PLC课程设计饮料罐装生产流水线

1、福建电力职业技术学院课程名称：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与调试专业班次： 11电气六三姓 名：周仁杰学 号： 28指导教师：江道根老师日 期：福建电力职业技术学院 1课程设计1引言31 .设计任务3课题内容3控制要求3课题要求42 .总体设计方案4饮料灌装流水线的基本结构 4灌装流水线的工作原理 43 .硬件控制设计5PLC的选择5传感器的选择6硬件电路的设计64 .软件控制设计7系统流程图7I/O接线图8I/O分配表8梯形图8指令表105 .调试说明11(4)如果条件允许的话，用编程软件将程序输入PLC中，在确认PLC的电源、外部接线和程序输

2、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。13第五章 程序调试146 .设计小结17参考文献18引言目前，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。全自动灌装生产线是由数台自动灌装机械经控制系统进 行集中控制，并按照各

3、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.设计任务课题内容饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计和调试控制要求(1)统通过开关设定为自动操作模式

4、，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，并保持到又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 1s);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

5、自模拟量通道 A/D输入(重量Kg与模拟量电压输 入及数字量的对应值可以自己设定)。(4)可以手动对计数值及定时器清零(复位)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所示:图饮料灌装流水线的基本结构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，带动流水线的工作。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，由 PLC控制, 控制准确。自动化程度高。3 .硬件控制设计PLC的选择(1) PLC的结

6、构与特点：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CPUK、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真块、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一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好， 设计周期短、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

7、得到增强，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常用程序设计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计语言，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

8、条件表示在左面， 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计语言。 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，由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

9、。根据所需的用户输入输出设备及I/O点数，选择FX2N系歹I型的PLC就可以满足控制系统的要求传感器的选择.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敏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，灵敏度高，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。硬件电路的设计电气控制原理图如图所示:图电气控制原理图图

10、中断路器QF1 QF2、QF3、QF4、QF5将三相电源引入，同时QF1 QF2、QF3 QF4 QF5为电路提供短路保护。电动机的过载保护分别由三个继电器提 供。系统流程图4.软件控制设计图饮料罐装生产流水线系统流程图I/O接线图图I/O接线图I/O分配表表I/O 分配表梯形图类别元件PLC元件作用输入（I ）SB0X0启动按钮SB1X1停止按钮SB2X2光电传感器SB3X3压力传感器1SB4X4压力传感器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HRY5报警显示HAY6蜂鸣器响图 梯形图指令表LD X0L

11、DT2OUTT4OR M0ANIT1K10OUT M0OUTY5OUT M3LD M0LDM2LDC1OR Y1ANDX3RSTC1ANI X1ORY3LDC2OUT M2ANI M1OUT Y1LD X2OR M1ANI T1OUT M1LD M1OUT T0K10LD T0OUT Y2OUT T1K50LD T0ANI T3OUT T2K3LD T2OUT T3K3ANI X4OUT Y3LD X3OUT C1K24LD M2AND X4OR Y4ANI X3OUT Y4LD X4OUT C2K24LD M3ANI T4LD M4ANI T5OUT Y6LD C1OR M3ANI T4OR

12、 M4ANI T5OUT T5K20OUT M4LD C2RST C2LD X5ZRST T0T5ZRST C1C2END5 .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 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。(4)如果条件允许的话，用编程软件将程序输入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

13、确、可靠的运行。启动系统:方酝伸 航WITO都LFF欹三伴修=存彳区保理加茹地址1DQJ XHL、冷k骊例第五章程序调试工 HF:萨3u90芷仙SJ.当按下启动按钮 X0,则程序由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行，而S0则变为不活动步。空瓶计数器计数:痔银号飘富侵*北怦 欣元HiSFIfH S*riTT诲可冲用K存憾口碑,言年由址j幽®廿常,印膏惭IIJF7 aFE不国王执行也*苻田口 g EW阳B 士汨叨y取门3片"TVC2D1-42镇序物f定忤号;闭在庄工攸七 <111 i KOCfl KgH 寸:a g1 wiMi

14、 一 ；.i/. , H）启 .工.?目鲤 t 工 1 ”-1-dF&T设置位置传感器检测到达预定罐装位置:文球尤怦 廿元停 *锚M暄留H灯 存到也加印二铃元陛，武冲有犯*核元件 值书向区阳前； 地北*号；餐配-显号拙斗某33 HI当灌装设备下的光电传感器检测到有瓶子到达预定位置时则传送带驱动电机停转，定时 器T0定时1s,为灌装做准备，与图中相符。灌装过程、定时器 T1定时、满瓶计数器计数及报警灯闪:jSTL522(tool700224 功!<C2U1S定时器T1定时时间到传送带自动启动:当定时器T1定时5s时间至L则程序跳转到S20步即实现了传送带自动启动。组态王监控画面希丽

15、i-M:尚瓶指示灯,莉, , ,度t抬£6 .设计小结通过饮料罐装生产流水线的PLC控制课程设计，掌握了什么是设计程序，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，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

16、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与 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 到了抛砖引玉的目的。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。参考文献1易泓可主编，电气控制系统实际基础与范例.北京：机械工业出版社，2005.2史国生主编，电气控制与可编程控制其技术第二版.北京：化学工业出版 社教材出版中心，2005.3郝永兴，苗满香 罗小燕主编，