饮料灌装生产线模拟系统设计—毕业设计.doc

摘要摘 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生产线的改造和重新设计问题PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用本文详细论述了饮料灌装机控制系统的设计步骤，本系统设计中完成了饮料灌装机控制系统的硬件的配置和软件方面的设计，实现了饮料灌装机控制系统的自动化对劳动生产率的提高，对饮料的质量和产量的提高都具有深远的意义利用PLC控制饮料灌装生产过程，可有效提高灌装生产效率，并显著增加控制系统的可靠性和柔性 关键词：可编程控制器；自动化；灌装；生产线ⅠAbstractAbstractWith the increasing level of industrial automation, many industrial  enterprises are facewith the transformation of traditional production  line and re-design problem.This paper involves the drinks filling automation production line adopts PLC control, This design co-mpletes the drinks production line hardware configuration and software design ,to achieve  automation of the carbonated drinks filling machine.Not only improve thelabor productivitybut also has far-reaching significance of the improvem-ent of quality and yield. PLC control of the use of beverage filling produ-ction process, which can effectively improve the production efficiency of filling , and significantly increase the reliability of  controlsystems  and flexible.Keywords: Programmable controller；Automation Filling；Production lineⅡ河北工程大学毕业设计论文目录摘要………………………………………………………………………IAbstract…………………………………………………………………II概述………………………………………………………2第一章 总体设计方案………………………………………………3 1.1 系统框图……………………………………………………………3 1.2 饮料灌装结构图……………………………………………………4 1.3 项目目标……………………………………………………………6 1.3.1 电动机……………………………………………………6 1.3.2 灌装机……………………………………………………7第二章 系统硬件设计………………………………………………8 2.1 PLC基础……………………………………………………………8 2.1.1 PLC的产生和定义………………………………………9 2.1.2 可编程控制器的特点……………………………………10 2.1.3 设计PLC基本原则……………………………………13 2.1.4 PLC的选择S7—200………………………………………15 2.2 电机的选择………………………………………………………16 2.4 传感器的选择……………………………………………………16 2.4.1 光电传感器………………………………………………18 2.4.2 压力传感器………………………………………………26 2.4.3 液位传感器………………………………………………30 2.4.4 接近开关………………………………………………31 2.5 原件明细表………………………………………………………32第三章 系统程序的设计………………………………………… 33 3.1系统原理图…………………………………………………………33 3.2系统流程图…………………………………………………………34 3.3 I/O分配表…………………………………………………………35 3.4 梯形图…………………………………………………………36致谢词…………………………………………………………………42参考文献…………………………………………………………43概述一．课题研究背景 几年前，自动化技术只占包装机械设计的30%，现在已占50%以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控制。

提高了包装机械自动化程度的目的：一是为了提高生产率；二是为了提高设备的柔性和灵活性；三是为了提高包装机械完成复杂动作的能力本设计的目的是利用“PLC”技术平台自主开发创新，将机械、电气和自动化等技术有机结合，构成实用的饮料灌装生产线模拟系统二．课题研究意义本设计鉴于PLC可靠性高、耐恶劣环境能力强、使用极为方便三大特点，利用PLC技术平台自主开发创新，将机械、电气和自动化等技术有机结合，将传统的继电器-接触器控制功能用PLC代替，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电气元件、导线与原材料,缩短设计周期,减少维修工作量, 提高加工零件合格率,进而提高生产率，而且程序调整修改方便灵活，提高了设备的柔性和灵活性具有整体技术经济效益三．设计要求系统主要基于PLC-200，主要功能是完成饮料灌装生产过程，明确装瓶，传送，盖盖，检测过程，并可以启动，移位，复位按钮进行操作，实现手动，自动全过程四．题研究方法步骤如下：1.控制系统总体设计：分析控制要求，了解系统工作过程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：利用STEP 7软件编制出相应的梯形图程序。

4.系统调试：实验室中连接硬件线路，模拟运行，完成程序的调试第一章 总体设计方案1.1 系统框图按钮：提供操作信号热继电器：过载保护 传感器：检测到的信号输入PLC电源：给PLC提供工作电源PLC:通过输入、输出控制中间继电器的通断中间继电器：控制交流接触器交流接触器：保护与通断作用电动机：带动机械设备运行，完成加工工作指示灯：灌装报警信号电磁阀：控制流量 1.2 饮料灌装结构图如图1，图2，图3所示1.3 项目目标整个流水线由主传送带（M1）、次品传送带（M2）、灌装装置、次品推动装置、光电传感器（定位）、压力传感器等组成流水线的实时监控，由传感器检测电动机的启动和停止，灌装装置的灌装，次品的检测、推动和计数由PLC控制按下启动按钮后，生产线进入自动工作状态，具备工作条件后，瓶子随着传送带进入灌装工序，灌装完成后传送带继续启动运行当瓶子随着主传送带平稳的进入灌装架时，灌装架的光电传感器信号送给PLC，主传送带停止1秒，并且夹瓶装置固定，一秒后，罐装架的电磁阀打开，汽缸启动并罐饮料，罐装到5S（及罐满）后自动停止，灌装过程中有报警提示，罐装结束后，主传送带开始启动，通过压力传感器检测是否满瓶，没装满的由推杆推入次品传送带。

检测满瓶过程中计数（正品与次品分别计数）1.3.1 M1主传送带电动机 （1） 功能：带动主传送带运行 （2） 控制要求： ①一旦启动，M1主传送带驱动电机启动并保持到停止开关动作或者灌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M1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通过交流接触器实现失压欠压保护 ③通过热继电器实现过载，欠相保护 M2次品传送带电动机 （1） 功能：带动次品传送带运行 （2） 控制要求：①一旦启动，则M2次品传送带驱动电机启动，并保持到停止开关动作②通过交流接触器实现失压欠压保护③通过热继电器实现过载，欠相保护 M3灌装电动机 （1） 功能：保持料箱液位 （2） 控制要求：①当料箱中下陷位传感器动作时，M3启动给饮料注入原料，当上限位传感器动作时，M3停止②通过熔断器实现短路保护③通过交流接触器实现失压欠压保护④通过热继电器实现过载，欠相保护 1.3.2 灌装机 （1） 功能：在设定时间里定量灌装 （2） 控制要求： ①当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1S，灌装设备开始工作，灌装过程为5S，灌装过程应有报警显示，5S后停止灌装并不再显示报警。

②保护 （3）实现方法：电磁阀灌装：电磁阀灌装阀的开关由电磁阀控制，灌装精度更高，计时恒压定量灌装原理，可使灌装的误差在千分之五以下电动定量灌装系统及电磁阀控制计量装置，可进行精确灌装，减少浪费在恒压储液罐灌液中，里面有上限位和下限位传感器，他们被淹没时是1状态液面低于下陷位液面是恒压储液罐为空饮料通过进液电磁阀流入恒压储液罐，液面到达上限位时进液电磁阀断电关闭，使液位保持稳定恒压储液罐下面是灌装头部分，夹瓶装置由汽缸1驱动下降，下降到位后，夹瓶装置由汽缸2加紧定位，定位夹紧后，灌装头由汽缸3驱动下降，到位后灌装头电磁阀打开，开始灌装，延时5秒电磁阀关闭，灌装头上升，夹瓶装置放松上升，传送带电机启动第二章 系统硬件设计2.1 PLC基础可编程序控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PLC但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。

传统的继电器控制系统主要存在以下两个缺点，一是可靠性差，排除故障困难，因为它是接触控制，所以当触点发生磨损和断裂等损坏情况时很难做出相应处理；二是灵活性差，总体成本较高继电器本身并不贵，但是控制柜内部的安装，接线工作量极大，工艺发生变化时相应的改动更是复杂因此当市场需要适应新的变化时，PLC就应运而生了PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。