饮料灌装生产线电气系统设计开题报告.doc

饮料灌装生产线电气系统设计开题报告.doc

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开题报告

学号

081022161126

姓名

杨小剑

指导教师

葛延津

院别

电气信息工程学院

专业/班级

自动化08102

毕业设计（论文）题目

饮料灌装生产线电气系统设计

题目类型

□工程设计□技术开发□软件工程□理论研究和方法应用

□管理模式设计□其他

选

题

目

的

及

意

义

为了提高产品质量缩短生产周期。

适应产品迅速更新换代的要求产品生产正在向缩短生产周期，降低成本提高生产质量等方向发展。

在炼油化工制药等行业中多种液体混合是比不可少的工序而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。

但由于这些行业中多为易燃易爆有毒有腐蚀性的介质以致现场工作环境十分恶劣不适合人工现场操作。

另外生产要求该系统要具有混合精确控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现。

所以为了帮助相关行业特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制重而达到液体混合的目的液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。

多种液体混合搅拌用于灌装各种各样的瓶装饮料适用于大中型饮料生产厂家。

早期的灌装机械大多数采用容积泵式蠕动泵式作为计量方式。

它具有效率高功能强加工质量高等特点是当今世界的前沿课题但还存在一些问题例如：

灌装精度和稳定性难以保证更换灌装规格困难等。

该液体混合系统采用基于PLC控制系统来取代原来有单片机继电器等构成的控制系统采用模块化结构具有良好的可移植性和可维护性。

对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助同时又提高了生产线的效率使用寿命和质量减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。

液体混合自动配料系统就此应运社会工业生产的需要而诞生了。

如何使PLC在饮料灌装中实现控制功能在相关的研究文献报道中用PLC对灌装机进行控制的研究尚不多见以致人们难以根据它的具体情况正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率降低成本的要求本设计就是基于以上问题进行的一些探索。

设计（研究）现状和发展趋势

PLC在问世以来，经过40多年的发展。

在美，德国等工业发达国家已成为重要的产业之一，世界总销售额不断上升，生产厂家不断涌现，品种不断翻新产量产值大幅度上升而价格则不断下降。

这些设备呈现出新的发展趋向。

1、多功能同一台设备可以进行茶饮料，咖啡饮料，豆乳饮料和果汁饮料等的冷热灌装，均可进行塑料瓶和玻璃瓶的灌装。

2、高速度高产量碳酸饮料灌装机的灌装速度最高可达2000罐/分，德国HK公司、SEN公司、KRONES公司其灌装机的灌装阀可达165头、144头、178头。

非碳酸饮料灌装机的灌装阀可达50-100头，灌装速度最高达1500罐/分。

1、技术含量高可靠性高全线的自控水平高和全线效率高，在线检测装置和计量装置配套完备，能自动检测各项参数，计量精确，集机、气、光、磁为一体的高新技术产品不断涌现。

2、编程语言多样化

在PLC系统结构不断发展的同时，PLC的编程语言也越来越丰富，功能也不断提高。

除了大多数PLC使用的梯形图语言外，为了适应各种控制要求，出现了面向顺序控制的步进编程语言、面向过程控制的流程图语言。

与计算机兼容的高级语言（BASIC、C语言等）等。

多种编程语言的并存、互补与发展是PLC进步的一种趋势。

容积量杯式计量方式更换灌装规格时间长，难清洗，使用很补方便；蠕动泵制造精度低，容易变形磨损，其分装精度和稳定性难于保证，不适合大批量生产。

金属/陶瓷活塞计量泵，采用不锈钢/陶瓷材料，计量调整和拆洗都不是太方便。

时间压力法更为先进的灌装计量方式，是在恒压储液罐中，被分装液体的计量是通过时间和单位时间的流水来确定的。

计量精度由可编程控制器自动控制，可以保证液体流经通道及阀体时无死角，无残留、无固体磨损、清洗消毒不拆卸任何零件、可在线清洗等。

时间压力法是最好的一种计量方式，国外正在积极开发该类的灌装机。

课

题

研

究

的

主

要

内

容

课题的主要内容是灌装生产线控制系统的设计，因为基于PLC的控制系统有性能上的优势，因而本设计的控制系统采用三菱FX2N—16MR—001的可编程控制器来实现，而课题研究的内容主要集中在以下几个方面：

1、灌装生产线的总体组成结构和各个生产环节

2、PLC的工作原理

3、PLC控制器如何实现对灌装生产过程的控制

4、三菱FX2N—16MR—001的编程方法

5、设计并画出生产线各个电气接线图

6、根据控制要求完成梯形图控制程序的设计

课

题

的

工

作

方

案

1、与指导老师沟通，确定课题的研究方向和主要内容。

2、根据研究内容及方向开始对原始材料进行收集；收集对象包括图书，期刊，论文，网络文献等；收集范围包括图书馆，网络，书店等。

3、对于所收集材料进行分析，并根据材料的不同做好分类，留下好的有用的材料；

4、根据已有材料，对灌装生产线及其控制系统进行分析

5、结合研究方向和材料的收集情况，完成对于方案的初步设计。

6、最后根据实际情况，完成对于初步设计的深加工和修改。

课题研究有无困难

准备如何解决

遇到的问题：

1、参考资料少。

2、刚开始不知道如何着手。

解决方法：

1、上图书馆借阅相关书籍。

2、上网搜索相关资料。

3、系统复习以前该类课程相关知识。

4、询问导师不懂的问题。

5、PLC控制系统这门课,满足课题研究的需要。

主要参考文献

[1]中国期刊网，武少斌殷际英陈卫《中国科技博览》2009年第36期《自动化生产线中的饮料灌装技术》。

[2]中国期刊网，国外饮料灌装机械的新趋势，《轻工机械》2008年第6期。

[3]中国期刊网《国外饮料灌装机现状为我国灌装机指明发展方向》《中国包装工业》2009年第9期相关文献。

[4]张振国，方承远《工厂电气控制技术》第三版。

[5]求是科技.《PLC应用开发技术与工程实践》.北京：

人民邮电出版社，2005年

[6]秦曾煌.《电工学》.北京：

高等教育出版社，2004年

[7]漆汉宏.《PLC电气控制技术》.北京：

机械工业出版社，2006年

[8]董爱华.《袖珍通用电工手册》.北京：

中国建筑工业出版社，2001年

[9]李道霖，电气控制与PLC原理及应用[M]。

北京:

电子工业出版社，2004。

[10]张万忠，可编程控制器应用技术[M]。

北京:

化学工业出版社，2001。

[11]张万忠，可编程控制器入门与应用实例，北京：

中国电力出版社，2004。

[12]台方，可编程序控制器应用教程。

北京：

中国水利水电出版社，2001。

计

划

进

度

第7学期第14周：

毕业论文书下达，完成开题报告

第7学期第15周2起：

收集资料，分析资料，确定设计所需的方法和方案

第8学期第4周：

撰写设计的初稿

第8学期第7周：

完成设计的二稿

第8学期第10周：

准备答辩资料

第8学期第7周：

参加毕业设计答辩

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

备

注