基于PLC的裝配流水線控制系統(tǒng)

1、內容摘要及關鍵詞：【摘要】：本論文注重以實際生產(chǎn)為主，在許多的工廠車間需要用到傳送帶來解放勞動資源，提高生產(chǎn)效率，我所做的課題是一個飲料加工車間的流水線生產(chǎn)。本文的設計包括硬件設計和軟件設計。其中硬件設計包括三菱FX2NPLC外部電路的設計與安裝；軟件部分包括程序的設計與調試。所設計系統(tǒng)最終能夠實現(xiàn)以下功能：(1)能對空瓶進行運送、灌裝，灌裝量可根據(jù)空瓶大小設定；(2)對滿瓶進行運送及計數(shù)；(3)能夠實現(xiàn)手動復位。該系統(tǒng)主要運用了三菱PLC、傳感器、繼電器、行程開關等器件，利用PLC良好的自動控制性能，實現(xiàn)飲料罐裝生產(chǎn)過程的無人控制。【關鍵詞】：裝配流水線；PLC;無人控制；飲料灌裝Abstr

2、actAbstract:Thepapersfocusontheactualproduction,transmissionbroughtabouttheliberationoflaborresources,improveproductionefficiencyneededinmanyofthefactoryfloor,andImadethesubjectofabeverageprocessingplantassemblylineproduction.Thedesignofthisarticle,includinghardwareandsoftwaredesign.Hardwaredesign,i

3、ncludingthedesignandinstallationofMitsubishiFX2NPLCexternalcircuit;softwarepartincludingthedesignanddebugging.Designedsystemwilleventuallybeabletoachievethefollowingfunctions:(1)transportingtheemptybottles,filling,fillingvolumecanbesetaccordingtotheemptybottlesize;(2)ofthefullbottleoftransportationa

4、ndcounting;(3)canbeachievedmanuallyreset.ThesystemmainlyuseMitsubishiPLC,sensors,relays,tripswitchesandotherdevices,PLCautomaticcontrol,unmannedproductionprocesscontrolofbeveragecans.KeyWords:Assemblylines；PLC;TheunmannedcontroBeveragefilling1 .弓I言1.1.1 本論文的研究意義1.1.2 本論文的主要方法和研究進展1.1.3 本論文的研究切入點或主要內

5、容1.1.4 本論文解決的關鍵問題2.2 .PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)32.1 控制方法3.2.2 工作方式3.2.3 控制速度3.2.4 定時和計數(shù)控制4.2.5 可靠性和可維護性4.2.6 PLC相較于電器控制的優(yōu)勢4.3 .裝配流水線總體方案設計7.3.1 任務的分析7.3.2 硬件方案設計7.3.3 軟件方案設計8.3.3.1 經(jīng)驗設計法8.3.3.2 邏輯設計法8.4 .系統(tǒng)元件的選擇1.04.1 PLC的選型1.04.2 電動機的選型1.04.3 接觸器的選型1.04.4 熱繼電器的選型114.5 開關電器、熔斷器的選型1.14.6 傳感器的選型1.15 .系統(tǒng)的硬件電路實現(xiàn)1.

6、35.1 系統(tǒng)硬件結構框圖1.35.2 主電路的設計1.35.3 控制電路的設計146 .系統(tǒng)程序的設計1.66.1 控制要求和控制過程分析166.2 I/O端口分配1.76.3 梯形圖18第II頁6.3.1 初始化程序1.86.3.2 啟動和停止186.3.3 流水線主控程序186.3.4 閃爍報警程序206.3.5 記數(shù)程序20結論22致談日23參考文獻24附錄125附錄228第iii頁1.引1.1本論文的研究意義流水線是指勞動對象按照一定的工藝路線，順序的通過各個工作地，并按照統(tǒng)一的生產(chǎn)速度(節(jié)拍)完成工藝作業(yè)的連續(xù)的重復的生產(chǎn)過程。流水生產(chǎn)是把高度的對象專業(yè)化生產(chǎn)和勞動對象的平行移動方

7、式有機結合起來的一種先進的生產(chǎn)組織形式。它具有以下特征：(1)工作地的專業(yè)化程度高；(2)具有明顯的節(jié)奏性；(3)各工序的生產(chǎn)能力平衡或成比例；(4)工藝過程封閉、單向；(5)具有高度的連續(xù)性。20世紀初，美國人亨利福特首先采用了流水線生產(chǎn)方法，在他的工廠內，專業(yè)化分工非常細，僅一個生產(chǎn)單元的工序竟然多達7882種，為了提高工人的勞工效率，福特反復試驗，確定了一條裝配線上所需要的工人，以及每道工序之間的距離。這樣一來，每個汽車底盤的裝配時間從12小時28分縮短到1小時33分。大批量生產(chǎn)的主要生產(chǎn)組織方式為流水生產(chǎn)，具基礎是由設備、工作地和傳送裝置構成的設施系統(tǒng)，即流水生產(chǎn)線。最典型的流水生產(chǎn)線

8、是汽車轉配生產(chǎn)線。流水生產(chǎn)線是為特定的產(chǎn)品和預定的生產(chǎn)大綱所設計的；生產(chǎn)作業(yè)計劃的主要決策問題在流水生產(chǎn)線的設計階段中就已經(jīng)做出規(guī)定,，1.2 本論文的主要方法和研究進展本論文主要方法是以文獻研究法、調查研究法、行動研究法和自己掌握的PLC知識作為引導，并且查閱了很多資料最終實現(xiàn)了自己所預想的效果。但是還有很大的發(fā)揮空間，我會在以后的工作學習中繼續(xù)研究學習。1.3 本論文的研究切入點或主要內容本論文注重以實際生產(chǎn)為主，在許多的工廠車間需要用到傳送帶來解放勞動資源，提高了生產(chǎn)效率，我所做的課題是一個飲料加工車間流水線生產(chǎn)，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

9、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。當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1秒，灌裝設備開始工作，灌裝過程為小瓶裝5秒鐘，大瓶裝8秒鐘，然后均上蓋時間為2秒，灌裝和上蓋過程應有報警顯示，上蓋過程停止并不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5秒間隔閃爍。與此同時對生產(chǎn)的飲料進行計數(shù)，大小瓶均為5瓶為一箱。在電動機運轉時按下停止按鈕，系統(tǒng)會馬上停止工作。而在系統(tǒng)進行灌裝和加蓋時按下停止按鈕，系統(tǒng)不會馬上停止工作，而要待加蓋工作完成后，系統(tǒng)最終停止工作。1.4 本論文解決的關鍵問題利用PLC良好的自動控制性能

10、，本文所設計的裝配生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了飲料罐裝生產(chǎn)過程的無人控制?；赑LC的裝配生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)為飲料罐裝生產(chǎn)提供了極大地便利，在各種飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著生產(chǎn)社會化水平的不斷提高，基于PLC的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)不僅僅局限于飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè)，它在現(xiàn)代的芯片封裝，產(chǎn)品包裝等流水線作業(yè)生產(chǎn)方面也有著相當廣闊的前景。2.PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)與電器控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有很多不同之處，不同之處在一下幾個方面：2.1 控制方法電器控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件連線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或者并聯(lián)等組合控制邏輯，其連線多且復雜、體積大、功耗大

11、、系統(tǒng)構成后，想再改變或者增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限，所以電器控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性受到很大限制。而PLC采用了計算機技術，其控制邏輯是以程序的方式存放在儲存器中，要改變控制邏輯只需要改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功耗小，而且PLC所謂“軟繼電器”實質上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的，PLC系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好2。2.2 工作方式在繼電器控制電路中，當電源接通時，電路中所有繼電器都處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式，而PLC的用戶程序是

12、按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定程序掃描順序，這種工作方式稱為申行工作方式。2.3 控制速度繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作頻率低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC通過程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微秒級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。2.4 定時和計數(shù)控制電器控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。而PLC采用半導體集成電路做定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度高，定時范圍寬，用戶可根據(jù)需要在程序中設定定時值，修

13、改方便，不受環(huán)境影響，且PLC具有計數(shù)功能，而電器控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。2.5 可靠性和可維護性由于電器控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，具存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的連線多，所以可靠性和可維護性較差，而PLC大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其壽命長、可靠性高，PLC還具有自診斷功能，能查出自身的故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調試和維護提供了方便。2.6 PLC相較于電器控制的優(yōu)勢一、可靠性高，抗干擾能力強工業(yè)生產(chǎn)對控制設備的可靠性要求：平均故障間隔時間長。故障修復時間（平均修復時間）短任何電子設備產(chǎn)生的故障，通常為兩種:一為偶發(fā)性故

14、障。由于外界環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復正常，系統(tǒng)也隨之恢復正常。但對PLC而言，受外界影響后，內部存儲的信息可能被破壞。二為永久性故障。由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障。如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使PLC在惡劣條件消失后自動恢復正常，這樣就能提高平均故障間隔時間；如果能在PLC增加一些診斷措施和適當?shù)谋Ｗo手段，在永久性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障限制在局部，就能降低PLC的平均修復時間。為此各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件

15、和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復外，還能使PLC具有了很強的抗干擾能力。硬件措施：主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開關動作由無觸點的電子存儲器完成，I/O系統(tǒng)設計有完善的通道保護盒信號調整電路。(1)屏蔽一一對電源變壓器、cpu、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。(2)濾波一一對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如PL或者九型濾波網(wǎng)絡，以消除或者抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的互相影響。(3)電源調整與保護一一對微處理器這個核心部件所需的+5V電源，采用多級濾波，并用集成電壓

16、調整器進行調整，以適應交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓的影響。(4)隔離在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與cpu之間的聯(lián)系，減少故障和誤動作，各I/O口之間亦彼此隔離。(5)采用模塊式結構一一這種結構有助于在故障情況下短時修復。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復正常工作，同時也有助于加快查找故障原因。軟件措施：(1)有極強的自檢及保護功能。(2)故障檢測軟件定期地檢測外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強干擾信號等，以便及時進行處理。(3)信息備份與恢復一一當偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，不破壞PLC內部的信息。(4)設置警戒時鐘WDT(看門狗)一一

17、如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了WDT規(guī)定的時間，預示了程序進入死循環(huán)，立即報警。(5)加強對程序的檢查和校驗一一一旦程序有錯，立即報警并停止執(zhí)行。(6)對程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備一一聽電話，利用后備電池供電，有關狀態(tài)及信息就不會丟失3二、配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控

18、制系統(tǒng)變得非常容易。三、易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。四、系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小

19、批量的生產(chǎn)場合。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。3 .裝配流水線總體方案設計3.1 任務的分析本次設計的任務是以三菱FX2N系列PLC作為處理核心，用行程開關、傳感器將生產(chǎn)過程中的信號（如空瓶的運行的位置、飲料瓶的大小等等）處理后送給PLC處理器，由PLC對數(shù)據(jù)進行運算，然后輸出驅動信號（如接觸器、電磁閥等等）來完成飲料罐裝生產(chǎn)過程的流水線操作。該系統(tǒng)的總體思路：此生產(chǎn)線為全自動控制的，生產(chǎn)線一旦上電，PLC將通過軟件對生產(chǎn)線進行自動控制：通過輸出繼電

20、器控制傳送帶的停轉和對飲料瓶灌裝的控制，實現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，并且通過PLC內部的計數(shù)器對所生產(chǎn)的產(chǎn)品進行計數(shù)。3.2 硬件方案設計飲料的灌裝是采用了飲料灌裝機，飲料灌裝機將灌裝裝置以及封蓋裝置集合在一起，使飲料的灌裝穩(wěn)定、高效的完成。對于飲料瓶大小的區(qū)別是通過反射式光電傳感器工作來實現(xiàn)的。利用輔助繼電器對計數(shù)器進行正電平觸發(fā)來實現(xiàn)對所生產(chǎn)產(chǎn)品的計數(shù)。生產(chǎn)流水線結構如圖3-1所示。系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)一旦上電，傳送帶驅動電動機運轉，待空飲料瓶行至行程開關，行程開關閉合，電動機停轉，灌裝設備通過閥門的關斷來控制飲料灌裝的時間，待飲料灌裝過程完畢后電動機恢復轉動，如此循環(huán)實現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動控制。對

21、于傳送帶上的飲料瓶大小的區(qū)分，是通過下圖中所在位置的反射式光電傳感器工作來實現(xiàn)的。驅動電動機傳送帶.行程開關圖3-1生產(chǎn)流水線結構圖3.3 軟件方案設計3.3.1 經(jīng)驗設計法梯形圖的經(jīng)驗設計法是比較廣泛的一種方法。這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循，具有很大的試探性很隨意性，最后的結果不是唯一的。該方法的核心是輸出線圈。以下是經(jīng)驗設計方法的基本步驟：(1) 了解和熟悉被控設備的工藝過程和機械的動作情況。(2)確定PLC的輸入信號和輸出負載，畫出PLC的外部接線圖。(3)確定與繼電器電路圖的中間繼電器，時間繼電器對應的梯形圖中的輔助繼電器(M)和定時器(T)的元件號。(4)根據(jù)前面的對應關系畫出梯形

22、圖。3.3.2 邏輯設計法邏輯設計法的理論基礎是邏輯代數(shù)，而繼電器控制系統(tǒng)的本質是邏輯線路?？匆粋€電氣控制線路都會發(fā)現(xiàn)，線路的接通和斷開，都是通過繼電器等元件的觸點來實現(xiàn)的，故控制線路的種種功能必定取決于這些觸點的開、合兩種狀態(tài)。因此電氣控制電路從本質上說是一種邏輯線路，它符合邏輯運算的基本規(guī)律5。圖3-2是本課題的PLC邏輯設計步驟。明確設計任務和技術條件圖3-2PLC邏輯設計步驟4 .系統(tǒng)元件的選擇4.1 PLC的選型根據(jù)飲料罐裝自動生產(chǎn)線的工藝流程圖，PLC控制系統(tǒng)的輸入信號有5個，且均為開關量。PLC控制系統(tǒng)的輸出信號有6個。FX2N系列的PLC只有繼電器輸出方式和晶體管輸出方式兩種。

23、繼電器輸出方式其特點是：可使用交直流電源，其動作慢，但安全隔離效果好，可靠性高；晶體管輸出方式其特點是：只能使用直流電源，具響應速度最快一一場效應管輸出模塊的工作頻率可達20kHz，但過載能力較差。綜合以上信息，并結合經(jīng)濟實用性的考慮，控制系統(tǒng)選用FX2N型號的PLC:繼電器輸出；輸人點數(shù)輸出點數(shù)均為16點，可以滿足工藝要求，且留有一定的余量，便于以后的修改和擴展7。4.2 電動機的選型目前市面上的電動機類型多種多樣，用于驅動傳送帶傳送的電動機的類型也數(shù)不勝數(shù)?；谠撓到y(tǒng)的控制要求與各類型電動機的結構特點和工作場合，并考慮到經(jīng)濟性和實用性，本系統(tǒng)選擇的電動機型號為Y132M-4,其性能參數(shù)如表

24、4-1所示圓。表4-1Y132M-4型電動機的性能參數(shù)矩矩15.4A380V2.2n.m2.3n.m1440r/min450Hz7.5KW4.3 接觸器的選型接觸器是一種用來接通或斷開帶負載的交直流主電路或大容量控制電路的自動化切換器，主要控制對象是電動機。通用接觸器可大致分以下兩類：第10頁(1)交流接觸器。主要有電磁機構、觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置等組成。常用的是CJ1、0CJ12、CJ12B等系列。(2)直流接觸器，一般用于控制直流電器設備，線圈中通以直流電，直流接觸器的動作原理和結構基本上與交流接觸器是相同的。接觸器的選型有諸多因素外與負載密切相關一般三相異步電機的起動電流為額定電流的3-5倍

25、。綜上所述，本系統(tǒng)選用CJ10-40接觸器：額定電流為40A,額定電壓為380V。4.4 熱繼電器的選型熱繼電器由兩部分組成，每一部分安裝的位置不同。一部分是主觸點，接在電動機與接觸器KM之間。另一部分是接在控制電路中，與接觸器KM的線圈電路相串聯(lián)。熱繼電器在控制線路中起過載保護的功能。熱繼電器是采用雙金屬熱元件，動作機構，常閉觸頭和常開觸頭，復位按鈕及整定電流調節(jié)旋鈕等構成。根據(jù)雙金屬熱元件的數(shù)目可分為兩極和三極型熱器，而三極型又分帶斷相保護和不帶斷相保護兩種。主電動機M1的額定電流15A,FR1可以選用JR16,熱元件電流為20A,電流整定范圍為14-22A工作時將額定電流調整為15A。4

26、.5 開關電器、熔斷器的選型行程開關是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關，選用型號為LXK2-131型。熔斷器選用RL1-15型熔點器，熔體的額定電流為30A604.6 傳感器的選型系統(tǒng)中運用傳感器對飲料瓶的大小進行區(qū)別，根據(jù)設計需要選擇反射式光電傳感器。反射式光電傳感器的工作原理如圖4-2所示。第11頁發(fā)光反射式光電傳感器接收圖4-2反射式光電傳感器原理圖第12頁5 .系統(tǒng)的硬件電路實現(xiàn)5.1 系統(tǒng)硬件結構框圖系統(tǒng)的硬件分為主電路、控制電路、輔助電路三大部分，控制電路控制主電路，輔助電電路起輔助信號顯示的作用，它們之間的關系如圖5-1所示：控制電路圖5-1硬件電路關系圖5.2 主電路的設計

27、傳送帶用電動機M1來運行，并用接觸器KM1來控制電動機的運行與停止。由熱繼電器FR1實現(xiàn)過載保護。斷路器QF1、QF2、QF3將三相電源引入，同時QF1、QF2、QF3為電路提供短路保護。飲料罐裝生產(chǎn)的主控制電路如圖5-2所第13頁圖5-2主控制電路圖5.3 控制電路的設計PLC控制系統(tǒng)的輸入信號有5個，且均為開關量。其中各種單操作按鈕開關3個，分別SB0啟動按鈕、SB1停止按鈕、SB10手動復位按鈕。行程開關1個，傳感器開關1個。PLC控制系統(tǒng)的輸出信號有6個，其中1個用于驅動傳送帶電動機的接觸器KM1,3個電磁閥分別用于大瓶和小瓶的封蓋及飲料罐裝，2個用于生產(chǎn)線上的狀態(tài)顯示。如圖5-3所示

28、10。第14頁傳感器丁啟動3日口I-r-停止SH>行程開關5TU光電傳感器SO手動復位>SE10X0Y0X1Y1X2Y2X3Y3FX2N-32MR-001FLCX10Y1024,Y11COMCCW11COM2電機維電器線圈KM1<>濯裝電磁ISYV1O小瓶封蓋YV2o大瓶封蓋YV3O上電顯示HL1。®灌裝閃爍HL1124V圖5-3三菱PLC外部接線圖第15頁6 .系統(tǒng)程序的設計6.1 控制要求和控制過程分析系統(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

29、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。當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1秒，灌裝設備開始工作，灌裝過程為小瓶裝5秒鐘，大瓶裝8秒鐘，然后均上蓋時間為2秒，灌裝和上蓋過程應有報警顯示，上蓋過程停止并不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5秒間隔閃爍。與此同時對生產(chǎn)的飲料進行計數(shù)，大小瓶均為5瓶為一箱。在電動機運轉時按下停止按鈕，系統(tǒng)會馬上停止工作：而在系統(tǒng)進行灌裝和加蓋時按下停止按鈕，系統(tǒng)不會馬上停止工作，而要待加蓋工作完成后，系統(tǒng)最終停止工作。系統(tǒng)過程流程圖如下圖6-1所示。第16頁否八灌裝飲料II灌裝飲料I上蓋2秒|上蓋2秒口一一裝罐）上蓋日是否一工-按下過停止按鈕-圖6-1過

30、程流程圖6.2 I/O端口分配表6-2I/O端口分配表功能編R名稱功能編RSB0啟動按鈕X0KM1傳送帶電動機Y0SB1停止按鈕X1YV1灌裝電磁閥Y1ST0行程開關X2YV2小瓶封蓋Y2S0光電傳感器X3YV3大瓶封蓋Y3SB10手動復位X10HL10系統(tǒng)上電顯示Y10HL11Y11第17頁6.3 梯形圖6.3.1 初始化程序初始化，啟動時、按下復位鈕將程序中用到的計數(shù)器置零。如下圖6-3所示。0一IRSTCO|RSTCI圖6-3初始化程序梯形圖6.3.2 啟動和停止按下X0啟動，上電指示燈亮。按下X1停止。如下圖6-4所示<110(i'OLOXOOOXQOL¥0iM

31、X001KOOOMT圖6-4啟動和停止梯形圖6.3.3 流水線主控程序生產(chǎn)流水線主控電路的自動控制：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；瓶子裝滿飲料并上蓋后，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；當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1秒，灌裝設備開始工作，對于大瓶灌裝8秒鐘，小瓶則灌裝5秒鐘，待灌裝過程完畢再對飲料瓶進行上蓋，上蓋時間為2秒鐘。當系統(tǒng)正在運行裝罐時，按下停止按鈕，系統(tǒng)并不會馬上停止運行，待上蓋工作結束后，系統(tǒng)最終停止運第18頁轉。如下圖6-5所示X002M7UI

32、M3M4ji必II一抨M2K1Q<70013陌口T1M2COTOXG03距50TI好IIM3MST1MIM860TI1一gg)('G02第19頁6.3.4 閃爍報警程序罐裝和上蓋過程中閃爍報警。如下圖6-6所示K50YOOlT5Y002T-Y003TMK5T6工。一II16皿II圖6-6閃爍報警程序梯形圖6.3.5 記數(shù)程序對生產(chǎn)飲料的數(shù)量進行計數(shù)，大小瓶均以5瓶為一包，并在記滿5瓶后，等待5秒后自動清零。如下圖6-7所示。第20頁圖6-7計數(shù)程序梯形圖第21頁本文介紹了基于三菱FX2NPLC的裝配生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)的設計。該系統(tǒng)的設計包括硬件設計和軟件設計。硬件設計方面，根據(jù)

33、系統(tǒng)的控制要求對各硬件設備進行了選型并對三菱FX2NPLC外部電路接線進行了設計；軟件設計方面對軟件設計的方法進行了概述，根據(jù)要求設計出梯形圖并對它進行仿真調試。仿真調試后的控制系統(tǒng)基本上滿足以下控制要求：（1）能對空瓶進行運送、灌裝，灌裝量可根據(jù)空瓶大小設定；（2）對滿瓶進行計數(shù)；（3）能夠實現(xiàn)手動復位。利用PLC良好的自動控制性能，本文所設計的裝配生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)基本上實現(xiàn)了飲料罐裝生產(chǎn)過程的無人控制。但對于大型的生產(chǎn)流水線來說，該系統(tǒng)就無法滿足其更加復雜、準確、智能的控制要求。該系統(tǒng)需要在傳送速率，次品檢測等諸多方面作出改進?；赑LC的裝配生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)為飲料罐裝生產(chǎn)提供了極

34、大地便利，在各種飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著生產(chǎn)社會化水平的不斷提高，基于PLC的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)不僅僅局限于飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè)，它在現(xiàn)代的芯片封裝，產(chǎn)品包裝等流水線作業(yè)生產(chǎn)方面也有著相當廣闊的前景。第22頁致謝時光飛逝，光陰如梭，不知不覺間已經(jīng)面臨大學畢業(yè)了。在離開學校之際，借論文的最后一頁，手寫我心，表達對老師的謝意。本文是在邱老師的精心指導和大力支持下完成的。從選題開始到現(xiàn)在的論文結束，在邱老師孜孜不倦的指導下，完成了這次設計。在大學期間始終能感受到老師的關懷，讓我受益匪淺。在此向她表示深深感謝和崇高的敬意。此次畢業(yè)設計過程中，邱老師用她豐富的知識，開闊的視野和敏銳的思維，給了我很多啟迪。她教會了我很多東西，我在此期間學到了很多關于PLC方面的知識，并且大大提高了我的動手實踐能力。各位任課老師的認真負責使我能夠順利完成此次設計。在此向溫州科技學院信息技術性全體老師表示由衷的感謝，感謝他們三年來的栽培。用一顆真誠的心，祝愿所有老師，同學身體健康，工作順利。更加感謝母校溫州科技職業(yè)學院對我的栽培。第23頁參考文獻1何4J慶.編程序控制器原理及應用技巧M.北京：化學工業(yè)出版社.20002劉順禧.電氣控制技術M.北京：北京理工大學出版社.20003陳金華.可編程控制器應用技術M.北京：電子工業(yè)出版社.0104廖