【導(dǎo)讀】畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）。站名姓名專(zhuān)業(yè)機(jī)電一體化年級(jí)09級(jí)7班。飲料罐裝生產(chǎn)流水線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。完成日期：2021年5月12日。系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)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。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。當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開(kāi)始工作，罐裝過(guò)程為5秒鐘，罐。裝過(guò)程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止并不再顯示報(bào)警。空瓶數(shù)和滿(mǎn)瓶數(shù)，設(shè)最多不超過(guò)99999999瓶

　　

【正文】 人員，在設(shè)計(jì)護(hù)欄管外罩 時(shí)就會(huì)想法把 LED 的熱量和恒流芯片的熱量有效的傳導(dǎo)到大氣中去。底座使用鋁材是比較好的方法。另外在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量將 PCB 靠近鋁底座。 供電護(hù)欄管的供電有兩種方式： 220V 的高壓和 48V 以下的低壓。 220V 直接供電是一種危險(xiǎn)而又不經(jīng)濟(jì)的方式，低壓的做法是用 電容 或電阻降壓后供給。這種方式首先是安全性就存在很大的問(wèn)題；其次是太耗電并對(duì)電網(wǎng)有極大的損害，供電部門(mén)是堅(jiān)決反對(duì)的。由于突然在線(xiàn)路上加接了大量的容 性負(fù)載，使供電線(xiàn)路失配形成了自激震蕩，就可能出大事故。 23 第四章 電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì) 硬件電路的控制 電氣控制原理圖如圖 ： 24 圖 電氣控制原理圖 圖 中斷路器 QF QF QF QF QF5 將三相電源引入，同時(shí) QF QF QF QF QF5 為電路提供短路保護(hù)。 （ 1）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(kāi)關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿(mǎn)飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)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）報(bào)警 當(dāng)灌裝裝置開(kāi)始灌裝飲料時(shí)，報(bào)警裝置得到 PLC 輸出信號(hào)，此時(shí)，報(bào)警燈亮，開(kāi)始報(bào)警， 5 秒鐘以后，灌裝結(jié)束，同時(shí)報(bào)警結(jié)束。 （ 3）計(jì)數(shù)過(guò)程 計(jì)數(shù)過(guò)程需記錄滿(mǎn)瓶數(shù)和次品瓶數(shù)，主要是以紅外發(fā)光二極 管和微波液位計(jì)作為傳感器，記錄所有瓶數(shù)的技術(shù)原理是當(dāng)紅外線(xiàn)接收管受到紅外線(xiàn)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(xiàn)照射，呈現(xiàn)低電阻，發(fā)出一個(gè)高電平信號(hào)，計(jì)數(shù)裝置計(jì)一次數(shù)。當(dāng)有物體經(jīng)過(guò)紅外發(fā)射與接收的中間時(shí)，由于紅外線(xiàn)被擋住，紅外接收管呈現(xiàn)大的阻值，電路斷開(kāi)，這時(shí)紅外接收管發(fā)出一個(gè)低電平信號(hào)。當(dāng)物體過(guò)完之后又回到原來(lái)的狀態(tài)。計(jì)數(shù)裝置由 8 個(gè) 25 十進(jìn)制計(jì)數(shù)器組成，當(dāng)計(jì)數(shù)到 99999999 時(shí)，再計(jì)數(shù)一次，計(jì)數(shù)器溢出。計(jì)數(shù)最多不超過(guò)99999999。記錄次品瓶 數(shù)的技術(shù)原理是當(dāng)檢測(cè)到有次品時(shí)，微波接受裝置發(fā)出信號(hào)給PLC， PLC 的寄存器值加一，同時(shí)，所有瓶數(shù)減去次品瓶數(shù)便得出了可滿(mǎn)瓶數(shù)，把滿(mǎn)瓶數(shù)也放入另一個(gè)寄存器中。這就是記錄滿(mǎn)瓶數(shù)和次品瓶數(shù)的技術(shù)原理。電路設(shè)置了手動(dòng)復(fù)位按鈕，計(jì)數(shù)器正常計(jì)數(shù)時(shí)是低電平，按下復(fù)位按鈕后，復(fù)位端變成高電平，使計(jì)數(shù)器復(fù)位，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)器清零。 灌裝設(shè)備設(shè)計(jì) 飲料灌裝裝置主要包括兩部分 :灌裝設(shè)備設(shè)計(jì)恒壓儲(chǔ)液罐灌液和計(jì)數(shù)部分。在恒壓儲(chǔ)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(méi)時(shí)是一狀態(tài)。液面低于下限液位時(shí)恒壓儲(chǔ)液罐 為空。恒壓儲(chǔ)液灌電磁閥斷電關(guān)閉，使液位保持穩(wěn)定。 恒壓儲(chǔ)液罐下面是罐裝頭部分，共有若干個(gè)灌裝頭。夾瓶裝置由氣缸 1 驅(qū)動(dòng)下降，下降到位后，夾瓶裝置由氣缸 2 夾緊定位，下降及夾緊由行程開(kāi)關(guān)控制位置。定位夾緊后，罐裝頭由氣壓缸 3 驅(qū)動(dòng)下降，到位后灌裝頭電磁閥打開(kāi)，開(kāi)始灌液，延時(shí) 5S 后電磁閥關(guān)閉，通過(guò)電磁閥的開(kāi)啟達(dá)到罐裝容量控制。飲料通過(guò)進(jìn)液電磁閥流入恒壓儲(chǔ)液灌，液面到達(dá)上限位時(shí)進(jìn)液電磁閥斷電關(guān)閉，使液位保持穩(wěn)定。 壓蓋設(shè)備設(shè)計(jì) 壓蓋機(jī)主要是上部的儲(chǔ)蓋斗、四個(gè)壓蓋頭﹑控制壓蓋的固定凸輪，下部的星型圓盤(pán)、底牌、 中心固定主軸機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)組成。 旋蓋，采用磁性恒力矩，擰蓋立柜無(wú)級(jí)可調(diào)，不損傷瓶蓋，封蓋嚴(yán)密。該旋蓋機(jī)是為目前多數(shù)生產(chǎn)聚酯瓶，飲料而專(zhuān)門(mén)配置的，該機(jī)具有旋蓋質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)緊湊、嗓音低、 26 維修方便等特點(diǎn)。該單機(jī)主要是由主軸、旋蓋頭和理蓋三個(gè)部分組成。 旋蓋頭的升降：當(dāng)需要不同高度瓶子時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可以自如實(shí)現(xiàn)，其調(diào)節(jié)過(guò)程是，首先先松開(kāi)內(nèi)六角平端緊定螺釘，然后搖轉(zhuǎn)搖柄，帶動(dòng)旋蓋升降蝸桿，升降蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使旋蓋機(jī)升降螺桿上下運(yùn)動(dòng)，這樣升降螺桿就帶動(dòng)旋蓋頭整個(gè)部件上下移動(dòng)，而達(dá)到所需調(diào)節(jié)的高度。最后擰緊緊定螺釘。 壓蓋機(jī)的工作原理：利用電機(jī)帶動(dòng)推桿下降壓緊瓶蓋頂端，使鎖口裝置自動(dòng)能夠鎖緊鎖蓋。壓蓋機(jī)臺(tái)面和防護(hù)罩一般都為不銹鋼材料制造，強(qiáng)度大，耐磨損，使用壽命長(zhǎng)。通過(guò)壓蓋機(jī)軋的飲料瓶蓋密封性好。 運(yùn)動(dòng)過(guò)程：推桿做與飲料瓶同步的圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)壓蓋，推桿需做上下往返運(yùn)動(dòng)；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(yùn)動(dòng)規(guī)律先上升再想下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其將達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)，恰好對(duì)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)的飲料瓶口，實(shí)現(xiàn)快速壓蓋。然后封口頭繼續(xù)上升、下降，在另一個(gè)最低點(diǎn)處去瓶蓋，繼續(xù)這一個(gè)過(guò)程。壓蓋后的飲料瓶繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)工作臺(tái)，進(jìn)入下 一步工序。 27 第五章 軟件控制設(shè)計(jì) 系統(tǒng)流程圖 系統(tǒng)流程圖 N 光電傳感器 Y N Y 1 開(kāi) 始 傳 送 帶 運(yùn) 行 檢測(cè)到空飲料瓶 是否到達(dá)裝設(shè)備下 傳 送 帶 運(yùn) 行 28 N Y Y 光電傳感器 延時(shí) 1S 灌裝設(shè)備到達(dá)下限開(kāi)關(guān) 灌 裝 開(kāi) 始 灌料是否 到達(dá) 5S 到達(dá)旋蓋 設(shè)備下 灌裝設(shè)備到達(dá)下限開(kāi)關(guān) 報(bào) 警 燈 滅 傳 送 帶 運(yùn) 行 29 指示燈亮 Y N Y N Y 傳 送 帶 停 止 旋蓋設(shè)備到達(dá)下限開(kāi)關(guān) 旋蓋設(shè)備工作 2S 旋蓋設(shè)備到達(dá)上限開(kāi)關(guān) 指 示 燈 滅 傳 送 帶 運(yùn) 行 液面?zhèn)鞲衅? 是否有信號(hào) 機(jī)械臂動(dòng)作 次品傳送帶運(yùn)行 計(jì)數(shù)器是否到達(dá) 99999999 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)（裝箱） 結(jié) 束 30 系統(tǒng)流程控制過(guò)程 灌裝流水線(xiàn)工作流程圖如圖所示。 系統(tǒng)通過(guò)開(kāi)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)并一直保持的停止開(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(mǎn)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。當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí)，停頓 1S，灌裝設(shè)備開(kāi)始工作，灌裝工程為飲料瓶裝飲料 5S，灌裝和上蓋過(guò)程應(yīng)有報(bào)警顯示，上蓋過(guò)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)生產(chǎn)的飲料用液面?zhèn)鞲衅鱽?lái)進(jìn)行分類(lèi)，液面?zhèn)鞲衅饔行盘?hào)為合格品，沒(méi)有信號(hào)則視為不合格品，這時(shí)機(jī)械臂動(dòng)作，不合格品推進(jìn)次品傳送帶。而正品則打包計(jì)數(shù)， 30 為一包。生產(chǎn)完后，系統(tǒng)將所記錄數(shù)據(jù)送入指定的儲(chǔ)存器中，然后將計(jì)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，而是待加蓋工作完成后，系統(tǒng)最終停下工作 。 灌裝流水線(xiàn)的運(yùn)作是通過(guò)電機(jī)和灌裝設(shè)備來(lái)控制的。通過(guò)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)流水線(xiàn)的工作。而灌裝設(shè)備的開(kāi)通則直接控制飲料流通。通過(guò)輸入 PLC 軟件程序，直接控制電機(jī)及流水線(xiàn)的運(yùn)作 .。流水線(xiàn)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。 31 I/O 接線(xiàn)圖 I/O 分配表 32 梯形圖 33 34 35 第六章 調(diào)試過(guò)程及結(jié)果 （ 1）在電腦上安裝 GXDeveloper 軟件，程序編號(hào)后，將程序輸入 GXDeveloper軟件中，在電腦上進(jìn)行初步仿真調(diào)試。 （ 2）先將 PLC 程序傳入程序控制器中。 （ 3）對(duì)各個(gè)輸入 I/O 口給信號(hào)處理，看各個(gè)輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如果沒(méi)有按照設(shè)計(jì)要求輸出，對(duì)程序進(jìn)行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。 （ 4）如果條件允許的話(huà)，用編程軟件將程序輸入 PLC 中，在確認(rèn) PLC 的電源、外部接線(xiàn)和程序輸入無(wú)誤的情況下，接通電源，按照流程圖的順序進(jìn)行調(diào)試，最終使整個(gè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確、可靠的工作。 36 第七章 設(shè)計(jì)總結(jié) 通過(guò) 飲料罐裝生產(chǎn)流水線(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試課程 設(shè)計(jì)，掌握了什么是設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)程序工作的基本過(guò)程及各階段的基本任務(wù)，熟悉了設(shè)計(jì)程序總流程圖，加深了對(duì) PLC 的理解，課本上的知識(shí)是機(jī)械的，表面的。通過(guò)努力把課本上的知識(shí)變得更為簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理也有了更深的理解。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，使我更為全面系統(tǒng)的了解 PLC 的構(gòu)造原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把課本的知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)過(guò)的原理加以強(qiáng)化，把課堂學(xué)過(guò)的知識(shí)通過(guò)自己的設(shè)計(jì)程序表示出來(lái)，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解?，F(xiàn)在通過(guò)自己的動(dòng)對(duì)手做實(shí) 驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì) PLC 的原理認(rèn)識(shí)更加深刻。在調(diào)試時(shí)應(yīng)該很仔細(xì)，一步一步調(diào)試下來(lái)，做到準(zhǔn)確無(wú)誤。 這次課程使我意識(shí)到只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，才是正確的，才能提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索的能力。 同時(shí)對(duì)于 PLC 發(fā)展歷史、強(qiáng)大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識(shí)得到了大概的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也初步了解了一個(gè)完整的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程，本次 課設(shè) ，對(duì)于創(chuàng)造思維的培養(yǎng)和開(kāi)發(fā)能力的鍛煉 有很大的幫助。 在編程過(guò)程中，領(lǐng)略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的基礎(chǔ)，而且要求對(duì)各種程序有深刻的了解，同時(shí)深切感 受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，尤其是在查資料的過(guò)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(xì)化， 互相提高 ，解決問(wèn)題的速度就快多了。 老師知識(shí)的幫助，經(jīng)驗(yàn)的傳授，也是本次 課設(shè) 的一道美麗的風(fēng)景線(xiàn)，真正起到了拋磚引玉的目的。 這次課設(shè)讓我的動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉，解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到了大大的提高，為以后學(xué)習(xí)和工作奠定了一定的基礎(chǔ)。 在此， 非常感謝劉萍老師對(duì)我們的幫助和悉心的指導(dǎo)。 37 參考文獻(xiàn) [1]臺(tái)方，可編程序控制器應(yīng)用教程 . 北京：中國(guó)水利水電出版社， 2021 [2]張 萬(wàn)忠 ， 可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M]．北京 : 化學(xué)工業(yè)出版社， 2021． [3]廖常初，可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) .重慶：重慶大學(xué)出版社， 2021. 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