灌装生产线的控制系统设计【字数：12544】
伴随着工业的自动化水平、计算机网络技术和通讯技术越来越好，公司对生产过程中的自动化控制和通讯手段提出了更高层次的要求。许多的企业也对自己的生产工艺或者生产流程进行了升级换代。可编程序控制器是继电器控制的升级和改进，它能够很好的将控制与微机结合，在机械电子、自动化控制等方面取得了很好的发展。由此，本课题利用可编程控制器的功能和特点设计出了一款基于PLC的灌装生产线的控制系统。一开始，论文阐述了本课题的目的、意义、我国国内和国外关于灌装线的现状和课题的内容。在本论文中，采用饮料灌装生产线为载体，设计出关于饮料灌装生产线的大体结构图，紧接着采用PLC作为本课题的控制系统，设计出能实现灌装过程自动化的控制电路。最后，使用MCGS软件实现了对整个灌装生产线系统的实时监控，可以更加好的了解和改动生产过程及控制程序。利用可编程控制器可以作为灌装生产线的控制系统，可以实现在生产饮料时，无人化控制。实现了生产流水线自动化、灵敏的智能化。对提高生产效率，饮料的质量和产量产生远大的影响，意义不一般。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题的意义 1
1.2 课题的目的 1
1.3 国内外的发展现状 2
1.4论文中应解决的问题 3
2. 灌装生产线的总体方案设计 4
2.1 任务的分析 4
2.2 灌装生产线的结构组成 5
2.3 封盖装置的结构组成 6
3. 灌装生产线系统分析 7
3.1 控制方案的分析 7
3.1.1 PLC、继电器控制以及单片机的对比 7
3.1.2 控制系统方案的确定 7
3.2 软件方案分析 8
3.2.1 顺序功能图 8
3.3 硬件方案分析 8
3.4 气动方案分析 8
3.5 气缸的选型 10
3.5.1 推动气缸以及弧形夹紧气缸的选型 10
3.5.2 E缸的选型 11
3.5.3 A、B、C、D气缸的选型 12
3.6 气缸电磁阀的选型 12
4. 系统的硬件分析 14
4.1 PLC控制要求及选型 14
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/> 4.1.1 PLC机型的选择 14
4.2 电动机的选型 14
4.2.1 伺服电动机 14
4.2.2 确定电动机的型号 14
4.2.3 驱动器的参数设定 16
4.3交流接触器的选型 16
4.4 热继电器选型 17
4.5 空气开关的选型 18
4.6 传感器的选型 18
4.6.1 光电传感器的选型 19
4.6.2 液位传感器的选择 19
4.7震动电机的选型 19
4.8 电气元件说明 20
4.9 系统原理图的设计 20
5. 系统软件的分析 22
5.1系统流程图 22
5.2 I/O分配表 22
5.3 顺控图 24
5.4程序说明 24
5.4.1 急停程序 25
5.4.2 跳转指令 25
6. 基于MCGS的监控系统 28
6.1 软件介绍 28
6.2 触摸屏的选型 28
6.3 触摸屏串口引脚定义 28
6.4 MCGS的操作说明 29
6.4.1 工程建立 29
6.4.2 设备窗口的操作 30
6.4.3 在线调试 34
小结 38
参考文献 39
致谢 40
1 绪论
课题的意义
近年以来，国内的饮料市场蓬勃发展，各种各样的饮料例如气泡饮料、水果饮料、矿泉水、茶饮料等种类越来越多，产量需求提高的同时，相关的设备的需求也越来越高，此时就需要一种智能化的生产设备来提升其产量；同时随着电子、计算机以及自动化控制技术的迅速发展，产品的周期、成本以及质量的逐渐好转。进而依靠于PLC控制的饮料罐装生产线就由此发展起来了。因此物质需求的日益增长与生产之间的矛盾就能够被非常大的缓解了，从而提高了机器的生产效率。
本课题采用的是PLC控制，替代了从前的继电器控制。使得生产线在灌装过程更加的稳定、智能。具体表现有：
提高生产效率，减少成本。只需要根据生产流程进行编程控制，减少人力资源，生产的速度要远远高出人工操作。在大规模生产中，材料浪费少，节约成本 。
改善工作的环境。实施自动灌装后，不需要人一直盯着，只需要安排人员监测生产线即可，同时在生产过程对环境的污染小 。
提高了监控水平。监控系统对整个灌装生产线监控，控制历史有相应的保留，操作人员可以对不足的地方分析进而改进生产流程和工艺。
课题的目的
课题要求使用可编程控制器（简称PLC）来完成自动化灌装过程并使用监控软件对整个过程进行监控，从而大大提高了效率来完成加工制造过程。要完成整个灌装生产线的方案设计以及相应的控制系统设计，主要内容包括：
了解灌装生产线是如何运行的
（2）运用和掌握控制系统的设计方法，包括总体、硬件、软件设计等
（3）了解灌装生产线的PLC控制的设计原理和设计方法
（4）掌握 PLC 的程序编写、梯形图以及指令图
（5）根据控制系统的需求，进行元器件的选型，以及元器件的布置。?
（6）软件设计及程序调试。?
（7）其它相关气动元件的选定。
1.3 国内外的发展现状
近年来，我国的饮料市场发展迅速，包括碳酸饮料，果汁、蔬菜汁饮料，乳品饮料、瓶装矿泉水、茶饮品等在内各种饮料不断发展。随着各种饮料产量上的不断增加，使生产饮料的各种设备也变得火热起来。
国外填料密封设备正在高速发展。目前，一些灌装生产线已经可以在不同的要求和环境下使用，例如瓶子容器材制的不同、饮料成分的不同、灌装方式的不同等。目前气泡饮料如可乐、雪碧等，他们的销量非常高，所以需要让他们更快更多的生产。目前，有些公司的灌装效率已经非常高了，一分钟最高可以生产3000罐。例如：美国N&K公司、JPY公司以及SW公司，他们公司的灌装机一次性可以灌装多达235罐、150罐以及167罐。
除了气泡饮料,如可乐、雪碧等以外，别的饮料可以在一分钟内可以灌装2000罐，同时一次性可以完成100~150罐的成型，送料设备，它的速度可以1分钟转20~25次，灌装率提升了将近200%。在多种饮料有温度，没有冷却时，依旧可以进行灌装，比如黑茶、红茶、乌龙茶等饮料；黑咖啡、美式咖啡等饮料；牛奶、豆奶等乳品和橙汁、苹果汁等果汁，并且饮料封口后不再进行二次杀菌。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题的意义 1
1.2 课题的目的 1
1.3 国内外的发展现状 2
1.4论文中应解决的问题 3
2. 灌装生产线的总体方案设计 4
2.1 任务的分析 4
2.2 灌装生产线的结构组成 5
2.3 封盖装置的结构组成 6
3. 灌装生产线系统分析 7
3.1 控制方案的分析 7
3.1.1 PLC、继电器控制以及单片机的对比 7
3.1.2 控制系统方案的确定 7
3.2 软件方案分析 8
3.2.1 顺序功能图 8
3.3 硬件方案分析 8
3.4 气动方案分析 8
3.5 气缸的选型 10
3.5.1 推动气缸以及弧形夹紧气缸的选型 10
3.5.2 E缸的选型 11
3.5.3 A、B、C、D气缸的选型 12
3.6 气缸电磁阀的选型 12
4. 系统的硬件分析 14
4.1 PLC控制要求及选型 14
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/> 4.1.1 PLC机型的选择 14
4.2 电动机的选型 14
4.2.1 伺服电动机 14
4.2.2 确定电动机的型号 14
4.2.3 驱动器的参数设定 16
4.3交流接触器的选型 16
4.4 热继电器选型 17
4.5 空气开关的选型 18
4.6 传感器的选型 18
4.6.1 光电传感器的选型 19
4.6.2 液位传感器的选择 19
4.7震动电机的选型 19
4.8 电气元件说明 20
4.9 系统原理图的设计 20
5. 系统软件的分析 22
5.1系统流程图 22
5.2 I/O分配表 22
5.3 顺控图 24
5.4程序说明 24
5.4.1 急停程序 25
5.4.2 跳转指令 25
6. 基于MCGS的监控系统 28
6.1 软件介绍 28
6.2 触摸屏的选型 28
6.3 触摸屏串口引脚定义 28
6.4 MCGS的操作说明 29
6.4.1 工程建立 29
6.4.2 设备窗口的操作 30
6.4.3 在线调试 34
小结 38
参考文献 39
致谢 40
1 绪论
课题的意义
近年以来，国内的饮料市场蓬勃发展，各种各样的饮料例如气泡饮料、水果饮料、矿泉水、茶饮料等种类越来越多，产量需求提高的同时，相关的设备的需求也越来越高，此时就需要一种智能化的生产设备来提升其产量；同时随着电子、计算机以及自动化控制技术的迅速发展，产品的周期、成本以及质量的逐渐好转。进而依靠于PLC控制的饮料罐装生产线就由此发展起来了。因此物质需求的日益增长与生产之间的矛盾就能够被非常大的缓解了，从而提高了机器的生产效率。
本课题采用的是PLC控制，替代了从前的继电器控制。使得生产线在灌装过程更加的稳定、智能。具体表现有：
提高生产效率，减少成本。只需要根据生产流程进行编程控制，减少人力资源，生产的速度要远远高出人工操作。在大规模生产中，材料浪费少，节约成本 。
改善工作的环境。实施自动灌装后，不需要人一直盯着，只需要安排人员监测生产线即可，同时在生产过程对环境的污染小 。
提高了监控水平。监控系统对整个灌装生产线监控，控制历史有相应的保留，操作人员可以对不足的地方分析进而改进生产流程和工艺。
课题的目的
课题要求使用可编程控制器（简称PLC）来完成自动化灌装过程并使用监控软件对整个过程进行监控，从而大大提高了效率来完成加工制造过程。要完成整个灌装生产线的方案设计以及相应的控制系统设计，主要内容包括：
了解灌装生产线是如何运行的
（2）运用和掌握控制系统的设计方法，包括总体、硬件、软件设计等
（3）了解灌装生产线的PLC控制的设计原理和设计方法
（4）掌握 PLC 的程序编写、梯形图以及指令图
（5）根据控制系统的需求，进行元器件的选型，以及元器件的布置。?
（6）软件设计及程序调试。?
（7）其它相关气动元件的选定。
1.3 国内外的发展现状
近年来，我国的饮料市场发展迅速，包括碳酸饮料，果汁、蔬菜汁饮料，乳品饮料、瓶装矿泉水、茶饮品等在内各种饮料不断发展。随着各种饮料产量上的不断增加，使生产饮料的各种设备也变得火热起来。
国外填料密封设备正在高速发展。目前，一些灌装生产线已经可以在不同的要求和环境下使用，例如瓶子容器材制的不同、饮料成分的不同、灌装方式的不同等。目前气泡饮料如可乐、雪碧等，他们的销量非常高，所以需要让他们更快更多的生产。目前，有些公司的灌装效率已经非常高了，一分钟最高可以生产3000罐。例如：美国N&K公司、JPY公司以及SW公司，他们公司的灌装机一次性可以灌装多达235罐、150罐以及167罐。
除了气泡饮料,如可乐、雪碧等以外，别的饮料可以在一分钟内可以灌装2000罐，同时一次性可以完成100~150罐的成型，送料设备，它的速度可以1分钟转20~25次，灌装率提升了将近200%。在多种饮料有温度，没有冷却时，依旧可以进行灌装，比如黑茶、红茶、乌龙茶等饮料；黑咖啡、美式咖啡等饮料；牛奶、豆奶等乳品和橙汁、苹果汁等果汁，并且饮料封口后不再进行二次杀菌。
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