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基于PLC控制的啤酒次回收机前言针对当前啤酒次品回收的自动化程度低的现状，设计了全自动的啤酒次品回收机。该电气控制部分包括主回路和控制回路，主回路由2台电机提供动力；控制回路由过程控制、液位显示与控制和清洗控制回路等构成。本设计采用可编程控制器(PLC)来实现该机过程控制，并运用顺序设计法设计出比较完善的电气控制梯形图。提高了自动化程度。该设计装置若投入生产，可以改变目前国内啤酒行业靠传统手工回收次品的现状，自动完成啤酒生产中的次品回收。啤酒生产过程中由于各种原因，会产生次品。比如酒液中有沉淀或有杂质、酒瓶没有洗干净或有破损、酒瓶上的标签贴不正等等。如今我国啤酒生产基本已经实现了自动化，但是在啤酒次品回收过程中，自动化程度几乎为零。由于目前国内几乎没有一家啤酒企业实现啤酒回收的自动化。还完全依靠传统的手工回收操作。手工回收有诸多的不足。一是浪费劳动力资源；二是可能造成回收过程的酒瓶破损：三是传统的手工操作使酒液大量接触空气中的氧气和细菌。使啤酒变质而不能再回收利用，这样就降低了回收啤酒的质量。为了减少啤酒回收过程的人力资源浪费提高啤酒质量及企业经济效益，有必要设计一套自动化程度较高的啤酒次品回收装置。第一章可编程控制器介绍及选型1.1可编程控制器介绍可编程控制器(Programmable Logic controller)，简称PLC，是以微处理器为基础的新型工业控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。1985年1月，国际电工委员会(tEE)的可编程控制器标准草案第二稿，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作指令，并通过数字式的输入输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于使工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计”。PLC主要由电源、CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。PLC实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似。CPU模块又叫中央处理控制器，是PLC的核心部分，它由微处理器(CPU)和存贮器组成。如图1-1图1-1 PLC控制系统示意图1.2可编程控制器的特点及主要功能 1.2.1可编程控制器的一般特点可编程控制器的种类千差万别，为了在恶劣的工业环境中使用，它们却有许多共同的特点。a. 抗干扰能力强，可靠性极高b. 编程方便c. 使用方便d. 维护方便e. 设计、 施工、 调试周期短f. 易于实现机电一体化1.2.2可编程控制器的主要用途PLC采用微电子技术来完成各种控制功能，在现场的输入信号作用下，按照预先输入的程序，控制现场的执行机构，按照一定规律进行动作。其主要功能如下。a. 顺序逻辑控制这是PLC最基本 最广泛的应用领域，用来取代继电器控制系统，实现逻辑控制和顺序控制。它即可用于单机控制或多机控制又可用于自动化生产线的控制。PLC根据操作按钮、限位开关及其他现场给出的指令信号，控制机械运动部件进行相应的操作。 b. 运动控制在机械加工行业，可编程控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，完成机床的运动控制。很多PLC制造厂家已提供了拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴的位置控制模板。在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模板，模板移动一轴或数轴到目标位置。当每个轴移动时，位置控制模板保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。目前已用于控制无心磨削、冲压、复杂零件分段冲裁、滚削、磨消应用当中。c. 定时控制PLC为用户提供了一定数量的定时器，设置了定时器指令，可按一定方式进行定时时间的扩展。定时精度高，定时设定方便、灵活。PLC还提供了高精度的时钟脉冲，用于准确的实时控制。d. 记数控制PLC为用户提供的记数器分为普通记数器，可逆记数器(增减计数器)、高速计数 器等，用来完成不同用途的记数控制命令。计数器值等于计数器设定值，或在某一数值范围时，发出控制命令。计数器的记数值可在运行中被读出，也可在运行中进行修改e. 步进控制PLC为用户提供了一定数量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步进控制功能。在一道工序完成之后，自动进行下一道工序。一个工作周期结束后，自动进入下一个工作周期。有些PLC还专门设有步进控制指令，使得步进控制更为方便。f. 数据处理大部分PLC都具有不同程度的数据处理功能，如F2系列、C系列、S7系列PLC等，能完成数据运算如；加、减、乘、除、乘方、开方等，逻辑运算如；字与、字或、字异或、求反等，移位、数据比较和传送数值的转换等操作。g. 模、数和数、模转换在过程控制或闭环控制系统中，存在温度、压力、流量、速度位移、电流、电压 等连续变化的物理量。过去，PLC用于逻辑控制，对于这些物理量的控制主要靠仪表控制或分布式系统DCS。目前，大、中型PLC都具有物理处理功能，很多小型PLC也具有物理量处理功能，编程和使用都很方便。h. 通信及联网大都分PLC都具备通信能力，能够实现PLC与计算机，PLC与PLC之间的通信。通过这些通信技术，使PLC更容易构成工厂自动化（FA）系统。也可与打印机、监视器等外部设备相连，记录和监视有关数据。1.3工作原理可编程控制器是从继电器控制系统发展起来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图很相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称如输入继电器、输出继电器等等。这种用计算机程序实现的“软继电器”与继电器系统中的物理继电器在功能上也有某些相似之处。因此，与其他控制装置一样，PLC根据输人信号的状态，按照控制要求进行处理判断，产生控制输出。PLC采用循环扫描的工作方式，这个过程分为读输入、程序执行、写输出3个阶段。整个过程进行一次所需要的时间称为扫描周期。如图1-2开始内部处理通信处理RUN方式？输入扫描程序执行输出处理NY图1-2扫描过程图3个阶段分别如下：读输入(输入刷新)阶段PLC在读输入阶段。以扫描方式依次地读入所有输入信号的通断状态，并将它们存人存储器输入暂存区的相应单元内。这部分存储器区也被特别地称为输入映像区。在读输入结束后，PLC转入用户程序执行阶段。用户程序执行阶段PLC在程序执行阶段，按照先后次序逐条执行用户程序指令，从输入映像存储区中读取输入状态、上一扫描周期的输入状态以及定时器、计数器状态等条件。根据用户程序进行逻辑运算。不断得到运算结果，一步步运算得到的结果并不直接输出。而是将其对应地先存入输出暂存区的相应单元中输出暂存区也称为输出映像区，直到用户程序全部被执行完。用户程序执完。得到最后的可以输出的结果。本扫描周期内的用户程序执行阶段结束。PLC转入写输出阶段。写输出(输出刷新)阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间PLC根据输出映像区中的对应状态刷新所有的输出锁存电路。再经隔离驱动到输出端子，向外界输出控制信号。1.4 PLC的选型在PLC系统设计时，首先应该确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估计时，应该详细分析工艺过程的特点、控制要求、明确控制任务和范围确定所需要的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需要存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。1.输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应该考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%-20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。根据估算的方法故本课题的I/O点数为29点，输出61点。2.存储器容量的估算存储器容量是可编程控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试后才知道。为了设计造型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同的公式，大体上都是按数字量I/O点数的10-15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按次数的25%考虑余量。因此本课题的PLC内存容量选择应能存储2000条梯形图，这样才能在以后的改造中有足够的空间。3.控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。根据本课题设计的啤酒次品回收机控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。（1）控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需要的控制功能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。（2）编程功能离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模拟时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制，完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编程的程序或数据发送到主机，在一个扫描周期，主机就根据新收到程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。（3）诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。4.机型的选择（1）PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统：模块型PLC提供多种I/O卡件或插件，因此用户可较合理的选择和配置控制的I/O点数，功能扩展方便，一般用于大中型控制系统。（2）经济性的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比，考虑经济性，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，结合经济性的考虑因此选择整体型PLC。综合以上因素，本课题的设计所采用的小型PLC来实现整个自动系统的控制，并具有以下优点：最大范围地包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，他可以为自动化应用提供做大的灵活性和控制能力。同时具有突出的寄存器容量：三菱FX2N-128M包括8k内置RAM寄存器，用一个寄存器盒可扩充到16K步RAM或EEPROM。丰富的元件资源：3072多点辅助继电器、200多点定时器、235点计数器和8000多点数据寄存器。1.5 三菱FX2N系列功能介绍简单介绍：FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制力。控制规模：16256点(基本单元:16/32/48/64/80/128点)特点:(1) 集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。对6种基本单元，可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备，最大可以扩展输入输出256点。(2) 高速运算基本指令：0.08us/指令 应用指令:1.52数100us/指令(3) 安心、宽余的存储器规格内置8000步RAM存储器 安装存储盒后，最大可以扩展到16000步。(4) 丰富的软元件范围辅助继电器：3072点，定时器：256点，计数：235点 数据寄存器；8000点(5) 除了具有输入输出16256点的一般速度，还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。(6) 面向海外的产品适合各种安全规格为大量实际应用而开发的特殊功能：开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要-模拟I/O，高速计数器。定位控制达到16轴，脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。对每一个FX2主单元可配置总计达8个特殊功能模块。根据PLC I/O节点使用原则，即留出20%-30%的I/O点以做扩展时使用，本系统选用PLC型号为三菱FX2N-128MR。第二章 光电开关2.1 光电开关的基本介绍光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防系统中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的运动次数。光电开关利用光敏电阻，以光源为媒介，控制电路的通断，这样的开关，就是光电开关。光是一种电磁射线，其特性如同无线电波和X射线，传递速度约为300000千米/秒，因此它可以在发射的一瞬间被其接收。红外线光电开关是利用人眼不可见（波长为780nm-1mm）的近红外线和红外线的来检测、判别物体。通过光电装置瞬间发射的微弱光束能被安全可靠的准确的发射和接收。多数光电开关选用的是波长接近可见光的红外线光波型。光电开关的重要功能是能够处理光的强度变化：利用光学元件，在传播媒介中间使光束发生变化；利用光束来反射物体；使光束发射经过长距离后瞬间返回。如图2-1图2-1 光电开关2.2 光电开关的工作原理光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。 光电开关采用集成电路技术和SMT表面安装工艺而制造的新一代光电开关器件，由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。光电开关一般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。2.3 光电开关的特点光电开关是现代微电子技术发展的产物，具有以下基本特点：（1）具有自诊断稳定工作区指示功能，可及时告知工作状态是否可靠；（2）对射式、反射式、镜面反射式光电开关都有防止相互干扰功能，安装方便；（3）对ES外同步（外诊断）控制端的进行设置可在运行前预检光电开关是否正常工作。并可随时接受计算机或可编程控制器的中断或检测指令，外诊断与自诊断的适当组合可使光电开关智能化；（4）响应速度快，高速光电开关的响应速度可达到0.1ms，每分钟可进行30万次检测操作，能检出高速移动的微小物体；（5）采用专用集成电路和先进的SMT表面安装工艺，具有很高的可靠性；（6）体积小（最小仅203112mm）、重量轻，安装调试简单，并具有短路保护功能。2.4 光电开关的检测方式常用光电开关的分类方法：按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型。对射式检测距离远，可检测半透明物体的密度（透光度）。反射式的工作距离被限定在光束的交点附近，以避免背景影响。镜面反射式的反射距离较远，适宜作远距离检测，也可检测透明或半透明物体。基本工作特性（以光敏三极管为例）（1）共模抑制比很高在光电耦合器内部，由于发光管和受光器之间的耦合电容很小（2pF以内）所以共模输入电压通过极间耦合电容对输出电流的影响很小，因而共模抑制比很高。 （2）输出特性 光电耦合器的输出特性是指在一定的发光电流IF下，光敏管所加偏置电压VCE与输出电流IC之间的关系，当IF=0时，发光二极管不发光，此时的光敏晶体管集电极输出电流称为暗电流，一般很小。当IF0时，在一定的IF作用下，所对应的IC基本上与VCE无关。IC与IF之间的变化成线性关系，用半导体管特性图示仪测出的光电耦合器的输出特性与普通晶体三极管输出特性相似。（3）光电耦合器可作为线性耦合器使用。在发光二极管上提供一个偏置电流，再把信号电压通过电阻耦合到发光二极管上，这样光电晶体管接收到的是在偏置电流上增、减变化的光信号，其输出电流将随输入的信号电压作线性变化。光电耦合器也可工作于开关状态，传输脉冲信号。在传输脉冲信号时，输入信号和输出信号之间存在一定的延迟时间，不同结构的光电耦合器输入、输出延迟时间相差很大。第三章 电磁阀3.1 电磁阀的基本介绍电磁阀是用电磁控制的工业设备，用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。电磁阀选型首先应该依次遵循安全性，可靠性，适用性，经济性四大原则，其次是根据六个方面的现场工况（即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择）。图3-1 电磁阀电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。3.2 电磁阀分类1、电磁阀从原理上分为三大类：（1）直动式电磁阀（2）分步直动式电磁阀（3）先导式电磁阀2、电磁阀从阀结构和材料上的不同与原理上的区别，分为六个分支小类：直动膜片结构、分步直动膜片结构、先导膜片结构、直动活塞结构、分步直动活塞结构、先导活塞结构。3、电磁阀按照功能分类：水用电磁阀、蒸汽电磁阀、制冷电磁阀、低温电磁阀、燃气电磁阀、消防电磁阀、氨用电磁阀、气体电磁阀、液体电磁阀、微型电磁阀、脉冲电磁阀、液压电磁阀 常开电磁阀、油用电磁阀、直流电磁阀、高压电磁阀、防爆电磁阀等。3.3 选型依据电磁阀选型首先应该依次遵循安全性，可靠性，适用性，经济性四大原 则，其次是根据六个方面的现场工况（即管道参数、流体参数、压力参数、电气参数、动作方式、特殊要求进行选择）。3.4 选型原则安全性：1、腐蚀性介质：宜选用塑料王电磁阀和全不锈钢；对于强腐蚀的介 质必须选用隔离膜片式。中性介质，也宜选用铜合金为阀壳材料的电磁阀，否则，阀壳中常有锈屑脱落，尤其是动作不频繁的场合。氨用阀则不能采用铜材。2、爆炸性环境：必须选用相应防爆等级产品，露天安装或粉尘多场合应选用防水，防尘品种。3、电磁阀公称压力应超过管内最高工作压力。适用性：1、介质特性（1）质气，液态或混合状态分别选用不同品种的电磁阀；（2）介质温度不同规格产品，否则线圈会烧掉，密封件老化，严重影响寿命命；（3）介质粘度，通常在50cSt以下。若超过此值，通径大于15mm时，用多功能电磁阀；通径小于15mm时，用高粘度电磁阀。（4）介质清洁度不高时都应在电磁阀前配装反冲过滤阀，压力低时，可选用直动膜片式电磁阀；（5）介质若是定向流通，且不允许倒流，需用双向流通；（6）介质温度应选在电磁阀允许范围之内。2、管道参数（1）根据介质流向要求及管道连接方式选择阀门通口及型号；（2）根据流量和阀门Kv值选定公称通径，也可选同管道内径；（3）工作压差：最低工作压差在0.04Mpa以上是可选用间接先导式；最低工作压差接近或小于零的必须选用直动式或分步直接式。3、环境条件（1）环境的最高和最低温度应选在允许范围之内；（2）环境中相对湿度高及有水滴雨淋等场合，应选防水电磁阀；（3）环境中经常有振动，颠簸和冲击等场合应选特殊品种，例如船用电磁阀；（4）在有腐蚀性或爆炸性环境中的使用应优先根据安全性要求选用耐发蚀型；（5）环境空间若受限制，需选用多功能电磁阀，因其省去了旁路及三只手动阀且便于在线维修。4、电源条件（1）根据供电电源种类，分别选用交流和直流电磁阀。一般来说交流电源取用方便；（2）电压规格用尽量优先选用AC220V.DC24V；（3）电源电压波动通常交流选用+%10%-15%，直流允许%10左右，如若超差，须采取稳压措施；（4）应根据电源容量选择额定电流和消耗功率。须注意交流起动时VA值较高，在容量不足时应优先选用间接导式电磁阀。5.控制精度（1）普通电磁阀只有开、关两个位置，在控制精度要求高和参数要求平稳时需选用多位电磁阀；（2）动作时间：指电信号接通或切断至主阀动作完成时间；（3）泄漏量：样本上给出的泄漏量数值为常用经济等级。可靠性：1、工作寿命，此项不列入出厂试验项目，属于型式试验项目。为确保质量应选正规厂家的名牌产品。2、工作制式：分长期工作制，反复短时工作制和短时工作制三种。对于长时间阀门开通只有短时关闭的情况，则宜选用常开电磁阀。3、工作频率：动作频率要求高时，结构应优选直动式电磁阀，电源听优选交流。4、动作可靠性：严格地来说此项试验尚未正式列入中国电磁阀专业标准，为确保质量应选正规厂家的名牌产品。有些场合动作次数并不多，但对可靠性要求却很高，如消防、紧急保护等 ，切不可掉以轻心。特别重要的，还应采取两只连用双保险。经济性：它选用的尺度之一，但必须是在安全、适用、可靠的基础上的经济。经济性不单是产品的售价，更要优先考虑其功能和质量以及安装维修及其它附件所需用费用。更重要的是，一只电磁阀在整个自控系统中在整个自控系统中乃至生产线中所占成本微乎其微，如果贪图小便宜错选而造成损害群是巨大的。3.5 安装注意1、安装时应注意阀体上箭头应与介质流向一致。不可装在有直接滴水或溅水的地方。电磁阀应垂直向上安装；2、电磁阀应保证在电源电压为额定电压的15%-10%波动范围内正常工作；3、电磁阀安装后，管道中不得有反向压差。并需通电数次，使之适温后方可正式投入使用；4、电磁阀安装前应彻底清洗管道。通入的介质应无杂质。阀前装过滤器；5、当电磁阀发生故障或清洗时，为保证系统继续运行，应安装旁路装置。第四章 啤酒次品回收机的介绍4.1 工作原理该啤酒次品回收机的装置见图4-1，在传送带l一端的不同位置分别装有KI、K2两个光电开关，其作用是检测是否有酒瓶通过。止瓶器装于光电开关K2旁，主要作用是当传送带l上有一定数量酒瓶的时候，止瓶器让酒瓶通过，当传送带l上的酒瓶比较少时，止瓶器暂时弹出阻挡酒瓶进入星轮1。在止瓶器和星轮1之间是螺旋形推进器，其作用是调整瓶与瓶之间距离，以保持酒瓶之间有相等间距进入星轮。星轮的作用是改变酒瓶的运动方向，然后均匀将酒瓶传送到图中2表示的启盖装置。星轮3后边的回收装置是整个啤酒次品回收机的主要部分，它是一个环形的装置，其上部是一个环形酒缸酒缸底部均匀地分布着18个回收头每一个回收头的正下方都有一个用气缸控制的托瓶器和一个用于检测酒瓶内是否存在酒液的光电开关回收时气缸逐个托起酒瓶依次回收。当啤酒次品回收机工作时，整个是整体旋转着的。回收后的酒由酒缸通过回酒阀到回收罐中。传送带2则是负责传送从星轮4传送过来的空酒瓶。整个装置如果有一处出现问题，那么，前面的所有装置都停止工作。直到故障解决为止。整个装置由2台电机提供动力，电机1为主机。传送带1提供动力，电机2只为传送带2提供动力。而其中的进水管道和出水管道是用来清洗酒缸、回收头和回收罐的。图4-1啤酒次品回收机的装置组成图次品酒从传送带1进入啤酒次品回收机，经星轮l到启盖装置，然后再经星轮3到回收装置，从回收装置将酒液回收过后，再经由星轮4送到传送带2，由传送带2将空酒瓶送出啤酒次品回收机。这就是次品啤酒回收的工艺过程。图4-1啤酒次品回收机的装置组成图4.2啤酒次品回收机的工作流程啤酒次品回收机启动后，次品啤酒从流水线上下来当经过光电开关K1、K2，光电开关K1K2感应到有啤酒瓶经过，止瓶器开启啤酒瓶通过螺旋式推进器经过星轮1到达星轮2启盖，启盖完后通过星轮3送至回收装置，回收装置通过18回收头回收酒液，回收完酒液后通过星轮4送到传送带送出啤酒次品回收机。如图4-2所示：图4-2 啤酒次品回收机工作流程图第五章 啤酒次品回收机的设计过程5.1 I/O地址分配表输入地址代号输出地址代号主电机启动X0SB1主电机Y0KM1主电机停止X1SB2止瓶器Y1KM2检测开关1X2K1启盖器Y2KM3检测开关2X3K2泄洒阀Y3KM4止瓶器X4SB3备压充气阀Y4KM5启盖器启动X5SB4传送带2Y5KM6启盖器停止X6SB5充气阀1Y6KM7最低液位信号X7K3充气阀2Y7KM8偏高液位信号X10K4充气阀3Y10KM9最高液位信号X11K5充气阀4Y11KM10光电开关1X12K6充气阀5Y12KM11光电开关2X13K7充气阀6Y13KM12光电开关3X14K8充气阀7Y14KM13光电开关4X15K9充气阀8Y15KM14光电开关5X16K10充气阀9Y16KM15光电开关6X17K11充气阀10Y17KM16光电开关7X20K12充气阀11Y20KM17光电开关8X21K13充气阀12Y21KM18光电开关9X22K14充气阀13Y22KM19光电开关10X23K15充气阀14Y23KM20光电开关11X24K16充气阀15Y24KM21光电开关12X25K17充气阀16Y25KM22光电开关13X26K18充气阀17Y26KM23光电开关14X27K19充气阀18Y27KM24光电开关15X30K20回收阀1Y30KM25光电开关16X31K21回收阀2Y31KM26光电开关17X32K22回收阀3Y32KM27光电开关18X33K23回收阀4Y33KM28传送带2启动X34SB6回收阀5Y34KM29传送带2停止X35SB7回收阀6Y35KM30回收阀7Y36KM31回收阀8Y37KM32回收阀9Y40KM33回收阀10Y41KM34回收阀11Y42KM35回收阀12Y43KM36回收阀13Y44KM37回收阀14Y45KM38回收阀15Y46KM39回收阀16Y47KM40回收阀17Y50KM41回收阀18Y51KM42托瓶器1Y52KM43托瓶器2Y53KM44托瓶器3Y54KM45托瓶器4Y55KM46托瓶器5Y56KM47托瓶器6Y57KM48托瓶器7Y60KM49托瓶器8Y61KM50托瓶器9Y62KM51托瓶器10Y63KM52托瓶器11Y64KM53托瓶器12Y65KM54托瓶器13Y66KM55托瓶器14Y67KM56托瓶器15Y70KM57托瓶器16Y71KM58托瓶器17Y72KM59托瓶器18Y73KM60最高液位阀Y74KM61回酒阀Y75KM625.2 PLC外部接线图 COMX0 Y0X1 Y1X2 Y2X3 Y3X4 COMX5 Y4X6 Y5X7 Y6 X10 Y7X11 COMX12 Y10X13 Y11X14 X15 X16 Y27X17 COMX20 Y30X21 Y31X22X23X24 X25 Y51X26 COMX27 Y52X30 Y53X31X32X33X34 X35 Y75 COMCOM FU 220V SB1 KM1 SB2 KM2 K1 KM3 K2 KM4 SB3 SB4 KM5 SB5 KM6 K3 KM7 K4 KM8 K5 K6 KM9 K7 KM10 K8 K9 K10 KM24 K11 K12 KM25 K13 KM26 K14 K15 K16 K17 KM42 K18 K19 KM43 K20 KM44 K21 K22 K23 SB6 SB7 KM62图5-1 外部接线图5.3 工作流程图开始经过光电检测开关 未达到要求 达到要求止瓶器不动作止瓶器动作打开启盖器动作托瓶器动作经过光电检测开关 没有检测到酒瓶 检测到酒瓶不动作进行回收动作光电开关检测回收缸内酒液液位 达到最高值 未达到最高值主电路停止，停止回收泄洒阀动作结束 图5-2 工作流程图根据该机工艺控制过程，设计出了如图5-2所示的工作流程图, 该程序的具体控制过程如下：首先，X0是整个啤酒次品回收机的启动按钮,X1是整个啤酒次品回收机的停止按钮。当X0闭合后，与该输入继电器连接的主电机启动Y0的线圈得电，其常开触点闭合可以自保持，因此。是一个“起保停”电路。次品啤酒从生产线下来以后。由人工将其放上传送带l，为了实现只有较多次品酒时。回收机开始工作(否则停止工作)，在传送带1不同位置处安装光电开关K1、K2(较远的距离)，当K1、K2两个光电开关均检测到有酒瓶连续批量经过以后光电开关X2和X3，它们的常开触点闭合，同时Y0的线圈得电，止瓶器X4动作打开。于是，次品酒经过螺旋形推进器将其分隔开，由星轮l将其一一送到启盖装置。Y2的常开触点串联的作用是只有当主电机工作时即Y2的线圈得电时，止瓶器和启盖装置才有可能动作：如果主电机停止工作，即Y2的线圈失虎，则Y2的常开触点恢复断开，止瓶器和启盖装置都将停止动作。次品酒经过星轮2以后，再由星轮3将其送到回收装置。回收装置的托瓶器是由气缸托起的属于机械控制部分，不受电气控制，因此，不管有没有酒瓶到来。托瓶气缸均动作。因为18个回收头的结构完全一致所以只对1号回收头的工作过程作说明。当有次品酒在托瓶器上后，托瓶器将其托起，回收头插入酒瓶底部。1号回收头下面的光电开关检测到有次品酒瓶就打开。使光电开关X12的常开触点闭合Y52的线圈得电回头上的充气阀打开，开始向酒瓶里面注入气压约为02MPa