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正文內(nèi)容

畢業(yè)論文-基于三菱fx2n-32mr-001plc飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2025-02-12 18:50 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 以下 (輸出和 0V 之間 ) 剩余電壓: 1V 以下 (流入電流為 100mA 時(shí) ) 以下 (流入電流為 16mA 時(shí) ) 短路保護(hù) 裝 備 反應(yīng)時(shí)間 以下 Equation Chapter (Next) Section 1 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 4 系統(tǒng)的硬件電路實(shí)現(xiàn) 9 4 系統(tǒng)的硬件電路實(shí)現(xiàn) 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖 系統(tǒng)的硬件分為主電路、控制電路、輔助電路三大部分,控制電路控制主電路,輔助電電路起輔助信號(hào)顯示的作用,它們之間的關(guān)系如圖 41 所示: 控制電路主 電 路輔 助 電 路 圖 41 硬件電路關(guān)系圖 主電路的設(shè)計(jì) 傳送帶用電動(dòng)機(jī) M1 來運(yùn)行,并用接觸器 KM1 來控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行與停止。由熱繼電器 FR1 實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。 斷路器 QF QF QF3 將三相電源引入,同時(shí) QF QFQF3 為電路提供短路保護(hù)。 飲料罐裝生產(chǎn)的主控制電路如圖 42 所示。 3M 1L NP L C2 2 0 V2 4 VQ F 1K M 1Q F 3Q F 2 圖 42 主控制電路圖 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 控制電路的 設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)的輸人信號(hào)有 9 個(gè),且均為開關(guān)量。其中各種單操作按鈕開關(guān) 6 個(gè),分別 SB0 啟動(dòng)按鈕、 SB1 停止按鈕、 SB4 大包、 SB5 中包、 SB6 小包、 SB7 散裝、SB10 手動(dòng)復(fù)位按鈕。行程開關(guān) 1 個(gè),傳感器開關(guān) 1 個(gè)。 PLC 控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)有 10 個(gè),其中 1 個(gè)用于驅(qū)動(dòng)傳送帶電動(dòng)機(jī)的接觸器 KM1, 3 個(gè)電磁閥分別用于大瓶和小瓶的封蓋及飲料罐裝, 6 個(gè)用于生產(chǎn)線上的狀態(tài)顯示。如圖 43 所示。 FX 2 N 32 MR 001P LCX 10Y 0X 7X 6X 5X 3X 4X 2X 0X 1Y 4Y 3Y 2Y 124 VCO MCO M 2CO M 1Y 11Y 10Y 7Y 6Y 5???AC?? SB 0?? SB 1????SB 10???? ST 0????? S 024 V??????? KM 1????? HL 4?? SB 7?? SB 6?? SB 5?? SB 4????? YV 1???? YV 3???? YV 2?? HL 5?? HL 7?? HL 6???? HL 10???? HL 11???圖 43 三菱 PLC 外部接線圖 操作面板的設(shè)計(jì) 操作面板本著操作簡單,直觀明了的,對飲料罐裝自動(dòng)生產(chǎn)線的每一步都能準(zhǔn)確顯示,方便工作人員的工作為原則而設(shè)計(jì)。如 圖 44 所示。 面板中的按鈕有停止、啟動(dòng)和手動(dòng)復(fù)位按鈕,以及選擇大包、中包、小包和散裝4 系統(tǒng)的硬件電路實(shí)現(xiàn) 11 的按鈕。顯示燈有大包、中包、小包和散裝的顯示燈,還有上電顯示和灌裝過程顯示。 本系統(tǒng)還設(shè)置了兩種灌裝模式即大瓶、小瓶灌裝,四種包裝方式即大瓶的大、中、小包裝和散裝及小瓶的大、中、小包裝和散裝 。這樣做有利于不同層次的需要。 啟 啟啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟 啟啟 啟啟 啟啟 啟啟 啟啟 啟啟 啟 啟 啟啟 啟S B 0 S B 7S B 6S B 5S B 1 S B 4S B 1 0圖 44操作面板外形圖 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 Equation Chapter (Next) Section 1 5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 13 5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 控制要求和控制過程分析 系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式,一旦啟動(dòng),則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個(gè)瓶子時(shí)停止;瓶子裝滿飲料后,傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng), 并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作 。 當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí),停頓 1s,灌裝設(shè)備開始工作,灌裝過程為 小瓶裝 5s 鐘 ,大瓶裝8S 鐘 , 然后均上蓋時(shí)間為 2 秒, 灌裝 和上蓋 過程應(yīng)有報(bào)警顯示, 上蓋過程 停止并不再顯示報(bào)警;報(bào)警方式為紅燈以 間隔閃爍 。與此同時(shí)對生產(chǎn)的飲料進(jìn)行打包并計(jì)數(shù),對于小瓶: 40 瓶為一大包, 30 瓶為一中包, 20 瓶為一小包;對于大瓶: 20 瓶為一大包, 15 瓶為一中包, 10 瓶為一小包。在生產(chǎn)過程中可以對各計(jì)數(shù)器手動(dòng)清零,系統(tǒng)每8 小時(shí)將所記數(shù)據(jù)送入指定的存儲(chǔ)器中,然后將記數(shù)器清零。在電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)按下停 止按鈕,系統(tǒng)會(huì)馬上停止工作:而在系統(tǒng)進(jìn)行灌裝和加蓋時(shí)按下停止按鈕,系統(tǒng)不會(huì)馬上停止工作,而要待加蓋工作完成后,系統(tǒng)最終停止工作。系統(tǒng)過程流程圖和順序功能圖分別如下圖 51 和圖 52 所示。 I/O 端口分配 X0:啟動(dòng) Y0:驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) X1:停止 Y1:灌裝飲料 X2:行程開關(guān) Y2:小瓶上蓋 X3:傳感器 Y3:大瓶上蓋 X4:選擇大包包裝 Y4:顯示大包包裝 X5:選擇中包包裝 Y5:顯示中包包裝 X6:選擇小包包裝 Y6:顯示小包包裝 X7:選擇散裝 Y7:顯示散裝 X10:手動(dòng)復(fù)位 Y10:系統(tǒng)上電顯示 Y11:灌 裝和上蓋過程顯示 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 開 始上 蓋 2 秒灌 裝 飲 料停 頓 1 s上 蓋 2 秒灌 裝 飲 料停 頓 1 s初 始 化傳 送 帶 運(yùn) 行檢 測 飲 料 罐 大 小 大 瓶小 瓶是 否 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕是 否 到 灌 裝 位 置是 否 按 下 停 止 按 鈕是 否 裝 滿裝 罐 和 上 蓋 時(shí) 是 否按 下 過 停 止 按 鈕是 否 裝 滿是否是是是是是否否否否否 圖 51 過程流程圖 M 8T 2 K 8 0Y 1T 4 K 2 0Y 3M 6M 4T 3 K 2 0Y 2T 1 K 5 0Y 1M 5M 3M 2M 1 Y 0T 0 K 1 0X 0T 3T 2T 1T 0 X 3T 0 X3M 7 X 2M 8 0 0 2T 4M 7 M 7M 7 圖 52 順序功能圖 5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 15 梯形圖 初始化程序 初始化,啟動(dòng)時(shí)、按下復(fù)位鈕和 8 小時(shí)將程序中用到的計(jì)數(shù)器置零 裝箱選擇程序 對生產(chǎn)好的飲料進(jìn)行裝箱選擇: X4 X5 X6 X7 所對應(yīng)的按鈕 SB4 SB5 SB6 SB7 分別用于選擇包裝的類型:大包 中包 小包 散裝。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 流水線主控程序 生產(chǎn)流水線主控電路的自動(dòng)控制: 系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式,一旦啟動(dòng) ,則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個(gè)瓶子時(shí)停止;瓶子裝滿飲料并上蓋后,傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng),并保持到又檢測到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作;當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí),停頓 1s,灌裝設(shè)備開始工作,對于大瓶灌裝 8 秒鐘,小瓶則灌裝 5 秒鐘,待灌裝過程完畢再對飲料瓶進(jìn)行上蓋,上蓋時(shí)間為 2 秒鐘。當(dāng)系統(tǒng)正在運(yùn)行裝罐時(shí),按下停止按鈕,系統(tǒng)并不會(huì)馬上停止運(yùn)行,待上蓋工作結(jié)束后,系統(tǒng)最終停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 17 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 閃爍報(bào)警程序 罐裝和上蓋過程中閃爍報(bào)警 記數(shù)程序 對于小瓶: 40 瓶為一大 包, 30 瓶為一中包, 20 瓶為一小包;對于大瓶: 20 瓶為一大包, 15 瓶為一中包 10 瓶為一小包。并且對所裝箱和所生產(chǎn)飲料的數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)。 5 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 19 數(shù)據(jù)傳送程序 設(shè)定 8 小時(shí)傳輸一次數(shù)據(jù),將各記數(shù)器中所記數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到指定的存儲(chǔ)器中。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 6 程序調(diào)試 21 6 程序調(diào)試 利用軟件 三菱 PLC 編程軟件 GX 進(jìn)行仿真運(yùn)行調(diào)試。 裝箱選擇程序的仿真 X4 X5 X6 X7 分別對應(yīng)大包 中包 小包和散裝的按鈕,選擇不同的按鈕按下,在控制面板上會(huì)顯示出相應(yīng)的包裝。 主控制程序的仿真 X0(對應(yīng)啟動(dòng)按鈕)上電后 Y0(對應(yīng)繼電器線圈)上電并自鎖,傳送帶運(yùn)行,待寫 X2(對應(yīng)行程開關(guān))上電后, Y0 失電,傳送帶停止, Y1(對應(yīng)灌裝電磁閥)上電,加飲料 5 秒鐘后, Y1 失電,停止加料, Y2(對應(yīng)上蓋裝置)上電,上蓋時(shí)間為 2 秒。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 在傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí), X2X3(對應(yīng)光電傳感器 )同時(shí)上電,表示檢測到大瓶,此后灌裝加料過程為 8 秒。 6 程序調(diào)試 23 在傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),按下停止按鈕(即 X1 上電)系統(tǒng)馬上停止工作。 在灌裝加料和上蓋時(shí)按下停止按鈕,系統(tǒng)不會(huì)馬上停止工作,而是待灌裝和上蓋工作結(jié)束后,最終停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 閃爍報(bào)警程序的仿真 系統(tǒng)灌裝加料( Y1 上電)和上蓋( Y2 上電)時(shí),發(fā)光二極管報(bào)警器( Y11)會(huì)閃爍報(bào)警。 記數(shù)程序的仿真 對于小瓶,每大包可裝 40 瓶,并且最后對所裝包數(shù)進(jìn)行記數(shù)。 Equation Chapter (Next) Section 1 7 結(jié)論與展望 25 7 結(jié) 論與 展望 本文介紹了基于三菱 FX2N32MR PLC 的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)方面,根據(jù)系統(tǒng)的控制要求對各硬件設(shè)備進(jìn)行了選型并對三菱 FX2N32MR PLC 外部電路接線進(jìn)行了設(shè)計(jì);軟件設(shè)計(jì)方面對軟件設(shè)計(jì)的方法進(jìn)行了概述,根據(jù)要求設(shè)計(jì)出梯形圖并對它進(jìn)行仿真調(diào)試。仿真調(diào)試后的控制系統(tǒng)基本上滿足以下控制要求: (1)能對空瓶進(jìn)行運(yùn)送、灌裝,灌裝量可根據(jù)空瓶大小設(shè)定;( 2)對滿瓶進(jìn)行運(yùn)送及計(jì)數(shù),計(jì)數(shù)值包括累計(jì)計(jì)數(shù)、單位包裝計(jì)數(shù),單位包裝計(jì)數(shù)量可根據(jù)包裝大小設(shè)定; ( 3)能夠?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)復(fù)位。 利用 PLC 良好的自動(dòng)控制性能,本文所設(shè)計(jì)的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)基本上實(shí)現(xiàn)了飲料罐裝生產(chǎn)過程的無人控制。但對于大型的生產(chǎn)流水線來說,該系統(tǒng)就無法滿足其更加復(fù)雜、準(zhǔn)確、智能的控制要求。該系統(tǒng)需要在傳送速率,次品檢測等諸多方面作出改進(jìn)。 基于 PLC 的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)為飲料罐裝生產(chǎn)提供了極大地便利,在各種飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè)迅猛發(fā)展。隨著生產(chǎn)社會(huì)化水平的不斷提高,基于 PLC 的飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制系統(tǒng)不僅僅局限于飲料罐裝生產(chǎn)行業(yè),它在現(xiàn)代的芯片封裝,產(chǎn)品包裝等流水線作業(yè) 生產(chǎn)方面也有著相當(dāng)廣闊的前景。 咸寧學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 致 謝 首先感謝咸寧學(xué)院四年來對我的精心培養(yǎng),這四年是我的一段比較快樂的時(shí)光,也是人生中一段寶貴的經(jīng)歷。 在本次課題設(shè)計(jì)中,指導(dǎo)老師周老師對我的幫助很大,雖然這段時(shí)間我的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程“停滯不前”可老師沒有將我放棄,一直不厭其煩的督促我,還不時(shí)地指導(dǎo)我,這讓我很感動(dòng)。周老師對我的悉心幫助 為我打下 堅(jiān)實(shí) 的 理論 基 礎(chǔ) 知 識(shí) ,提高 個(gè) 人能力都非常有益,在此我 對 周老 師 表示忠心的感 謝 和崇高的敬意。 參考文獻(xiàn) 27 參考文獻(xiàn) [1] 孔凡真 .飲料無菌冷灌裝生產(chǎn)線的應(yīng)用是大勢所趨 [ J] .飲料工業(yè) ,2022, 10(12) [2] 劉軍 .國外飲料灌裝機(jī)現(xiàn)狀為我國灌裝機(jī)指明發(fā)展方向 [ J] . 中國包裝工業(yè) ,2022. 9(10) [3] 袁任光 .可編程序控制器 (PLC)應(yīng)用技術(shù)與實(shí)列 [M].華南理工大學(xué)出版社 ,2022:810. [4] 柯龍瑞 .飲料灌裝線設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的
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