【正文】 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采用容積泵式、蠕動泵式作為計量方法。 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。液面低于下線液位時恒壓儲液罐為空。具有整體技術經濟效益。 以下。非碳酸飲料充氮系統采用加壓方式或液氮滴入方式向鋁罐或 PET 瓶內灌注液氮惰性氣體，可以保護內容物，減少營養(yǎng)素的損失。生產線主要設備有卸箱機、洗瓶 5 機、灌裝機、壓蓋機、貼標機、氣水混合機、裝箱機等。其他還有重慶輕機廠的 32／ 8 設備，每小時 14000 瓶，廊坊包裝設備制造總公司 24／ 6 設備、每小時 6000～ 8000 瓶的灌裝線。目前廣東輕機、南京輕機、合肥輕機等都有自己的易拉罐灌裝線。合肥輕機利用德國 Krones公司技術，制造聚酯瓶飲料灌裝線，目前合肥輕機、南京輕機均能制造玻璃瓶和聚酯瓶兩用的飲料灌裝線。目前南京輕機、合肥輕機和廣東輕機已能提供生產能力高達 600 瓶／分的玻璃瓶和 600 罐／分的易拉罐飲料或啤酒灌裝生產線，主要設備包括半自動卸 垛機、沖罐機 (洗瓶機 )、灌裝機、封罐機 (壓蓋機、旋蓋機 )、溫罐機 (溫瓶機 )、混合機、紙箱包裝機和殺菌機。廊坊包裝設備制造公司、張家港美星等都能成套供應。 濃縮果汁設備 除引進的濃縮果汁生產線外，我國已基本能生產濃縮果汁設備。 控制要求 （ 1） 系統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罐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 （ 2） 當瓶子定位在罐裝設備下時，停頓 1 秒，罐裝設備開始工作，罐裝過程為 5 秒鐘，罐裝過程應有報警顯示， 5 秒后停止并不再顯示報警 （ 3） 用兩個傳感器和若干個加法器檢測并記錄空瓶數和滿瓶數，一旦系統啟動，必須記錄空瓶數和滿瓶數，設最多不超過 99999999 瓶 （ 4） 可以手動對計數值清零（復位） 8 第二章 總體控制方案 飲料罐裝生產流水線的基本結構 飲料灌裝流水線的基本結構圖如下 所示： 整個灌裝流水線的基本結構如圖 圖 圖 3 所示。 灌裝生產流水線基本結構圖 1 灌裝生產流水線基本結構圖 2 10 灌裝 生產流水線基本結構圖 3 灌裝流水線的工作原理 灌裝流水線的運作是通過電機和灌裝設備來控制的。流水線由傳感器實時監(jiān)控，由 PLC 控制，控制準確。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內存、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 PLC 編程簡介體積小，重量輕，耗電少，接線編程簡單，可靠性高，反應快， 可靠性高，抗干擾能力強 。 PLC 的分類 PLC 產品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。小型 PLC 一般采用這種整體式結構。基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接。模塊裝在框架或基板的插座上。疊裝式 PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯接，而且各模塊可以一層層的疊裝。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統。高檔 PLC 機具有更強的通信聯網功能，可用于大規(guī)模過程控制或構成分布式網絡控制系統，實行工廠自動化。雙 CPU,用戶儲存器容量 2 ~8K 如 : S7300 德國西門子公司 SR400 中外合資無錫華光電子工業(yè)有限公司 SU SU6 德國西門子公司 C500 日本立石公司 GEⅢ GE 公司 (3) 大型 PLC— I/O 點數 2048 點；多 CPU、 16 位、 32 位處理器，用戶儲存器容量 8 ~16K 如： S7400 德國西門子公司 GEⅣ GE 公司 C2021 日本立石公司 K3 三菱公司等 14 PLC 的比較 西門子：價格昂貴，模擬量精確度高，編程復雜。 三菱對重工業(yè)比較適應，環(huán)境適應能力比較強，比較臟的地方也能運行比較穩(wěn)定；像鑄造，電梯這樣的；歐姆龍在電子行業(yè)運用的比較多，它的 PLC 功能強大，而且系列比較全，甚至PLC 間通信，子機控制等都比較好，性能比三菱的略強，但是環(huán)境適應能力略差與三菱的。 該公司生產的 FX2N 系列機型，屬于高性能疊裝式機型，是三菱公司上網典型產品， 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。 傳感器的選擇 由于結合實際情況我選擇了光電傳感器。 15 傳感器分類：按照其用途，傳感器可分類為，壓力傳感器、位置傳感器、液面?zhèn)鞲衅?、能耗傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、射線傳感器、射線輻射傳感器、熱敏傳感器。光電檢測方法具有精度高、反應快、非接觸等優(yōu)點， 而且可測參數多，傳感器的結構簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應用非常廣泛。光電傳感器具有非接觸器、響應快、性能可靠等特 點，因此在工業(yè)自動化裝置和機器人中獲得廣泛應用。 本次課題我將選擇用光電傳感器和液位傳感器，分別用來檢測瓶子是否到達和瓶子 16 是否裝滿合格。 高溫流體：要選擇采用耐高溫的電工材料和密封材料制造的電磁閥，而且要選擇活塞式結構類型的。 工作壓力：如果工作壓力低則必須選用直動或分步直動式原理；最低工作壓差在 以上時直動式、分步直動式、先導式均可選用。 17 但是有些用于安全保護的工況，如爐、窯火焰監(jiān)測，則不能選常開的，應選可長期通電型。 露天安裝或粉塵多場合應選用防水，防塵品種（防護等級在 IP45 以上）。 按鈕開關的結構種類很多，可分為自鎖式、自復位式、旋柄式、蘑菇頭式、帶指示燈式、帶燈符號式及鑰匙是等，有單鈕、雙鈕、三鈕及不同組合形式，一般是采用積木式結構，由按鈕帽，復位彈簧，橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復合式，有一對常閉觸頭和常開觸頭，有的產品可通過多個元件的串聯增加觸頭對數。 充電電池 高能無記憶電池組，充放電性能穩(wěn)定、容量高、自放電率低、節(jié)能環(huán)保。利用生產機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現接通或分斷控制電路，達 到一定的控制目的。構造：由操作頭、觸點系統和外殼組成。在電梯 的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。 加減計數器 計數器是一個用以實現計數功能的時序部件，它不僅可用來計數，還常用作數字系統的定時、分頻和執(zhí)行數字運算以及其它特定的邏輯能 計數種類很多。還有可預置數和可編程功能計數器等等。計數器的設定值除了可由常數 K 設定外，還可以通過指定數據儲存器來設定， 32 位設定值存放在元件號相連的兩個數據儲存器中。 機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用 . 機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。當選擇左／右運動時，按下啟動按鈕，機械手左移；按下停止按 鈕，機械手右移。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手動作停止。重新 啟動時，必須用手動操作將機械手移回到原點，然后按下啟動按鈕，機械手又開始重新連續(xù)工作。實現了手動操作，即：用按鈕操 作， 21 對機械手的每一種運動單獨進 行控制；自動操作包括單步、單周期和連續(xù)操作。由于它的價格便宜 使用簡單 在 電器 特別是家電領域應用極為廣泛，空調、熱水器、冰箱等等。接頭單用熱熔膠或硅膠密封固然簡單，但可靠性達不到在戶外應用的要求。如果導線面積不夠或材料的雜質太多，電阻值就較大，前面的護欄管和后面的護欄管就有較大 的電壓差，為了讓后面的 LED 也能正常工作，就需要增加輸入電壓，這樣無形中就增加了功耗，很多電能不是用于驅動驅動 LED，而是浪費在導線和恒流芯片上。當 LED 排布很密時，在通電熱平衡后， LED 的結溫已經很高了，就將造成 LED 的壽命急劇減少。 供電護欄管的供電有兩種方式： 220V 的高壓和 48V 以下的低壓。 23 第四章 電氣控制線路設計 硬件電路的控制 電氣控制原理圖如圖 ： 24 圖 電氣控制原理圖 圖 中斷路器 QF QF QF QF QF5 將三相電源引入，同時 QF QF QF QF QF5 為電路提供短路保護。當有物體經過紅外發(fā)射與接收的中間時，由于紅外線被擋住，紅外接收管呈現大的阻值，電路斷開，這時紅外接收管發(fā)出一個低電平信號。記錄次品瓶 數的技術原理是當檢測到有次品時，微波接受裝置發(fā)出信號給PLC， PLC 的寄存器值加一，同時，所有瓶數減去次品瓶數便得出了可滿瓶數，把滿瓶數也放入另一個寄存器中。在恒壓儲液罐灌液中，里面有上限液位和下限液位傳感器，它們被淹沒時是一狀態(tài)。夾瓶裝置由氣缸 1 驅動下降，下降到位后，夾瓶裝置由氣缸 2 夾緊定位，下降及夾緊由行程開關控制位置。 旋蓋，采用磁性恒力矩，擰蓋立柜無級可調，不損傷瓶蓋，封蓋嚴密。最后擰緊緊定螺釘。 運動過程：推桿做與飲料瓶同步的圓周運動，為了實現自動壓蓋，推桿需做上下往返運動；首先利用磁力將瓶蓋吸附到推桿的封口頭中，然后推桿以特定的運動規(guī)律先上升再想下運動，當其將達到最低點時，恰好對準運動的飲料瓶口，實現快速壓蓋。 系統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的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。生產完后，系統將所記錄數據送入指定的儲存器中，然后將計數器清零。而灌裝設備的開通則直接控制飲料流通。 31 I/O 接線圖 I/O 分配表 32 梯形圖 33 34 35 第六章 調試過程及結果 （ 1）在電腦上安裝 GXDeveloper 軟件，程序編號后，將程序輸入 GXDeveloper軟件中，在電腦上進行初步仿真調試。 36 第七章 設計總結 通過 飲料罐裝生產流水線系統設計與調試課程 設計，掌握了什么是設計程序，設計程序工作的基本過程及各階段的基本任務，熟悉了設計程序總流程圖，加深了對 PLC 的