【正文】 37參考文獻(xiàn)[1]謝兆鴻，阮小平， 報(bào)，1982. [2] ,1993.[3]：印刷工業(yè)出版社， 1996.[4]，1996.[5]，期刊中文版，1999.[6] ，1999.[7]，2022.[8]唐大放，：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社， 2022.[9]：廣東科技出版社，2022.[10]：科學(xué)出版社，2022.[11]劉乘， ，2022.[12]， 2022[13]，2022.[14]. 武漢理工大學(xué)，2022.[15]范春陽(yáng)，王正肖. ，2022.[16]范春陽(yáng)，王正肖， .來(lái)源期刊：《輕工機(jī)械》2022 年，第 6 期.[17] PET ：《商品與質(zhì)量：學(xué)術(shù)觀察》 ，2022. [18] ，2022. [19] PLC ，2022.[20] PLC ：《計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用》 ，2022.38附錄：系統(tǒng)程序梯形圖39404142434445464748495051525354。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。使我認(rèn)識(shí)到在學(xué)習(xí)和生活中，必須通過(guò)實(shí)踐來(lái)加強(qiáng)對(duì)理論的學(xué)習(xí)。本課題在選題和設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了劉老師的悉心指導(dǎo)，為我指點(diǎn)迷津，幫組我開(kāi)拓思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。36致 謝時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。另外通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我對(duì) Word、AutoCAD、Solid Works 和 STEP7Micro/WIN 等軟件越來(lái)越熟悉了，對(duì)電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的思想有了一定基礎(chǔ)?，F(xiàn)在回想起來(lái)感覺(jué)自己還是井底之蛙，對(duì)好多東西都不了解。本次是在劉老師指導(dǎo)下，完成的基于 PLC 的自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從對(duì) PLC 控制自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需技術(shù)和知識(shí)很不了解的狀態(tài)，我開(kāi)始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書(shū)籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩的作品一步步完善起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都是對(duì)我不斷努力的肯定。 調(diào)試結(jié)果（1）傳送帶啟動(dòng)，后桿收回，如圖 48 所示33圖 48（2）噴頭停止下壓，開(kāi)始灌水，如圖 49 所示圖 49（3）傳送帶啟動(dòng)，前桿收回，噴頭停止上抬，如圖 410 所示34圖 410（4）傳送帶停止，如圖 411 所示圖 41135總結(jié)與體會(huì)經(jīng)過(guò)了這一段的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了基于 PLC 的自動(dòng)飲料灌裝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 　　如果程序中某些定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值過(guò)大，為了縮短調(diào)試時(shí)間，可以在調(diào)試時(shí)將它們減小，模擬調(diào)試結(jié)束后再寫入它們的實(shí)際設(shè)定值。 　　在調(diào)試時(shí)應(yīng)充分考慮各種可能的情況，對(duì)系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進(jìn)展路線，都應(yīng)逐一檢查，不能遺漏?？梢愿鶕?jù)功能表圖，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候用開(kāi)關(guān)或按鈕來(lái)模擬實(shí)際的反饋信號(hào)，如限位開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的接通和斷開(kāi)。圖 47 噴口上抬控制程序 32 PLC 程序調(diào)試 調(diào)試思路 將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭?PLC 后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。31圖 46 流量計(jì)控制程序 噴口上抬 如圖 47 所示，PLC 關(guān)斷噴口電磁閥，噴口停止注水，隨后 PLC 傳輸信號(hào)給絲杠電機(jī)，絲杠電機(jī)帶動(dòng)噴口上抬置頂，觸發(fā)噴口上限位行程開(kāi)關(guān)。當(dāng)流量計(jì)顯示流量達(dá) 500ml 時(shí)，流量計(jì)傳輸信號(hào)給 PLC，PLC 關(guān)斷噴口電磁閥，噴口停止注水。30圖 44 噴口下壓控制程序 系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行灌裝如圖 45 所示，當(dāng)噴口下壓到下限位時(shí)，噴口下限位行程開(kāi)關(guān)打向另一側(cè)同時(shí)噴口停止下壓，使 PLC 傳輸信號(hào)給噴口上的電磁閥，電磁閥開(kāi)通，噴口開(kāi)始注水。29 圖 43 光電傳感器控制程序 噴口下壓如圖 44 所示，系統(tǒng)后攔截桿攔截第 7 個(gè)瓶子并延時(shí) 2S 后，傳送帶停止工作。計(jì)數(shù)至 6 個(gè)時(shí)，后光電傳感器傳輸信號(hào)給 PLC，PLC 控制后攔截桿，后攔截桿攔截第 7 個(gè)瓶子，后光電傳感器清零。28圖 42 傳送帶啟?？刂瞥绦?光電傳感器開(kāi)始計(jì)瓶數(shù) 如圖 43 所示，為光電傳感器控制程序。27圖 41 電氣控制系統(tǒng)流程圖 傳送帶前進(jìn) 如圖 42 所示，為傳送帶啟動(dòng)控制程序。此后 PLC 控制傳送帶電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)帶，前攔截桿收回，瓶子移動(dòng)，前光電傳感器開(kāi)始計(jì)滿瓶數(shù)。當(dāng)流量計(jì)顯示流量達(dá) 500ml 時(shí)，流量計(jì)傳輸信號(hào)給PLC，PLC 關(guān)斷噴口電磁閥，噴口停止注水。此時(shí) PLC 傳輸信號(hào)給絲杠電機(jī)，絲杠電機(jī)帶動(dòng)絲杠使噴口向下運(yùn)動(dòng)。計(jì)數(shù)至 6 個(gè)時(shí)，后光電傳感器傳輸信號(hào)給 PLC， PLC 控制后攔截桿，后攔截桿攔截第 7 個(gè)瓶子，后光電傳感器清零。26 電氣控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 電氣控制系統(tǒng)流程圖 電氣控制系統(tǒng)流程圖如圖 41 所示，首先，人工將飲料瓶放置在自動(dòng)化生產(chǎn)線上（自動(dòng)化生產(chǎn)線的寬度僅夠一個(gè)瓶身通過(guò)，且兩端空隙不超過(guò) 2 毫米，瓶與瓶之間無(wú)空隙，傳送帶前后端各有一鐵桿攔住所有瓶子，并且兩端各有一光電傳感器計(jì)瓶數(shù)） 。也就是說(shuō)，一個(gè)指令(例如 AND 盒 )輸出可以用來(lái)允許另一條指令（例如定時(shí)器） ，這樣可以建立所需要的控制邏輯。它沒(méi)有梯形圖編輯器中的觸點(diǎn)和線圈，但是有與之等價(jià)的指令，這些指令是作為盒指令出現(xiàn)的。梯形圖易于理解，世界通用，直觀性好，調(diào)試程序時(shí)各觸點(diǎn)通斷及輸出線圈狀態(tài)均可通過(guò)程序一眼看出。邏輯通常被分解成小的，容易理解的片，這些片通常被稱為“梯級(jí)”或“段” ，程序一次執(zhí)行一個(gè)段，從左到右，從上到下，一旦 CPU 執(zhí)行到程序的結(jié)尾，又從上到下重新執(zhí)行程序。利用梯形圖編輯器可以建立與電氣接線圖等價(jià)的類似程序。在 S7200CPU 中有兩類基本指令 :SIMATIC 和 IEC11313，當(dāng)選用 SIMATIC 指令集時(shí)，用戶可通過(guò)選擇語(yǔ)句表(STL)編輯器、梯形圖 (LAD)編輯器、功能塊圖(FDB)編輯器來(lái)編輯程序。符號(hào)名表不僅包括物理輸入輸出信號(hào)，也包括程序中用到的其他元件。25(5)建立 PLC 配置圖根據(jù)功能描述的要求建立控制設(shè)備的配置圖，包括控制對(duì)象或機(jī)器有關(guān)的每個(gè) CPU 的位置圖、CPU 和擴(kuò)展 I/O 模塊的機(jī)械布局圖 (包括控制柜和其他設(shè)備)、每個(gè) CPU 和擴(kuò)展模塊的電氣圖(包括設(shè)備型號(hào)，通訊地址和 I/O 地址)。在安全電路設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮下面的任務(wù)：防止會(huì)造成危害的不適合的執(zhí)行器操作；識(shí)別那些保證不危險(xiǎn)操作的條件，并決定如何獨(dú)立于 CPU 檢測(cè)這些條件；當(dāng)控制對(duì)象得電或斷電時(shí) CPU 和 I/O 如何影響控制對(duì)象；設(shè)計(jì)獨(dú)立于 CPU的手動(dòng)或機(jī)電冗余來(lái)阻止危險(xiǎn)的操作；向 CPU 提供獨(dú)立電路的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)信息，以便于程序員和操作界面得到所需要的信息；識(shí)別其它的和控制對(duì)象安全操作有關(guān)的安全要求。(3)安全電路的設(shè)計(jì)控制設(shè)備在不安全的狀態(tài)下出現(xiàn)故障，會(huì)造成不希望的啟動(dòng)或機(jī)器操作的變化。(1)分解被控對(duì)象或機(jī)器把要控制的對(duì)象或機(jī)器分解成相互獨(dú)立的部分，這些分解將影響功能描述及資源的分配。相同的指令只需稍加修改就可用于不同的功能(例如指令 MOVE 根據(jù)傳送的方式不同有不同的形式)；易于24使用的組態(tài)向?qū)?，包括文本顯示器，PID 控制器，CPU 間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄓ嵐δ?，高速?jì)數(shù)器；可用于 CPU 硬件設(shè)置，包括擴(kuò)展模塊設(shè)置，輸入延時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘設(shè)置，口令分配，通訊系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址設(shè)置等；二進(jìn)制運(yùn)算功能，包括移位、循環(huán)移位、轉(zhuǎn)換、與、或、異或等邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)器、定時(shí)器設(shè)置，16 位、32 位整數(shù)運(yùn)算，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，比較指令運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換等；可在線、離線編程；通過(guò)鍵盤的快捷鍵可編輯全部功能，語(yǔ)句和程序段可使用剪切、粘貼和插入功能，可取消上一次操作，在用戶程序中還可以查找文字和操作等。圖 35 控制系統(tǒng)電氣圖 STEP7Micro/WIN 軟件介紹STEP7Micro/WIN 是在 WINDOWS 平臺(tái)上運(yùn)行的 S7200 系列 PLC 的專用編程軟件，操作界面簡(jiǎn)單方便，能解決復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)，可快速進(jìn)入，節(jié)省編程時(shí)間，其主要功能及特點(diǎn)如下。控制系統(tǒng)的輸入有兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)，用來(lái)計(jì)瓶數(shù)；輸出接中間繼電器，用來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁閥的關(guān)斷。MB1~MB4 為控制前后擋桿伸出或收回的電磁閥，MB11~MB16 為控制灌裝關(guān)斷的電磁閥。QA05 與 QA06 的閉合斷開(kāi)以及正反轉(zhuǎn)由 PLC 控制圖 33 絲杠電機(jī)電氣圖 電磁閥接線圖 如圖 34 所示，為電磁閥接線圖。圖 32 傳送帶電機(jī)電氣圖22 絲杠電機(jī)接線圖 如圖 33 所示，絲杠由電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制。當(dāng) QA03 接觸器閉合時(shí)，傳送帶啟動(dòng)；當(dāng) QA03 接觸器斷開(kāi)時(shí)，傳送帶停止。輸入有兩個(gè)光電傳感器，用來(lái)計(jì)空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)。另外選擇 CPU226 作為主機(jī)，設(shè)計(jì)顯示燈有：電源顯示燈。表 33 電氣元件選型表序號(hào)代號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量備注1 SF1 按鈕 LA1911 1 綠色2 SF2 按鈕 LA1911 1 紅色3 BG1~BG12 行程開(kāi)關(guān) LX19001 124 KF1~KF2 光電傳感器 E3JK5M3 25 BF 流量計(jì) LWGY 6 橢圓式6 CPU226 可編程控制器 CPU226 AC/DC 繼電器 17 MA1 傳送帶電機(jī) 86BYG250BSAFRBC 1 200W8 MA2 絲杠電機(jī) 75BC380A 1 500mW9 QA01 斷路器 DZ4763C16 110 QA0QA04電機(jī)斷路器 DZ4763C16 211 QA03 電機(jī)接觸器 CJX209 1 AC220V12 QA0QA06電機(jī)接觸器 CJX209 2 AC220V13 LB 電源濾波器 DF20010A01 1 220/10A14 DY 24V 直流電源 AC/DC 24V 1 10A15 PG 電源指示燈 XB2BW31M1C 1 AC220V16 MB1~MB4 電磁閥 BS12C 4 直動(dòng)式17 MB11~MB16 電磁閥 BS12C 6 直動(dòng)式18 MB01 電磁制動(dòng)器 119 KF1~KF12 繼電器 JZ711 122120 FA 熔斷器 MDA12A 1 限流 12A 電氣控制系統(tǒng)原理圖 電氣原理圖總體設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)需求分析，需要 2 個(gè)電機(jī)，電機(jī)分別有：傳送帶電機(jī)、絲杠電機(jī)，絲杠電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制絲桿的上下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)噴口上下運(yùn)動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)整體要求，選用直動(dòng)式電磁閥，型號(hào)為 BS12C。 電磁閥的選型國(guó)內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類（即：直動(dòng)式、分步直動(dòng)式、先導(dǎo)式） ，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個(gè)分支小類（直動(dòng)膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)20活塞結(jié)構(gòu)） 。長(zhǎng)期使用的橢圓齒輪流量計(jì)，其內(nèi)部的齒輪會(huì)被腐蝕和磨損，從而影響測(cè)量精度。如表 33 所示。該光電傳感器的特點(diǎn)有：1）檢測(cè)距離長(zhǎng)； 2）對(duì)檢測(cè)物體的限制少； 3）響應(yīng)時(shí)間短； 4）分辨率高； 5）可實(shí)現(xiàn)非接觸的檢測(cè)；