立體車庫垂直循環(huán)式

1、天津理工大學自動化學院課程設(shè)計報告 第 14 頁一、課程設(shè)計目的、意義通過學習啤酒線控制系統(tǒng)集成技術(shù)，結(jié)合和利時LM系列PLC和組態(tài)控制軟件，特別是啤酒線釀酒工藝流程，培養(yǎng)自動化專業(yè)學生的獨立思考和動手能力，使學生對控制系統(tǒng)集成技術(shù)有基本的認識，掌握系統(tǒng)設(shè)計的方法、步驟、設(shè)備選型、電氣原理、工藝文件、調(diào)試方法等方面的基本技能。二設(shè)計任務(wù)1. 了解啤酒線生產(chǎn)的工藝流程。2. 設(shè)計啤酒線生產(chǎn)控制電氣原理圖3. 掌握啤酒線釀造過程參數(shù)的整定和設(shè)置方法。4. 掌握和利時LM系列PLC建立工程和編程的步驟。5. 掌握啤酒線罐裝工藝流程的控制方法。三、設(shè)計進度計劃序號日期計劃完成內(nèi)容1第13周布置課程設(shè)計

2、任務(wù)和分組，完成控制系統(tǒng)電氣原理設(shè)計2第14周編寫PLC設(shè)計程序3第15周編寫計算機組態(tài)畫面4第16周撰寫設(shè)計報告和課程設(shè)計答辯課程設(shè)計正文一、 總體設(shè)計方案 通過對和利時可編程控制器（PLC）的學習以及所學過的電氣控制的鞏固，并結(jié)合實驗室的現(xiàn)有的設(shè)備，主要完成以下任務(wù)：1、了解和利時LM3106A PLC的軟硬件知識，熟悉并能使用PLC指令。2、了解灌裝部分的生產(chǎn)工藝流程，并針對沖瓶機工段作深入研究3、掌握低壓斷路器、交流接觸器、熱繼電器的工作原理和接線方法4、能用和利時編程軟件實現(xiàn)對沖瓶工段的基本控制控制二、 設(shè)計內(nèi)容1、首先了解所研究工段（沖瓶機）的工藝流程2、理清沖瓶工段主控板的配電電

3、路圖3、熟悉并掌握斷路器、繼電器和交流接觸器在實際生產(chǎn)中的作用4、學習和利時LM3106A PLC 的硬件知識，熟悉其編程環(huán)境，能夠使用PowerPro編程軟件編寫相應(yīng)的程序三、 實驗結(jié)果和分析沖瓶工段最重要的就是三軸（入瓶軸，出瓶軸和沖洗軸）同步，因為整個工藝入瓶，沖洗和出瓶三個動作是同時進行的，只有這樣才能保證入瓶、沖瓶和出瓶協(xié)調(diào)進行。沖瓶機底下有一個電動機拖動一個大齒輪，大齒輪又帶了兩個小齒輪。需要控制的還有一個水泵，我們控制它的啟停。沖洗瓶子的噴嘴也是經(jīng)過機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的，只有通過特殊區(qū)域的時候還噴水洗瓶，所以整個構(gòu)成中我們需要控制的只有兩個電機和一個變頻器。四、 設(shè)計步驟：首先控制板的

4、電力線是交流380V的，由實驗室里的配電柜引入，然后經(jīng)過斷路器、開關(guān)電源、可編程控制器（和利時LM 3106A）、繼電器、變頻器，交流接觸器和熱繼電器，最后至負載（兩個電動機）?？刂圃韴D如圖1所示 圖1控制原理圖以下是斷路器、繼電器、交流接觸器在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用：斷路器：主要作用是短路保護，也能起到過載保護的功能。繼電器：通過控制其線圈（上電與否）來控制線路的通斷。在本實驗中是利用可編程控制器來控制繼電器的通斷，來控制輔助觸點的通斷，從而實現(xiàn)24V通斷控制交流220V通斷的目的。同時繼電器還有對可編程控制器起到保護作用（把高低電壓分開）交流接觸器：同繼電器原理相同，用來通斷更大的電壓電流。接

5、下來我們要做的就是從零開始學一個新的可編程控制器，它是由和利時集團生產(chǎn)的LM系列小型PLC。我們本次實驗用的是LM3106A PLC。LM3106A CPU是專為實現(xiàn)高速運動控制而設(shè)計的模塊，直流24V供電，本機自帶24個IO點，（14路24VDC輸入和10個晶體管輸出）可擴張4個模塊。與計算機通過RS232串口通信下載。LM3106A的端子定義和接線圖如圖2 所示 圖2 M3106A的端子定義和接線圖要實現(xiàn)對變頻器的控制我們還需要模擬量輸入模塊，輸出模塊。LM3310為4路模擬量輸入模塊，LM3320為2路模擬量輸出模塊。LM3310的端子定義和接線圖如圖3所示 圖3 LM3310的端子定義

6、和接線圖LM3320的端子定義和接線圖如圖4所示： 圖4 LM3320的端子定義和接線圖要實現(xiàn)對變頻器的控制我們還需要模擬量輸入模塊，輸出模塊。LM3310為4路模擬量輸入模塊，LM3320為2路模擬量輸出模塊。五、 主要實驗部分1. 理瓶機1 理瓶機的作用是對雜亂堆放的飲料瓶進行整理，并使其有次序有方向排列在輸送帶上，高速高效的傳到其它機械進行下一道工序，以提高整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。沖瓶機采用電磁調(diào)速電機經(jīng)傳動裝置將動力傳至轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤上的夾瓶機械手將轉(zhuǎn)入的瓶子夾住，使瓶子轉(zhuǎn)入沖洗區(qū)，同時在導(dǎo)軌的作用下自動完成180度翻轉(zhuǎn)、沖洗、瀝干等洗瓶工序，然后復(fù)位，瓶由出瓶撥輪撥出，由輸送鏈送往灌裝

7、機。：2 理瓶流程圖如圖5所示：開始啟動理瓶機啟動傳送帶是否有瓶子堆積沖洗瓶子瀝干拔出瓶子結(jié)束切斷理瓶機電源處理堆積瓶子 圖5理瓶流程圖2. 沖瓶機:1 瓶子從理瓶機軌道經(jīng)分瓶螺桿勻速等距離進入沖瓶機旋轉(zhuǎn)噴頭下方，依次由彈力機械手卡住瓶頸，同時對應(yīng)的噴頭開始對瓶內(nèi)沖洗，外置噴頭對瓶身外側(cè)沖洗，在旋轉(zhuǎn)噴頭座的帶動下瓶子沿著U型軌道做360度翻轉(zhuǎn)沖洗，同時將瓶內(nèi)的積水傾倒干凈，瓶子清洗干凈后恢復(fù)直立狀態(tài)進入輸送帶到達下一個步驟灌裝。2 沖瓶機實際圖如圖6所示圖6沖瓶機實際圖3 沖瓶瓶機主程序(DI)X000 AT %IX0.0: BOOL;(理瓶機瓶滿)X001 AT %IX0.1: BOOL;(

8、主機故障)X002 AT %IX0.2: BOOL;(理瓶機故障)X003 AT %IX0.3: BOOL;(噴沖泵故障)(DO)Y000 AT %QX0.0: BOOL;(主機)Y001 AT %QX0.1: BOOL;(理瓶機)Y002 AT %QX0.2: BOOL;(噴沖泵)Y003 AT %QX0.4: BOOL;(輸送)（中間點）M000 AT %MX500.0: BOOL;(主機啟動)M001 AT %MX500.1: BOOL;(主機停止)M002 AT %MX500.2: BOOL;(理瓶機啟動)M003 AT %MX500.3: BOOL;(理瓶機停止)M004 AT %M

9、X500.4: BOOL;(噴沖泵啟動)M005 AT %MX500.5: BOOL;(噴沖泵停止)M006 AT %MX500.6: BOOL;(輸送啟動)M007 AT %MX500.7: BOOL;(輸送停止)YM000 AT %MX10.0: BOOL;(主機啟動)YM001 AT %MX10.1: BOOL;(主機停止)YM002 AT %MX10.2: BOOL;(理瓶機啟動)YM003 AT %MX10.3: BOOL;(理瓶機停止)YM004 AT %MX10.4: BOOL;(噴沖泵啟動)YM005 AT %MX10.5: BOOL;(噴沖泵停止)YM006 AT %MX10

10、.6: BOOL;(輸送啟動)YM007 AT %MX10.7: BOOL;(輸送停止)DCSCTR AT %MX10.6: BOOL;(DCS控制)該段為沖瓶機順序功能圖主程序：該段程序是當按下啟動按鈕YM004和DCS遠控后邏輯與才能輸出，后面接邏輯或，然后觸發(fā)置位復(fù)位觸發(fā)器，此時處于遠程控制狀態(tài)，DCS在該狀態(tài)下置1，同時在就地控制狀態(tài)下取非，則DCS為0，這時只有遠控起作用，啟動噴沖泵。當進行本地控制時，按下啟動按鈕M004，DCS取非結(jié)果也為1，這時，觸發(fā)器置位，沖瓶泵啟動。當按下啟動按鈕YM005和DCS遠控后邏輯與才能輸出，后面接邏輯或，然后觸發(fā)復(fù)位，此時處于遠程控制狀態(tài)，DCS

11、在該狀態(tài)下置1，同時在就地控制狀態(tài)下取非，則DCS為0，這時只有遠控起作用，噴沖泵停止。當進行本地控制時，按下啟動按鈕M005，DCS取非結(jié)果也為1，這時，觸發(fā)器復(fù)位，沖瓶泵停止。4 沖瓶機組態(tài)界面及數(shù)據(jù)詞典如圖7和圖8所示圖7沖瓶機組態(tài)界面圖8沖瓶機數(shù)據(jù)詞典六、 程序圖9程序單1 圖10 程序段2圖11程序段3七、 總結(jié)：通過本次課程設(shè)計，使我更多的參與和接觸到原本不是很熟悉的和利時PLC，并對啤酒罐裝部分的硬件和軟件進行設(shè)計。包括伺服電機、接近開關(guān)、交流接觸器等進行了選型和介紹，然后繪制出了流程圖，并進行了灌裝部分的程序編寫和調(diào)試，并根據(jù)控制要求制作了組態(tài)界面，一個良好的組態(tài)界面設(shè)計可以很

12、好地節(jié)省人力物力，同時使控制變得簡單更易操作。在這次課程設(shè)計學習的過程中，學會了新的程序語言，也鍛煉了自己的動手和理解能力，通過張老師的細心教導(dǎo)，能夠了解PLC中不同模塊的功能以及基本可以理解和設(shè)計程序。正是由于張老師幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難，解決一個又一個疑惑。八、 參考文獻1白文，杜大川，李玉松，王中東. PLC技術(shù)在啤酒工業(yè)中的應(yīng)用. 農(nóng)業(yè)控制與裝備期刊. 2010.102魏靜敏，單沖. 基于PLC的自動灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn).科學世界期刊. 2013.53黃小蘭. 基于PLC的旋轉(zhuǎn)型灌裝機控制系統(tǒng)研究. 武漢：武漢理工大學. 2012.54韓紅彪. 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.45陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用. 北京：清華大學出版社，2008.66羅紅福. PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線工程應(yīng)用實例解析.中國電力出版社，200