啤酒自动灌装生产流水线控制系统的设计Word文档下载推荐.docx
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Grade:
2014Name:
Cuiyidan
Speciality:
ElectricalEngineeringandAutomationInstructor:
Fangwei
SchoolofElectricalEngineeringandInformation2016-5
摘要
本文主要介绍的是基于三菱FX2N-64MRPLC的啤酒自动灌装生产流水线的设计。
该系统的设计包括硬件设计和软件设计，其中硬件设计包括三菱FX2N-64MRPLC外部电路的设计；
软件部分包括程序的设计与调试。
在本设计中，包括自动控制和手动控制，选择适当的清洗机，灌装机，封盖机，包装机以及光电传感器实现了清洗、灌装、封盖、包装、检测等功能。
形成快速一体的自动灌装系统。
本设计中使用了计数器分别对合格品与不合格品进行检测，并设置了红灯绿灯便于操作者观察，另外，为了保证系统在出现意外故障时，能够得到很好的解决，系统还配置了急停开关等。
对于检查出的不合格产品采用推出装置将其移走。
并运用组态王软件实现了对整个自动灌装系统的实时监控，可以更好的了解和调整生产工艺及控制程序。
关键词：
啤酒灌装；
三菱FX2N-64MRPLC；
组态王；
II
Abstract
ThisarticleintroduceThedesignofautomaticbeerfillingproductionlinecontrolsystemthatbasedonMitsubishiFX2N-64MRPLC（ProgrammableLogicControllerProgrammableLogicController）.Inmydesign,itincludetwopartsabouthardwareandsoftware.ThehardwarepartsincludethedesignoftheexternalcircuitofMitsubishiFX2N-64MRPLC.Thesoftwarepartincludesthedesignanddebuggingoftheprogram.
Inthisdesign,includingautomaticcontrolandthemanualcontrol,Iselecttheappropriatecleaningmachine,fillingmachine,cappingmachine,packagingmachineandphotoelectricsensorrealizedwashing,filling,sealing,packaging,testingandotherfunctions.Theyformanautomaticfillingsystemwithrapidintegration.Thisdesignusingthecounterrespectivelyforqualifiedproductsandunqualifiedproductsweredetected,andsetuparedlightgreenlightisconvenientfortheoperatortoobserve.Inaddition,inordertoensurethesystemintheunexpectedfailure,cangetverygoodsolution, thesystemisalsoequippedwithemergencystopswitch.Tocheckouttheunqualifiedproductsusingthelaunchdevicetomoveaway.Andtheuseofconfigurationsoftwaretorealizethereal-timemonitoringoftheautomaticfillingsystem,canbetterunderstandandmodifytheproductionprocessandcontrolprogram.
Keywords:
BeerFilling；
MitsubishiFX2N-64MRPLC；
Kingview
目录
ii
1绪论 1
1.1设计目的与意义 1
1.2国内发展趋势 1
1.3本设计的主要任务 1
2总体设计方案 3
2.1啤酒灌装生产流水线的基本结构 3
2.2啤酒灌装生产流水线的工作原理 4
3系统硬件设计 5
3.1选择电气元件 5
3.1.1电动机的选择 5
3.1.2清洗灌装封盖打包设备的选择 5
3.1.3传感器的选择 7
3.1.4热继电器的选择 8
3.1.5接触器的选择 9
3.1.6低压断路器和熔断器的选择 9
3.1.7信号电器的选择 9
3.2选择PLC 10
3.2.1PLC的I/O分配表 11
3.2.2PLC端口接线图 12
3.3主电路的设计 12
4系统程序的设计 14
4.1系统流程图 14
4.2梯形图 14
4.2.1手动灌装流水线程序 16
4.2.2自动灌装流水线程序 20
西南石油大学本科毕业设计（论文）
5系统组态设计 25
5.1制作过程 25
5.1.1创建新工程 25
5.1.2构建数据词典 26
5.1.3组态画面和动画连接 27
5.2组态设计运行和调试 29
6总结 33
谢辞 34
参考文献 35
附录A主电路接线图 36
附录BPLC外部电路接线图 37
附录C梯形图 38
啤酒自动灌装生产流水线控制系统的设计
1绪论
1.1设计目的与意义
传统的啤酒灌装生产线的电气设备控制系统是传统的继电器——接触器控制方式,在使用的过程中，生产工效低，人机对话靠指示灯+按钮+讯响器的工作方式，响应慢，故障率高，可靠性差，系统的工作状态、故障处理、设备监控与维护只能凭经验被动的去查找故障点。
且在生产过程中容易产生二次污染，造成合格率低，生产成本增加。
而自动化生产线在众多领域应用得非常广泛，其控制部分常常采用PLC控制，它使自动化生产线运行更加平稳，定位更加准确，功能更加完善，操作更加方便。
1.2国内发展趋势
我国建国以后，陆续建立了一些灌装设备生产厂。
80年代初，国家开始积极引进国外先进罐装技术，不少国有、集体企业陆续转行进入灌装机制造行业，他们具备较强的机械制造、设计能力，但是缺乏灌装机制造行业的专业技术和经验。
20多年来，多数企业主要是通过测绘仿制来研发和生产产品，新产品研发力量薄弱。
近几年来，我国啤酒产业得到了迅速的发展，出现了年产80万吨的大型啤酒生产企业（燕京啤酒集团）。
大型啤酒企业对啤酒灌装线的自动化程度和速度都提出了更高的要求。
但是，我国的啤酒罐装机械还存在自动化程度低、速度慢、破瓶率高、系统运行不稳定等缺陷。
随着集散控制系统的日益完善，PLC在工业控制领域应用的日益广泛，使我们利用先进控制技术改进自动化灌装生产线的控制系统，弥补其不足成为可能。
1.3本设计的主要任务
本设计的目的是设计一个自动灌装生产流水线控制系统。
该设计具有以下几种功能。
（1）系统具有清洗、罐装，封盖、包装、检测等功能。
（2）系统具有手动和自动两种控制方式：
在手动模式下，可以通过点动按钮使传送带电动机启动停止，用于调试设备。
通过复位按钮对合格产品计数值进行清零。
通过各个环节的启动停止开关独立的调试各个环节；
在自动模式下，按下启动按钮，系统启动，电动机启动，传送带运行。
空瓶子达到灌装位置时，电动机停转，灌装阀门打开。
灌装时间到，灌装阀门关闭，电动机启动，传送带继续运行。
在自动模式下，按
50
下停止按钮，系统停止，电动机不转，传送带停止运行，各个环节的设备断电，不可独立启动。
（3）控制系统可以实现产品数量的统计，包括合格产品数，不合格产品数。
合格产品数和不合格产品数都显示在控制面板上，当合格产品数为12时构成一箱，合格产
品数清零，不合格产品数为6时生产线停止，工作人员进行检修，问题处理后手动开启启动按钮，系统继续工作。
（4）若系统启动超过20s后还未检测到空瓶来则报警指示，报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁，并蜂鸣报警，直到故障排除为止；
系统的每一个生产环节都应具有急停功能。
2总体设计方案
2.1啤酒灌装生产流水线的基本结构
整个灌装流水线的基本结构如图2.1、图2.2所示。
整个流水线由主传送带、次品传送带、灌装装置、次品推动装置、定位传感器、次品检测传感器等组成。
电动机的启动和停止，清洗，灌装，封盖和打包，次品的检测、推动都是由PLC控制的。
流水线由传感器实时监控，由PLC控制，控制准确，自动化程度高。
清
灌
封
打
洗
装
盖
包
设
备
光电传感器
光电传感器
啤酒
瓶
主传送带
图2.1灌装流水线基本结构图
推动装置
啤酒瓶
M
次品传送带
图2.2灌装流水线基本结构图
2.2啤酒灌装生产流水线的工作原理
系统的工作原理：
系统开始后，电动机将驱动传送带的运行。
由光电传感器进行检测，待空啤酒瓶运行到相应位置时，电动机停转。
清洗设备对啤酒瓶进行清洗，设定定时器时间，当达到规定时间时，设备停止清洗，清洗过程完成后电动机恢复转动。
当光电传感器检测到啤酒瓶到达灌装位置时，电动机停转，灌装设备进行灌装，定时器计时，达到规定时间时，灌装设备停止灌装，灌装完成，电动机恢复运转。
当光电传感器检测到啤酒瓶到达封盖位置时，电动机停转，封盖设备进行封盖，定时器计时，达到规定时间时，封盖设备停止封盖，封盖完成，电动机恢复运转。
接下来由光电传感器检测合格品还是不合格品，分别用计数器进行技术，当合格品计数12时，电动机停转
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