【正文】 ................................................................................................... 23 硬件電路的控制 ......................................................................................................... 23 灌裝設(shè)備設(shè)計 ................................................................................................... 25 壓蓋設(shè)備設(shè)計 ................................................................................................... 25 第五章 軟件控制設(shè)計 ............................................................................................................. 27 系統(tǒng)流程圖 ................................................................................................................. 27 系統(tǒng)流程圖 ....................................................................................................... 27 系統(tǒng)流程控制過程 ........................................................................................... 30 I/O 接線圖 .................................................................................................................. 31 I/O 分配表 .................................................................................................................. 31 梯形圖 ......................................................................................................................... 32 第六章 調(diào)試過程及結(jié)果 ......................................................................................................... 35 第七章 設(shè)計總結(jié) ..................................................................................................................... 36 參考文獻 ................................................................................................................................... 37 2 摘 要 傳統(tǒng)的飲料灌裝生產(chǎn)線的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的繼電器 —— 接觸器控制方式 ,在使用的過程中，生產(chǎn)工效低，人機對話靠指示燈 +按鈕 +訊響器的工作方式，響應(yīng)慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設(shè)備監(jiān)控與維護只能憑經(jīng)驗被動的去查找故障點。它采用了可編程序的存儲器，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)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。而應(yīng)用 PLC 完成電氣部分的控制是工業(yè)自動化電氣控制的主要發(fā)展方向。本次課題就是朝著這個方向進行研究和設(shè)計。 PLC（可編程 序控制器）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(shù)結(jié)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(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。 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。具有整體技術(shù)經(jīng)濟效益。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。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。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。廊坊包裝設(shè)備制造公司、張家港美星等都能成套供應(yīng)。 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。流水線由傳感器實時監(jiān)控，由 PLC 控制，控制準確。 PLC 的分類 PLC 產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同?；締卧蛿U展單元之間一般用扁平電纜連接。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。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。 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。 傳感器的選擇 由于結(jié)合實際情況我選擇了光電傳感器。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。 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。 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。 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）。 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。構(gòu)造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。 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。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。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。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。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。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。 供電護欄管的供電有兩種方式： 220V 的高壓和 48V 以下的低壓。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。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)。 旋蓋，采用磁性恒力矩，擰蓋立柜無級可調(diào)，不損傷瓶蓋，封蓋嚴密。 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，恰好對準運動的飲料瓶口，實現(xiàn)快速壓蓋。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。 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?，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。 在此， 非常感謝劉萍老師對我們的幫助和悉心的指導(dǎo)。 這次課程使我意識到只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動手能力和獨立思索的能力。 （ 3）對各個輸入 I/O 口給信號處理，看各個輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如果沒有按照設(shè)計要求輸出，對程序進行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。 灌裝流水線的運作是通過電機和灌裝設(shè)備來控制的。壓蓋后的飲料瓶繼續(xù)運動，離開工作臺，進入下 一步工序。該單機主要是由主軸、旋蓋頭和理蓋三個部分組成。恒壓儲液灌電磁閥斷電關(guān)閉，使液位保持穩(wěn)定。計數(shù)裝置由 8 個 25 十進制計數(shù)器組成，當(dāng)計數(shù)到 99999999 時，再計數(shù)一次，計數(shù)器溢出。這種方式首先是安全性就存在很大的問題；其次是太耗電并對電網(wǎng)有極大的損害，供電部門是堅決反對的。這就是為什么很多 LED 護欄管都是前面損壞得多的原因了。 控制系統(tǒng) : 防水 LED 護欄管 一般是在外罩接口處用熱熔膠或硅膠密封， 內(nèi)部 LED、電路板都是裸露的，由于晝夜溫差大，外罩的端頭與外罩熱脹冷縮不同，導(dǎo)致熱熔膠或硅膠密封處出現(xiàn)縫隙，下雨后雨水滲進內(nèi)部，造成 電路短路 而燒毀