【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀 PLC 的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控 制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。 PLC 在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行（ PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。 由于 PLC 采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)， PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于 PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能， 模塊化等等，使維修也極為方便 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于 PLC 的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備 。以三 菱公 司的 F140M 型 PLC 為例： 其外型 尺寸僅為305110110mm，重量 ，功耗小于 25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有 FX 系列 PLC，與其超小型品種 F1臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 3 系列相比：面積為 47%,體積為 36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá) 24～ 128 點(diǎn) [4]。 一、 設(shè) 計(jì)任務(wù) 課題內(nèi)容 飲料 灌裝 生產(chǎn)流水線梯形圖控制程序設(shè)計(jì)并畫(huà)出電氣接線圖。 控制要求 （ 1） 系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式、手動(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(kāi)關(guān)動(dòng)作或 灌裝 設(shè)備下的傳感器檢測(cè)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(cè)到一個(gè)瓶子或停止開(kāi)關(guān)動(dòng)作。 （ 2） 當(dāng)瓶子定位在 灌裝 設(shè)備下時(shí)，停頓 秒， 灌裝 設(shè)備開(kāi)始工作， 灌裝 過(guò)程為 5 秒鐘， 灌裝 過(guò)程應(yīng)有報(bào)警顯示， 秒后停止并不再顯示報(bào)警。 （ 3） 用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測(cè)并記錄 空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過(guò) 99999999 瓶。 （ 4） 可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零（復(fù)位）。 課題要求 （ 1） 根據(jù)課題的控制要求完成設(shè)計(jì) （ 2） 對(duì)電機(jī)、傳感器、到位開(kāi)關(guān)選型并列出選型依據(jù) （ 3） 畫(huà)出電氣連線圖，寫(xiě)出程序流程圖及代碼 （ 4） 完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 二、總體設(shè)計(jì)方案 飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu) 整個(gè)灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)如圖 圖 圖 3[5]所示。整個(gè)流水線由主傳送帶、次品傳送帶、灌裝裝置、次品推動(dòng)裝置、定位傳感器、次品檢測(cè)傳感器等組成。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng) 和停止，灌裝裝置向上、向下移動(dòng)和灌裝，次品的檢測(cè)、推動(dòng)都是由 PLC 控制的。流水線由傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，由 PLC 控制，控制準(zhǔn)確，自動(dòng)化程度高。 臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 4 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 臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 5 選擇電器元件 （ 1）電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī) M1 型號(hào)為 Y132M4，額定電壓為交流 380V，額定電流為 15A，頻率為 50HZ，功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1440r/min。 電動(dòng)機(jī) M2 型號(hào)為 Y90S4，額定電壓為交流 380V，額定電流為 ，頻率為 50HZ，功率為 ，轉(zhuǎn)速為 1440r/min。 電動(dòng)機(jī) M3 選與電動(dòng)機(jī) M2 一樣的型號(hào)即可。 （ 2） 斷路器的作用：斷路器的作用是切斷和接通負(fù)荷電路，以及切斷故障電路，防止事故擴(kuò)大，保證安全運(yùn)行。而高壓斷路器要開(kāi)斷 1500V，電流為15002021A 的電弧，這些電弧可拉長(zhǎng)至 2m 仍然繼續(xù)燃燒不熄滅。故滅弧是高壓斷路器必須解決的問(wèn)題。 吹弧熄弧的原理主要是冷卻電弧減弱熱游離，另一方面通過(guò)吹弧拉長(zhǎng)電弧加強(qiáng)帶電粒子的復(fù)合和擴(kuò)散，同時(shí)把弧隙中的帶電粒子吹散，迅速恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度。 斷路器選用原則； 1）空開(kāi)額定工作電壓大于等于線 路額定電壓 2）空開(kāi)額定電流大于等于線路負(fù)載電流 3）空開(kāi)電磁脫扣器整定電流大于等于負(fù)載最大峰值電流（負(fù)載短路時(shí)電流值達(dá)到脫扣器整定值時(shí)，空開(kāi)瞬時(shí)跳閘。一般 D 型代號(hào)的空開(kāi)出廠時(shí)，電磁脫扣器整定電流值為額定電流的 812 倍。）也就是說(shuō)短路跳閘而電機(jī)啟動(dòng)電流是可以避開(kāi)的。 根據(jù)三個(gè)電動(dòng)機(jī)的額定電流，選擇斷路器 QF QF QF3 的型號(hào)如表 所示。并根據(jù) PLC 和變壓器選擇 QF4 和 QF5 的型號(hào)。 （ 3）熱繼電器 FR FR FR3 主電動(dòng)機(jī) M1 的額定電流 15A， FR1 可以選用 JR16，熱元件電流為 20A，電 流整定范圍為 14~22A 工作時(shí)將額定電流調(diào)整為 15A。同理， FR2 可選用 JR1010型熱繼電器，熱元件電流為 2A，電流整定范圍為 ~2A 工作時(shí)將額定電壓調(diào)整為 。 FR3 的型號(hào)和 FR2 相同。 （ 4）微波液位儀 [6] 微波液位儀原理圖如圖 4 所示：相距為 S 的發(fā)射天線和接收天線，相互構(gòu)成一定角度。波長(zhǎng)為 λ 的微波從被測(cè)液面反射后進(jìn)入接受天線。接收天線接收到的微波功率將隨著被測(cè)液面的高低不同而異。接受天線接收到的功率 0P ； tP 為發(fā)射天線的發(fā)射功率； tG 為發(fā)射天線的增益； 0G 為接收天線的增益； d 為兩臨沂師范學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文 6 天線與被測(cè)表面間的垂直距離。 當(dāng)發(fā)射功率、波長(zhǎng)、增益均恒定時(shí)， 計(jì)算 0P 221220204444 dKKdSGGPP tt???????????? 圖 4 微波液位儀原理圖 式中， 1K 為取決于發(fā)射功率、天線增益與波長(zhǎng)的常數(shù)； 2K 為取決于天線安裝方法和安裝距離的常數(shù)。由上式可知，只要測(cè)到接收功率0P，就可得到被測(cè)液面的高度。 （ 5） 紅外發(fā)光二極管 常用的紅外發(fā)光二極管（如 SE303 PH303），其外形和發(fā)光二極管 LED相似，發(fā)出紅外光（近紅外線約 m ）。 當(dāng)紅外線接收管受到紅外線的照射時(shí)，其本身的電阻很小，呈低阻值，電路導(dǎo)通。當(dāng)紅外發(fā)射頭與接收頭中間沒(méi)有物品擋住時(shí)紅外接收到紅外線