基于PLC的飲料灌裝生產流水線控制系統(tǒng)的設計論文

基于PLC的料灌裝生產流水線控制系統(tǒng)的設計摘要PLC隨著計算機和網(wǎng)絡通訊技術的發(fā)展，企業(yè)對生產過程的自動控制和信息通訊提出了更高的要求飲料生產線比較復雜生產環(huán)節(jié)也很多其中飲料的灌裝就是飲料生產線上重要的生產環(huán)節(jié)?？刂葡到y(tǒng)主要由一臺PLC交流異步電機液罐多個灌裝狀態(tài)檢測傳感器、故障報警蜂鳴器產量統(tǒng)計顯示器等組成其中電機用來控制運送飲料瓶的傳送帶部分。本控制系統(tǒng)有兩個特點一是輸入輸出設備比較多二是所需實現(xiàn)的控制是順序邏輯控制、模塊控制以及計算統(tǒng)計功能。西門子S7-300系列PLC模塊控制、高速計數(shù)和計算方面的功能較強，實現(xiàn)比較方便。因此本系統(tǒng)選用了S7-300型的PLC進行控制，既滿足了控制系統(tǒng)所需的I/O點數(shù)，又滿足了被控對象的控制要求。采用PLC控制飲料灌裝生產線，實現(xiàn)了飲料生產線的自動化、智能化。對勞動生產率的提高，飲料質量和產量的提高具有深遠的意義。關鍵詞S7-300可編程序控制器（PLC）/自動化/能化...

基于的飲灌裝生流水線控制系統(tǒng)的設計第1章題背景研究1.1料裝產水的述近年來飲料工業(yè)發(fā)展迅猛酸飲料果汁飲料蔬菜汁飲料含乳飲料、瓶裝飲用水茶飲料等品種不斷豐富產量上的飄紅使得對設備市場的需求也呈牛市。國外灌裝與封口設備向高速發(fā)展世界灌裝機向高速多用高精度方向發(fā)展目前部分灌裝生產線已可以在玻璃瓶與塑料容（聚酯瓶碳酸飲料與非碳酸飲料灌裝與冷灌裝等不同要求和環(huán)境下作用前碳酸飲料灌裝機灌裝速度最高已達2000罐／分國H公司灌裝機的灌裝閥多達165頭公司144頭，Krones司178頭，灌裝機直徑大至米，灌裝精度0．5ml以下。非碳酸飲料灌裝機灌裝閥～100，灌裝速度最高達1500罐／分，灌裝機料槽轉速～25／分，速度提高1倍可以進行茶飲料、咖啡飲料、豆乳和果汁飲料等多種飲料的熱灌裝，國外熱灌裝飲料封口后不再進行二次殺菌。碳酸飲料常溫灌裝已醞釀多年，常溫碳酸化可以降低飲料成本，有利環(huán)保飲料充氮系統(tǒng)采用加壓方式或液氮滴入方式向鋁罐或灌注液氮惰性氣體，可以保護容物，減少營養(yǎng)素的損失。目前PET瓶裝茶飲料通常采用熱灌裝方法了降低灌裝溫度高茶飲料風味，確保產品衛(wèi)生安全，已開PET樹成型使用℃蒸汽殺菌和特殊灌裝頭灌裝的簡便式無菌包裝機正在開發(fā)冰咖啡等低酸性飲料兩片薄壁罐的無菌包裝技術，以實現(xiàn)薄壁罐的無菌包裝。國灌裝生產線全方位發(fā)展我國飲料灌裝設備基本是在引進設備和技術的基礎上發(fā)展起來的八十年代引進各種飲料灌裝生產線多條包括啤酒灌裝...

線達500多條。隨著工業(yè)自動化水平日益提高眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產線的改造和重新設計問題PLC以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計算機技術結合在一起近年來在工業(yè)自動控制機電一體化改造傳統(tǒng)產業(yè)等方面得到普遍應用作為通用工業(yè)控制計算機其實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用幾年前自動化技術只占包裝機械設計的30%現(xiàn)在已占50%以上，大量使用了微電腦設計和機電一體化控制提高包裝機械自動化程度的目的一是為了提高生產率二是為了提高設備的柔性和靈活性三是為了提高包裝機械完成復雜動作的能力。飲料灌裝機用于灌裝各種各樣的瓶裝飲料，適合大中型飲料生產廠家，早期的灌裝機械大多數(shù)采用容積泵式蠕動泵式作為計量方法這些方法存在一些缺點。例如：灌裝精度和穩(wěn)定性難以保證、更換灌裝規(guī)格困難等。本系統(tǒng)采用的飲料分裝計量是通過時間和單位時間流量來確定的，計量精度由PLC控制確定。PLC控制具有編程簡單、工作可靠、使用方便等特點，在工業(yè)自動化控制領域廣泛應用。專為PLC應用而實際的觸摸屏集主機、輸入和輸出設備于一體，適合在惡略的工業(yè)環(huán)境中使用.飲料灌裝裝置主要包括兩部分：恒壓儲液罐灌液和計數(shù)部分。在恒壓儲液罐灌液不封里面有上限液位和下線液位傳感器它們淹沒時是1狀態(tài)液面低于下線液位時恒壓儲液罐為空飲料通過進液電磁閥流入恒壓儲液罐液面達到上限位時進液電磁閥斷電關閉，使液位保持恒定。鑒于PLC可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強、使用極為方便三大特點，利用LC技術平臺自主開發(fā)創(chuàng)新將機械電氣和自動化等技術有機結合將傳統(tǒng)的繼電器-接觸器控制功能用PLC代替，構成實用、可靠的飲料灌裝生產線PLC控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可節(jié)省大量電氣元件、導線與原材,縮短設計周期,減少維修工作量,提高加工零件合格率,進而提高生產率，而且程序調整修改方便靈活，提高了設備的柔性和靈活性。具有整體技術經(jīng)濟效益。隨著工業(yè)自動化水平日益提高多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產線的改造和重新設計問題。目前，飲料的灌裝伸長已經(jīng)實現(xiàn)自動化，為了提高產品質量，縮短生產周期適應產品迅速更新?lián)Q代的要求產品生產正向縮短生產周期降低成本提高生產質量等方面發(fā)展因此飲料廠的自動化灌裝生產線中有越來越多的及其在使用先進的灌裝技術來提高及其的自動化電氣控制水平和生產效率。PLC是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計算機...

技術結合在一起近年來在工業(yè)自動控制機電一體化改造傳統(tǒng)產業(yè)等方面得到普遍應用作為通用工業(yè)控制計算機其實現(xiàn)了工業(yè)控制領域接線邏輯到存儲邏輯的飛躍在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用鑒于此設計者利用PLC的功能和特點設計出了一款飲料灌裝生產流水線控制系統(tǒng)目前飲料灌裝生產線的控制過程主要是繼電器接觸控制，但這種電路接線復雜，可靠性低，使得工業(yè)生產的效率得不到提[3-4]。不過，隨著時代的發(fā)展，飲料灌裝生產線的控制過程正朝著智能化和自動化的方向發(fā)展PLC是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術相結合的產物克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的接線復雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習慣，特別是PLC的程序編制不需要專門的計算機編程語言知識而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學；調試與查錯也都很方便。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應用于生產實踐[5-12]。1.2產水的念生產流水線是生產型企業(yè)最常用的制造產品的形式是由一群人或機器人在一個接一個的完成一項半成品或成品的加工及檢驗和包裝于是有些采用行走的輸送帶承載被加工的物品，因此被稱為流水線生產。1.3產水的式特(1)板鏈式裝配流水線特點：承載的產品比較重，和生產線同步運行，可以實現(xiàn)產品的爬坡；生產的節(jié)拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實現(xiàn)產品的平穩(wěn)輸送。(2)滾筒式流水線特點：承載的產品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實現(xiàn)產品的連續(xù)節(jié)拍運行以及積放的功能采用頂升平移裝置可以實現(xiàn)產品的離線返修或檢測而不影響整個流水線的運行。...

皮帶式流水線特點：承載的產品比較輕，形狀限制少；和生產線同步運行，可以實現(xiàn)產品的爬坡轉向；以皮帶作為載體和輸送，可以實現(xiàn)產品的平穩(wěn)輸送，噪音??；可以實現(xiàn)輕型物料或產品較長距離的輸送。差速輸送流水線特點差速輸送流水線采用倍速鏈牽引工裝板可以自由傳送采用阻擋器定位使工件自由運動或停止工件在兩端可以自動頂升橫移過渡還可以在線可設旋轉、專機、檢測設備、機械手等。第2章題研究2.1計求本課題對飲料罐裝生產流水線的硬件和軟件進行了設計硬件設計包括三菱S7-300PLC外部電路的設計與安裝；軟件部分包括程序的設計與調試。根據(jù)系統(tǒng)的要求對電動機、傳感器等外部設備進行選型。設計好的飲料灌裝生產流水線能夠實現(xiàn)以下目的：（1）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待灌裝的飲料瓶被傳送至灌裝設備下時停止；瓶子裝滿飲料并上蓋后送帶驅動電機必須自動啟動保持到下一個待灌裝的飲料瓶被傳送至灌裝設備下或停止開關動作；（2）當瓶子定位在灌裝設備下時，停，灌裝設備開始工作，對于大瓶灌裝8秒鐘小瓶則灌裝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。整個灌裝和上蓋過程應有報警顯示，待上蓋完畢后不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5s間閃爍；（3）包裝上，對于小瓶40瓶為一大包30瓶為一中包20瓶為一小包；對于大瓶：20瓶為一大包，15瓶為一中包瓶為一小包；（4）能夠實現(xiàn)對生產產品進行自動記數(shù)并可以手動對計數(shù)器清零。...

2.2料裝產水模飲料灌裝自動化生產線示意圖如圖1-1所示產線由瓶子傳送帶和灌裝液罐組成，傳送帶由電動機驅動，可以正轉和反轉。電動機正轉時，傳送的瓶子依次通過空瓶、灌裝、滿瓶和終端4個工位。自動化生產線的控制臺可以用普通的控制面板實現(xiàn)也可以用HMI（人機界面）設備實現(xiàn)?？刂泼姘迳嫌袉又拱粹o、急停按鈕、下位/上位選擇開關、手動/自動選擇開關、正反轉點動按鈕、故障復位按鈕、計數(shù)清零按鈕及各種指示燈等。圖1-1

飲料灌裝生產流水線模型欲完成以上的控制動作，需要通過可編程控制器來對生產線的控制。...

2.3編控器產和義可編程控制器的縮寫為PLC（ProgramableLogicalController將計算機技術、自動化技術和通信技術融為一體，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的控制設備。20世紀60年代，生產過程及各種設備的控制主要是繼電器控制系統(tǒng)。繼電器控制簡單實用但存在著明顯的缺點設備體積大可靠性差動作速度慢，功能少難以實現(xiàn)較復雜的控制特別是由于它是靠硬連線邏輯構成的系統(tǒng)接線復雜，一旦動作順序或生產工藝發(fā)生變化時，就必須進行重新設計、布線、裝配和調試所以通用性和靈活性較差生產上迫切需要一種使用方便靈活性能完善、工作可靠的新一代生產過程自動控制系統(tǒng)。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)宇公司研制出了第一代可編程序控制器它具有邏輯運算定時計數(shù)等順序等功能。20世紀80年代后，由于計算機技術的迅猛的發(fā)展，采用通用微處理器為核心，具有了函數(shù)運算、高速計數(shù)、中斷技術、PID控制等功能，稱為PC(ProgramableController)即可編程控制器。但由于PC）已成為個人計算機的代名詞了不與之混淆們習慣上仍將可編程控制器稱為PLC。經(jīng)過短短的幾十年發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為自動化技術的三大支柱（PLC、機器人和CAD/CAM）之一。1982年，國際電工委員會（）制定了PLC的標準，在年12月頒布的第三稿中，對可編程控制器的定義是編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計它采用可編程序的存貯器用來在其部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的模擬的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產過程可編程序控制器及其有關設備都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體易于擴充其功能的原則設計...

2.4編控器特(1)可靠性高，抗干擾能力強微機雖然具有很強的功能單抗干擾能力差工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾電源波動、機械振動、溫度和濕度的變化等都可以使一般通用微機不能正常工作。而PLC是專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的故對于可能受到的電磁干擾高低溫及電源波動等影響，已在PLC硬件及軟件的設計上采用了措施。如在硬件方面采用了電和磁的屏蔽，對I/O接口采用了光電隔離，對電源及I/O接口線采用了多種濾波等。而在軟件方面采用了故障檢測、診斷、信息保護和恢復等手段，一旦發(fā)生異常，CPU即采取有效措施，防止故障擴大，使PLC的可靠性大大提高。(2)機構簡單，應用靈活PLC在硬件結構上采用模塊化積木式結構各種輸入輸出信號模塊、通信模塊及一些特殊功能模塊品種齊全針對不同的控制對象可以方便靈活地組合成不同要求的控制系統(tǒng)。硬件接線簡單，一般不需要很多配套的外圍設備。(3)編程方便，易于使用PLC采用了與繼電器控制電路有許多相似之處的梯形圖作為主要的編程語言，程序形象直觀，指令簡單易學，編程步驟和方法容易理解和掌握，不需要具備專門的計算機知識要具有一定的電工和工藝知識的人員都可以在短時間學會。(4)功能完善，適用性強PLC具有對數(shù)字量和模擬量很強的處理功能，如邏輯運算、算術運算、特殊函數(shù)運算等PLC具有常用的控制功能如PID閉環(huán)回路控制中斷控制等PLC可以擴展特殊功能，如高速計數(shù)、電子凸輪控制、伺服電動機定位、多軸運動插補控制等。PLC可以組成多種工業(yè)網(wǎng)絡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送、上位監(jiān)控等功能。2.5計PLC制，遵以基原(1)最大限度地滿足被控對象的控制要求充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC...

控制系統(tǒng)的首要前提這也是設計中最重要的一條原則這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調查研究收集控制現(xiàn)場的資料收集相關先進的國國外資料同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員工程技術人員現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。(2)保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等能正常工作。(3)力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數(shù)量來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此在滿足控制要求的前提下一方面要注意不斷地擴大工程的效益另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便成本低不宜盲目追求自動化和高指標。(4)適應發(fā)展的需要由于技術的不斷發(fā)展控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要這就要求在選擇PLC輸入輸出模塊I/O點數(shù)和存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產的發(fā)展和工藝的改進。實際上控系的設計，按國外發(fā)達國家的標準：首先考慮的是系統(tǒng)的安全性、可靠性設計然后才是根據(jù)控制藝要求進行控制流程設計后就是編寫切實可行高效的PLC程，這里在安全性、可靠性設計要求的前提下，編寫相應的PLC程序非常重要，硬件上保證的安全性，以及軟件PLC程中的安全考慮應該同進行2.6務分本次設計的任務是以S7-300系列PLC作為處理核心，用行程開關、傳感器將生產過程中的信號（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過程的流水線操作。該系統(tǒng)的總體思路：此生產線為全自動控制的，生產線一旦上電通過軟件對生產線進行自動控制過輸出繼電器控制傳送帶的停轉和對飲料瓶灌裝的控制現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，并且通過PLC部的計數(shù)器對所生產產品進行計數(shù)。...

2.7件案計飲料的灌裝是采用了飲料灌裝機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)對所生產產品的計數(shù)。生產流水線結構如圖1-1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)生產線上的自動控制對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。2.8件案計PLC軟件方案設計的方法有經(jīng)驗設計法，邏輯設計法等。（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,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圖。（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。看一個電氣控制線路都會發(fā),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),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。具體步...

驟如下圖1-2所示:明確設計任務和術條件PLC機選擇系統(tǒng)總體設計制作控制區(qū)I/O配線安裝PLC

編制程序程序檢查調試局部模擬運行聯(lián)機調試修改軟件，硬件是否滿足要求？是系統(tǒng)試運行程序備份整理系統(tǒng)文件交付使用

否圖1-2PLC邏輯設計步驟圖第3章元件選擇3.1PLC選...

根據(jù)飲料罐裝自動生產線的工藝流程圖，控制系統(tǒng)的輸人信號有9個，且均為開關量。PLC制系統(tǒng)的輸出信號有10個。PLC主要主要考慮一下幾點：I/O信號的點數(shù)：根據(jù)已確定的I/O設備統(tǒng)計所需要的信號的點數(shù)，選擇是否支持擴展機架的CPU。網(wǎng)絡通訊的模式根據(jù)控制要求的信號傳輸方式所需要網(wǎng)絡接口的形式選擇支持現(xiàn)場總線的網(wǎng)絡工業(yè)以亞太網(wǎng)絡或點到點通訊的CPU如果網(wǎng)絡有路由要求選擇集成了該功能的CPU輸入輸出端口地址的分配如表1-3所示。輸入信號

輸出信號名稱SB0SB1ST0S0SB4SB5SB6SB7SB10

功能啟動按鈕停止按鈕行程開關光電傳感器大包中包小包散裝手動復位

編號I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0

名稱YV1YV2YV3HL4HL5HL6HL7HL10

功能傳送帶電動機灌裝電磁閥小瓶封蓋大瓶封蓋大包中包小包散裝系統(tǒng)上電顯示

編號Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0HL11表1-3PLCI/O端地址編號對照表

灌裝過程顯示

Q1.13.2電機選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)于系統(tǒng)的控制要求與各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1-4所。電流

電壓

最大轉矩

額定轉速

極數(shù)

頻率

額定功率...

15.4A380V2.3n.m1440r/min450Hz7.5KW表1-4Y132M-4型電動機的性能參數(shù)3.3接器選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。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系列。2）直流接觸器，一般用于控制直流電器設備，線圈以直流電，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。所以接觸器的額定電流為：I=36A(3-1)N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。3.4熱電的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，F(xiàn)R1可以選用JR16，熱元件電流為20A，電流整定圍為14-22A工作時將額定電流調整為15A。3.5開電、斷的型行物體位移通斷號為LXK2-131型。熔斷器選用RL1-15型熔點器，熔體的額定電流為30A。...

3.6傳器選系統(tǒng)中運用傳感器對飲料瓶的大小進行區(qū)別據(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1-5示。發(fā)光反射物

反射電傳器接收圖1-5反射式光電傳感器原理圖該系統(tǒng)選擇的反射式光電傳感器型號為PM2-LF10,其性能參數(shù)如表1-6所示。性能檢測距離最小檢測物體應差重復精度垂直于檢測軸電源電壓消耗電流輸出

參數(shù)2.5中：5mm)白色無澤紙(15mm)φ0.05mm銅(設定距離：5mm)使用白色無光澤紙1515mm)工作距離的20%下0.08mm以5～24VDC±10%脈動P-P5%以下平均：25mA以，峰值80mA以開集電極晶體管·最大流入電流：100mA·外加電壓：30VDC以輸和0V間...

短路保護反應時間

·剩余電壓：以流電流為100mA時0.4V下(入電流為16mA時裝備0.8ms下表1-6PM2-LF10反射式光電傳感器的性能參數(shù)第4章系統(tǒng)硬電路實現(xiàn)4.1統(tǒng)件構圖系統(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1-7所示：控制電路

主電路輔助電路圖1-7硬件電路關系圖4.2主路設傳送帶用電動機M1來運行，并用接觸器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QF1QF2為電路提供短路保護飲料罐裝生產的主控制電路如圖1-8所示。...

M1圖1-8主控制電路圖4.3控電的計PLC控制系統(tǒng)的輸人信號有9個且均為開關量其中各種單操作按鈕開關6個，分別SB0啟動按鈕、SB1停止按鈕、SB4大包、SB5中包、SB6小包、SB7散裝、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10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個用于生產線上的狀態(tài)顯示。如圖1-9所示。...

SB0

?KM1X0

Y0SB1

YV1X1

Y1?

?

X2

Y2

X3

Y3SB4SB5SB6SB7

X4Y4FX2N32MR001X5Y5X6Y6

?HL4HL5HL6HL7SB10

X7X10

Y7Y10

?HL10?HL1124V

Y1124V

COM1COM2

4.4操面的計

圖1-9三菱PLC外部接線圖操作面板本著操作簡單直觀明了的對飲料罐裝自動生產線的每一步都能準確顯示，方便工作人員的工作為原則而設計。如圖1-10所示。面板中的按鈕有停止、啟動和手動復位按鈕，以及選擇大包、中包、小包和散裝的按鈕。顯示燈有大包、中包、小包和散裝的顯示燈，還有上電顯示和灌裝過程顯示。本系統(tǒng)還設置了兩種灌裝模式即大瓶瓶灌裝種包裝方式即大瓶的大、小包裝和散裝及小瓶的大中小包裝和散裝這樣做有利于不同層次的需要。...

圖1-10操作面板外形圖第5章系統(tǒng)程序的計5.1控要和制程析系統(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1s，灌裝設備開始工作，灌裝過程為小瓶裝5s鐘大瓶裝8S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0.5s間隔閃爍。與此同時對生產的飲料進行打包并計數(shù)，對于小瓶：瓶為一大包，瓶為一中包20瓶為一小包對于大瓶20瓶為一大包15瓶為一中包10瓶為一小包。在生產過程中可以對各計數(shù)器手動清零統(tǒng)每8小時將所記數(shù)據(jù)送入指定的存儲器中然后將記數(shù)器清零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)過程流程圖和順序功能圖分別如下圖...

2-1和圖2-2所示。5.2I/O端分X0：啟動Y0：驅動電動機轉動X1：停止Y1：灌裝飲料X2：行程開關Y2：小瓶上蓋X3：傳感器Y3：大瓶上蓋X4：選擇大包包裝Y4：顯示大包包裝X5：選擇中包包裝Y5：顯示中包包裝X6：選擇小包包裝Y6：顯示小包包裝X7：選擇散裝Y7：顯示散裝X10：手動復位Y10：系統(tǒng)上電顯示Y11：灌裝和上蓋過程顯示

1s

1s

秒

秒

圖2-1過程流程圖

...

M8002M8X0M1

Y0M7X2

M7M2

T0K10T0X3T0X3M3

Y1T1K50M4

Y1T2K80T1

T2M5

Y2T3K20M6

Y3T4K20T3

T4M7M7圖2-2順序功能圖5.3梯圖5.3.1化序初始化，啟動時、按下復位鈕和8小時將程序中用到的計數(shù)器置零...

5.3.2箱擇序對生產好的飲料進行裝箱選擇：X4X5X6所對應的按鈕SB4SB5SB6SB7分別用于選擇包裝的類型：大包中包小包散裝。...

5.3.3水主程生產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1s，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)最終停止運轉。...

...

5.3.4爍警序罐裝和上蓋過程中閃爍報警5.3.5數(shù)序對于小瓶：40瓶為一大包，30瓶為一中包，20瓶為一小包；對于大瓶：20瓶為一大包，15瓶為一中包10瓶為一小包。并且對所裝箱和所生產飲料的數(shù)量進行計數(shù)。...

5.3.6據(jù)送序...

設定8小時傳輸一次數(shù)據(jù)，將各記數(shù)器中所記數(shù)據(jù)存儲到指定的存儲器中。...

總結本文介紹了基于西門子S7-300PLC的飲料灌裝生產流水線的控制系統(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)系統(tǒng)的控制要求對各硬件設備進行了選型并對西門子S7-300PLC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據(jù)要求設計出梯形圖并