饮料罐装生产流水线的PLC控制222.docx

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饮料罐装生产流水线的PLC控制222

PLC课程设计

姓名:

学号:

班级:

专业：

指导老师：

2012年6月28日

目录

一、设计任务··············································2

1、课题内容···············································2

2、控制要求···············································2

二、饮料灌装流水线的基本结构································3

三、系统流程图及说明·······································4

四、PLC设计··············································5

1、I/O地址的分布···········································5

2、器件的选择··············································5

3、硬件接线图··············································7

3、系统的梯形图············································8

五、设计心得··············································11

六、参考文献··············································12

一、设计任务

1、课题内容

饮料罐装生产流水线的PLC控制

2、课程设计内容

（一）系统功能任务要求

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。

（2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警。

（3）用两个传感器和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶。

（4）可以手动对计数值清零（复位）。

（5）画出硬件电路原理图

（6）在编程平台上设计出软件、并经过仿真调试。

（二）系统设计说明

（1）可以自增系统功能

（2）硬件原理图采用电子、机械CAD及其它绘图软件绘制。

二、饮料灌装流水线的基本结构

整个灌装流水线的基本结构如图所示。

整个流水线由主传送带、灌装装置、置、定位传感器、空瓶和满瓶检测传感器等组成。

电动机的启动和停止，灌装装置灌装，空瓶和满瓶的检测、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。

图1灌装流水线基本结构图

驱动电动机的选择

电机型号为Y132M-4，额定电压为交流380V，额定电流为15A，频率为50HZ，功率为7.5KW，转速为1440r/min。

三、系统流程图及说明

流程图说明：

由SB1按钮控制启动主传送带电动机，由检测原件检测瓶子是否到达灌装的位置，当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装时间到。

如果没有按下停止按钮SB2，系统继续运行，但按下停止按钮时，系统停止运行。

四、PLC设计

（一）、I/O地址的分布

PLC输入端地址

PLC输出端地址

启动按钮SB1

I0.0

LED显示端口

Q0.0---Q0.4

停止按钮SB2

I0.1

报警显示

Q1.0

瓶子定位SQ

I0.2

传送带运行指示

Q1.1

空瓶传感器

I0.3

灌装设备工作指示

Q1.2

满瓶传感器

I0.4

空瓶计数复位

I0.5

满瓶计数复位

I0.6

（二）、器件的选择

1、PLC的选择：

　　由于该系统的额输入为7个接口，输出接口也就只需要7个，CPU224XP有14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。

所以选择CPU224XP就足够满足需求。

2、传感器的选择

微波液位仪

微波液位仪原理图如图4所示：

相距为S的发射天线和接收天线，相互构成一定角度。

波长为λ的微波从被测液面反射后进入接受天线。

接收天线接收到的微波功率将随着被测液面的高低不同而异。

接受天线接收到的功率

为

式中，

为发射天线的发射功率；

为发射天线的增益；

为接收天线的增益；d为两天线与被测表面间的垂直距离。

当发射功率、波长、增益均恒定时，上式可改写为

图4微波液位仪原理图

式中，

为取决于发射功率、天线增益与波长的常数；

为取决于天线安装方法和安装距离的常数。

由上式可知，只要测到接收功率

，就可得到被测液面的高度。

（三）、硬件接线图

硬件说明：

由于传感器的选择不同，而对于硬件就直接用开关量来代替，瓶子的定位系统也就是SQ行程开关也用按钮来代替。

显示部分，由于所需的数字量过大，这里就只画一个显示的，对于多位显示就可以继续连接LED显示，这里的是空瓶计数和满瓶计数共用一个。

在显示部分，由于存在一定的限制，只有用灯泡来代替工作状态，而在实际系统中，这需要重新添加电机部分。

（四）、系统的梯形图

软件说明：

按一下启动按钮I0.0执行一个动作，并按规定顺序进行。

在单周期连续操作工作方式下，可执行自动操作程序。

当按下和启动按钮I0.0后，，连续执行自动操作程序。

当按下停止按钮I0.1，执行一次自动操作程序就停止。

具体的工作过程如下：

当按下按钮I0.0动作，使得传送带的运行并形成自锁，而同时对于VB0中的数据进行清0，当瓶子定位I0.2检测到瓶子时，自动闭合启动定时器T37，由于系统的按钮无法延时，所以在这里加了中间继电器M0.1动作，当到了T37的定时时其开关动作，灌装设备就开始工作，同时定时器T38开始工作并且报警显示启动（表示灌装设备工作正常进行），而对于中间继电器M0.1进行复位，也就是对于T37进行复位。

当工作设备工作5S后，灌装已经完成，传送带继续运行，当检测系统检测到下一个空瓶子的时候，系统就停止，重新进行灌装设备的工作，或者按下停止按钮I0.1动作时，系统不会工作。

而对于空瓶传感器和满瓶传感器每一次检测到瓶子时，启动计数器自1，同时显示也会加1。

该出由于局限型，只能显示一位输出。

五、设计心得

和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。

我们做的是一个由三个部分组成的浇灌系统。

由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。

但通过各方面的查资料并学习。

我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。

分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。

   通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

    通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

  在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

六、参考文献

[1]李道霖．电气控制与PLC原理及应用[M]．电子工业出

版社，2006，（7）．

[2]孙海维．SIMATIC可编程控制器及应用[M]．机械工业

出版社，2005，

（1）．

[3]廖常初．PLC编程及应用[M]．机械工业出版社，2012，（3）．