【正文】 裝各種各樣的瓶裝飲料，適合大中型飲料生產(chǎn)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。 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(lǐng)域廣泛應(yīng)用。液面低于下線液位時恒壓儲液罐為空。具有整體技術(shù)經(jīng)濟效益。 以下。非碳酸飲料充氮系統(tǒng)采用加壓方式或液氮滴入方式向鋁罐或 PET 瓶內(nèi)灌注液氮惰性氣體，可以保護內(nèi)容物，減少營養(yǎng)素的損失。生產(chǎn)線主要設(shè)備有卸箱機、洗瓶 5 機、灌裝機、壓蓋機、貼標(biāo)機、氣水混合機、裝箱機等。其他還有重慶輕機廠的 32／ 8 設(shè)備，每小時 14000 瓶，廊坊包裝設(shè)備制造總公司 24／ 6 設(shè)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(shù)，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(chǎn)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(chǎn)線，主要設(shè)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(shè)備制造公司、張家港美星等都能成套供應(yīng)。 濃縮果汁設(shè)備 除引進的濃縮果汁生產(chǎn)線外，我國已基本能生產(chǎn)濃縮果汁設(shè)備。 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)動作或罐裝設(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(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時，停頓 1 秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝過程為 5 秒鐘，罐裝過程應(yīng)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(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過 99999999 瓶 （ 4） 可以手動對計數(shù)值清零（復(fù)位） 8 第二章 總體控制方案 飲料罐裝生產(chǎn)流水線的基本結(jié)構(gòu) 飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)圖如下 所示： 整個灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)如圖 圖 圖 3 所示。 灌裝生產(chǎn)流水線基本結(jié)構(gòu)圖 1 灌裝生產(chǎn)流水線基本結(jié)構(gòu)圖 2 10 灌裝 生產(chǎn)流水線基本結(jié)構(gòu)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(shè)備來控制的。流水線由傳感器實時監(jiān)控，由 PLC 控制，控制準(zhǔn)確。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 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(yīng)快， 可靠性高，抗干擾能力強 。 PLC 的分類 PLC 產(chǎn)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(jié)構(gòu)?；締卧蛿U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(lián)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(tǒng)。高檔 PLC 機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，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(shù) 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(fù)雜。 三菱對重工業(yè)比較適應(yīng)，環(huán)境適應(yīng)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(yīng)能力略差與三菱的。 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， 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(jié)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)鞲衅鳌⒛芎膫鞲衅?、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(yīng)快、非接觸等優(yōu)點， 而且可測參數(shù)多，傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，形式靈活多樣，因此，光電式傳感器在檢測和控制中應(yīng)用非常廣泛。光電傳感器具有非接觸器、響應(yīng)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(yīng)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(jié)構(gòu)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(dǎo)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(yīng)選可長期通電型。 露天安裝或粉塵多場合應(yīng)選用防水，防塵品種（防護等級在 IP45 以上）。 按鈕開關(guān)的結(jié)構(gòu)種類很多，可分為自鎖式、自復(fù)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(jié)構(gòu)，由按鈕帽，復(fù)位彈簧，橋式觸頭和外殼等組成，通常做成復(fù)合式，有一對常閉觸頭和常開觸頭，有的產(chǎn)品可通過多個元件的串聯(lián)增加觸頭對數(shù)。 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(chǎn)機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達 到一定的控制目的。構(gòu)造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。在電梯 的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。 加減計數(shù)器 計數(shù)器是一個用以實現(xiàn)計數(shù)功能的時序部件，它不僅可用來計數(shù)，還常用作數(shù)字系統(tǒng)的定時、分頻和執(zhí)行數(shù)字運算以及其它特定的邏輯能 計數(shù)種類很多。還有可預(yù)置數(shù)和可編程功能計數(shù)器等等。計數(shù)器的設(shè)定值除了可由常數(shù) K 設(shè)定外，還可以通過指定數(shù)據(jù)儲存器來設(shè)定， 32 位設(shè)定值存放在元件號相連的兩個數(shù)據(jù)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(fù)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(yīng)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(dāng)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(xiàn)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(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，空調(diào)、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(yīng)用的要求。如果導(dǎo)線面積不夠或材料的雜質(zhì)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(qū)動驅(qū)動 LED，而是浪費在導(dǎo)線和恒流芯片上。當(dāng) LED 排布很密時，在通電熱平衡后， LED 的結(jié)溫已經(jīng)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(shè)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(dāng)有物體經(jīng)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(xiàn)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(shù)的技術(shù)原理是當(dāng)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(shù)減去次品瓶數(shù)便得出了可滿瓶數(shù)，把滿瓶數(shù)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(qū)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(guān)控制位置。 旋蓋，采用磁性恒力矩，擰蓋立柜無級可調(diào)，不損傷瓶蓋，封蓋嚴(yán)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(xiàn)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(dāng)其將達到最低點時，恰好對準(zhǔn)運動的飲料瓶口，實現(xiàn)快速壓蓋。 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的停止開關(guān)動作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止。生產(chǎn)完后，系統(tǒng)將所記錄數(shù)據(jù)送入指定的儲存器中，然后將計數(shù)器清零。而灌裝設(shè)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(diào)試過程及結(jié)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(diào)試。 36 第七章 設(shè)計總結(jié) 通過 飲料罐裝生產(chǎn)流水線系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試課程 設(shè)計，掌握了什么是設(shè)計程序，設(shè)計程序工作的基本過程及各階段的基本任務(wù)，熟悉了設(shè)計程序總流程圖，加深了對 PLC 的