饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

1、引言随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造 和重新设计问题。目前，饮料的灌装伸长已经实现自动化，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 中有越来越多的及其在使用先进的灌装技术来提高及其的自动化电气控制水平 和生产效率。PLC （可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它 将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、 机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。作为通用工业控制计算机， 其实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻

2、辑的飞跃，在世界工业控制中发挥着 越来越重要的作用。鉴于此，设计者利用 PLC的功能和特点设计出了一款饮料 灌装生产流水线控制系统。我国的饮料灌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。（一）设计题目饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试（二）情况简介.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 止开关动作或灌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，

3、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.定位在灌装设备下时，停顿1s,灌装设备开始工作，灌装过程为 5s 钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红 灯以0.5s间隔闪烁.和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录 空瓶数和满瓶数，设最多不超过 99999999瓶.动对计数器清零（复位）（三）设计要求.计显示电路图，并按图连接。.PLC I/O端口接线图，并按图接线。.控制程序，并画出梯形逻辑图。.系统调试，实现控制要求。（四）设计步骤.饮料灌装系统的基本介绍：（1）通过PLC系统控制整个饮料灌装流水线的启动、关闭、进行灌

4、装及其计 数。（2）饮料的灌装流水线系统示意图如下所示：空瓶检测传感器L灌装设备启动按钮停止按钮驱动芭丽I瓶子检测传感器图1-1饮料罐装生产流水线示意图(3)生产流水先的工作原理饮料灌装生产流水线的运作是通过 PLC来控制传送的电机和灌装设备来运 行的。通过传送电动机的运转来带动流水线的工作，而灌装设备的开通则直接 控制饮料流的灌装。载入PLC软件程序，就可以直接控制电机及流水线的运 作.。流水线由传感器实时监控，通过 PLC的控制，实现控制准确，自动化程 度局0.确定I/O点数，选择PLC的型号，并根据需要进行硬件系统配置。I/O点数的分配I/O点数的分配如下面表格2-1所示控制信号信号名称

5、元件名称元件符号地址编码输入启动信号常开按钮SB110.0停止信号常闭按钮SB210.1定位信号光电传感器SL10.2空瓶计数光电传感器SR10,3满瓶计数重量传感器SE210,4手动清零常开按钮SB30,5输出佶送带电机驱动信号传送带电动机EM100,0港装电动机岖动信号灌装电机KM2Q0,1报警信号警示灯HLQ0. 2图表2-1 I/O的分配表(2)PLC型号的选择及传感器的选择S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控 制器，早些时候称为CPU21X其后的改进型称为CPU224结构紧凑、功能强， 塌油很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。S7-2

6、2X像此类PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元。其 系统构成除基本单元。扩展单元外，还有编程器、存储卡、写入器、文本显示 器等。22X系列CPLM有很强的功能，如自带高速计数器、通讯口、具有脉冲输 出功、实时时钟、能进行浮点运算等。此外吗，S7-200系列PLC允许在程序中立即读写输入、输出口，允许在程序中使用终端，允许设定通讯人物的处理时 问，允许设置停止模式数字量输出状态，可以有用户自己定义存储器的掉电保 护区，可以允许数字量时间，允许设置停止模式数字量输出状态，可以允许数 字量及模拟量输入加滤波器，还具有窄脉冲捕捉功能，为复杂的工业控制提供 方便。按照本课题的控制的要求，在

7、设计中选用了两个光电传感器(空瓶检测传感器、灌装设备处的有无瓶传感器)用来检测有无饮料瓶通过；还选用了一个重量 传感器来检测瓶子是否灌满。.绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。(1)PLC外部接线图CPU222SE2SE3川10 010.110 210.32M10.4/10.510.610.711LQ0.01Q0.22LQ0.3Q0.430.5illKHni mKM sL hIII9|L12D220图3-1 PLC外部接线图(2)电气控制电路设计图3-2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

8、保护分别由三个热继 电器提供。24V图3-2电气控制原理图.编程的梯形图程序I程序法释同瑞1|iu.脂动，ion停止，启前后传送带电机开始工作T37IN TONPT 1 口口 ns网第2|口淀位传感器接收到信号TR开蛤计时I0 21 IIt -网络m太后行讲始计时 TOC o 1-5 h z T37T381|in ton50-PT 100 ms网络4T3的始计时的同时QtH灌装电机开焙工作进行灌装一T37T36I0JQ01T I1，I1 / IC)网络5I警报灯闪烁INTONPT100 msT39Q0.1T40T40IN TON45- PT 1 1。ms网络7警报灯闪烁T33T39101Q0.

9、2M1 IPIC )网络8空瓶计数网籍9空瓶计数C1C2|CUCTUC2IHqRI0.510000-PV网络10满顺计数10.4C310 5CUCTURFVC310000-网络11I满瓶计数5.程序的调试I0.0起点，传送带电机Q0.0开始工作SIEMENSSHAMS7-2Q0I0.2 一有信号，传送停止，1秒后开始灌装，并且警示灯闪烁。 1 2 34 5 6了SM日 28 |102 ilIN电M0Tle :PLSUPLSl|6灌装完成，传送带电机又继续工作I0.3是空瓶的计数传感器，有信号一次便加 1,最高计数1千万I0.4是满瓶的计数的重量传感器，有信号一次便加1,最高计数1千万I0.5为

10、空瓶和满瓶计数的清零按钮EMB2H I102 IINe-tsix 1FT |I0.2是系统的停止按钮，能够停止所有电机和警示灯的工作0 12 34 5 6 7（五）设计总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

11、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 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 参考文献.1廖常初，S7-200PLC编程级应用.北京：机械工业出版社，2007.2漆汉宏，PLC电气控制技术.北京：机械工业出版社，2006.3罗宇航，流行PLC实用程序及设计.西安：电子科技大