plc的饮料罐装生产流水线系统设计
摘 要在如今快速发展的社会中，人们的生活节奏变得越来越快，人们对于饮料的消耗量也越来越多。以往的人工操作生产模式已经不能适应人们的生活需求，因此越来越多的生产企业为了提高生产效率，适应社会生产需要，逐步向自动化生产转型。饮料自动罐装生产流水线是自动化生产的典型例子。本设计主要对自动罐装流水线的机械结构和控制系统进行了设计。结合现在大多数企业的自动生产的现状，提出以PLC为主要控制元件，传送带为输送设备的饮料自动罐装流水线的设计。用PLC控制实现了罐装流水线的自动化，高效化。减少了人为的污染，对生产环境有了更高的要求，对企业的生产效率以及饮料质量和产量产生了重大影响。
Key words：beverage filling ；automatic control；PLC； production line 目 录
第一章 绪论 1
1.1设计目的 1
1.2设计意义 1
1.3自动灌装生产流水线的发展概况 1
1.4饮料灌装生产流水线的自动化 2
第二章 总体方案设计 3
2.1 设计要求 3
2.2系统组成 4
2.3驱动方式的选择 4
2.4传动方式的选择 5
2.5控制方式的选择 5
第三章 机械传动方案设计 6
3.1设计参数要求 6
3.2电动机选择 7
3.2.1选择电动机类型 7
3.2.2选择电动机容量 7
3.3减速器的选择 8
3.3.1分配传动比 8
3.3.2 各级传动零件传动参数设计 10
3.3.3 轴的设计 14
3.3.4 滚动轴承的选择 15
3.3.5 键的选择及校核 17
3.4 联轴器 18
3.4.1联轴器选择 18
3.4.2 确定型号 18
3.5输送带 18
3.5.1皮带的速度 18
3.5.2皮带的材料 19
3.5.3皮带的宽度 19
3.5.4皮带长度的确定 19
3.6张
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
紧装置 19
3.7罐装机的选择 19
第四章 控制系统设计 21
4.1 传感器选择 21
4.2控制元器件选择 21
4.2.1交流接触器选择 21
4.2.2 热继电器选择 22
4.2.3熔断器选择 22
4.3 PLC选型 23
4.4系统流程图 24
4.5 I/O分配 24
4.6 PLC外部连接图 25
4.7 电气原理图 26
4.7.1主电路 26
4.7 .2控制电路 27
4.8计数过程 27
4.9 梯形图 28
结束语 30
致谢词 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1设计目的
近年来，饮料消费市场越来越广阔，人们对饮料的需求越来越多。因此对生产企业的产量和质量有了更高的要求，导致企业对灌装设备的要求也不断提高。
随着时代的变迁，过去的继电器的控制已经不能满足日益发展的社会需求，需要人们寻求一条更加有效的控制方式，以达到高效生产需求。因此，饮料罐装流水线的发展趋势是自动化和智能化。PLC是时代前进的产品，它结合了现代微机技术和过去的传统继电器控制技术，开辟出一条全新的控制理念，克服了继电器控制在过去的复杂布线、低可靠性、高功耗、高功耗、低功耗、灵活性等缺点。由于PLC编程简单易学，安装方便，应用广阔，容易在工业领域得到广泛运用。
1.2设计意义
本次毕业设计的课题是基于PLC的编程简单方便，可靠性高等优点，将PLC与自动控制等先进的理念进行有机结合，代替传统的继电器控制，形成一套全新的，具有时代意义现代灌装流水线自动化生产，有助于解放生产力，提高工作效率，提高产品的质量和数量。
1.3自动灌装生产流水线的发展概况
罐装设备有很多种类。主要用于食品饮料、医药、日用罐头及工业发展的设计和制造过程。
在罐装市场中，饮料的罐装占有很大的比重，具有很大的市场分量。它主要应用在流水线上，依靠传感器检测，通过PLC控制传送带的启停，具有较高的自动化程度，智能化程度。现在的中国，人均饮料消费量与外国有较大的差距，因此，饮料罐装行业在中国的市场很广阔，很有发展前景。尤其是自从中国加入WTO以来，越来越多的国外饮料涌入中国市场，因此国内的饮料市场竞争也是相当的激烈，我国自己的生产厂家想要占领市场，必须优化灌装流程，引进先进的技术和设备，与国际接轨。
现代灌装技术有以下几个特点：
多功能：多种饮料罐装可以通过同一台灌装设备进行热罐装或者冷罐装。比如说茶饮料，咖啡饮料之类的热饮亦或是碳酸和非碳酸饮料等冷饮的灌装。
都可以进行玻璃瓶与聚酯瓶的灌装：目前，碳酸饮料灌装机的最高速度每分钟可以达到2000罐。德国KHS公司灌装机的灌装阀多达165，胜144，kromes公司多达178。非碳酸饮料灌装机的最高速度可以达到每分钟1500罐。可以对茶饮料，咖啡等进行热罐装，封口后不需要二次杀菌。中国河南郑州的星火包装机械公司的灌装机的包装机械的包装阀为12头、中国江苏省南京市群杰包装机有限公司有15头，包装速度最高达每分钟1300罐。
技术、性能高：整条线的工作效率和自动化智能化程度高。可以准确的自动计数和检测各个参数。不仅减少了人工操作的劳动量还降低了人为污染的可能性，可以精确计算成本，从而优化产业结构，提高企业的效益。
现如今，已经实现了饮料的自动化灌装生产，不仅大大的提高了产品的生产质量而且还缩短了生产周期，使得产品的性价比更高，适应了当今社会产品快速跟新换代的要求。我国的自动化水平相对于西方发达国家还是有很大的差距的，主要是设备陈旧，管理理念落后，技术跟不上。因此，越来越多的饮料厂引进国外先进的灌装设备和技术，提高生产自动化水平和生产效率。
1.4饮料灌装生产流水线的自动化
在过去的饮料灌装生产线上，控制系统大多数都是采用的是传统的继电器控制系统，它主要由主令电器、接触器、继电器和导线等组成。由于这种控制方式的结构较为简单，导致生产效率比较低。人机对话达不到实时反馈因此导致响应较慢，故障率高，可靠性能差，不方便维修。并且在生产过程中对产品造成二次污染的几率较高，使得产品的合格率降低，增加了生产成本。
但现代化的自动化生产线，与之相反，它采用可编程控制器来控制，整个生产线更准确，运行平稳。它不仅简化了操作过程，提高了生产效率和产品合格率，更是避免了二次污染的问题。大大提高企业的经济效益，所以很受现代企业的欢迎。为适应发展，所以提出了下面的用PLC控制技术改造现有生产线。PLC可靠性高、抗干扰能力强；硬件的灵活性；还有各种通信网络接口模块；系统的大小功能可以根据实际需求进行组合；编程简单易学；安装简单、维护方便因此深受工程技术人员欢迎。德国西门子公司生产的PLC在中国的应用非常广泛，在工业各个领域都有较为广泛应用。
Key words：beverage filling ；automatic control；PLC； production line 目 录
第一章 绪论 1
1.1设计目的 1
1.2设计意义 1
1.3自动灌装生产流水线的发展概况 1
1.4饮料灌装生产流水线的自动化 2
第二章 总体方案设计 3
2.1 设计要求 3
2.2系统组成 4
2.3驱动方式的选择 4
2.4传动方式的选择 5
2.5控制方式的选择 5
第三章 机械传动方案设计 6
3.1设计参数要求 6
3.2电动机选择 7
3.2.1选择电动机类型 7
3.2.2选择电动机容量 7
3.3减速器的选择 8
3.3.1分配传动比 8
3.3.2 各级传动零件传动参数设计 10
3.3.3 轴的设计 14
3.3.4 滚动轴承的选择 15
3.3.5 键的选择及校核 17
3.4 联轴器 18
3.4.1联轴器选择 18
3.4.2 确定型号 18
3.5输送带 18
3.5.1皮带的速度 18
3.5.2皮带的材料 19
3.5.3皮带的宽度 19
3.5.4皮带长度的确定 19
3.6张
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
紧装置 19
3.7罐装机的选择 19
第四章 控制系统设计 21
4.1 传感器选择 21
4.2控制元器件选择 21
4.2.1交流接触器选择 21
4.2.2 热继电器选择 22
4.2.3熔断器选择 22
4.3 PLC选型 23
4.4系统流程图 24
4.5 I/O分配 24
4.6 PLC外部连接图 25
4.7 电气原理图 26
4.7.1主电路 26
4.7 .2控制电路 27
4.8计数过程 27
4.9 梯形图 28
结束语 30
致谢词 31
参考文献 32
第一章 绪论
1.1设计目的
近年来，饮料消费市场越来越广阔，人们对饮料的需求越来越多。因此对生产企业的产量和质量有了更高的要求，导致企业对灌装设备的要求也不断提高。
随着时代的变迁，过去的继电器的控制已经不能满足日益发展的社会需求，需要人们寻求一条更加有效的控制方式，以达到高效生产需求。因此，饮料罐装流水线的发展趋势是自动化和智能化。PLC是时代前进的产品，它结合了现代微机技术和过去的传统继电器控制技术，开辟出一条全新的控制理念，克服了继电器控制在过去的复杂布线、低可靠性、高功耗、高功耗、低功耗、灵活性等缺点。由于PLC编程简单易学，安装方便，应用广阔，容易在工业领域得到广泛运用。
1.2设计意义
本次毕业设计的课题是基于PLC的编程简单方便，可靠性高等优点，将PLC与自动控制等先进的理念进行有机结合，代替传统的继电器控制，形成一套全新的，具有时代意义现代灌装流水线自动化生产，有助于解放生产力，提高工作效率，提高产品的质量和数量。
1.3自动灌装生产流水线的发展概况
罐装设备有很多种类。主要用于食品饮料、医药、日用罐头及工业发展的设计和制造过程。
在罐装市场中，饮料的罐装占有很大的比重，具有很大的市场分量。它主要应用在流水线上，依靠传感器检测，通过PLC控制传送带的启停，具有较高的自动化程度，智能化程度。现在的中国，人均饮料消费量与外国有较大的差距，因此，饮料罐装行业在中国的市场很广阔，很有发展前景。尤其是自从中国加入WTO以来，越来越多的国外饮料涌入中国市场，因此国内的饮料市场竞争也是相当的激烈，我国自己的生产厂家想要占领市场，必须优化灌装流程，引进先进的技术和设备，与国际接轨。
现代灌装技术有以下几个特点：
多功能：多种饮料罐装可以通过同一台灌装设备进行热罐装或者冷罐装。比如说茶饮料，咖啡饮料之类的热饮亦或是碳酸和非碳酸饮料等冷饮的灌装。
都可以进行玻璃瓶与聚酯瓶的灌装：目前，碳酸饮料灌装机的最高速度每分钟可以达到2000罐。德国KHS公司灌装机的灌装阀多达165，胜144，kromes公司多达178。非碳酸饮料灌装机的最高速度可以达到每分钟1500罐。可以对茶饮料，咖啡等进行热罐装，封口后不需要二次杀菌。中国河南郑州的星火包装机械公司的灌装机的包装机械的包装阀为12头、中国江苏省南京市群杰包装机有限公司有15头，包装速度最高达每分钟1300罐。
技术、性能高：整条线的工作效率和自动化智能化程度高。可以准确的自动计数和检测各个参数。不仅减少了人工操作的劳动量还降低了人为污染的可能性，可以精确计算成本，从而优化产业结构，提高企业的效益。
现如今，已经实现了饮料的自动化灌装生产，不仅大大的提高了产品的生产质量而且还缩短了生产周期，使得产品的性价比更高，适应了当今社会产品快速跟新换代的要求。我国的自动化水平相对于西方发达国家还是有很大的差距的，主要是设备陈旧，管理理念落后，技术跟不上。因此，越来越多的饮料厂引进国外先进的灌装设备和技术，提高生产自动化水平和生产效率。
1.4饮料灌装生产流水线的自动化
在过去的饮料灌装生产线上，控制系统大多数都是采用的是传统的继电器控制系统，它主要由主令电器、接触器、继电器和导线等组成。由于这种控制方式的结构较为简单，导致生产效率比较低。人机对话达不到实时反馈因此导致响应较慢，故障率高，可靠性能差，不方便维修。并且在生产过程中对产品造成二次污染的几率较高，使得产品的合格率降低，增加了生产成本。
但现代化的自动化生产线，与之相反，它采用可编程控制器来控制，整个生产线更准确，运行平稳。它不仅简化了操作过程，提高了生产效率和产品合格率，更是避免了二次污染的问题。大大提高企业的经济效益，所以很受现代企业的欢迎。为适应发展，所以提出了下面的用PLC控制技术改造现有生产线。PLC可靠性高、抗干扰能力强；硬件的灵活性；还有各种通信网络接口模块；系统的大小功能可以根据实际需求进行组合；编程简单易学；安装简单、维护方便因此深受工程技术人员欢迎。德国西门子公司生产的PLC在中国的应用非常广泛，在工业各个领域都有较为广泛应用。
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