灌装线自动生产系统全指导

电电 子子 科科 技技 大大 学学 标标 准准 实实 验验 报报 告告 一 一 实验项目名称实验项目名称 灌装线系统实验 二 二 实验室名称实验室名称 自动化工程学院罗克韦尔自动化实验室 三 三 实验目的实验目的 1 1 掌握掌握 RSLogix5000 RSLogix5000 并使用其进行程序编写 调试并使用其进行程序编写 调试 2 2 掌握使用掌握使用 RSLinxRSLinx ClassicClassic Gateway Gateway 使用其实现上位机使用其实现上位机 与与 PLCPLC 通信通信 3 3 在在 PLCPLC 灌装线实验模型上实现理瓶 灌水 装盖 检测 灌装线实验模型上实现理瓶 灌水 装盖 检测 环形传送带五个基本单元环形传送带五个基本单元 4 4 实现实现 PLCPLC 对变频器对变频器 PowerFlexPowerFlex 的配置以及控制的配置以及控制 5 5 对水瓶状态 瓶盖状态 产品合格率等进行监控以及时对水瓶状态 瓶盖状态 产品合格率等进行监控以及时 自动排除或人工排除故障及控制产品质量自动排除或人工排除故障及控制产品质量 四 四 实验原理实验原理 1 1 本实验采用了罗克韦尔的本实验采用了罗克韦尔的 1756 L651756 L65 型号的型号的 PLCPLC 控制器 控制器 使用工业上常用的梯形图编程方式来对整个自动化系统使用工业上常用的梯形图编程方式来对整个自动化系统 进行控制 进行控制 2 2 主传送带的速度控制是通过控制主传送带的速度控制是通过控制 PowerFlexPowerFlex 变频器输出变频器输出 频率的控制来达到控制主传送带的目的频率的控制来达到控制主传送带的目的 3 3 各个单元的控制原理 各个单元的控制原理 1 1 理瓶单元 该单元目的是将无盖的空瓶从小传送理瓶单元 该单元目的是将无盖的空瓶从小传送 带送入主传送带 该单元使用了一个红外线传感带送入主传送带 该单元使用了一个红外线传感 器和一个机械手臂 在瓶子与红外距离传感器接器和一个机械手臂 在瓶子与红外距离传感器接 近时 产生输出信号 主控制器接收到信号 并近时 产生输出信号 主控制器接收到信号 并 产生相应的输出产生相应的输出 使得机械手臂将空瓶推至主传送使得机械手臂将空瓶推至主传送 带上 并暂停小传送带 延时一段时间之后 再带上 并暂停小传送带 延时一段时间之后 再 重新运行 控制相邻瓶子的距离 降低不合格率重新运行 控制相邻瓶子的距离 降低不合格率 2 2 灌水单元 该单元的功能是向空瓶注水 此单元灌水单元 该单元的功能是向空瓶注水 此单元 采用了一个红外线传感器触发动作 当空瓶子由采用了一个红外线传感器触发动作 当空瓶子由 传送带送来的时候触发该传感器 传感器产生的传送带送来的时候触发该传感器 传感器产生的 相应的输出信号 当主控制器接受到这个信号时 相应的输出信号 当主控制器接受到这个信号时 产生相应的输出 机械臂伸出阻挡 灌液嘴下降 产生相应的输出 机械臂伸出阻挡 灌液嘴下降 水阀打开向瓶内灌水 灌水一定时间以后 灌液水阀打开向瓶内灌水 灌水一定时间以后 灌液 嘴上升 水阀关闭 机械臂收回 瓶子继续随传嘴上升 水阀关闭 机械臂收回 瓶子继续随传 送带向下一个单元运动 送带向下一个单元运动 3 3 装盖单元 该单元的功能是对装满水的瓶子封盖 装盖单元 该单元的功能是对装满水的瓶子封盖 红外距离传感器检测到有瓶子经过时 产生输出红外距离传感器检测到有瓶子经过时 产生输出 信号 主控制器产生相应的控制信号 控制该单信号 主控制器产生相应的控制信号 控制该单 元 首先产生固定动作 将瓶子固定住 然后出元 首先产生固定动作 将瓶子固定住 然后出 瓶盖 产生阻挡动作和出仓动作 将瓶盖从集盖瓶盖 产生阻挡动作和出仓动作 将瓶盖从集盖 装置里打出 如图 装置里打出 如图 此时机械臂下降取打出的瓶 此时机械臂下降取打出的瓶 盖 取得瓶盖后运动到瓶子上方 旋转下降 拧盖 取得瓶盖后运动到瓶子上方 旋转下降 拧 紧瓶盖 然后上升返回等待下一个瓶子 同时释紧瓶盖 然后上升返回等待下一个瓶子 同时释 放固定使瓶子随主传送带继续前进 放固定使瓶子随主传送带继续前进 4 4 检测单元 此单元主要功能是检测产品质量 触检测单元 此单元主要功能是检测产品质量 触 发该单元动作的是一个液位检测传感器 此传感发该单元动作的是一个液位检测传感器 此传感 器可以对瓶内液体高度进行检测 若液位不合格器可以对瓶内液体高度进行检测 若液位不合格 机械臂不伸出 若液位合格 机械臂伸出将合格机械臂不伸出 若液位合格 机械臂伸出将合格 产品拣出 达到拣出合格品的目的 产品拣出 达到拣出合格品的目的 5 5 环形传送带单元 此单元主要功能是将瓶子依次环形传送带单元 此单元主要功能是将瓶子依次 送到各个功能单元 完成生产加工 该单元由变送到各个功能单元 完成生产加工 该单元由变 频器 交流电机完成运动控制 频器 交流电机完成运动控制 五 五 实验内容实验内容 1 1 配置配置 RSLogic5000RSLogic5000 进行配置 将其和 进行配置 将其和 PLCPLC 连接起来方连接起来方 便进行调试与测点工作 便进行调试与测点工作 2 2 测点 测点结果如下 测点 测点结果如下 ININOUT 理瓶自动 3 红灯 0 红外 0 黄灯 1 推到起 点 1 绿灯 2 推到终 点 2 传输带 3 推出 4 灌水自动 8 阻挡到 位 5 阻挡 5 红外 4 阻挡回 复 6 下降 6 下降到 位 7 开闸 7 装盖自动 23 固定 否 10 11 前进 8 瓶子检 测 9 下降 13 12 后退 9 瓶盖位 置 16 出仓 19 18 旋转 10 瓶子位 置 17 前进限 位 14 固定 11 瓶盖检 测 21 后退限 位 15 出仓 12 反瓶盖 20 阻挡 null 22 阻挡 13 下降 14 检测 液位合 格 24 自动 29 拣瓶伸 出 15 瓶子检 测 25 arm 到 位 27 瓶子到 位 26 arm 回 复 28 传送带 29 传送带 1 30 传送带 2 31 传送带 3 3 3 代码编写 代码编写 代码主要部分如下 代码主要部分如下 4 4 硬件调试硬件调试 通过调节各个机械臂的气阀 调节机械臂的快慢 从而通过调节各个机械臂的气阀 调节机械臂的快慢 从而 使代码更加硬件部分与代码更加吻合减少漏洞 提高各使代码更加硬件部分与代码更加吻合减少漏洞 提高各 个单元的工作效率 提高整个系统的运行效率 个单元的工作效率 提高整个系统的运行效率 六 六 实验结论实验结论 掌握了掌握了 PLCPLC 梯形图编程 并实现了各个单元统一协调的工作 梯形图编程 并实现了各个单元统一协调的工作 达到整个灌装线系统完美的运行 达到整个灌装线系统完美的运行 学会了配置变频器 并通过控制变频器来控制电机转速 学会了配置变频器 并通过控制变频器来控制电机转速 实现了对反瓶盖的检测和处理 实现了对反瓶盖的检测和处理 七 七 创新部分创新部分 1 1 系统启动阶段 系统执行初始化操作 系统启动执行初系统启动阶段 系统执行初始化操作 系统启动执行初 始化代码复位机械臂并将计数器清零 主要功能是检测始化代码复位机械臂并将计数器清零 主要功能是检测 并初始化各个单元器件 提高整个系统的工作效率 避并初始化各个单元器件 提高整个系统的工作效率 避 免因系统启动时因变量初始值不确定而发生莫名奇妙的免因系统启动时因变量初始值不确定而发生莫名奇妙的 错误 错误 2 2 实现对仓库中有无瓶盖的检测 当没有瓶盖时 黄灯快实现对仓库中有无瓶盖的检测 当没有瓶盖时 黄灯快 速闪烁 频率高于启动阶段和小传送带无瓶的黄灯 速闪烁 频率高于启动阶段和小传送带无瓶的黄灯 并 并 延时暂停主传送带 工作人员可以通过黄灯的状态来判延时暂停主传送带 工作人员可以通过黄灯的状态来判 断是否是由于没有瓶盖引起的报警 从而快速做出相应断是否是由于没有瓶盖引起的报警 从而快速做出相应 的处理 当瓶盖被重新装载之后 系统将继续工作 的处理 当瓶盖被重新装载之后 系统将继续工作 3 3 实现对合格率的检测 在第四单元 检测单元 实现对合格率的检测 在第四单元 检测单元 我们实 我们实 现了检测产品合格率 合格率可调 当产品数达到一定现了检测产品合格率 合格率可调 当产品数达到一定 值后 若合格率低于期望值时 系统将强行停止 并红值后 若合格率低于期望值时 系统将强行停止 并红 灯警告 以提醒工作人员排除故障 并且可快速手动重灯警告 以提醒工作人员排除故障 并且可快速手动重 启系统 触发第一单元红外传感器系统即重启 从而保启系统 触发第一单元红外传感器系统即重启 从而保 证整个生产线的合格率 证整个生产线的合格率 4 4 小传送带无瓶报警 当第一单元红外传感器在一定时间小传送带无瓶报警 当第一单元红外传感器在一