plc設(shè)計之飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制

PLC課程設(shè)計說明書飲料罐裝生產(chǎn)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(chǎn)線的電氣設(shè)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)工效低，人機對話靠指示燈+按鈕+訊響器的工作方式，響應(yīng)慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設(shè)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(lǐng)域應(yīng)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。為適應(yīng)發(fā)展，故提出利用PLC控制技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)線?，F(xiàn)以三菱FX2N系列，進行程序設(shè)計并仿真驗證,設(shè)計一款PLC輸入和輸出設(shè)備的飲料灌裝生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線集傳送、灌裝、產(chǎn)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(guān)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(shè)計任務(wù) 11．1課題內(nèi)容 11．2控制要求： 11．3課題要求 1第二章總體設(shè)計方案 22．1飲料灌裝流水線基本結(jié)構(gòu) 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(shè)計 43．1PLC的結(jié)構(gòu)與選擇 43．1．1PLC的結(jié)構(gòu) 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(shè)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(diào)試結(jié)果 10第六章設(shè)計小結(jié) 11參考文獻 11PAGE14

第一章設(shè)計任務(wù)1．1課題內(nèi)容飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計與調(diào)試1．2控制要求：（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅(qū)動電機啟動并一直保持到停止開關(guān)動作或灌裝設(shè)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(qū)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(guān)動作。（2）當瓶子定位在灌裝設(shè)備下時，停頓1秒，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為5秒鐘，灌裝過程應(yīng)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(diào)試（4）設(shè)計小結(jié)第二章總體設(shè)計方案2．1飲料灌裝流水線基本結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(chǎn)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(shè)計3．1主電路的設(shè)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(shè)計3．2.1PLC的選型PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機從結(jié)構(gòu)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、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(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)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(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)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(shè)計。可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)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(yīng)用。三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一。該公司生產(chǎn)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(chǎn)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(shè)備及I/O點數(shù)的要求，故本設(shè)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(guān)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(yīng)速度快，性能穩(wěn)定且電阻值可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整以適應(yīng)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(shè)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(chǎn)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(zhuǎn)；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(diào)試第六章設(shè)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(shè)計了，這次我們的電氣控制技術(shù)與PLC控制課程設(shè)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(shè)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(shè)設(shè)計了，這就要求我們的課程設(shè)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(jié)合起來，讓我們的理論要在實踐中得到體現(xiàn)。課程設(shè)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(shè)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(shè)計流程以及參數(shù)的選擇，我就開始了收集關(guān)于“飲料罐裝生產(chǎn)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(shè)計。在這次課程設(shè)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(shè)計并不是一件容易的事情。它不僅需要熟悉并掌握