【正文】 2）編程簡(jiǎn)單，使用方便 這是 PLC 優(yōu)于微機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)。 這樣， PLC 的可靠性、抗干擾能力大大提高。 加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和檢驗(yàn) :一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警并停止執(zhí)行。 信息保護(hù)和恢復(fù) :對(duì)偶發(fā)性故障只要故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞 PLC 內(nèi)部的信息，一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的工作。 設(shè)置環(huán)境檢測(cè)和診斷電路 :這種分電路與軟件配合，可以實(shí)現(xiàn)靈活保護(hù)與故障指示等功能。 聯(lián)鎖 :所有輸出模塊都受開門信號(hào)控制，而這個(gè)信號(hào)只在規(guī)定的各種條件都河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 滿足時(shí)才有效，這樣就有效地防止了產(chǎn)生不正常輸出的可能性。 電源的調(diào)整與保護(hù) :對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的 +5V 電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓影響。主要措施有： ①硬件措施有： 屏蔽 :對(duì)電源變壓器、 CPU 編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。例如日本的三菱公司 F F2系列平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 30 萬(wàn) h，而 A系列的可靠性比 F F2系列更高?！? 可 編程控制器的特點(diǎn) (1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)一般對(duì)控制設(shè)備要求很高，應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力和高的可靠性，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)，故障修復(fù)時(shí)間短。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種 類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。經(jīng)過(guò)短短的幾十年發(fā)展，可編程控制器已經(jīng)成為自動(dòng)化技術(shù)的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAD/CAM）之一。 20世紀(jì) 80 年代后，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛的發(fā)展， PLC 采用通用微處理器為核心，具有了函數(shù)運(yùn)算、高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、 PID 控制等功能，河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 稱為 PC(Programmable Controller) 即可編程控制器?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（ IEC）曾先后于 1982 年、 1985 年和 1987 年發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿，并在 1987 年 2 月對(duì) PLC 作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。生產(chǎn) 上迫切需要一種使用方便靈活、性能完善、工作可靠的新一代生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)控制系統(tǒng)。 20世紀(jì) 60 年代，生產(chǎn)過(guò)程及各種設(shè)備的控制主要是繼電器控制系統(tǒng)。 定義強(qiáng)調(diào)了 PLC 是： 1 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) —— 也是一種計(jì)算機(jī)； 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 2 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)； 3 面向用戶指令 —— 編程方便； 4 邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作； 5 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制； 6 易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體； 7 易于擴(kuò)充。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器 ，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程序控制器一直在發(fā)展中，所以至今尚未對(duì)其下最后的定義。 PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基 礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。繼電器本身并不貴，但是控制柜內(nèi)部的安裝，接線工作量極大，工藝發(fā)生變化時(shí)相應(yīng)的改動(dòng)更是復(fù)雜。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí) /計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC 基礎(chǔ) 可編程序控制器，英文稱 Programmable Logic Controller，簡(jiǎn)稱 PLC。飲料通過(guò)進(jìn)液電磁閥流入恒壓儲(chǔ)液罐，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。 在 恒壓儲(chǔ)液罐灌液中，里面有上限位和下限位傳感器，他們被淹沒(méi)時(shí)是 1 狀態(tài)。 ②保護(hù) （ 3）實(shí)現(xiàn)方法： 電磁閥灌裝：電磁閥灌裝閥的開關(guān)由電磁閥控制，灌裝精度更高，計(jì)時(shí)恒壓定量灌裝原理，可使灌裝的誤差在千分之五以下。 灌裝機(jī) （ 1） 功能：在設(shè)定時(shí)間里定量灌裝。欠壓保護(hù)。 ②通過(guò)熔斷器實(shí)現(xiàn)短路 保護(hù)。 ③通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載，欠相保護(hù)。 ②通過(guò)交流接觸器實(shí)現(xiàn)失壓。 ③通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載，欠相保護(hù)。 ②通過(guò)交流接觸器實(shí)現(xiàn)失壓。 M1 主傳送帶電動(dòng)機(jī) （ 1） 功能：帶動(dòng)主傳送帶運(yùn)行。 當(dāng)瓶子隨著主傳送帶平穩(wěn)的進(jìn)入灌裝架時(shí)，灌裝架的光電傳感器信號(hào)送給 PLC，主傳送帶停止 1 秒，并且夾瓶裝置固定，一秒后 ，罐裝架的電磁閥打開，汽缸啟動(dòng)并罐飲料，罐裝到 5S（及罐滿）后自動(dòng)停止，灌裝過(guò)程中有報(bào)警提示，罐裝結(jié)束后，主傳送帶開始啟動(dòng)，通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)是否滿瓶，沒(méi)裝滿的由推桿推入次品傳送帶。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，灌裝裝置的灌裝，次品的檢測(cè)、推動(dòng)和計(jì)數(shù)由 PLC 控制。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 第一章 總體設(shè)計(jì)方案 系 統(tǒng) 框圖 按鈕：提供操作信號(hào) 熱繼電器：過(guò)載保護(hù) 傳感器：檢測(cè)到的信號(hào)輸入 PLC 電源：給 PLC 提供工作電源 PLC:通過(guò)輸入、輸出控制中間繼電器的通斷 中間繼電器：控制交流接觸器 交流接觸器：保護(hù)與通斷作用 電動(dòng)機(jī)：帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，完成加工工作 指示燈：灌裝報(bào)警信號(hào) 電磁閥：控制流量 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 飲 料 灌裝結(jié)構(gòu)圖 如圖 1，圖 2，圖 3 所 示 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 項(xiàng) 目 目標(biāo) 整個(gè)流水線由主傳送帶（ M1）、次品傳送帶（ M2）、灌裝裝置、次品推動(dòng)裝置、光電傳感器（定位）、壓力傳感器等組成。 ：利用 STEP 7 軟件編制出相應(yīng)的梯形圖程序。 四．題研究方法 步驟如下： ：分析控制要求，了解系統(tǒng)工作過(guò)程。具有整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。 二．課題研究意義 本設(shè)計(jì)鑒于 PLC 可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、使用極為方便三大特點(diǎn)，利用 PLC 技術(shù)平臺(tái)自主開發(fā)創(chuàng)新，將機(jī)械、電氣和自動(dòng)化等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將傳統(tǒng)的繼電器 接觸器控制功能用 PLC 代替，構(gòu)成實(shí)用、可靠的飲料灌裝生產(chǎn)線PLC 控制系統(tǒng)。提高了包裝機(jī)械自動(dòng)化程度的目的：一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動(dòng)作的能力。利用 PLC 控制飲料灌裝生產(chǎn)過(guò)程，可有效提高灌 裝生產(chǎn)效率，并顯著增加控制系統(tǒng)的可靠性和柔性。本文詳細(xì)論述了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中完成了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的硬件的配置和軟件方面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。摘要 Ⅰ 摘 要 隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)問(wèn)題。 PLC（可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，對(duì)飲料的質(zhì)量和產(chǎn)量的提高都具有深遠(yuǎn)的意義。 關(guān)鍵詞：可編程控制器；自動(dòng)化；灌裝；生產(chǎn)線 Abstract Ⅱ Abstract With the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are facewith the transformation of traditional production line and redesign paper involves the drinks filling automation production line adopts PLC control, This design completes the drinks production line hardware configuration and software design ,to achieve automation of the carbonated drinks filling only improve thelabor productivitybut also has farreaching significance of the improvement of quality and yield. PLC control of the use of beverage filling production process, which can effectively improve the production efficiency of filling , and significantly increase the reliability of controlsystems and flexible. Keywords: Programmable controller； Automation Filling；Production line 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 目錄 摘要 ??????????????????????????? I Abstract????????????????????????? II 概述 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2 第一章 總體設(shè)計(jì)方案 ????????? ????????? 3 系統(tǒng)框圖??????????????????????? 3 飲料灌裝結(jié)構(gòu)圖???????????????????? 4 項(xiàng)目目標(biāo)??????????????????????? 6 1 . 3 . 1 電動(dòng)機(jī)???????????????????? 6 1 . 3 . 2 灌裝機(jī)???????????????????? 7 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ?????????????????? 8 PLC 基礎(chǔ)??????????????????????? 8 2 . 1 . 1 P LC 的 產(chǎn) 生和 定義 ?? ? ?? ?? ?? ? ?? ?? ? 9 可編 程控 制器的 特點(diǎn)? ??? ??? ?? ??? ?? 10 2 . 1 . 3 設(shè)計(jì) P LC 基 本 原 則? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ? 13 PLC 的選擇 S7— 200??????????????? 15 2 .2 電機(jī)的選擇????????????????????? 16 傳感器的選擇???????????????????? 16 光電 傳感 器?? ??? ??? ??? ?? ??? ?? 18 壓力 傳感 器?? ??? ? ?? ??? ?? ??? ?? 26 液位 傳感 器?? ??? ??? ??? ?? ??? ?? 30 2 . 4 . 4 接 近 開 關(guān) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 31 原件明細(xì)表????????????????????? 32 第三章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) ???????????????? 33 系統(tǒng)原理圖?????????????????????? 33 系統(tǒng)流程圖?????????????????????? 34 I/O 分配表?????????????????????? 35 梯形 圖??? ??? ??? ???? ??? ??? ??? 36 致謝詞 ????????????????????????? 42 參 考 文獻(xiàn) ?????????????????????? 43