基于PLC与组态的啤酒瓶清洗系统

1、LOGO指导教师：饶莉指导教师：饶莉基于基于PLC与组态与组态的的啤啤酒酒瓶清瓶清洗系洗系统统n班班级级：2010级级机机电电四班四班n学学生：熊生：熊杨杨n学号学号：312010080307417论文的结构和主要内容论文的结构和主要内容u1.设计的目的与意义设计的目的与意义u2.总体方案设计与分析总体方案设计与分析u3.啤酒瓶清洗机械部分设计啤酒瓶清洗机械部分设计u4.啤酒瓶清洗硬件系统设计啤酒瓶清洗硬件系统设计u5.啤酒瓶清洗系统啤酒瓶清洗系统PLC程序设计程序设计u6.监控组态的仿真监控组态的仿真n 由于社会的不停发展由于社会的不停发展, ,人们的生活质量也不断的提高，在享人们的生活质量

2、也不断的提高，在享受饮食方面人们的要求也就更高，消费也更奢侈，啤酒便是人受饮食方面人们的要求也就更高，消费也更奢侈，啤酒便是人们在享受时不可或缺的东西。不单单只是在饮食方面，在这个们在享受时不可或缺的东西。不单单只是在饮食方面，在这个交际无处不在的社会，酒是非常重要的一部分。所以啤酒这个交际无处不在的社会，酒是非常重要的一部分。所以啤酒这个市场也越来越大，预要生产的啤酒瓶也随之增涨市场也越来越大，预要生产的啤酒瓶也随之增涨, ,因而对于啤酒因而对于啤酒瓶的回收清洗也是一次很大的市场。本设备便是针对啤酒瓶的瓶的回收清洗也是一次很大的市场。本设备便是针对啤酒瓶的清洗而设计。既然要投入应用清洗而设计

3、。既然要投入应用, ,同样是清洗啤酒瓶的设备同样是清洗啤酒瓶的设备, ,那就那就要考虑其效率。这就要求在保证其功能和质量的前提下要有优要考虑其效率。这就要求在保证其功能和质量的前提下要有优势。本设计全程采用势。本设计全程采用PLCPLC监控控制，其工作过程包括啤酒瓶的浸监控控制，其工作过程包括啤酒瓶的浸泡，啤酒瓶的刷洗，啤酒瓶的清洗，啤酒瓶的擦拭与啤酒瓶的泡，啤酒瓶的刷洗，啤酒瓶的清洗，啤酒瓶的擦拭与啤酒瓶的吹干这五道工序。操作简便吹干这五道工序。操作简便, ,效率高效率高, ,更易于大规模和单个用户更易于大规模和单个用户使用。使用。n PLC PLC技术对酒瓶的生产流程线进行控制，通过大规模

4、地自动技术对酒瓶的生产流程线进行控制，通过大规模地自动清洗以提高酒瓶的生产效率，进而提升企业的竞争力。而啤酒清洗以提高酒瓶的生产效率，进而提升企业的竞争力。而啤酒瓶整个清洗系统之所以运用瓶整个清洗系统之所以运用PLCPLC可编程控制器进行对生产线上的可编程控制器进行对生产线上的控制，主要原因是控制，主要原因是PLCPLC控制有以下优点：控制有以下优点：1 1）抗干扰能力强、可）抗干扰能力强、可靠性高；靠性高；2 2）设计简便、安装容易；）设计简便、安装容易；3 3）通用性好、功能强；）通用性好、功能强；4 4）成功率高而且开发周期短；成功率高而且开发周期短；5 5）重量轻、体积小，功耗低等优点

5、。）重量轻、体积小，功耗低等优点。1.设计的目的与意义设计的目的与意义2.总体方案设计与分析总体方案设计与分析 啤酒瓶的自动清洗主要包括浸泡、刷洗、清洗、擦拭、吹干这五个工啤酒瓶的自动清洗主要包括浸泡、刷洗、清洗、擦拭、吹干这五个工序。在整个自动清洗过程中，啤酒瓶每到达一个工位便停下来进行相应的序。在整个自动清洗过程中，啤酒瓶每到达一个工位便停下来进行相应的清洗操作，当此工位完成动作后，啤酒瓶便自动前往下一个工位，直至清清洗操作，当此工位完成动作后，啤酒瓶便自动前往下一个工位，直至清洗结束。洗结束。2.1工工艺过艺过程程 2.2啤啤酒酒瓶清瓶清洗系洗系统统控制流程控制流程 本系统总方案是将瓶子

6、倒置放在传送带的夹具上，通过传送带输送。本系统总方案是将瓶子倒置放在传送带的夹具上，通过传送带输送。系统启动时先将长时间浸泡好的啤酒瓶放在夹具上。当啤酒瓶运行到刷洗系统启动时先将长时间浸泡好的啤酒瓶放在夹具上。当啤酒瓶运行到刷洗装置时，有电容传感器接收到瓶子信号，传送带停止运输，刷洗装置对瓶装置时，有电容传感器接收到瓶子信号，传送带停止运输，刷洗装置对瓶子进行刷洗，当刷洗完后子进行刷洗，当刷洗完后，传送带继续运行，将瓶子送往下一工序。2.总体方案设计与分析总体方案设计与分析 当瓶子到达清洗装置时，瓶子停下，对瓶子进行清洗。清洗完后传送接当瓶子到达清洗装置时，瓶子停下，对瓶子进行清洗。清洗完后传

7、送接着运行，将瓶子送往下一工序。当瓶子运行到擦拭装置位置时，传送带着运行，将瓶子送往下一工序。当瓶子运行到擦拭装置位置时，传送带停止运输，瓶子停下，对瓶子进行擦拭，当擦拭完毕后瓶子继续运行，停止运输，瓶子停下，对瓶子进行擦拭，当擦拭完毕后瓶子继续运行，被送往最后一道工序。当瓶子来到最后一道工序吹干装置时，传送带停被送往最后一道工序。当瓶子来到最后一道工序吹干装置时，传送带停下，对瓶子进行吹干。这样啤酒瓶清洗便完成。下，对瓶子进行吹干。这样啤酒瓶清洗便完成。 3.啤酒瓶清洗机械部分设计啤酒瓶清洗机械部分设计3.1啤酒瓶夹具设计啤酒瓶夹具设计 本设计的夹具装置采用的时弹簧式夹具。夹持部位是啤酒瓶底

8、本设计的夹具装置采用的时弹簧式夹具。夹持部位是啤酒瓶底部，初始时由于弹簧作用夹持口径小于啤酒瓶底，当将啤酒瓶底压部，初始时由于弹簧作用夹持口径小于啤酒瓶底，当将啤酒瓶底压入夹持工具内后，弹簧受到压缩，将啤酒瓶底部紧紧压住，使其不入夹持工具内后，弹簧受到压缩，将啤酒瓶底部紧紧压住，使其不掉落。为了增大啤酒瓶瓶壁与夹持装置的摩擦力，可以使啤酒瓶更掉落。为了增大啤酒瓶瓶壁与夹持装置的摩擦力，可以使啤酒瓶更牢固的装在夹持装置上不掉落，可以使夹持装置与瓶壁接触处设计牢固的装在夹持装置上不掉落，可以使夹持装置与瓶壁接触处设计成凹凸不平。成凹凸不平。3.啤酒瓶清洗机械部分设计啤酒瓶清洗机械部分设计3.2操作

9、装置设计操作装置设计 该装置用来对啤酒瓶刷洗与擦拭。刷子是三爪式，刷子电机旋该装置用来对啤酒瓶刷洗与擦拭。刷子是三爪式，刷子电机旋转时，可以同时刷洗和擦拭啤酒瓶的外部与内部。这样可以提高了转时，可以同时刷洗和擦拭啤酒瓶的外部与内部。这样可以提高了效率。效率。操作装置左边是装在导杆的滑动装置，里面设计有一个电磁铁，操作装置左边是装在导杆的滑动装置，里面设计有一个电磁铁，用于将装置固定在导杆的某一位置上。同时还有行程开关，用于确用于将装置固定在导杆的某一位置上。同时还有行程开关，用于确定装置移动的位置。定装置移动的位置。3.啤酒瓶清洗机械部分设计啤酒瓶清洗机械部分设计3.3传动装置设计传动装置设计

10、 传动装置是用来使操作装置上下移动的装置，当传感器检测到传动装置是用来使操作装置上下移动的装置，当传感器检测到瓶子的到来的时候，便可以使操作装置向上移动进行刷洗或擦拭。瓶子的到来的时候，便可以使操作装置向上移动进行刷洗或擦拭。 该装置由凸轮，连杆，滑块（操作装置），导杆组成。凸轮可该装置由凸轮，连杆，滑块（操作装置），导杆组成。凸轮可以正转和反转，凸轮反转时，操作装置向下移动，凸轮正转时，操以正转和反转，凸轮反转时，操作装置向下移动，凸轮正转时，操作装置向上移动。作装置向上移动。 4.啤酒瓶清洗硬件系统设计啤酒瓶清洗硬件系统设计4.14.1主电路设计主电路设计 该主电路是由传送带电机、啤酒瓶刷

11、洗泵、啤酒瓶清洗泵、凸该主电路是由传送带电机、啤酒瓶刷洗泵、啤酒瓶清洗泵、凸轮电机、酒瓶电动刷电机、吹干电机这些主电机和其与之对应的断轮电机、酒瓶电动刷电机、吹干电机这些主电机和其与之对应的断路器和热继电器保护电阻组成。路器和热继电器保护电阻组成。4.啤酒瓶清洗硬件系统设计啤酒瓶清洗硬件系统设计4.24.2液压系统设计液压系统设计在刷洗与清洗时需要用到液压系在刷洗与清洗时需要用到液压系统，此液压系统由水箱，过滤器，液统，此液压系统由水箱，过滤器，液压泵，溢流阀，水压表，电磁换向阀，压泵，溢流阀，水压表，电磁换向阀，节流阀，单向阀组成。初始时，电磁节流阀，单向阀组成。初始时，电磁阀在如图位置。当

12、液压泵启动时，液阀在如图位置。当液压泵启动时，液压泵从水箱内吸出液体，经过过滤器，压泵从水箱内吸出液体，经过过滤器，稍微过滤掉杂质，电磁阀受电向右移稍微过滤掉杂质，电磁阀受电向右移动接通整个回路将液体喷出。在喷出动接通整个回路将液体喷出。在喷出的位置前，装一个单向阀和的位置前，装一个单向阀和节流阀，单向阀可以使液体不回流，节流阀，单向阀可以使液体不回流，保持一个方向流出以免污染液体。节保持一个方向流出以免污染液体。节流阀可以控制液体喷出的水速。在液流阀可以控制液体喷出的水速。在液压泵旁装置溢流阀和水压表可以控制压泵旁装置溢流阀和水压表可以控制液体喷出的水压。液体喷出的水压。4.啤酒瓶清洗硬件系

13、统设计啤酒瓶清洗硬件系统设计4.34.3气压系统设计气压系统设计在吹干装置需要用到气压系统。该回路由空压机、冷却器、油在吹干装置需要用到气压系统。该回路由空压机、冷却器、油水分离器、溢流阀、储气罐、干燥器、电磁阀、节流阀组成。初始水分离器、溢流阀、储气罐、干燥器、电磁阀、节流阀组成。初始状态时电磁阀阀芯如图位置，当空压机得电后，气体经过冷却器，状态时电磁阀阀芯如图位置，当空压机得电后，气体经过冷却器，油水分离器，储气罐，干燥器到达电磁阀，电磁阀得电，阀体向上油水分离器，储气罐，干燥器到达电磁阀，电磁阀得电，阀体向上移动接通回路，然后经过节流阀调节风速吹干啤酒瓶。其中还有溢移动接通回路，然后经过

14、节流阀调节风速吹干啤酒瓶。其中还有溢流阀和单向阀用来控制气体风压和方向。流阀和单向阀用来控制气体风压和方向。5.啤酒瓶清洗系统啤酒瓶清洗系统PLC程序设计程序设计5.15.1总体程序流程设计总体程序流程设计整个系统分为自动和手动模式，自动模式下整整个系统分为自动和手动模式，自动模式下整个清洗系统自己检测并运行：手动模式下全需手动个清洗系统自己检测并运行：手动模式下全需手动控制，主要用来调试。按下总启动按钮后，再按下控制，主要用来调试。按下总启动按钮后，再按下自动按钮进入自动模式。传送带便开始运行，将浸自动按钮进入自动模式。传送带便开始运行，将浸泡好的啤酒瓶放在夹持工具上随传送带一起运行。泡好的

15、啤酒瓶放在夹持工具上随传送带一起运行。当啤酒瓶运行到刷洗装置位置时，电容传感器接收当啤酒瓶运行到刷洗装置位置时，电容传感器接收到瓶子信号，传送带停止运输，对啤酒瓶进行刷洗。到瓶子信号，传送带停止运输，对啤酒瓶进行刷洗。当刷洗完后，传送带继续运行，将瓶子送往下一工当刷洗完后，传送带继续运行，将瓶子送往下一工序。当瓶子到达清洗装置位置时，瓶子停下，对瓶序。当瓶子到达清洗装置位置时，瓶子停下，对瓶子进行清洗。清洗完后传送接着运行，将瓶子送往子进行清洗。清洗完后传送接着运行，将瓶子送往下一工序。当瓶子运行到擦拭装置位置时，传送带下一工序。当瓶子运行到擦拭装置位置时，传送带停止运输，瓶子停下，对瓶子进行

16、擦拭，当擦拭完停止运输，瓶子停下，对瓶子进行擦拭，当擦拭完毕后瓶子继续运行，被送往最后一道工序。当瓶子毕后瓶子继续运行，被送往最后一道工序。当瓶子来到最后一道工序吹干装置时，传送带停下，对瓶来到最后一道工序吹干装置时，传送带停下，对瓶子进行吹干。这样便是一个啤酒瓶清洗完成所需的子进行吹干。这样便是一个啤酒瓶清洗完成所需的所有总体程序流程。所有总体程序流程。 5.啤酒瓶清洗系统啤酒瓶清洗系统PLC程序设计程序设计5.25.2刷洗程序设计刷洗程序设计当刷洗传感器接收到啤酒瓶到当刷洗传感器接收到啤酒瓶到来信号时，进入状态来信号时，进入状态S0.1S0.1：传送带：传送带停止，凸轮正转（操作手向上移停

17、止，凸轮正转（操作手向上移动）。当移动到上限位置时，上限动）。当移动到上限位置时，上限开关闭合，进入状态开关闭合，进入状态S0.2S0.2：凸轮停：凸轮停止转动，电磁铁闭合固定操作手，止转动，电磁铁闭合固定操作手，液压泵启动，电磁阀打开，开始喷液压泵启动，电磁阀打开，开始喷清洗液，刷子转动，同时定时器开清洗液，刷子转动，同时定时器开始计时。当刷洗一段时间后，定时始计时。当刷洗一段时间后，定时器到达设定时间，进入状态器到达设定时间，进入状态S0.3S0.3：刷子停止转动，液压泵关闭，电磁刷子停止转动，液压泵关闭，电磁阀关闭停止喷清洗液，电磁铁松开，阀关闭停止喷清洗液，电磁铁松开，凸轮反转，操作手

18、向下移动。当操凸轮反转，操作手向下移动。当操作手移动到下限位置时，下限开关作手移动到下限位置时，下限开关闭合进入状态闭合进入状态S0.4S0.4：凸轮停止旋转，：凸轮停止旋转，电磁铁吸合固定操作手，传送带继电磁铁吸合固定操作手，传送带继续运行。续运行。5.啤酒瓶清洗系统啤酒瓶清洗系统PLC程序设计程序设计5.35.3清洗程序设计清洗程序设计当清洗传感器接收到啤酒瓶到当清洗传感器接收到啤酒瓶到来信号时，进入状态来信号时，进入状态S0.1S0.1：传送带：传送带停止，液压泵启动，电磁阀打开，停止，液压泵启动，电磁阀打开，开始对啤酒瓶进行喷淋，同时定时开始对啤酒瓶进行喷淋，同时定时器器T33T33开

19、始计时。当定时器计时到开始计时。当定时器计时到设定时间后，进入状态设定时间后，进入状态S0.2S0.2：液压：液压泵关闭，电磁阀关闭，定时器复位，泵关闭，电磁阀关闭，定时器复位，传感器复位，传送带继续运行。当传感器复位，传送带继续运行。当又有啤酒瓶到来时，传感器又闭合，又有啤酒瓶到来时，传感器又闭合，转入状态转入状态S0.1S0.1，如此循环完成啤酒，如此循环完成啤酒瓶的清洗。瓶的清洗。5.啤酒瓶清洗系统啤酒瓶清洗系统PLC程序设计程序设计5.45.4擦拭程序设计擦拭程序设计当擦拭传感器接收到啤酒瓶到当擦拭传感器接收到啤酒瓶到来信号时，进入状态来信号时，进入状态S0.1S0.1：传送带：传送带停止，凸轮正转（操作手向上移停止，凸轮正转（操作手向上移动）。当移动到上限位置时，上限动）。当移动到上限位置时，上限开关闭合，进入状态开关闭合，进入状态S0.2S0.2：凸轮停：凸轮停止转动，电磁铁闭合固定操作手，止转动，电磁铁闭合固定操作手，刷子转动开始擦拭，同时定时器开刷子转动开始擦拭，同时定时器开始计时。当擦拭一段时间后，定时始计时。当擦拭一段时间后，定时器到达设定时间，进入状态器到达设定时间，进入状态S0.3S0.3：刷子停止转动，电磁铁松开，凸轮刷子停止转动，电磁铁松开，凸轮反转，操作手向下移动。当操作手反转，操作手向下移动。当操作手移动到下限位置时，下