【正文】 松開SB按下SB4灌裝飲料飲料灌滿松開SB4結(jié)束自動手動否是是Y否是Y是Y否否圖 5 系統(tǒng)流程圖 流程圖說明：系統(tǒng)分自動和手動兩種模式，在手動模式下，由SB2按鈕控制啟動主傳送帶電動機，到達灌裝位置后，松開SB2，再按下按鈕SB3，灌裝裝置開始動作；再自動模式下按下按鈕SB5啟動主傳送帶電動機，當定位傳感器檢測到飲料瓶后，主傳送帶停止，灌裝裝置開始動作，定時時間到達以后，灌裝裝置自動停止，住傳送帶再次運動。（5）紅外發(fā)光二極管常用的紅外發(fā)光二極管（如SE303同理，F(xiàn)R2可選用JR1010型熱繼電器，熱元件電流為2A，~。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問題。整個流水線由主傳送帶、次品傳送帶、灌裝裝置、次品推動裝置、定位傳感器、次品檢測傳感器等組成。 罐裝傳送帶調(diào)速系統(tǒng)工藝流程 系統(tǒng)工藝流程圖啟動開始狀態(tài)手動選擇速度檔位光電開關(guān)檢測瓶流速度進入PLC計數(shù)低速報警L2高速報警L1啟動低速啟動高速啟動中速切斷電源是否大于16是否在區(qū)間1216內(nèi)是否在區(qū)間48內(nèi)是否在區(qū)間812內(nèi)變頻器是否故障是否小于4模式選擇 Y Y N N N NY Y Y Y罐裝傳送帶控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計目的是利用PLC和變頻器控制電動機轉(zhuǎn)動帶動皮帶傳動，然后將要灌裝的瓶傳送給灌裝機，達到瓶流速度和灌裝速度的協(xié)調(diào)，從而提高工作效率。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，變頻調(diào)速是異步電動機控制的一種比較合理和理想的調(diào)速方法，它通過改變定子供電頻率來改變同步轉(zhuǎn)速實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速，在調(diào)速過程中從高速到低速都能可以保持有限的轉(zhuǎn)差率，因而具有高效率、寬范圍和高精度的調(diào)速性能，能夠很好地提高工業(yè)生產(chǎn)的效率。在這種情況下，硬連接方式的繼電接觸式控制系統(tǒng)就不能滿足經(jīng)常更新的要求了。電動機的啟動和停止，灌裝裝置向上、向下移動和灌裝，次品的檢測、推動都是由PLC控制的。由于啤酒屬于含氣飲料，在其灌裝過程中一般采用等壓灌裝法，即先向清洗干凈的玻璃瓶中充入氣體，使瓶內(nèi)壓力與貯液缸內(nèi)的壓力相等，再將貯液缸內(nèi)的啤酒灌入玻璃瓶內(nèi)的過程。等壓灌裝的工藝過程為：，即釋放瓶頸內(nèi)殘留的壓縮氣體至大氣內(nèi)，避免瓶內(nèi)突然降壓引起大量冒泡，影響包裝質(zhì)量和定量精度。且調(diào)速實現(xiàn)比較簡單，易于實現(xiàn)，對于精度要求不高的場合非常適用。算法二：多段調(diào)速之漸次調(diào)解法，即用光電傳感器檢測瓶流速度并送入PLC與已知的罐裝速度做差得到差值電壓V，然后對V進行處理，將V與給定值進行比較，若小于一定范圍，則速度降級，若大于一定范圍，則速度升級，若在一定范圍內(nèi)，則速度級數(shù)不變。因而我們將用光電傳感器檢測瓶流速度反饋信號送入PLC與已知的罐裝速度信號做差得到差值電壓V，然后對V進行處理，將處理結(jié)果經(jīng)中間處理單元（D/A轉(zhuǎn)換器、電平匹配處理單元等）處理后變?yōu)檫B續(xù)的電信號輸入變頻器的模擬信號輸入端，從而控制變頻器的頻率連續(xù)變化，讓變頻器改變輸出頻率驅(qū)動電動機，實現(xiàn)對電動機的調(diào)速控制即控制瓶流速度與罐裝速度相匹配。正如前面章節(jié)所述，我國的啤酒包裝機械還存在自動化程度低、速度慢、破瓶率高、系統(tǒng)運行不穩(wěn)定等缺陷。我國應(yīng)用PLC 還處于初級階段，而且局限于鋼鐵、化工、汽車、機床、煤炭、電站等領(lǐng)域，其他行業(yè)的應(yīng)用尚未普及，中國尚有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域等待開拓。洗瓶之后由卸瓶機構(gòu)將干凈的瓶子送出，經(jīng)傳送帶將瓶子送入全自動灌裝壓蓋機，灌裝、壓蓋完畢后，壓好蓋的瓶子直接通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)進入殺菌機進行殺菌，啤酒一般采用熱噴淋連續(xù)殺菌機，其噴淋的過程分為若干溫區(qū)，其溫度實現(xiàn)自動控制，各溫區(qū)的溫度隨操作時間的延長，其溫度由低~ 高~ 低，最高溫度為69℃。在國際化啤酒包裝趨勢下，國內(nèi)的啤酒包裝業(yè)將改變玻璃瓶啤酒“一枝獨秀”的局面，向多樣化、系列化、安全。如美國的HiranWaller 公司、德國的Gerrokaise公司和日本的小森機械公司都實現(xiàn)了啤酒包裝生產(chǎn)線的全面計算機控制與管理。然而，這些生產(chǎn)企業(yè)主要還是靠引進國外的生產(chǎn)線并在國內(nèi)加以仿制，或者消化吸收了西德. 意大利等國的先進技術(shù)開發(fā)國內(nèi)的包裝設(shè)備。啤酒生產(chǎn)企業(yè)中也不乏涌現(xiàn)出了年產(chǎn)量80萬噸的大型啤酒生產(chǎn)企業(yè)（燕京啤酒集團）。作為通用工業(yè)控制計算機，其實現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)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。利用PLC控制啤酒灌裝生產(chǎn)過程，傳送帶調(diào)速系統(tǒng)，可有效提高灌裝生產(chǎn)效率，并顯著增加控制系統(tǒng)的可靠性和柔性。2001年啤酒產(chǎn)量為2274萬噸，2002年啤酒產(chǎn)量達到2386萬噸，首次超過美國成為世界第一個啤酒生產(chǎn)大國。所以研制開發(fā)先進的啤酒包裝設(shè)備被提到日程上來。 啤酒的包裝工藝玻璃瓶作為啤酒的包裝在絕大多數(shù)人心目中占有傳統(tǒng)習(xí)慣性優(yōu)勢。（b）在熱水或堿液中將內(nèi)外表面的污垢及瓶標洗掉。在啤酒的包裝過程中最為重要的一個環(huán)節(jié)就是灌裝，所謂灌裝就是將液體產(chǎn)品裝入瓶、灌、桶等包裝容器內(nèi)的操作。該灌裝線消化吸收了德國先進技術(shù)，其輸瓶控制系統(tǒng)采用中央電腦統(tǒng)一控制，局部分散管理模式，其控制器件就選用了德國西門子的S5115U 型PLC943 中央處理單元和ET100 遠程終端。2啤酒灌裝生產(chǎn)線總體設(shè)計方案 啤酒罐裝傳送帶調(diào)速系統(tǒng)要求要求PLC根據(jù)瓶流通過變頻器調(diào)整輸送帶的速度，即PLC根據(jù)瓶流情況選擇多段速控制，做到輸送帶速度與灌裝機速度很好的匹配。用PLC的開關(guān)量輸入輸出模塊控制變頻器的多功能輸入端，以控制電機的正轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速等，實現(xiàn)有級調(diào)速。在該方案中，我們還增加了變頻器的故障反饋保護系統(tǒng)，由變頻器的A端輸出，當變頻器發(fā)生故障時，反饋控制信號經(jīng)A端傳送到PLC的輸入控制端口X11端，經(jīng)PLC邏輯運算后由Y5端輸出，控制接觸器KM4動作，及時切斷變頻器的主電源，起到保護作用。液料由儲料缸灌入包裝容器，常有如下幾種方法：(1)常壓法灌裝常壓法灌裝，是在大氣壓力下依靠被灌液料的自重流入包裝容器內(nèi)的灌裝方法。即讓儲液罐內(nèi)部處于常壓狀態(tài)，只對包裝容器內(nèi)部抽氣，使其形成一定的真空度，液料依靠兩容器內(nèi)的壓力差，流入包裝容器并完成灌裝。量筒式灌裝主要以機械設(shè)備為主，與機械制造和加工有很大的關(guān)系，灌裝速度較慢，產(chǎn)品維修率高；稱重式灌裝可以達到很高的精度，但由于其稱重比較復(fù)雜，因而速度較慢；電磁感應(yīng)式灌裝原理較復(fù)雜，當今生產(chǎn)線上推廣應(yīng)用較少，還處于研發(fā)階段；比較可行的方法是采用電磁閥灌裝。瓶子從理瓶機出來后，進入主傳送帶，由傳送帶送到灌裝區(qū)。 隨著大規(guī)模集成電路和微處理器的發(fā)展和應(yīng)用，在上世紀60年代出現(xiàn)了能夠以軟件手段來實現(xiàn)各種控制功能的革命性控制裝置—可編程邏輯控制器（PLC）。利用變頻器拖動電動機，起動電流小，可以實現(xiàn)軟起動、多段速調(diào)速和無級調(diào)速，方便的進行加減速控制，是電動機獲得高性能，大幅度地節(jié)約電能，因而變頻器在工業(yè)生產(chǎn)和生活中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。變頻器異常輸出端反饋信號給PLC輸入，實現(xiàn)對變頻器的保護。圖1 灌裝流水線基本結(jié)構(gòu)圖圖2 灌裝流水線基本結(jié)構(gòu)圖圖3 灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)圖選擇電器元件（1）電動機的選擇電動機M1型號為Y132M4，額定電壓為交流380V，額定電流為15A，頻率為50HZ，轉(zhuǎn)速為1440r/min。一般D型代號的空開出廠時，電磁脫扣器整定電流值為額定電流的812倍。波長為λ的微波從被測液面反射后進入接受天線。當紅外發(fā)射頭與接收頭中間沒有物品擋住時紅外接收到紅外線照射，呈現(xiàn)低電阻，發(fā)出一個高電平信號。（2）手動操作模式手動模式下，由SB2按鈕控制啟動主傳送帶電動機，到達灌裝位置后，松開SB2，再按下按鈕SB3，灌裝裝置開始動作，通過定時器控制灌裝時間，灌裝時間到達后，整個流水線停止，直到再次按下啟動按鈕，流水線才運作。記錄次品瓶數(shù)的技術(shù)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(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。所以灌裝機貯液缸內(nèi)液位的自動調(diào)節(jié)是灌裝機自動控制部分的一個重要環(huán)節(jié)。 PID 控制思想的提出啤酒灌裝控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，需要現(xiàn)場I/O 站提供大量的數(shù)據(jù)，尤其是全自動啤酒灌裝壓蓋機貯液缸內(nèi)液位、壓力的實時數(shù)據(jù)要在灌裝生產(chǎn)監(jiān)測畫面上有效的顯示出來，則需要貯液缸內(nèi)的液位和壓力值要以數(shù)字信號的形式進行傳輸。另外，在能量和信息的傳輸過程中由于管道和長線等原因引入了一些時間滯后，使系統(tǒng)響應(yīng)變差。（c）程序設(shè)計簡單，沒有繁瑣的數(shù)字運算，工程上易于實現(xiàn)。因為在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，對應(yīng)某一閥芯的節(jié)流面積在貯液缸內(nèi)有一相應(yīng)的液位高度，但由于灌裝速度的改變或者灌裝過程中出現(xiàn)破瓶、缺瓶現(xiàn)象，導(dǎo)致貯液缸內(nèi)流出的液體隨時間變化而有所不同。[4]張振國，方承遠《工廠電氣控制技術(shù)》第三版。結(jié)束語通過啤酒灌裝生產(chǎn)線的PLC控制畢業(yè)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的理解，課本上的知識是機械的，表面的。做事要學(xué)思結(jié)合。自然而然，我的耐心便在其中建立起來了。編程不僅要求有良好的基礎(chǔ)，而且要求對各種程序有深刻的了解，同時深切感受到團隊合作的重要性，尤其是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了許多，大家在一起探討，相互學(xué)習(xí)，分工細化，互相提高，解決問題的速度就快多了。在此，我謹向指導(dǎo)老師表示崇高的敬意和忠心的感謝！在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會向在這四年給予我諸多教誨和幫助的各位老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培，不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責(zé)，在他們的細心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)設(shè)計。致謝時光荏苒，歲月如梭，不知不覺大學(xué)生活已接近尾聲，四年多的努力與付出，隨著本次畢業(yè)設(shè)計的完成，將要畫下完美的句號。程序運用上升沿加法處理指令和減法處理指令，經(jīng)根據(jù)檢測到的信號自動計算空瓶數(shù)與滿瓶數(shù)，記錄到相應(yīng)的存儲器中，整個過程簡便快捷，為企業(yè)節(jié)約勞動力，降低生產(chǎn)成本。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好的鍛煉?，F(xiàn)在通過自己的動對手做實驗，理論聯(lián)系實際，對PLC的原理認識更加深刻。北京: 化學(xué)工業(yè)出版社，2001。液位高度 0 ～250mm（這里假定貯液缸內(nèi)液位的最大高度是 250mm）經(jīng)液位傳感器轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的1 ～5V 的電壓信號，送往PLC 控制器的模擬量輸入模板，經(jīng)模擬量輸入模塊（A/D）轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的數(shù)字量，并由程序?qū)⑾到y(tǒng)已經(jīng)設(shè)定的液位的數(shù)字量與之比較，然后根