饮料灌装生产流水线的PLC控制.docx
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饮料灌装生产流水线的PLC控制
饮料灌装生产流水线的PLC控制
课程设计
题目：
饮料灌装消费流水线的PLC控制
班 级：
姓 名：
指点教员：
完成日期：
一、设计标题
饮料灌装消费流水线的PLC控制
二、设计要求
〔1〕系统经过开关设定为自动操作形式，一旦启动，那么传送带的驱动电机启动并不时坚持到中止开关举措或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时中止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必需自动启动，并坚持到又检测到一个瓶子或中止开关举措.
〔2〕当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备末尾任务，罐装进程为5秒钟，罐装进程应有报警显示，5秒后中止并不再显示报警.
〔3〕用两个传感器和假定干个加法器检测并记载空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必需记载空瓶数和满瓶数，设最多不超越99999999瓶.
〔4〕可以手动对计数值清零〔复位〕.
三、上交资料
〔1〕开题报告
〔2〕说明书
四、进度布置
第1周：
〔1〕熟习标题，查找资料，整理资料，完成开题报告。
〔2〕停止PLC控制系统的硬件局部设计〔PLC选型及外部接线图〕。
第2周：
停止PLC控制系统的软件局部设计〔控制顺序功用和梯形图设计〕。
第3周：
查找缺乏，整理说明书。
总体剖析，预备争辩。
五、指点教员评语
成绩：
指点教员
日 期
摘 要
随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统消费线的改造和重新设计效果。
PLC〔可编顺序控制器〕是以微处置器为中心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一同，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面失掉普遍运用。
作为通用工业控制计算机，其完成了工业控制范围接线逻辑到存储逻辑的飞跃，在世界工业控制中发扬着越来越重要的作用。
鉴于此，设计者应用PLC的功用和特点设计出了一款饮料灌装消费流水线控制系统。
文章刚末尾引见了PLC的相关知识，接着以饮料灌装流水线为例，采用三菱公司的FX系列可编顺序控制器，引见了PLC在饮料灌装流水线中的运用，给出了详细的顺序设计进程。
应用PLC控制饮料灌装消费进程，可有效提高灌装消费效率，并清楚添加控制系统的牢靠性和柔性。
关键词：
可编程控制器、灌装流水线、顺序功用图、梯形图
Abstract
Withtheincreasinglevelofindustrialautomation,manyindustrialenterprisesarefacedwiththetransformationoftraditionalproductionlineandre-designproblem.PLC（programmablelogiccontroller）isamicroprocessorasthecoreofindustrialcontroldevices,itwillrelaythetraditionalcontrolsystemcombinedwithcomputertechnologyinrecentyearsinindustrialautomation,mechanicalandelectricalintegration,thetransformationoftraditionalindustriessuchasgenerallyapplied.Asageneral-purposeindustrialcontrolcomputer,therealizationofindustrialcontrolwiringlogicalleapinlogictostorage,industrialcontrolintheworldisplayinganincreasinglyimportantrole.Inviewofthis,thedesignersoftheuseofPLCfunctionsandfeaturesdesignedabeveragefillingproductionlinecontrolsystem.
ThearticleintroducedthePLCbeginningoftherelevantknowledge,andthentodrinkbottlinglineasanexample,theuseofMitsubishiFXseriesprogrammablelogiccontroller,PLC,introducedinthebeveragebottlinglineintheapplication,givenadetailedprogramdesignprocess.PLCcontroloftheuseofbeveragefillingproductionprocess,whichcaneffectivelyimprovetheproductionefficiencyoffilling,andsignificantlyincreasethereliabilityofcontrolsystemsandflexible.
Keywords:
programmablelogiccontroller,fillinglines,SequentialFunctionChart,LadderDiagram
前言
一、课题研讨背景
几年前，自动化技术只占包装机械设计的30%，如今已占50%以上，少量运用了微电脑设计和机电一体化控制。
提高包装机械自动化水平的目的：
一是为了提高消费率；二是为了提高设备的柔性和灵敏性；三是为了提高包装机械完成复杂举措的才干。
本设计的目的是应用〝PLC〞技术平台自主开发创新，将机械、电气和自动化等技术无机结合，构成适用的饮料灌装消费线模拟系统。
二、课题研讨内容
依据控制要求，以PLC为中心，设计出一款饮料灌装消费流水线控制系统。
设计系统控制硬件电路，编写软件控制系统顺序，完成对饮料灌装流水线的控制。
三、课程研讨意义
本设计鉴于PLC牢靠性高、耐恶劣环境才干强、运用极为方便三大特点，应用PLC技术平台自主开发创新，将机械、电气和自动化等技术无机结合，将传统的继电器-接触器控制功用用PLC替代，构成适用、牢靠的饮料灌装消费线PLC控制系统。
该控制系统可节省少量电气元件、导线与原资料,延长设计周期,增加维修任务量,提高加工零件合格率,进而提高消费率，而且顺序调整修正方便灵敏，提高了设备的柔性和灵敏性。
具有全体技术经济效益。
四、课题研讨方法
步骤如下：
1.控制系统总体设计：
剖析控制要求，了解系统任务进程。
2.控制系统硬件的设计：
PLC型号、相关元器件的选择以及外部接口电路的设计。
3.控制系统软件设计：
绘制顺序功用图和梯形图
4.系统调试：
应用仿真软件对所编制的顺序停止软件调试。
第一章可编程控制器概述
1.1PLC的定义
可编程控制器，简称PLC〔ProgrammablelogicController〕,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
在1987年国际电工委员会〔InternationalElectricalCommittee〕公布的PLC规范草案中对PLC做了如下定义：
〝PLC是一种专门为在工业环境下运用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制顺序的存储器，用来在其外部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能经过数字式或模拟式的输入和输入，控制各种类型的机械或消费进程。
PLC及其有关的中心设备都应该按易于与工业控制系统构成一个全体，易于扩展其功用的原那么而设计。
〞
详细一款FX—2N系列PLC实物如以下图:
图1-1FX—2N系列PLC实物图
1.2PLC的基本组成
PLC的基本组成可归为四大部件：
1．中央处置单元〔CPU板〕——控制器的中心；
2.输入部件——衔接现场设备与CPU之间的接口电路；
3.输入部件——送出PLC运算后得出的控制信息；
4.电源部件——为PLC外部电路提供动力。
另外，还必需有编程器——将用户顺序写进规则的存储器内。
PLC的基本组成框图如图1-2所示：
图1-2PLC的基本组成框图
1.3PLC的功用与特点
功用：
1.逻辑控制
2.定时控制
3.计数控制
4.步进（顺序）控制、
5.PID控制、数据控制
6.PLC具有数据处置才干、通讯和联网
7.其它PLC还有许多特殊功用模块，适用于各种特殊控制的要求，如定位控制模块、CRT模块。
特点：
1.牢靠性高，抗搅扰才干强
2.功用完善，适用性强
3.易学易用，深受工程技术人员欢迎
4.系统的设计、建造任务量小，维护方便，容易改造五.体积小，重量轻，能耗低
1.4PLC的运用范围
目前，在国际外PLC已普遍运用冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文明文娱等各行各业，随着PLC功用价钱比的不时提高，其运用范围不时扩展。
从运用类型看，PLC的运用大致可归结为以下几个方面：
1.开关量逻辑控制2.运动控制3.进程控制4.数据处置
第二章系统总体设计
系统经过开关设定为自动操作形式，一旦启动，那么传送带的驱动电机启动并不时坚持到中止开关举措或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时中止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必需自动启动，并坚持到又检测到一个瓶子或中止开关举措。
当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备末尾任务，灌装进程为5s，灌装进程应有报警显示，5s后中止并不再显示报警。
用两个传感器和两个计数器检测并记载空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，便末尾记载空、满瓶数，且空、满瓶数都最多不超越99999999瓶。
可以手动对计数值清零。
设计中包括PLC硬件结构设计及PLC控制软件局部设计。
硬件设计局部：
1.剖析控制要求，选择对应的传感器及其他部件、并写出I/O量功用表；2.选择适宜的PLC机型；3.画出PLC控制系统外部接线图。
软件设计局部：
1.控制系统顺序功用图；2.梯形图；3.指令表。
灌装流水线表示图如下：
第三章系统硬件设计
3.1传感器的选择
信息处置技术取得的停顿以及微处置器和计算机技术的高速开展，都需求在传感器的开发方面有相应的停顿。
微处置器如今曾经在测量和控制系统中失掉了普遍的运用。
随着这些系统才干的增强，作为信息采集系统的前端单元，传感器的作用越来越重要。
传感器已成为自动化系统和机器人技术中的关键部件。
狭义地说，传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于应用的电信号的器件。
它取得的信息正确与否，直接关系到整个系统的精度。
外界进入传感器的信号幅度是很小的，而且混杂有搅扰信号和噪声。
为了方便随后的处置进程，首先要将信号整构成具有最正确特性的波形，有时还需求将信号线性化，该任务是由缩小器、滤波器以及其他一些模拟电路完成的。
成形后的信号随后转换成数字信号，并输入到微处置器。
传感器的组成如图2-2所示：
针对本课题的控制要求，在设计中我选用了两个光电传感器〔空瓶检测传感器、灌装设备处的有无瓶传感器〕用来检测有无饮料瓶经过；还选用了一个重量传感器来检测瓶子能否灌满。
3.2PLC控制局部硬件设计
剖析对象的控制要求，确定输入/输入接口〔I/O〕数量，选择适宜的PLC机型及外设，完成PLC硬件结构配置，并绘制PLC控制电路硬件接线图，编制I/O接口功用表。
3.2.1PLC控制系统外部接线图
如图4-2所示：
图4-2饮料罐装流水线控制系统的PLC控制电路硬件接线图
3.2.2输入/输入接口〔I/O〕功用量
如下表4-1、4-2所示：
表4-1饮料罐装消费流水线控制系统的PLC输入接口功用表
序号
工位称号
文字符号
输入口
1
起动按钮
SB1
X000
2
中止按钮
SB2
X001
3
空瓶检测传感器开关信号
P0
X002
4
瓶子检测传感器开关信号
P1
X003
5
满瓶检测传感器开关信号
P2
X004
6
空瓶计数器手动复位开关
SB3
X005
7
满瓶计数器手动复位开关
SB4
X006
表4-2饮料罐装消费流水线控制系统的PLC输入接口功用表
序号
工位称号
文字符号
输入口
1
电机驱动传送带任务
KM1
Y000
2
灌装设备任务
KM2
Y001
3
灌装进程报警显示灯
L0
Y002
依据确定后的输入/输入接口〔I/O〕数量，本设计选择的PLC机型为FX2N-16MR-001。
第四章系统软件设计
依据控制要求，树立饮料罐装消费流水线PLC控制系统的顺序功用图，表达出各控制对象的举措顺序，并画出梯形图，写出指令表。
4.1控制系统顺序功用图
顺序功用图如4-1图所示：
图4-1饮料罐装流水线控制系统的顺序功用图
定时器选择：
依据已确定的PLC型号FX2N-16MR-001以及标题要求，该设计中的定时器选用T0、T1
计数器选择：
控制要求中提到计数器最大计数值99999999，可见必需选择32位计数器，再依据已确定的PLC型号FX2N-16MR-001可选择C200、C201。
4.2梯形图
手动复位局部梯形图：
4.3指令表
第五章顺序调试
启动系统：
当按下启动按钮X0，那么顺序由S0步变换到S20步，图中准确地表示出此时S20变为活动步，并驱动传送带电机运转，而S0那么变为不活动步。
空瓶计数器计数：
设置位置传感器检测抵达预定罐装位置：
当灌装设备下的光电传感器检测到有瓶子抵达预定位置时那么传送带驱动电机停转，定时器T0定时1s,为灌装做预备，与图中相符。
灌装进程、定时器T1定时、满瓶计数器计数及报警灯闪：
定时器T1定时时间到传送带自动启动：
当定时器T1定时5s时间到，那么顺序跳转到S20步即完成了传送带自动启动。
第六章结论和展望
用PLC控制饮料灌装消费流水线，思索了工业现场的环境，功用较动摇，极大地提高了设备的牢靠性，而且顺序调整修正方便灵敏。
以上顺序可依据控制要求的改动很方便地做出调整与扩大，能顺应控
制要求的不时更新变化，具有良好的运用前景。
近年来，饮料工业开展迅猛，碳酸饮料、果汁饮料、蔬菜汁饮料、含乳饮料、瓶装饮用水、茶饮料等种类不时丰厚，产量上的〝飘红〞使得对设备市场的需求也呈〝牛市〞。
因此，这方面的计术还要进一步开展和完善，以顺应现代工业的需求。
参考文献
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