學號指導教師日期年月日

題目：啤酒罐裝線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)選題背景（含題目來源、應用性及發(fā)展前景等）(1)選題的背景隨著現(xiàn)代工業(yè)自動化的快速發(fā)展，對于生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的需求也日益增加。特別是在食品和飲料行業(yè)，如啤酒生產(chǎn)，對于質(zhì)量和效率的要求尤為嚴格。為了滿足這一需求，開發(fā)一套啤酒罐裝線控制系統(tǒng)具有重要的現(xiàn)實意義和經(jīng)濟價值。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)是一種集成了多種技術(shù)和設(shè)備的系統(tǒng)，可以對啤酒罐裝生產(chǎn)線進行全面的監(jiān)控和控制。該系統(tǒng)可以幫助操作員更好地掌握生產(chǎn)線的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取措施。同時，該系統(tǒng)還可以自動化一些生產(chǎn)線的操作，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。1.市場需求隨著啤酒市場的不斷擴大，啤酒生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求也越來越高。啤酒罐裝生產(chǎn)線是啤酒生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)之一，因此對其生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求也越來越高。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)可以滿足啤酒生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。2.技術(shù)發(fā)展隨著科技的不斷發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)已經(jīng)進入了智能化時代。啤酒罐裝生產(chǎn)線作為現(xiàn)代工業(yè)的一部分，也需要不斷地引入新技術(shù)和設(shè)備，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)正是基于這種需求，它集成了多種技術(shù)和設(shè)備，可以對生產(chǎn)線進行全面的監(jiān)控和控制。3.人力成本啤酒罐裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和質(zhì)量受到操作員技能的影響。然而，操作員的培訓和管理需要耗費大量的人力成本。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)可以自動化一些生產(chǎn)線的操作，降低人力成本，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。4.環(huán)境保護現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展已經(jīng)給環(huán)境帶來了很大的壓力，啤酒罐裝生產(chǎn)線也不例外。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)可以降低生產(chǎn)線的能耗和廢品率，減少對環(huán)境的影響，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。啤酒罐裝線控制系統(tǒng)的開發(fā)背景是多方面的，它可以滿足啤酒生產(chǎn)企業(yè)對生產(chǎn)效率和質(zhì)量的要求，引入新技術(shù)和設(shè)備，降低人力成本，保護環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。應用性啤酒行業(yè)是一個全球性的行業(yè)，其發(fā)展歷史悠久，市場規(guī)模巨大。在各個國家和地區(qū)，啤酒都有著廣泛的消費群體。隨著消費者對啤酒品質(zhì)和口感的要求不斷提高，啤酒生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制變得尤為重要。此外，為了滿足消費者多樣化的需求，啤酒生產(chǎn)線的效率和靈活性也需要得到提升。發(fā)展前景在現(xiàn)有的啤酒罐裝線中，大多數(shù)控制系統(tǒng)都采用傳統(tǒng)的機械和電氣系統(tǒng)構(gòu)成。這些系統(tǒng)在精度控制、效率提升和靈活性方面存在一定的局限性。隨著計算機技術(shù)、傳感器技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，利用現(xiàn)代控制理論和技術(shù)開發(fā)新型的啤酒罐裝線控制系統(tǒng)成為可能。隨著啤酒市場的不斷擴大，啤酒罐裝生產(chǎn)線也越來越重要。啤酒罐裝生產(chǎn)線是一種高效的生產(chǎn)線，可以大量生產(chǎn)啤酒罐裝產(chǎn)品。然而，啤酒罐裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和質(zhì)量受到許多因素的影響，例如操作員技能、設(shè)備維護和故障排除等。因此，為了提高啤酒罐裝生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，開發(fā)一種啤酒罐裝線控制系統(tǒng)是非常必要的。二、設(shè)計方案（含設(shè)計主要內(nèi)容、方法手段）整體設(shè)計目標：（1）對整個生產(chǎn)線的工作過程進行自動控制，控制系統(tǒng)應具有自動檢測、自動傳送、罐裝；（2）通過電機帶動傳送帶運動，通過液位傳感器進行監(jiān)測液位，如果液位不滿足，就將不合格的啤酒推出。（3）PLC控制電磁閥動作（開啟），噴頭開始罐裝；同時，紅外液位傳感器進行檢測液位，液位達標后，開始封蓋，并且計數(shù)，開始循環(huán)；硬件設(shè)計方案：PLC控制的啤酒罐裝線系統(tǒng)主要由可編程控制器、傳送帶、電機模塊、電源模塊、傳感器模塊等組成，控制系統(tǒng)硬件框架圖如圖1所示。使用傳送帶來使啤酒瓶到達指定的灌裝位置，當使用位置傳感器來檢測啤酒瓶的位置，當空啤酒瓶到達灌裝位置后電磁閥打開。開始灌裝啤酒，灌裝定時90S，啤酒瓶繼續(xù)向前移動，然后使用紅外傳感器監(jiān)測是否到達設(shè)定的液位，如果沒有到達指定的液位，使用電動推桿將不合格的啤酒推出，如果合格使用氣動閥給已經(jīng)灌裝好的啤酒進行封蓋。然后進行計數(shù)。圖1控制系統(tǒng)硬件框圖紅外位置傳感器：主要是檢測啤酒瓶所在的位置；電磁閥：控制開始進行灌裝啤酒；紅外液位傳感器：在啤酒灌裝時監(jiān)測液位是否到達指定位置；傳送帶/電機：整個控制系統(tǒng)的動力紐帶，電機可以選擇直流電機；監(jiān)控系統(tǒng)：使用MCGS軟件編寫監(jiān)控界面，可以實時監(jiān)控啤酒灌裝線系統(tǒng)的運行狀況，并且可以通過界面進行一些參數(shù)的修改；軟件設(shè)計方案：控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路如圖2所示。軟件是對照硬件模塊按照模塊化需求來實現(xiàn)的，軟件編程主要采用梯形圖的形式，主要包含控制方式的設(shè)計：手動、自動，系統(tǒng)初始化及各模塊的功能程序，除了程序編寫之外，軟件還包含MCGS的組態(tài)畫面設(shè)計，組態(tài)畫面可以結(jié)合整個實物進行聯(lián)動聯(lián)調(diào)，其設(shè)計思路如圖2.3所示。圖2.2控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計思路三、目標及工作進度目標：（1）制定啤酒灌裝線控制系統(tǒng)的控制方案，罐裝系統(tǒng)的控制方案的選擇及確定；（2）罐裝控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計，繪制電氣控制圖，確定I/O分布，選擇元器件，搭建控制電路，設(shè)計實物；（3）MCGS組態(tài)畫面的設(shè)計，實物與組態(tài)畫面的通信及調(diào)試，程序、硬件、組態(tài)三者一起調(diào)試，通過組態(tài)畫面監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控控制系統(tǒng)運行狀態(tài)。（4）完成畢業(yè)設(shè)計論文，且符合查重要求，格式符合要求。任務進度：時間畢業(yè)設(shè)計工作內(nèi)容2023年10月22日～2023年10月30日下達任務書2023年11月1日～2023年11月10日組織開題答辯，上交開題報告2023年11月11日～2023年12月29日課題前期調(diào)研，設(shè)計整體的控制方案，設(shè)計電氣控制圖2023年12月30日～2024年1月20日實物設(shè)計，模型制作2024年1月21日～2024年2月28日編寫梯形圖，軟硬件系統(tǒng)調(diào)試2024年3月1日～2024年3月30日完成組態(tài)，組態(tài)調(diào)試2024年4月1日～2024年5月1日完成畢業(yè)設(shè)計初稿，呈指導教師審閱，中期檢查2024年5月2日～2024年5月8日裝訂畢業(yè)設(shè)計終稿，呈指導教師和評閱教師審閱；論文答辯四、主要參考文獻（按作者、文章名、刊物名、刊期及頁碼列出）[1]楊銓,辛華健,吉雪花.基于數(shù)字化設(shè)計基礎(chǔ)的啤酒全自動灌裝生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計[J].電子測試,2022,36(24):104-106.[2]楊銓,辛華健,趙永信.數(shù)字化建模與仿真技術(shù)在啤酒生產(chǎn)線上的應用[J].電子測試,2022,36(22):111-113.[3]賈瑞,李光.基于遺傳算法的啤酒灌裝生產(chǎn)線布局設(shè)計研究[J].機電信息,2020,(21):95-96.[4]賈瑞.啤酒灌裝生產(chǎn)線設(shè)備選型與智能布局方法研究[D].天津科技大學,2020.[5]楊基.工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)在啤酒灌裝線生產(chǎn)線中的應用[J].中外酒業(yè)·啤酒科技,2020,(05):45-48.[6]牛國成,胡貞,胡冬梅.基于物元信息熵的生產(chǎn)線健康度評估及預測[J].計算機集成制造系統(tǒng),2019,25(07):1639-1646.[7]賈瑞,李光.基于智能算法的啤酒灌裝生產(chǎn)線設(shè)備選型研究[J].包裝工程,2019,40(09):135-141.[8]董良.啤酒灌裝生產(chǎn)線虛擬仿真平臺的設(shè)計[D].上海第二工業(yè)大學,2019.[9]楊婷婷,劉龍龍.基于PLC和組態(tài)王的啤酒灌裝生產(chǎn)線系統(tǒng)設(shè)計[J].赤峰學院學報(自然科學版),2018,34(09):81-83.[10]劉海燕,梁宏偉.基于灌裝自動化生產(chǎn)線上視覺檢測控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技通報,2018,34(06):223-226.[11]陳長生.基于單神經(jīng)元的啤酒灌裝液位自適應控制算法[J].包裝工程,2018,39(11):209-213.[12]張洪濤.一種新型啤酒灌裝生產(chǎn)線輸送鏈道瓶量自動調(diào)節(jié)控制方法[J].中外酒業(yè)·啤酒科技,2018,(07):18-22.[13]朱光波.基于S7-300與變頻器控制的自動化生產(chǎn)線設(shè)計[J].裝備制造技術(shù),2018,(01):197-199+204.[14]潘偉健.淺談液位檢測在啤酒業(yè)的應用及維護[J].中外酒業(yè)·啤酒科技,2017,(15):11-17.[15]莫文雄,一種包裝生產(chǎn)線有效儲瓶連續(xù)運行控制裝置.廣西壯族自治區(qū),燕京啤酒,2017-02-08.[16]鄒東恢,郭宏文.啤酒加工廠設(shè)備的選型原則與設(shè)備選型[J].釀酒,2016,43(02):47-51.[17]李士博.基于DP總線的啤酒灌裝線自動控制系統(tǒng)的研究與應用[D].天津理工大學,2016.[18]盧禮瑾.啤酒灌裝線信息管理系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)[D].南京理工大學,2016.[19]韓瑾.啤酒灌裝生產(chǎn)線異物檢測