啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線

1、 本科畢業(yè)設計（論文）題目啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的設計學生姓名崔譯丹學號201433070001教學院系電氣信息學院專業(yè)年級電氣工程及其自動化2014級(雙)指導教師方瑋職稱講師單位西南石油大學輔導教師職 稱單位完成日期2016年05月19日Southwest Petroleum University Graduation ThesisTheDesignof Automatic Beer Filling ProductionLine Control System Grade:2014Name:Cui yidanSpeciality:Electrical Engineering and

2、AutomationInstructor:Fang weiSchool of Electrical Engineering and Information2016-5I摘 要本文主要介紹的是基于三菱FX2N-64MR PLC的啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線的設計。該系統(tǒng)的設計包括硬件設計和軟件設計，其中硬件設計包括三菱FX2N-64MR PLC外部電路的設計；軟件部分包括程序的設計與調(diào)試。在本設計中，包括自動控制和手動控制 ，選擇適當?shù)那逑礄C，灌裝機，封蓋機，包裝機以及光電傳感器實現(xiàn)了清洗、灌裝、封蓋、包裝、檢測等功能。形成快速一體的自動灌裝系統(tǒng)。本設計中使用了計數(shù)器分別對合格品與不合格品進行檢測，并

3、設置了紅燈綠燈便于操作者觀察，另外，為了保證系統(tǒng)在出現(xiàn)意外故障時，能夠得到很好的解決，系統(tǒng)還配置了急停開關等。對于檢查出的不合格產(chǎn)品采用推出裝置將其移走。并運用組態(tài)王軟件實現(xiàn)了對整個自動灌裝系統(tǒng)的實時監(jiān)控，可以更好的了解和調(diào)整生產(chǎn)工藝及控制程序。關鍵詞：啤酒灌裝；三菱FX2N-64MR PLC；組態(tài)王；AbstractThis article introduce Thedesignof automatic beer filling productionline control systemthat based on Mitsubishi FX2N-64MR PLC(Programmable L

4、ogic Controller Programmable Logic Controller). In my design, it include two parts about hardware and software. The hardware parts include the design of the external circuit of Mitsubishi FX2N-64MR PLC. The software part includes the design and debugging of the program.In this design, including auto

5、matic control and the manual control, I select the appropriate cleaning machine, filling machine, capping machine, packaging machine and photoelectric sensor realized washing, filling, sealing, packaging, testing and other functions. They form an automatic filling system with rapid integration. This

6、 design using the counter respectively for qualified products and unqualified products were detected, and set up a red light green light is convenient for the operator to observe. In addition, in order to ensure the system in the unexpected failure, can get very good solution, the system is also equ

7、ipped with emergency stop switch. To check out the unqualified products using the launch device to move away. And the use of configuration software to realize the real-time monitoring of the automatic filling system, can better understand and modify the production process and control program.Keyword

8、s: Beer Filling；Mitsubishi FX2N-64MR PLC；Kingview目 錄1 緒論11.1 設計目的與意義11. 2 國內(nèi)發(fā)展趨勢11. 3本設計的主要任務12 總體設計方案32.1 啤酒灌裝生產(chǎn)流水線的基本結構32.2 啤酒灌裝生產(chǎn)流水線的工作原理43 系統(tǒng)硬件設計53.1 選擇電氣元件53.1.1 電動機的選擇53.1.2清洗灌裝封蓋打包設備的選擇53.1.3傳感器的選擇73.1.4 熱繼電器的選擇83.1.5 接觸器的選擇93.1.6 低壓斷路器和熔斷器的選擇93.1.7 信號電器的選擇93.2 選擇PLC.103.2.1 PLC的I/O分配表.11 3.2

9、.2 PLC端口接線圖.123.3主電路的設計.124 系統(tǒng)程序的設計144.1系統(tǒng)流程圖144.2 梯形圖144.2.1 手動灌裝流水線程序164.2.2 自動灌裝流水線程序205 系統(tǒng)組態(tài)設計255.1制作過程255.1.1 創(chuàng)建新工程255.1.2 構建數(shù)據(jù)詞典265.1.3 組態(tài)畫面和動畫連接275.2組態(tài)設計運行和調(diào)試296 總結33謝 辭34參考文獻35附錄A 主電路接線圖36附錄B PLC外部電路接線圖37附錄C 梯形圖3845啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的設計1 緒論1.1設計目的與意義傳統(tǒng)的啤酒灌裝生產(chǎn)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(chǎn)工

10、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(chǎn)過程中容易產(chǎn)生二次污染，造成合格率低，生產(chǎn)成本增加。而自動化生產(chǎn)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(chǎn)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。1.2國內(nèi)發(fā)展趨勢我國建國以后，陸續(xù)建立了一些灌裝設備生產(chǎn)廠。80年代初，國家開始積極引進國外先進罐裝技術，不少國有、集體企業(yè)陸續(xù)轉行進入灌裝機制造行業(yè)，他們具備較強的機械制造、設計能力，但是缺乏灌裝機制造行業(yè)的專業(yè)技術和經(jīng)驗。20多年來，多數(shù)企業(yè)主要

11、是通過測繪仿制來研發(fā)和生產(chǎn)產(chǎn)品，新產(chǎn)品研發(fā)力量薄弱。近幾年來，我國啤酒產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展，出現(xiàn)了年產(chǎn)80萬噸的大型啤酒生產(chǎn)企業(yè)（燕京啤酒集團）。大型啤酒企業(yè)對啤酒灌裝線的自動化程度和速度都提出了更高的要求。但是，我國的啤酒罐裝機械還存在自動化程度低、速度慢、破瓶率高、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等缺陷。隨著集散控制系統(tǒng)的日益完善，PLC在工業(yè)控制領域應用的日益廣泛，使我們利用先進控制技術改進自動化灌裝生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)，彌補其不足成為可能。1.3本設計的主要任務本設計的目的是設計一個自動灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。該設計具有以下幾種功能。（1）系統(tǒng)具有清洗、罐裝，封蓋、包裝、檢測等功能。（2）系統(tǒng)具有手動和自動

12、兩種控制方式：在手動模式下，可以通過點動按鈕使傳送帶電動機啟動停止，用于調(diào)試設備。通過復位按鈕對合格產(chǎn)品計數(shù)值進行清零。通過各個環(huán)節(jié)的啟動停止開關獨立的調(diào)試各個環(huán)節(jié)；在自動模式下，按下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，電動機啟動，傳送帶運行?？掌孔舆_到灌裝位置時，電動機停轉，灌裝閥門打開。灌裝時間到，灌裝閥門關閉，電動機啟動，傳送帶繼續(xù)運行。在自動模式下，按下停止按鈕，系統(tǒng)停止，電動機不轉，傳送帶停止運行，各個環(huán)節(jié)的設備斷電，不可獨立啟動。（3）控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)量的統(tǒng)計，包括合格產(chǎn)品數(shù)，不合格產(chǎn)品數(shù)。合格產(chǎn)品數(shù)和不合格產(chǎn)品數(shù)都顯示在控制面板上，當合格產(chǎn)品數(shù)為12 時構成一箱，合格產(chǎn)品數(shù)清零，不合格產(chǎn)品

13、數(shù)為6 時生產(chǎn)線停止，工作人員進行檢修，問題處理后手動開啟啟動按鈕，系統(tǒng)繼續(xù)工作。（4）若系統(tǒng)啟動超過20s后還未檢測到空瓶來則報警指示，報警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍，并蜂鳴報警，直到故障排除為止；系統(tǒng)的每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都應具有急停功能。2總體設計方案2.1啤酒灌裝生產(chǎn)流水線的基本結構整個灌裝流水線的基本結構如圖2.1、圖2.2所示。整個流水線由主傳送帶、次品傳送帶、灌裝裝置、次品推動裝置、定位傳感器、次品檢測傳感器等組成。電動機的啟動和停止，清洗，灌裝，封蓋和打包，次品的檢測、推動都是由PLC控制的。流水線由傳感器實時監(jiān)控，由PLC控制，控制準確，自動化程度高。圖2.1 灌裝流水線基本結構

14、圖圖2.2灌裝流水線基本結構圖2.2啤酒灌裝生產(chǎn)流水線的工作原理系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)開始后，電動機將驅動傳送帶的運行。由光電傳感器進行檢測，待空啤酒瓶運行到相應位置時，電動機停轉。清洗設備對啤酒瓶進行清洗，設定定時器時間，當達到規(guī)定時間時，設備停止清洗，清洗過程完成后電動機恢復轉動。當光電傳感器檢測到啤酒瓶到達灌裝位置時，電動機停轉，灌裝設備進行灌裝，定時器計時，達到規(guī)定時間時，灌裝設備停止灌裝，灌裝完成，電動機恢復運轉。當光電傳感器檢測到啤酒瓶到達封蓋位置時，電動機停轉，封蓋設備進行封蓋，定時器計時，達到規(guī)定時間時，封蓋設備停止封蓋，封蓋完成，電動機恢復運轉。接下來由光電傳感器檢測合格品還是

15、不合格品，分別用計數(shù)器進行技術，當合格品計數(shù)12時，電動機停轉，開始進行打包。當不合格品計數(shù)到6個時，系統(tǒng)停止。進行故障檢測。3系統(tǒng)硬件設計3.1 選擇電氣設備及元器件根據(jù)啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線的流程圖，除PLC以外，實現(xiàn)此流水線需要以下幾種硬件設備：（1）主傳送帶電動機M1，次品傳送帶電動機M2,；（2）清洗機，灌裝機，封蓋機，打包機；（3）用于清洗，灌裝，封蓋，打包到位檢測的光電傳感器，檢測次品的光電傳感器。（4）熱繼電器FR1，F(xiàn)R2 ; （5）接觸器；（6）低壓斷路器電器和熔斷器；（7）信號電器的選擇。如指示燈，蜂鳴器等。3.1.1電動機的選擇目前市面上的電動機類型多種多樣，用于驅動傳

16、送帶傳送的電動機的類型也數(shù)不勝數(shù)。基于該系統(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，M1和M2選擇的電動機型號為Y132M-4，額定電壓為交流380V，額定電流為15.4A,頻率為50Hz,轉速為1440r/min，其性能參數(shù)如表3.1所示。表3.1 Y132M-4型電動機的性能參數(shù)額定電流額定電壓堵轉轉矩最大轉矩額定轉速極數(shù)頻率額定功率15.4A380V2.2n.m2.3n.m1440r/min450Hz7.5kw3.1.2清洗，灌裝，封蓋，打包設備的選擇一、清洗機的選擇在進行清洗過程中采用ZX-3CX全自動玻璃瓶沖洗瓶機，該機適合中小產(chǎn)量整機主要動作部件采用氣

17、動和無級變速電機，材料采用優(yōu)質(zhì)不銹鋼SUS304制造。其適用規(guī)格廣，生產(chǎn)能力大，運轉性能穩(wěn)定，操作安全方便，噪音低，維修方便。是廣大玻璃瓶相關包裝廠家的理想設備。該機配有烘干裝置，可依需求配加毛刷。 主要技術參數(shù)l 生產(chǎn)能力80-100瓶/分l 適用瓶型異形瓶、圓瓶、方瓶l 適用瓶徑（）50-75（據(jù)瓶規(guī)格制模）l 適用瓶高（）50-220l 洗瓶方式：熱水（60-90）調(diào)溫沖洗l 干燥、殺菌方式:蒸汽直沖l 控制電壓DC24V操作安全二、灌裝機的選擇灌裝部分采用旋轉式酒水灌裝機YSXG-12，該型號灌裝機適用于礦泉水、啤酒、農(nóng)藥、化工產(chǎn)品等無顆粒液體的灌裝；用于各種異型瓶的液體灌裝，該機體積

18、小重量輕，操作方便，維修簡單等特點。技術參數(shù)：生產(chǎn)效率：2400瓶/小時灌裝頭數(shù)：12頭灌裝量：150-800ml瓶子高度：60-320mm灌裝精度：1%電機功率：370W圖3.1 旋轉式酒水灌裝機YSXG-12型三、封蓋機的選擇本設計中的封蓋機采用全自動六頭皇冠蓋壓蓋機TY-8型號：主要適應用于玻璃瓶裝啤酒蓋的自動理蓋壓蓋機(如啤酒、汽水、汽酒、果汁飲料、保健飲料以及醬、醋、釀酒行業(yè)等)。該設備操作簡單,維修方便,自動化成度高,減少人工,降低成本,是食品行業(yè)理想的選擇。主要設備參數(shù)如下表所示。表3.2全自動六頭皇冠蓋壓蓋機TY-8型技術參數(shù)型號生產(chǎn)能力（p/h）功率（kw）封口類型適用對象設

19、備重量外形尺寸（mm）TY-850000.75kw連續(xù)封口機果汁、飲料、酒類、醬油醋550kg1100 9502100mm四 包裝機的選擇本設計采用的是膠帶封箱機NASTROPACK 03 A，主要適用于紙箱的封箱包裝，即可單機作業(yè)，也可與流水線配套使用，廣泛應用在家用電器紡織、食品，百貨，醫(yī)藥化工行業(yè)。技術參數(shù)：封箱能力： 標準箱子1000/小時使用膠： Bopp.封箱膠帶寬度：36, 48, 60mm電源:220V, 50Hz, 180W最大封箱尺寸：500X600mm （寬X高）最小封箱尺寸：150X90mm重量：120kg外形尺寸：1060X860X1600mm3.1.3 傳感器的選擇

20、要進行個具體的測量工作，首先要考慮采用何種原理的傳感器，這需要分析多方面的因素之后才能確定。因為，即使是測量同一物理量，也有多種原理的傳感器可供選用，哪一種原理的傳感器更為合適，則需要根據(jù)被測量的特點和傳感器的使用條件考慮以下一些具體問題：量程的大小；被測位置對傳感器體積的要求；測量方式為接觸式還是非接觸式；信號的引出方法，有線或是非接觸測量；然后再考慮傳感器的具體性能指標。針對本設計的控制要求，選用5個光電傳感器。分別用于清洗、灌裝、封蓋工位檢測，以及次品，正品檢測。其中清洗、灌裝、封蓋工位檢測，利用物體對光的遮擋作用，檢測啤酒瓶是否到位，次品檢測通過光電傳感器檢測液位檢測是否為合格品。 檢

21、測傳感器： 型號：E18-D80NK工作電壓：DC24V工作電流：100mA響應時間：500ms絕緣電阻：100M引線長度：0.5米圖3.2 E18-D80NK 型號光電傳感器3.1.4 熱繼電器的選擇主電動機M1的額定電流15A，F(xiàn)R1可以選用JR16，熱元件電流為20A，電流整定范圍為1422A工作時將額定電流調(diào)整為15A。同理，次品傳送電機M2與M1相同，則FR2與FR1選型相同，都選用JR16，熱元件電流為20A，電流整定范圍為1422A工作時將額定電流調(diào)整為15A。圖3.3 JR16型熱繼電器3.1.5 接觸器的選擇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

22、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。（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CJ10、CJ12、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，接觸器的額定電流應大于或等于被控電路的額定電流。選用接觸器的額定電流應大于等于Ic，根據(jù)電氣控制系統(tǒng)與PLC應用技術表1-1CJ20系列交流接觸器的主要技術參數(shù)選用CJ20-16額定電流16A,額定電壓380V,額定功率7.5kW。3.1.6開關電器和熔斷器的選擇（1）低壓斷路

23、器俗稱自動空氣開關，空氣開關工作原理：當工作電流超過額定電流、短路、失壓等情況下，自動切斷電路。選擇要點：空氣開關額定電壓大于等于線路額定電壓；空氣開關額定電流和過電流脫扣器的額定電流大于等于線路計算負荷電流,主電路選擇C65N 3P-D16A型號。（2）熔斷器的選擇根據(jù)設計要求，主電路FU1，F(xiàn)U2選擇RT-18-32，額定電流32A,熔體16A。表3.3 熔斷器RT18-32產(chǎn)品型號額定電流/A熔體額定電流RT-18-32322，4，6，8，10，16，20，25，323.1.7信號電器的選擇本設計中用蜂鳴器作為故障報警，XB2BSBC型號。其他指示燈選型如下： 表3.4 指示燈選擇作用材

24、質(zhì)、電壓顏色型號瓶子到位指示塑料指示燈AC220V綠色XB2BVM3LC報警指示燈塑料指示燈AC220V紅色XB2BVM4LC系統(tǒng)手動黃燈塑料指示燈AC220V黃燈XB2BVM6LC正次品檢測（次品）塑料指示燈AC220V紅燈XB2BVM4LC正次品檢測（正品）塑料指示燈AC220V綠色XB2BVM3LC3.2選擇PLCPLC實質(zhì)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相同。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(nèi)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(nèi)存、電源模塊、

25、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。首先確定PLC所需的I/O個數(shù)。根據(jù)前述要求可知，PLC需要以下輸入端：系統(tǒng)連動，停止，急停，手動自動切換，手動推次品，手動工作傳送電機，手動次品傳送帶，手動清洗，手動灌裝，手動封蓋，手動包裝，清洗到位檢測，灌裝到位檢測，封蓋到位檢測，瓶子到位檢測（封蓋后的產(chǎn)品），正次品檢測，系統(tǒng)點動，次品計數(shù)器清零。PLC所需要的輸出信號端有：兩臺傳送帶驅動電機，清洗控制，灌裝控制，封蓋控制，包裝，推次品，次品檢測紅燈，次品檢測綠燈，蜂鳴器報警，系統(tǒng)報警紅燈，系統(tǒng)手動黃燈，系統(tǒng)自動綠燈。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-64MR型號的P

26、LC：繼電器輸出,輸入點數(shù)輸出點數(shù)均為32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。3.2.1 PLC的I/O分配表根據(jù)系統(tǒng)的性能與要求，PLC輸入/輸出端口地址的分配表如下：表3.5 I/O 分配表輸入信號輸出信號編號名稱功能編號名稱功能X0SB0啟動Y0KM1主傳送帶電機接觸器X1SB1停止Y1KM2次品傳送帶電動機接觸器X2SB2急停(常閉)Y2KM3清洗控制接觸器X3SB3手動推次品Y3KM4灌裝控制接觸器X4SB4手/自動Y4KM5封蓋控制接觸器X5SB5手動工作傳送電機Y5KM6包裝控制接觸器X6SB6手動次品傳送電機Y6KM7推次品控制接觸器X7SB7手動清洗

27、Y7L1次品檢測紅燈X10SB8手動灌裝Y10L2次品檢測綠燈X11SB9手動封蓋Y11HA蜂鳴報警器X12SB10手動包裝Y12L3報警紅燈X13PH1清洗到位檢測Y13L4 手動黃燈X14PH2灌裝到位檢測Y14L5自動綠燈X15PH3封蓋到位檢測Y15CD4511-D正品計數(shù)顯示個位X16PH4次品檢測脈沖信號Y16CD4511-C正品計數(shù)顯示個位X17PH5正品計數(shù)脈沖信號Y17CD4511-B正品計數(shù)顯示個位X20PH6次品計數(shù)脈沖信號Y20CD4511-A正品計數(shù)顯示個位X21PH7次品檢測到位Y21CD4511-D正品計數(shù)顯示十位Y22CD4511-C正品計數(shù)顯示十位Y23CD4

28、511-B正品計數(shù)顯示十位Y24CD4511-A正品計數(shù)顯示十位Y25CD4511-D次品計數(shù)顯示個位續(xù)表3.5Y26CD4511-C次品計數(shù)顯示個位Y27CD4511-B次品計數(shù)顯示個位Y30CD4511-A次品計數(shù)顯示個位3.2.2 PLC端口接線圖 由I/O端口分配表可知，輸入用220V交流電，輸出電機運轉，以及清洗機，灌裝機，封蓋機，包裝機用220V交流電，其他的可以用24V或5V直流電。計數(shù)部分采用兩個計數(shù)器，正品計數(shù)器因為要滿足12個打包，則需要兩個計數(shù)位，而次品計數(shù)因為要滿足6個停電檢修，則需要一位數(shù)碼顯示，以上計數(shù)結果用七段數(shù)碼管來顯示。通過以上分析，PLC端口接線圖如圖3.4

29、所示。3.3 主電路的設計主傳送帶用電動機M1來運行，次品傳送帶用電動機M2來運行，并用接觸器KM1，KM2來控制電動機的運行與停止。由熱繼電器FR1，F(xiàn)R2實現(xiàn)過載保護。如圖3.5所示。圖3.5 主電路設計圖圖3.4 PLC端口接線圖4系統(tǒng)程序的設計 4.1 系統(tǒng)流程圖系統(tǒng)啟動后進行初始化，然后進行手動/自動選擇，若是自動方式則按照自動流程運行。若是手動方式，則按照手動信號執(zhí)行，如圖4.1所示。首先傳動帶運轉，當啤酒瓶到達清洗檢測工位時，則傳送帶停止，清洗設備對啤酒瓶進行清洗；若未到位，傳送帶繼續(xù)運行。定時器設定時間，時間到后清洗結束，傳送帶繼續(xù)運行。當啤酒瓶到達灌裝工位時，傳送帶停止，進入

30、灌裝程序；若未檢測到，傳送帶繼續(xù)運行。達到初設定的時間后，灌裝結束，傳送帶繼續(xù)運行。到達封蓋工位時，傳送帶停止，封蓋設備進行封蓋，封蓋結束后傳送帶運行。正次品檢測是正品還是次品，如果是正品，正品計數(shù)器進行計數(shù)，當合格品達到12時，自動進行合格品打包，最后循環(huán)進行；若為次品，次品計數(shù)器進行計數(shù)，次品數(shù)量達到6時，系統(tǒng)自動停止進行檢修。若不到6時，繼續(xù)以上步驟。4.2梯形圖系統(tǒng)開始進行初始化和手動自動選擇，有關程序的編寫可以分為手動和自動兩種方式，手動部分中分為蜂鳴報警器運行，手動觸發(fā)報警紅燈，手動觸發(fā)主傳送帶電機，手動觸發(fā)次品傳送帶電機，手動觸發(fā)清洗，手動觸發(fā)灌裝，手動觸發(fā)打包，手動計數(shù)清零等；

31、自動運行程序中還包括清洗灌裝等程序的計時，合格品的計數(shù)，次品的計數(shù)，當合格品計數(shù)到12時自動觸發(fā)打包程序，以及次品達到6時，系統(tǒng)自動停止。以下本文將會分為手動，自動兩個模式，進行說明。圖4.1 系統(tǒng)流程圖4.2.1手動灌裝流水線程序（1）系統(tǒng)進行初始化梯形圖如下，圖4.2 初始化梯形圖（2）手動自動切換，梯形圖如下，圖4.3 手動自動切換梯形圖（3）當系統(tǒng)為手動時，手動黃燈亮，手動觸發(fā)主傳送帶和次品傳送帶的運行，梯形圖如下，圖4.4 手動觸發(fā)兩個傳送帶梯形圖（4）手動清洗。光電傳感器檢測到啤酒瓶到達清洗工位時，主傳送帶停止運行，按下手動清洗，并將計時器T0自鎖，控制手動清洗時間為5s。5s后，

32、主傳送帶繼續(xù)運行，梯形圖如下，圖4.5 手動清洗梯形圖（5）手動灌裝。光電傳感器檢測到啤酒瓶到達灌裝工位時，主傳送帶停止運行，按下手動灌裝，并將計時器T1自鎖，控制手動清洗時間為5s。5s后，主傳送帶繼續(xù)運行，梯形圖如下，圖4.6 手動灌裝梯形圖（6）手動封蓋。梯形圖如下，光電傳感器檢測到啤酒瓶到達封蓋工位時，主傳送帶停止運行，按下手動封蓋，并將計時器T2自鎖，控制手動清洗時間為1s。1s后，主傳送帶繼續(xù)運行，梯形圖如下，圖4.7 手動封蓋梯形圖（7）正次品檢測。當次品檢測到位時，主傳送帶停止運行，對瓶子進行正次品檢測，檢測為次品時，次品檢測紅燈亮；檢測為正品時，正品檢測綠燈亮。圖4.8 正次

33、品檢測梯形圖（8）當檢測為次品時，手動推次品，將次品推到次品傳送帶上，并對次品進行計數(shù)，并將數(shù)字顯示到七段數(shù)碼管上。當次品數(shù)量累計為6個時，蜂鳴報警器開始報警，報警紅燈亮，然后程序將停止，進行停電檢修。梯形圖如下，圖4.9 次品計數(shù)梯形圖（9）當檢測為正品時，傳送帶繼續(xù)運行，對正品進行計數(shù)，并將數(shù)字顯示到七段數(shù)碼管上。當次品數(shù)量累計為12個時，進行手動打包。梯形圖如下，圖4.10 正品計數(shù)梯形圖（10）手動打包。打包結束后回到手動初始狀態(tài)S21，可循環(huán)進行手動操作，若不需要繼續(xù)進行手動操作，則按在停止按鈕，回到S0狀態(tài)。梯形圖如下，圖4.11 手動打包梯形圖4.2.2自動灌裝流水線程序（1）自

34、動模式開始，表示系統(tǒng)為自動模式的綠燈亮，主傳送帶，次品傳送帶自動運行。梯形圖如下，圖4.12 自動模式開始梯形圖（2）自動清洗部分。當光電傳感器檢測到瓶子到達清洗工位時，主傳送帶停止運行，然后進行清洗，定時器開始計時，5s后，清洗結束，主傳送帶恢復運行。梯形圖如下，圖4.13 自動清洗梯形圖（4）自動灌裝部分，過程與自動清洗部分相同，梯形圖如下，圖4.14 自動灌裝梯形圖（5）自動封蓋部分，當光電傳感器檢測到瓶子到達封蓋位置時，主傳送帶電動機停止，進行封蓋，時長為1 s,封蓋時間到，電動機繼續(xù)運行，梯形圖如下，圖4.15 自動封蓋梯形圖（6）正品與次品的檢測，首先對產(chǎn)品進行正品還是次品的檢測。

35、檢測為次品時，代表次品的紅燈亮，推動裝置自動將次品推到次品傳送帶上，然后次品傳送帶開始計數(shù)，當次品計數(shù)達到6個時，蜂鳴報警器報警，表示報警的紅燈亮，系統(tǒng)跳回S0狀態(tài)，系統(tǒng)停止檢修；當檢測為正品時，代表正品的綠燈亮，傳送帶繼續(xù)運行，正品計數(shù)器開始計數(shù)，當計數(shù)到12個是，自動觸發(fā)打包程序。圖4.16 正品和次品的檢測與計數(shù)梯形圖（7）當合格品計數(shù)達到12時，自動打包開始運行，圖4.17 自動打包梯形圖（8）手動模式與自動模式選擇性匯合。圖4.18 選擇性匯合5 系統(tǒng)組態(tài)設計本設計采用組態(tài)王6.53進行組態(tài)軟件仿真，組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構

36、成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結構。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種

37、報表。它還具有豐富的設備驅動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。建立新組態(tài)王工程的一般過程是：a) 設計圖形界面（定義畫面）b) 定義設備c) 構造數(shù)據(jù)庫（定義變量）d) 建立動畫連接e) 運行和調(diào)試運用組態(tài)軟件建立啤酒灌裝監(jiān)控系統(tǒng)亦為任務要求，能更直觀的顯示出整個模擬自動控制過程。5.1制作步驟5.1.1 創(chuàng)建新工程點開組態(tài)王以后，點新建，然后輸入“啤酒自動灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)設計”工程描述，如圖5.1所示。圖5.1 新建工程5.1.2 構建數(shù)據(jù)詞典 數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切

38、是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。在TouchVew運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。圖5.2 構建數(shù)據(jù)詞庫5.1.3 組態(tài)畫面建立與動畫連接（1） 命令語言的設定圖5.3 命令語言的設定圖5.4 命令語言的設定（2）各參數(shù)的設定圖5.5 本站點t1參數(shù)圖5.6 動畫4參數(shù)設定(3) 啤酒灌裝組態(tài)畫面本設計的最終組態(tài)畫面如圖5.7所示。圖 5.7 啤酒灌裝組態(tài)畫面5.2 組態(tài)設計的運行和調(diào)試 本次仿真分為自動運行和手動運行，以下截圖以手動運行為例，當自動控制為“關閉”狀態(tài)時，系統(tǒng)為手動模式。（1）按下“行進至清洗”按鈕，啤酒瓶運行到清洗工位。圖5.8 瓶子運行到清洗工位（2）按下“清洗”按鈕,清洗設備開始對啤酒瓶進行清洗。圖5.8 瓶子開始清洗（3）按下“前進至加啤酒“按鈕，啤酒瓶運行到灌裝工位。圖5.9 瓶子運行到灌裝工位（4）按下“加啤酒“按鈕，灌裝設備進行灌裝。