PLC课程设计饮料罐装生产流水线

1、PLC课程设计一饮料罐装生产流水线福建电力职业技术学院课程设计课程名称：可编程控制器原理及应用教程题 目： 饮料罐装生产流水线PLC梯形图控制程序设计及调试专业班次：11电气六三姓名：周仁杰学号：28指导教师：江道根老师日期：2015.10108 / 171 / 17引言31.设计任务31.1课题内容31.2控制要求31.3课题要求42总体设计方案42.1饮料灌装流水线的基本结构42. 2灌装流水线的工作原理53. 硬件控制设计53. 1 PLC的选择53. 2传感器的选择63. 3硬件电路的设计64. 软件控制设计74.1系统流程图74.2 I/O接线图84.3 I/O分配表94. 4梯形图

2、94. 5指令表115. 调试说明116. 设计小结15参考文献17II询，饮料的灌装生产已经实现自动化，为了提高产品质量，缩短生产周期, 适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正向缩短生产周期、降低成本、提高生 产质量等方面发展。因此，饮料厂的自动化灌装生产线中有越来越多的机器在使 用先进的灌装技术来提高机器的自动化控制水平和生产效率。而应用PLC完成 电气部分的控制是工业自动化电气控制的主要发展方向。本次课设主要介绍全自 动灌装生产线的基本概念。全自动灌装主产线是山数台自动灌装机械经控制系统 进行集中控制，并按照各自功能完成一定任务进行顺序、连续生产的一系列机器 组合。通过对饮料罐装自动控制

3、的介绍，使我们对灌装这个行业有了更深的了解, 也对自动化这个名词有了进一步的了解。我国的饮料罐装自动化相对于西方发达 国家来讲还有很大的差距。设备陈旧，技术落后，成为阻碍我们灌装行业发展的 一个严重问题。鉴于这些问题，我国企业不断发展自身的实力，逐步朝着生产高 速化、设备结构合理化、设备的多功能化、设备的绿色化、控制的智能化等方向 发展。推出适合自己需求的产品来。本次课设就是朝着这个方向进行研究和设计。1.设计任务1.1课题内容饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设讣和调试1 2控制要求（1）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

4、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，并保持到乂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（报警方式为 红灯以0.3S时间间隔闪烁）。（3）灌装完一瓶须进行称重比较：若大于或等于700克为正品，并计数1次，计数满24瓶为一箱，并令蜂鸣器报警一次（鸣响Is）；若小于700克则为 次品，同时也计数1次，计满24瓶为一箱，并令蜂鸣器报警一次（鸣响2s）瓶 装饮料的重量以模拟量的形式自模拟量通道A/D输入（重量Kg及模拟量电压输 入及数字量的对应值可

5、以自己设定）。（4）可以手动对计数值及定时器清零（复位）1 3课题要求（1）I/O编址（2）编程并调试（3）I/O端子接线图2总体设计方案2. 1饮料灌装流水线的基本结构饮料灌装流水线的基本结构图2. 1所示:光电传感器压力传感器】正品传送带图2.1饮料灌装流水线的基本结构2. 2灌装流水线的工作原理灌装流水线的运作是通过电机和灌装设备来控制的。通过电动机的运转，带 动流水线的丄作。而灌装设备的开通则直接控制饮料流通。通过输入PLC软件程 序，直接控制电机及流水线的运作流水线由传感器实时监控，III PLC控制， 控制准确。自动化程度高。3.硬件控制设计3. 1 PLC的选择（1）PLC的结构

6、及特点：PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定 式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一 个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、 底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。PLC编程简介体积小，重量轻，耗电少，接线编程简单，可靠性高，反应快, 可靠性高，抗干扰能力强。PLC经出现，山于它的自动化程度高、可靠性好, 设讣周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工商业界 厂商的极大关注，生产PLC的厂商孕起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC 中应用，是PLC的功能不断得到增

7、强，产品得到飞速发展。目前，PLC在国内 外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通 运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC常用程序设讣语言简介方源可编程控制器程序设计语言。在可编程控 制器中有多种程序设讣语言，它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语 言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。其中梯形图程序设计语言是用梯 形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。是最广泛，最受欢迎的一种编 程语言。它采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这种程序设 计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个因果关系。 在梯级中，描述事件发生的条

8、件表示在左面，事件发生的结果表示在后面。梯形 图程序设计语言是最常用的一种程序设讣语言。它来源于继电器逻辑控制系统的 描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因 此，山这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并得到了广泛的应用。（2）选择 PLC：三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一。该公司生产的FX2N系列机型 属于高性能叠装式机型，是三菱公司上网典型产品，FX2N系列PLC具有数十种 编程元件。FX2N系列PLC编程元件的编号分为两部分：第一部分是代表功能的 字母。如输入继电器勇“X”表示、输出继电器用“Y”表示。第二部分为数字。 数字为该器件的序号。根据

9、所需的用户输入输出设备及I/O点数，选择FX2N系 列型的PLC就可以满足控制系统的要求。3. 2传感器的选择.通过对各个传感器的工作环境和用途的分析确定各个传感器的型号为灌装监测传感器选型为：光电传感器（热型红外线传感器）称重监测传感器的选型为：压力传感器（压阻式）采用红外线传感器来监测空瓶子的到来后动作，起到接通开关的作用。它是 利用被测物体热辐射引起敬感元件温度的变化进行测量。常温下工作且价格更便 宜，不受可见光的影响。压电电阻型半导体压力传感器，灵敬度高，输出信号大，响应速度快，性能 稳定且电阻值可在较宽的范围内调整以适应不同需要。3. 3硬件电路的设计图3. 1中断路器QFl、QF2

10、、QF3、QF4、QF5将三相电源引入，同时QF1、 QF2、QF3、QF4、QF3为电路提供短路保护。电动机的过载保护分别ill三个继 电器提供。PLC课程设计饮料罐装生产流水线11 / 179 / 174.软件控制设计4. 1系统流程图图41饮料罐装生产流水线系统流程图4. 2 I/O接线图图4.2 I/O接线图4.3 I/O分配表类别元件PLC元件作用输入(I)SB0xo启动按钮SB1XI停止按钮SB2X2光电传感湍SB3X3圧力传感器1SB4X4乐力传感器2SB5X5手动清零输出(0)KM1Y1启动传送带驱动电机KM2Y2驱动灌装设备KM3Y3启动正品传送带KM4Y4启动次品传送带HR

11、Y5报警显示HAY6蜂鸣器响表4. 1 I/O分配表4. 4梯形图PLC课程设计饮料罐装生产流水线图4. 3 梯形图12 / 1710 / 17PLC课程设汁饮料罐装生产流水线4. 5指令表LDxoLDT2OUTT4ORMOANIT1K10OUTMOOUTY5OUTM3LDMOLDM2LDClORY1ANDX3RSTClANIXIORY3LDC2OUTM2ANIX4ORM4ANIMlOUTY3ANIT5OUTY1LDX3OUTT5LDX2OUTClK20ORMlK24OUTM4ANIT1LDM2LDC2OUTMlANDX4RSTC2LDMlORY4LDX5OUTTOANIX3ZRSTTOK10

12、OUTY4T5LDTOLDX4ZRSTClOUTY2OUTC2C2OUTT1K24ENDK50LDM3LDTOANIT4ANIT3LDM4OUTT2ANIT5K3OUTY6LDT2LDClOUTT3ORM3K3ANIT45 调试说明（1）在电脑上安装GX-Developer软件，程序编号后，将程序输入 GX-Developer软件中，在电脑上进行初步仿真调试。（2）先将PLC程序传入程序控制器中。（3）对各个输入I/O 口给信号处理，看各个输出口是否有相应的输出，如 果没有按照设计要求输出，对程序进行更改，直到各输出口有相应的输出。PLC课程设汁饮料罐装生产流水线（4）如果条件允许的话，用编程

13、软件将程序输入PLC中，在确认PLC的电源、外部接线和程序输入无误的情况下，接通电源，按照流程图的顺序进行调试，最终使整个系统能准确、可靠的运行。14 / 1712 / 17PLC课程设计一饮料罐装生产流水线第五章程序调试启动系统:* g17 / 1714 / 17当按下启动按钮X0,则程序由SO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行，而SO则变为不活动步。空瓶计数器计数:注觀元件xooa不凤赤拉碇*:昱列 脚辿型 用1站1 ；1站掘吗湖孟|占c I r5I劃卵I雀丄创宼 工已凶 瓯鱼 WM 鲫iiHiz.较元怦；*轻冲存滋区伽血并d2dFjJ于華沅艸/

14、程；中石他1淞制-16过艺兹sum 彊制反SBTxae xcco :cco XCOl陀150伽辱4AW0J793阿C201誉找下一昨XOCHSHTS21KSQ9 拓 9 C200rJ设置位置传感器检测到达预龙罐装位置:住菠元件 炯y工QU宙口也帑助凹. h_ 厂f- .1 /. (77 z畀！近 i；*1 % 4t-|-Uk|, JiW|1 I _孑 丹TnJ 1 丄 IE 十 一|l-J 丨一11 p l F?丨亦创内丨 f6 I.F7 1 F3 1 f? | ,E|Z：L0：J：Jl2|lE2| 1 1-1 -1 l-J l-u 1 X 1 c：:刃 1 si a -fr 7 p|-?|i

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16、-T1K50I1150Q9999999 f220125T1Z004tH1 I-|S20gS2020 / 1716 / 17当左时器T1泄时5s时间到，则程序跳转到S20步即实现了传送带自动启动。组态王监控画而空瓶扌旨示灯:;:満瓶指示灯6 设计小结通过饮料罐装生产流水线的PLC控制课程设计，掌握了什么是设讣程序，设 计程序工作的基本过程及各阶段的基本任务，熟悉了设计程序总流程图，加深了 对PLC的理解，课本上的知识是机械的，表面的。通过努力把课本上的知识变得 更为简单，对实验原理也有了更深的理解。通过这次课程设计，使我更为全面系 统的了解PLC的构造原理和基本实现方法。把课本的知识变得生动有趣

17、，激发了 我们的学习积极性，把学过的原理加以强化，把课堂学过的知识通过自己的设计 程序表示出来，加深了对理论知识的理解。现在通过自己的动对手做实验，理论 联系实际，对PLC的原理认识更加深刻。在调试时应该很仔细，一步一步调试下 来，做到准确无误。这次课程使我意识到只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识及 实践相结合起来，才是正确的，才能提高自己动手能力和独立思索的能力。同时 对于PLC发展历史、强大功能、应用领域以及系列知识得到了大概的系统认识， 也初步了解了一个完整的系统开发的过程，本次课设，对于创造思维的培养和开 发能力的锻炼有很大的帮助。在编程过程中，领略到了熟能生巧的含义。编程

18、不仅要求有良好的基础，而 且要求对各种程序有深刻的了解，同时深切感受到团队合作的重要性，尤其是在 查资料的过程中，人多力量大，大家一起努力，查找资料的效率就提高了许多， 大家在一起探讨，相互学习，分工细化，互相提高，解决问题的速度就快多了。老师知识的帮助，经验的传授，也是本次课设的一道美丽的风景线，真正起 到了抛砖引玉的LI的。这次课设让我的动手能力得到了大大的锻炼，解决实际问 题的能力得到了大大的提高，为以后学习和工作奠定了一定的基础。在此，非常 感谢江老师对我们的帮助和悉心的指导。PLC课程设汁一饮料罐装生产流水线参考文献1 易泓可主编，电气控制系统实际基础及范例.北京：机械工业岀版社， 2005.2 史国生主编，电气控制及可编程控制其技术第二版.北京：化学工业岀版 社教材出版中心，2005.3 郝永兴，苗满香罗小燕主