饮料灌装生产流水线总体设计论文.docx
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饮料灌装生产流水线总体设计论文
毕业设计（论文）报告
题目名称：
饮料灌装生产流水线总体设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺：
所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：
日 期：
指导教师签名：
日 期：
使用授权说明
本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：
按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：
日 期：
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
日期：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名：
日期：
年月日
导师签名：
日期：
年月日
注意事项
1.设计（论文）的内容包括：
1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）
2）原创性声明
3）中文摘要（300字左右）、关键词
4）外文摘要、关键词
5）目次页（附件不统一编入）
6）论文主体部分：
引言（或绪论）、正文、结论
7）参考文献
8）致谢
9）附录（对论文支持必要时）
2.论文字数要求：
理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：
任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：
1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写
2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画
3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印
4）图表应绘制于无格子的页面上
5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档
5.装订顺序
1）设计（论文）
2）附件：
按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订
3）其它
指导教师评阅书
指导教师评价：
一、撰写（设计）过程
1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神
□优□良□中□及格□不及格
2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度
□优□良□中□及格□不及格
3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力
□优□良□中□及格□不及格
4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性
□优□良□中□及格□不及格
5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
指导教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
评阅教师评阅书
评阅教师评价：
一、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
建议成绩：
□优□良□中□及格□不及格
（在所选等级前的□内画“√”）
评阅教师：
（签名）单位：
（盖章）
年月日
教研室（或答辩小组）及教学系意见
教研室（或答辩小组）评价：
一、答辩过程
1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况
□优□良□中□及格□不及格
2、对答辩问题的反应、理解、表达情况
□优□良□中□及格□不及格
3、学生答辩过程中的精神状态
□优□良□中□及格□不及格
二、论文（设计）质量
1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？
□优□良□中□及格□不及格
2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？
□优□良□中□及格□不及格
三、论文（设计）水平
1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义
□优□良□中□及格□不及格
2、论文的观念是否有新意？
设计是否有创意？
□优□良□中□及格□不及格
3、论文（设计说明书）所体现的整体水平
□优□良□中□及格□不及格
评定成绩：
□优□良□中□及格□不及格
教研室主任（或答辩小组组长）：
（签名）
年月日
教学系意见：
系主任：
（签名）
年月日
摘要
近年来，随着社会的进步和发展，饮料生产业也进入了高速发展的时期，各种品牌、口味的饮料比比皆是，因此饮料生产企业的生产线设备将会大大增加。
传统的继电器是用来对传统的生产线的控制，在使用过程中会出现，出产效率低，响应速度慢，故障率高，可靠性差，系统的工作状态，故障处理，设备状态监测与维修只能经历一个被动查找故障点。
并且第二次故障极易发生，产品的通过率也很低，从而使生产成本变多。
然而，随着科技进步，饮料灌装生产线进程正朝着智能化和自动化的目标发展。
但是在考虑生产线操作员工以及电气维修工人的实际知识水平，一套基于单指令模式的梯形图，使用户程序编制形象。
易学；调试与查错也很方便，就显得十分重要了。
本文论述了PLC强大功能在工厂生产流水线中的应用---可编程控制器PLC在饮料灌装生产线中的应用。
并给出了相关的结构图，地址分配表等
关键词：
灌装生产线;PLC;传感器
ABSTRACT
Inrecentyears,alongwiththesocialprogressanddevelopment,beverageproductionindustryalsoenteredtheperiodofrapiddevelopment,allkindsofbrand,tastedrinkeverywhere,sobeverageproductionenterprisesofproductionlineequipmentwillbegreatlyincreased.
传统的继电器是用来对传统的生产线的控制，在使用过程中会出现，出产效率低，响应速度慢，故障率高，可靠性差，系统的工作状态，故障处理，设备状态监测与维修只能经历一个被动查找故障点。
并且第二次故障极易发生，产品的通过率也很低，从而使生产成本变多。
然而，随着科技进步，饮料灌装生产线进程正朝着智能化和自动化的目标发展。
但是在考虑生产线操作员工以及电气维修工人的实际知识水平，一套基于单指令模式的梯形图，使用户程序编制形象。
易学；调试与查错也很方便，就显得十分重要了。
Thetraditionalrelayisusedtocontroltothetraditionalproductionlineinuseprocesswillappear,lowproductionefficiencyandresponsespeed,highfailurerate,poorreliabilityandtheworkingstateofthesystem,faulthandling,equipmentconditionmonitoringandmaintenancecanonlyexperienceapassivefindfaultpoint.Andsecondfailuresoccureasily,theproductpassrateisverylow,sothattheproductioncostbecomesmore.However,withtheprogressofscienceandtechnology,beveragefillingproductionlineprocessistowardsautomationandintelligentdevelopmentgoals.Butinconsiderationoftheproductionlineoperatorsandelectricalmaintenanceworkersoftheactualknowledgelevel,asingleinstructionmodeofladderdiagrambasedonusinguserprogramimage.Tolearn;debugginganderrorcheckingisalsoveryconvenient,itisveryimportant.
本文论述了PLC强大功能在工厂生产流水线中的应用---可编程控制器PLC在饮料灌装生产线中的应用。
并给出了相关的结构图，地址分配表等
Inthispaper,theapplicationofprogrammablelogiccontroller（PLC）inthebeveragefillingproductionlinePLCpowerfulinfactoryproductionlinesintheapplication.Andgivesthestructurechartoftherelevantaddressallocationtable,etc.关键词：
灌装生产线;PLC;传感器
Keywords:
fillingproductionline;PLC;sensor
摘要...................................................................2
ABSTRACT..............................................................3
前言..................................................................6
1.饮料灌装生产流水线总体设计.......................................7
1.1任务的分析........................................................7
1.2硬件方案设计....................................................7
1.3软件方案设计....................................................8
1.3.1经验设计法...................................................8
1.3.2逻辑设计法...................................................9
2.系统元件的选择....................................................10
2.1PLC的简介.......................................................10
2.1.1PLC的选择原则...............................................12
2.1.2PLC的型号确定..............................................13
2.2电动机的选择...................................................13
2.3接触器的选择...................................................14
2.4热继电器的选择.................................................14
2.5开关电器、熔断器的选择.........................................15
2.6传感器的选择...................................................15
3.系统的硬件电路....................................................16
3.1系统硬件结构...................................................16
3.2主电路的设计...................................................16
3.3控制电路的设计.................................................16
3.4操作面板的设计.................................................17
4.系统程序的设计....................................................18
4.1控制要求以及控制过程的分析.....................................18
4.1.1系统流程图..................................................18
4.1.2饮料灌装生产线的PLC控制系统的I/O分配.......................19
4.2程序.............................................................20
4.2.1初始化程序..................................................20
4.2.2装箱选择程序................................................21
4.2.3流水线主控程序.............................................22
4.2.4闪烁报警程序................................................23
4.2.5计数程序....................................................23
4.2.6数据传送程序................................................25
5.程序的调试.......................................................25
5.1装箱选择程序的仿真.............................................26
5.2主控制程序的仿真...............................................26
5.3闪烁报警程序的仿真.............................................29
5.4计数程序的仿真.................................................30
结束语..............................................................31
参考资料............................................................32
前言
目前，饮料的灌装的自动化生产已经基本普及，为了进一步增强生产产品的质量，减少生产时间，提高产能，以适应顾客对产品要求的快速升级。
产品生产正向缩短生产周期，降低生产成本，提高生产质量等方面发展。
因此饮料厂的自动化灌装生产线中有更多的机械设备在使用先进的生产线灌装技术来提升机械设备的自动化控制水平和生产效率。
而就目前来讲自动化生产的电气控制部分的主要进军方向就是PLC针对电气部分的控制。
本设计鉴于PLC控制系统非常可靠，可以在恶劣环境下连续运转，操作简单，容易上手四大优点，利用PLC技术平台自主开发创新，将自动化技术中的电气和机械相结合在一起等技术有机结合在一起，将PLC代替以前的继电器、接触器控制的作用，构成实用、可靠的饮料灌装生产线PLC控制系统。
该控制系统可节省大量的电气元件、导线与原材料，缩短设计周期，减少维修工作，提高加工产品合格率进而提高生产率，而且程序调整修改方法方便灵活，提高了设备的柔性和灵活性，具有整体技术经济效益。
本课题探讨了如何利用德国西门子PLCS7-200进行饮料灌装生产流水线的控制，重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC控制I/O端口分配表以及整体程序流程图等。
1.饮料灌装生产流水线总体设计
1.1任务的分析
本次设计使用PLC作为流水线控制处理的核心，处理器将处理来自各个设置好的设备的发送过来的信号。
这些数据和计算信号通过PLC，然后饮料灌装生产线的有效输出信号，准确的操作。
整体设计思想控制：
进行全线的自动化生产控制，启动时，PLC将第一预定控制系统流程线后。
输出继电器的动作来控制输送带停止和饮料的饮料瓶灌装，并通过PLC内计数器已灌装瓶数。
1.2硬件方案设计
该生产流水线是运用饮料灌装机对瓶子进行饮料灌装，它能够连续的、不间断的实现饮料的灌装和封装，并且这一过程是稳定、高效的。
使用继电器计数充填。
生产线模型图填充如图1-1所示。
图1-1饮料灌装生产流水线模型
该系统的工作原理：
一旦启动，传送带将由旋转电机运行驱动，当瓶检测传感器检测空瓶，行程开关闭合，电机停止，饮料通过预置时间填充空瓶的灌装设备，当满瓶传感器检测电动机回收瓶全自动控制，如此反复循环，实现生产线。
为解决饮料瓶大小不一的情况，本课题采用的光电传感器是反射式的。
图1-2饮料灌装生产流水线结构图
1.3软件方案设计
PLC程序编制解决方案是通过参考以往经验并有逻辑的进行设计。
1.3.1经验设计法
在一些典范基本电路的设计上，按照被设计目标对程序控制的各项要求，对梯形图进行一步一步修正和改进。
有时候必需屡次地优化和修正梯形图，增添少许中央程序元件和触电，最终才获取满足要求的成果[3].[12]。
这样的设计法没有通用的规律，需要一遍一遍的尝试，成功的偶然性也随之产生，因此最终得到的结果是独一无二的，在进行软件设计时，软件设计者的经验和产品所能达到的效果有很大的关系，通过这样的方法进行电路设计叫做经验设计法。
1.3.2逻辑设计法
通过逻辑分析的方法，有利于对控制电路的分析，从而对得到最好的设计方案有很大的帮助，充分满足电路的设计与技术要求，并且可以有效减少多余的电路系统，获得耐用、有效的电路设计。
[3].[12]。
运用逻辑分析法进行电路设计通常分为四步：
首先，选取合适的各项元件，并合理对I/O点进行分配，并确定各项元件的运行状态。
其次：
找出需要的线圈所有开关边界线，之后创建一一对应的中间线圈。
再次：
罗列出中间线圈及相应元件逻辑函数式，并作出对应的梯形图。
最后：
对梯形图进行全面的改进，使PLC的运行系统和生产要求相对应。
逻辑设计步骤图如图1-3。
图1-3PLC逻辑设计步骤图
2.系统元件的选择
2.1PLC的简介
可编程控制器是在工业生产中各种恶劣条件下进行研究出来的数据运算控制系统，。
用于控制多种种类的设备和不同情况下的生产操作。
可编程控制器和相关的配置，应该是形成便于控制系统生产的一个总体，并且能够容易增加其功能[3].[16].[11]。
综上所述，PLC就是一个可以通过设计出来的程序来控制产业生产的微型计算机，除了能实现许许多多的效用外，另有连接通信其他微机的功用。
（1）PLC的结构：
PLC是由输入模块、输出模块、CPU和编程器组成，此外另有给PLC里面的电路供应电源的电源部件[3]。
输出接口部件
中央处理
单元
CPU（板）
输入接口部件
接受
按钮
继电器触点
行程开关等
接触器
电磁阀
指示灯等
驱动
受控元件
现场信号
电源部件
图2-1PLC的基本结构框图
（2）PLC的主要特点：
编程方式易学：
梯形图的原理是通过运用大量的编程语言的PLC，它的电路标识和表示方法跟继电器的控制电路图类似，梯形图语言更加形象生动，简单易学，电气工程技术人员一般来讲对继电器的原理图都非常了解，那么他们只需要花费几天的时间就能充分掌握梯形图语言，并用来编制用户程序；
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