【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 程中缸內(nèi)液體下降時(shí)，浮筒12也隨著下降，因而帶動(dòng)杠桿 11 順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使排氣閥芯 9下移，密封圈 5不起密封作用，便打開排氣閥 ，排出灌裝缸內(nèi)的反壓氣體，缸內(nèi)的氣壓隨之降低，北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 8 所以液體便緩緩流入灌裝缸內(nèi)，杠桿 11 圍繞銷軸作緩緩的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)液位升至要求位置時(shí)，密封圈 5 便起密封作用，將排氣閥關(guān)閉。當(dāng)灌裝內(nèi)液位超過浮筒 12 控制的正常液位時(shí)，杠桿 11逐漸帶動(dòng)進(jìn)氣閥芯 8 下移，使密封圈 14 不起密封作用，打開進(jìn)氣閥，使反壓氣體進(jìn)入缸內(nèi)（因?yàn)榉磯簤毫Ω哂谶M(jìn)液壓力），由于灌裝缸內(nèi)反壓壓力增長(zhǎng)即產(chǎn)生壓差，會(huì)使料液停止進(jìn)入缸內(nèi)，以保證生產(chǎn)中的液位動(dòng)態(tài)平衡，穩(wěn)定狀態(tài)一般使液位保持在視窗的 1/21/3 高度處，可通過視窗孔觀察。 灌裝缸及瓶托 圖 5等壓 灌裝壓蓋機(jī) 灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1中心進(jìn)液管； 2氣管； 3進(jìn)液支管； 4氣液分配器； 5軸承； 6升降轉(zhuǎn)軸； 7升降鏈輪；8升降螺母； 9無油潤(rùn)滑軸承； 10升降支柱； 11瓶托； 12套筒； 13密封圈； 14鎖緊螺母； 15背母； 16氣缸筒； 17凸輪； 18滾輪； 19軸承； 20軸用擋圈； 21灌裝大齒圈；22四點(diǎn)接觸軸承； 23工作臺(tái)下平板； 24氣管； 25回轉(zhuǎn)盤 圖 5為 DGP16/6 等壓 灌裝壓蓋機(jī) 灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 16 個(gè)瓶托機(jī)構(gòu)均布在轉(zhuǎn)盤 25 上 ，回轉(zhuǎn)盤 25 與灌裝大齒圈 21 剛性連接，四點(diǎn)接觸軸承 22的內(nèi)徑與灌裝大齒圈的外凸緣相配合，四點(diǎn)接觸軸承 22 的外徑與工作臺(tái)下平板23 相配合，在工作過程中，大齒圈與工作臺(tái)下平板靜止不動(dòng)。在灌裝過程中，北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 9 瓶子要通過灌裝閥和灌裝缸相接觸，并且要求在密封狀態(tài)下進(jìn)行灌裝，灌裝后的瓶子脫離灌裝閥，使瓶子與大氣相通，這就要求在灌裝過程中，瓶子有一個(gè)上升和下降的運(yùn)動(dòng)，這一升降運(yùn)動(dòng)，就是通過瓶托升降機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。 （ 1）瓶托升降機(jī)構(gòu) 等壓 灌裝壓蓋機(jī) 灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)如圖 5 所示。瓶托升降機(jī)構(gòu)采用的是用氣缸將瓶托升起，靠凸輪 17的 斜面將氣缸筒 1瓶托11拉下。 16個(gè)瓶托機(jī)構(gòu)固定在回轉(zhuǎn)盤 25 上，隨同回轉(zhuǎn)盤一同旋轉(zhuǎn)。瓶托 11固定在氣缸筒 16 的上部，滾輪 18 通過滾輪軸固定在氣缸筒 16 的下部，因有軸承19 的作用，滾輪 18 可繞滾輪軸回轉(zhuǎn)。在工作時(shí)，壓縮空氣通過氣管 24同時(shí)通入 16 個(gè)氣缸內(nèi)部，活塞桿固定不動(dòng)氣缸筒 16 可上下移動(dòng)。凸輪 17的形狀是按灌裝時(shí)的工藝要求來設(shè)計(jì)的，有了凸輪 17的作用則使 16個(gè)瓶托處于不同的高度。壓縮空氣在 16 個(gè)氣缸和環(huán)形管中循環(huán)使用，進(jìn)氣與出氣的情況基本平衡，只需補(bǔ)充少量漏損量。 （ 2） 灌裝缸升降機(jī)構(gòu) 由于灌裝機(jī)要 適應(yīng)不同類型、高度的瓶子，所以灌裝缸的高度要能夠調(diào)整。灌裝缸固定在三個(gè)升降支柱 10 的上部，調(diào)整螺母 8和升降鏈輪 7 與升降轉(zhuǎn)軸 6 通過鍵連接，升降支柱 10固定在回轉(zhuǎn)盤 25 上，升降轉(zhuǎn)軸 6 下部的體形外螺紋與升降支柱 10 下部的梯形內(nèi)螺紋相配合，三個(gè)升降支柱 10 通過鏈輪 7和套筒滾子鏈相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)調(diào)整螺母 8則三個(gè)升降轉(zhuǎn)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，因升降轉(zhuǎn)軸 6 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)升降支柱 10 固定不動(dòng)，所以升降轉(zhuǎn)軸 6 在轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)還有垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)。調(diào)整灌裝缸高度的方法是：在停機(jī)的情況下，首先卸下關(guān)閥機(jī)構(gòu)，調(diào)整泄壓板至脫離泄壓板閥觸頭為止，再用專用手 柄插入灌裝缸下三根支柱 10的調(diào)整螺母 8的孔中，調(diào)整螺母 8轉(zhuǎn)動(dòng)即可使灌裝缸上升或下降至所需高度，理想的高度是灌裝閥控位圈的最下沿距離瓶口約 5~9mm。與此同時(shí)，將環(huán)形板的灌裝控位架及防護(hù)罩上升或下降相同的高度即可。先松開防護(hù)罩下四根支柱上的螺母，然后調(diào)整到相應(yīng)的高度后再鎖緊，一般為泄壓板與灌裝閥的泄壓閥排氣塞的高度一致。 灌裝閥開閥機(jī)構(gòu) 它的作用是打開灌裝閥中氣閥和實(shí)現(xiàn)無瓶不開閥、不灌裝。圖 6 是 DGP16/6等壓 灌裝壓蓋機(jī) 開閥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。支架 6 用螺釘固定在環(huán)形板上，角支架 4與氣缸 兩個(gè) 側(cè)板 5 和氣缸 9 用螺釘剛性連接，角支架 4在支架 6上可通過長(zhǎng)孔調(diào)整位置，連桿 7與活塞桿 8 剛性連接在一起，連桿 角支架 4和滑塊 1之間用銷軸 2 來連接，彼此可以有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)在進(jìn)瓶處檢測(cè)到有瓶時(shí)，信號(hào)送 PLC處理，當(dāng)瓶子到灌裝工位時(shí)，自動(dòng)接通一電磁閥，氣路被自動(dòng)打開，壓縮空氣進(jìn)入到氣缸 9的內(nèi)部，活塞桿 8向上伸出，使得滑塊 1向上傾斜一小角度，此時(shí)，北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 10 灌裝閥的扳機(jī)正從滑塊 1 的上部經(jīng)過，扳機(jī)被轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度將灌裝閥的氣門打開，灌裝閥開始灌裝工作。當(dāng)檢測(cè)到無瓶時(shí)，上述動(dòng)作不進(jìn)行，灌裝閥不被打開。 圖 6 DGP16/6 等壓 灌裝壓蓋機(jī) 開 閥 機(jī)構(gòu)示 意圖 控制原理部分 PLC 的工作原理 最初研制生產(chǎn)的 PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn) (包括其常開或常閉觸點(diǎn) )在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。 PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn) (包括其常開 或常閉觸點(diǎn) )不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。 在 PLC 存儲(chǔ)器內(nèi)開辟了 I/O 映像存儲(chǔ)區(qū)，用于存放 I/O 信號(hào)的狀態(tài)，分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，此外PLC 其他編程元件也有相應(yīng)的映像存儲(chǔ)器，稱為元件映像寄存器。 I/O 映像區(qū)的大小由 PLC 的系統(tǒng)程序確定，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸入點(diǎn)總有一北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 11 個(gè)輸入映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸出點(diǎn)也都有輸出映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，且系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的編址號(hào)與 I/O映像區(qū)的映像寄存器地址號(hào)也對(duì)應(yīng) 。 PLC 工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映像區(qū)對(duì)應(yīng) 的位上，運(yùn)算結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上， PLC在執(zhí)行用戶程序是所需描述輸入繼電器的等效觸頭或輸出繼電器的等效觸頭、等效線圈狀態(tài)的數(shù)據(jù)取用于 I/O 映像區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。 I/O映像區(qū)的建立使 PLC工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)生關(guān)系，而系統(tǒng)輸出也只是給內(nèi)存某一地址單元設(shè)定一個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這樣不僅加快了程序執(zhí)行的速度，而且使控制系統(tǒng)與外界隔開，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。 為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在 100ms 以上，而 PLC 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此， PLC 采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式 掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于 I/O 響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合， PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 (一 ) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二 ) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成 的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng)RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 12 下面的梯 形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 (三 ) 輸出刷新階 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。 PLC 編程語言 現(xiàn)代的可編程控制器一般備有多種編程語言，供用戶使用。 IEC11313— 可編程序控制器編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)的說明了下述可編程控制器編程語言： 順序功能圖 梯形圖 功能塊圖 指令表 結(jié)構(gòu)文本 其中梯形圖是使用的最多的可編程控制器圖形編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制，主要特點(diǎn)如下： (1)可編程控制器梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱 ，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件每一編程元件與可編程序控制器存儲(chǔ)器中元件映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。 (2)梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線 （ BUS bar）。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，當(dāng)圖中的觸點(diǎn)接通時(shí)，有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流（ Power flow）”從左到右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。 (3)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系 ，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、從左到右的順序進(jìn)行的。 (4)梯形圖中的線圈和其他輸出指令應(yīng)放在最右邊 。 (5)梯形圖中各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn) 均可以無限多次地使用 。 北華航天工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 13 PLC 控制的設(shè)計(jì)方法 硬件設(shè)計(jì)是 PLC 控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的