【正文】 啤酒清洗灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要本設(shè)備是專為啤酒桶的清洗、消毒設(shè)計的。該設(shè)備可以自動完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500。本機主要由機架、電氣控制箱、電磁閥、氣動元件、氣沖系統(tǒng)和水路系統(tǒng)組成。本機控制單元采用以三菱公司的可編程控制器為核心對機器進行全過程控制。由于可編程控制器在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，已在機械制造、發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它具有功能強大、使用可靠、維修簡單等許多優(yōu)點，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。本文討論的是PLC在實際工業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。關(guān)鍵詞： ＰＬＣ ；管路系統(tǒng)； 清洗機Beer Cleaning Filling Control System DesignAbstractThis equipment designed for cleaning and sterilizing casks. The equipment is automatic. The key processes contain discharging remnants, swilling with water, swilling with disinfectant, swilling with aseptic water and inflating with CO2. The height of cask is 360— diameter is 250—500. The equipment is made of chassis, control unit, electromagnetic valve and piping. The center of manipulative unit is the MITSUBISHI PLC. PLC controls all of the running processes. Applied meaning that programmable logic controller have in its control the aspect in the industry gradually obvious, bine at manufacture，generate electricity, chemical engineering, electronics etc profession craft the equipment39。s electricity control the aspect got the extensive application. It have the function strong and big, the usage is dependable, maintain the many advantage of simple etc., and already and gradually replaced after the logic control of the electric appliances electric circuit in a lot of places. But what the text discussion is a PLC in the actual industry to control the system39。s application. Key Words: PLC Piping Cleaning Machine目　　錄摘 要 IAbstract II目　　錄 III插圖清單 V表格清單 VI引言 1第1章 緒論 2 2 本課題設(shè)計的內(nèi)容 2 3第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 4 清洗機 4 清洗機的用途特點 4 4 4 5第3章 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計 6 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則 6 PLC的選型 6 控制功能 6 I/O模塊及點數(shù) 7 PLC輸出類型選擇 7 8 8 接觸器 9 指示燈選擇 9 9 保護措施/繼電器 9 線圈保護裝置 10第4章 系統(tǒng)設(shè)計 11 PLC控制電路設(shè)計 11 I/O口分配表 11 電氣原理圖 12 13 編程軟件 13 主程序 13結(jié)論和展望 26致謝 27參考文獻 28附錄A：外文文獻及譯文 29附錄B：主要文獻摘要 37插圖清單圖2 1清洗機 4圖3 1三菱FX2N64MR001 8圖3 2水位控制器 8圖3 3電磁閥 8圖3 4接觸器 9圖3 5空氣開關(guān) 9圖3 6 線圈保護裝置 10圖41電氣原理圖 13圖4 2梯形圖 25表格清單表4 1I/O口分配表 1137 / 44引言啤酒灌裝的形式有瓶裝（玻璃、聚酯塑料）、罐（聽）裝、桶裝等，其中國內(nèi)瓶裝熟啤酒所占比例最大，近年來瓶裝純生啤酒的生產(chǎn)量逐步增大，旺季桶裝啤酒的銷售形勢也比較樂觀。啤酒包裝源于桶裝，由于包裝簡便、成本低、口味新鮮，近年來受到企業(yè)的重視。桶裝啤酒目前包裝容器一般采用不銹鋼桶或不銹鋼內(nèi)膽、帶保溫層的保鮮桶，桶的規(guī)格有50L、30L、20L、10L、5L等。包裝前，啤酒一般要經(jīng)瞬間殺菌處理或經(jīng)無菌過濾處理。采用無菌過濾、無菌包裝的純生啤酒日益受到消費者的歡迎，純生啤酒的市場份額逐步增加，發(fā)展形勢十分樂觀。 因而對于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場,本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計。第1章 緒論1968年，美國最大的汽車制造商——通用汽車公司為滿足市場需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨?、多品種。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強大的通用工業(yè)控制器。于是可編程控制器應(yīng)運而生，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計算機的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計算機工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）.但由于PC容易與個人計算機（programmable puter）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。1985年國際電工委員會（IEC）對PLC的定義如下：可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，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)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運算（2）弱電控制強電。PLC是集自動控制技術(shù)，計算機技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首位?？删幊炭刂破鳎喎QPLC。它在集成電路、計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 、抗干擾能力強 、安裝容易，維護工作量少 、通用性好 ，成功率高 ，重量輕、功耗底等特點。具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電——接觸器控制系統(tǒng)??；價格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競爭；易于在現(xiàn)場變更程序；便于使用、維護、維修；能直接推動電磁閥、觸器與于之相當?shù)膱?zhí)行機構(gòu)；能向中央執(zhí)行機構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。 本課題設(shè)計的內(nèi)容隨著社會的發(fā)展,人們生活水平的提高，人們可以花更多的時間和金錢來改善自己的飲食，許多場合都將用到啤酒,而且這個市場也越來越大，所以生產(chǎn)啤酒及保鮮的桶也將隨之增漲,因而對于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場。本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計,既然是將投入應(yīng)用,同樣是清洗消毒的設(shè)備,那就要考慮其性能比,這就要求其在保證功能和質(zhì)量的前提下,所需費用要有優(yōu)勢，本設(shè)備采用PLC全程控制，所用的材料都考慮了使用條件和范圍以及所需費用,其工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—氣沖—消毒液清洗——氣沖—無菌水清洗——氣沖——CO2備壓—停止，操作簡單,效率高,易于大規(guī)模和單個用戶使用。本設(shè)備是專為啤酒桶的清洗、消毒設(shè)計的。該設(shè)備可以自動完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500。本機主要由機架、電氣控制箱、電磁閥、氣動元件、氣沖系統(tǒng)和水路系統(tǒng)組成。本機控制單元采用以三菱公司的可編程控制器為核心對機器進行全過程控制。由于可編程控制器在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，已在機械制造、發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它具有功能強大、使用可靠、維修簡單等許多優(yōu)點，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。本文討論的是PLC在實際工業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 清洗機 隨著社會的發(fā)展,人們生活水平的提高，人們可以花更多的時間和金錢來改善自己的飲食，許多場合都將用到啤酒,而且這個市場也越來越大，所以生產(chǎn)啤酒及保鮮的桶也將隨之增漲,因而對于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場。本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計,既然是將投入應(yīng)用,同樣是清洗消毒的設(shè)備,那就要考慮其性能比,，所用的材料都考慮了使用條件和范圍以及所需費用，其工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—氣沖—消毒液清洗——氣沖—無菌水清洗——氣沖——CO2備壓—停止。，操作簡單,效率高,易于大規(guī)模和單個用戶使用。 清洗機的用途特點 圖2 1清洗機 本設(shè)備是專為啤酒保鮮容器（包括不銹鋼、塑料保鮮桶及扎啤桶）的清洗、消毒設(shè)計的。該設(shè)備可以自動完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備為倒置清洗方式適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500即容積為5L，10L，20L的標準啤酒桶。工作原理：本機控制單元采用以三菱公司的可編程控制器為核心對機器進行全過程控制。主要工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—氣沖—消毒液清洗——氣沖—無菌水清洗——氣沖——CO2備壓—停止。（1）清洗時，每次清洗液均由內(nèi)圈注入，由內(nèi)圈注入可利用清洗液的壓力直接沖刷酒桶底部。（2）清洗液注滿后進行氣沖，即內(nèi)外圈同時充入大量氣體使桶內(nèi)清洗液“沸騰”，用氣泡破裂的力量清洗酒桶內(nèi)壁，排液時內(nèi)外圈同時排液。為保證酒桶內(nèi)盡可能不含氧氣及不潔凈氣體，所以氣沖時用CO2。（3）為保證出酒壓力和酒液品質(zhì)，最后應(yīng)進行CO2備壓。PLC投入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。（1）桶定位 按下啟動按扭，氣壓缸下壓啤酒桶2秒，使清洗頭將桶蓋頂開（2）排殘酒 1秒后清水閥開、清水循環(huán)閥開，1秒后排出閥開，排出殘酒，14秒后排出閥關(guān)；（3）清水清洗|氣沖 |消毒液清洗 |氣沖 16秒后清水閥關(guān)、清水循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，1秒后排出閥開，4秒后氣沖閥關(guān)、排出閥關(guān)、消毒液閥開、消毒循環(huán)閥開、消毒液回流閥開，32秒后消毒液閥關(guān)、消毒循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，6秒后氣沖閥關(guān)、消毒液回流閥關(guān)、清水閥開、清水循環(huán)閥開（4）無菌水清洗|氣沖 1秒排出閥開，6秒后清水閥關(guān)、清水循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，1秒排出閥開，6秒后氣沖閥關(guān)、排出閥關(guān)（5）CO2備壓 1秒后CO2閥開，4秒后自動停機第3章 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：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(shè)計PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關(guān)先進的國內(nèi)、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)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(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計者在系統(tǒng)設(shè)計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)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），也能正常工作。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(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護也將導(dǎo)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(shè)計者不僅應(yīng)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(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設(shè)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)和內(nèi)存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。 PLC的選型 控制功能邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制