啤酒灌装生产线分析与plc控制设计(附件)【字数：15405】
摘 要摘 要如今，罐装饮料越来越受到人们的青睐，尤其是罐装啤酒。而罐装啤酒生产线的自动化程度和效率就是企业面临和急需解决的问题。本文通过对自动化控制系统原理的研究，在现有的啤酒罐装生产线控制系统的基础上，设计了一套基于PLC控制的啤酒罐装生产线控制系统。本文首先介绍了该课题的背景，国内外的发展现状，设计要求和研究方法。然后，分析了整个啤酒灌装生产的工艺流程和控制要求。接着，设计了包括卸垛机，灌装机，旋盖机，喷码机和输送带在内的灌装生产线的流程图，同时根据生产线的控制要求，以PLC作为控制器设计了控制电路。程序的设计根据控制功能可以划分为不同的模块，将其分别设计为子程序。最后，对不同模块进行仿真模拟。 关键字PLC ；生产线设计工艺图；控制线路；程序；仿真
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2 国内外发展现状 2
1.2.1 国外发展现状 2
1.2.2 国内发展现状 2
1.3 本课题的设计要求 3
1.4 课题研究方法 4
第二章 啤酒罐装生产线分析 5
2.1 卸垛机系统分析 5
2.1.1 卸垛机原理的分析 5
2.1.2 硬件方案分析 5
2.1.3 软件方案分析 5
2.2清洗系统分析 6
2.2.1 清洗系统简介 6
2.2.2 CIP 控制系统的基本原理 6
2.3 灌装机系统分析 6
2.3.1灌装原理的分析 6
2.3.2 灌装机的分析 7
2.3.3 灌装机工作过程 8
2.4 旋盖装置分析 8
2.5 喷码装置分析 9
第三章 总体设计方案 10
3.1 任务分析 10
3.1.1 系统框图 10
3.1.2 啤酒罐装结构图 10
3.1.3 生产流程 12
3.1.4具体控制要求 12
3.2 PLC的介绍 13
3.2.1 PLC的定义 13
3.2.1 PLC的发展 13< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.2.3 PLC的选型 15
3.3方案分析 17
3.3.1经验设计法 17
3.3.2逻辑设计法 17
第四章 啤酒灌装生产线控制系统硬件设计 19
4.1控制要求和过程分析 19
4.2 重要环节主电路的分析和设计 19
4.2.1 卸垛机的主电路 19
4.2.2 灌装机的主电路 21
4.3 控制电路的设计 21
第五章 啤酒灌装生产线控制系统软件设计 22
5.1程序 22
5.1.1 I/O分配 22
5.1.2 梯形图程序 24
5.1.2 计数程序 31
5.1.3 灌装环节程序 32
5.1.4 报警程序 34
5.2啤酒灌装生产线控制仿真 35
第六章 结论与展望 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
目前我国的灌装自动化水平并不是非常发达，由于设备陈旧，技术落后等原因使得我们灌装行业发展较为滞缓，因此相比较于一些西方的发达国家的水平还有一定的差距。对于这种情况，我国的啤酒灌装企业选择了不断发展自身的实力，逐步向高速生产化，设备结构合理化，生产过程绿色化，生产仪器智能化的方向发展。
PLC（可编程逻辑控制器）是为了适应工业生产的特殊环境而设计开发的一种电子计算设备。可编程逻辑控制器使用可编程存储器，可以存储执行操作指令序列等一系列操作，包括逻辑运算，计数，计数和算术运算，运算数据存储在内部，并可通过数字或模拟输入输出，生成各种类型的过程控制[1]。
现代科学技术发展日新月异，推动计算机技术和自动控制技术的飞速发展，传统工艺生产线已无法满足社会进步的需求，因此我国公司和企业面临着技术改革局面。生产环节正在转向提高生产质量，缩短生产周期，降低成本等方面的发展。因此，越来越多的企业和公司开始使用先进的灌装技术来提高啤酒厂自动生产线上的的自动控制水平和生产效率[2]。现代工业控制设备中大朵机与微处理器，而运用PLC项目完全可以将简单的继电器控制系统和现代计算机技术相结合，从而设计出一个运用于啤酒灌装生产线的自动控制系统。不仅实现了啤酒产业规模化的生产，而且使整个生产过程更加高效稳定，填充和填充过程更加紧密，缺陷浪费明显下降，对实际行业产生巨大的影响。几年前，自动化生产工艺技术占整个包装机械设计流程的30％左右，现在已经远远超过50％，其中包含了大量的机电一体化控制技术和微机设计技术。整个过程和使用包装机械提高自动化程度是：一是提高生产率，增加企业产品产量;二是为了完善设备功能，提高质量;三是提高多智能控制和包装机械的能力，完成更多复杂的行动。
根据罐装饮料灌装的实际生产特点，结合罐装饮料现代工业自动化生产线的具体情况，罐装饮料生产线PLC的仿真设计与应用，生产线可完成空啤酒瓶清洁和清洁消毒，空罐啤酒处理，输液瓶和罐头饮料印花，检测合格的产品包装加工，回收不合格品。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
最古老的啤酒出现6000年前的古巴比伦。继而在公元前4000年，美索不达米亚人逐渐学会用16种谷物酿造啤酒。到了公元前1300年左右，埃及将啤酒作为国家优秀产业来进行管理，使得啤酒得到迅速发展。在786年，一名德国僧侣意外地使用了啤酒花这一香料生产啤酒，从而大大提高了啤酒的品质。在1480年，在德国南部的中心，开发了一种新的发酵方法，使得生产出来的啤酒质量得到很大的提升，啤酒制造业因此也得到了前所未有的飞速发展。在1850年左右，法国巴斯德建立了微生物发酵理论，建立了巴斯德消毒法[3]。十九世纪八十年代初，汉森发明了酵母培养方法，使啤酒酿造技术从最初的神秘和经验主义向科学成熟跨越式发展。蒸汽机的发明和冰箱的问世，更让啤酒生产工业化取得更加长远的进步。目前，世界啤酒年产量在所有酒类及饮料中居首位，已突破几十万吨。这些高新技术开创了啤酒工业规模化酿造的新篇章，为现代啤酒技术发展奠定了良好的基础。近年来，啤酒生产出现以下发展态势：企业规模日渐扩大，产品产量迅速增长，啤酒种类日趋多样化，生产周期大大缩短，设备功能日趋完善，啤酒生产带来的经济效益得到提高。就目前而言，国外的啤酒罐装设备发展相对国内较为完善，而且正朝着机电一体化结合的方向发展，实现自动化管理控制目标。目前德国的Gerrokaise公司和美国的HiranWaller公司不仅管理完善，更是实现了罐装啤酒生产线高度自动化。目前，计算机集成制造是一套综合系统的采集，处理，管理和传输各种数据的集合，可以有效的实现自动化操作系统，机器人技术，计算机监控系统，控制国外罐装啤酒逐渐成熟和完美的舞台。
目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究的背景 1
1.2 国内外发展现状 2
1.2.1 国外发展现状 2
1.2.2 国内发展现状 2
1.3 本课题的设计要求 3
1.4 课题研究方法 4
第二章 啤酒罐装生产线分析 5
2.1 卸垛机系统分析 5
2.1.1 卸垛机原理的分析 5
2.1.2 硬件方案分析 5
2.1.3 软件方案分析 5
2.2清洗系统分析 6
2.2.1 清洗系统简介 6
2.2.2 CIP 控制系统的基本原理 6
2.3 灌装机系统分析 6
2.3.1灌装原理的分析 6
2.3.2 灌装机的分析 7
2.3.3 灌装机工作过程 8
2.4 旋盖装置分析 8
2.5 喷码装置分析 9
第三章 总体设计方案 10
3.1 任务分析 10
3.1.1 系统框图 10
3.1.2 啤酒罐装结构图 10
3.1.3 生产流程 12
3.1.4具体控制要求 12
3.2 PLC的介绍 13
3.2.1 PLC的定义 13
3.2.1 PLC的发展 13< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
br /> 3.2.3 PLC的选型 15
3.3方案分析 17
3.3.1经验设计法 17
3.3.2逻辑设计法 17
第四章 啤酒灌装生产线控制系统硬件设计 19
4.1控制要求和过程分析 19
4.2 重要环节主电路的分析和设计 19
4.2.1 卸垛机的主电路 19
4.2.2 灌装机的主电路 21
4.3 控制电路的设计 21
第五章 啤酒灌装生产线控制系统软件设计 22
5.1程序 22
5.1.1 I/O分配 22
5.1.2 梯形图程序 24
5.1.2 计数程序 31
5.1.3 灌装环节程序 32
5.1.4 报警程序 34
5.2啤酒灌装生产线控制仿真 35
第六章 结论与展望 37
致谢 38
参考文献 39
第一章 绪论
1.1课题研究的背景
目前我国的灌装自动化水平并不是非常发达，由于设备陈旧，技术落后等原因使得我们灌装行业发展较为滞缓，因此相比较于一些西方的发达国家的水平还有一定的差距。对于这种情况，我国的啤酒灌装企业选择了不断发展自身的实力，逐步向高速生产化，设备结构合理化，生产过程绿色化，生产仪器智能化的方向发展。
PLC（可编程逻辑控制器）是为了适应工业生产的特殊环境而设计开发的一种电子计算设备。可编程逻辑控制器使用可编程存储器，可以存储执行操作指令序列等一系列操作，包括逻辑运算，计数，计数和算术运算，运算数据存储在内部，并可通过数字或模拟输入输出，生成各种类型的过程控制[1]。
现代科学技术发展日新月异，推动计算机技术和自动控制技术的飞速发展，传统工艺生产线已无法满足社会进步的需求，因此我国公司和企业面临着技术改革局面。生产环节正在转向提高生产质量，缩短生产周期，降低成本等方面的发展。因此，越来越多的企业和公司开始使用先进的灌装技术来提高啤酒厂自动生产线上的的自动控制水平和生产效率[2]。现代工业控制设备中大朵机与微处理器，而运用PLC项目完全可以将简单的继电器控制系统和现代计算机技术相结合，从而设计出一个运用于啤酒灌装生产线的自动控制系统。不仅实现了啤酒产业规模化的生产，而且使整个生产过程更加高效稳定，填充和填充过程更加紧密，缺陷浪费明显下降，对实际行业产生巨大的影响。几年前，自动化生产工艺技术占整个包装机械设计流程的30％左右，现在已经远远超过50％，其中包含了大量的机电一体化控制技术和微机设计技术。整个过程和使用包装机械提高自动化程度是：一是提高生产率，增加企业产品产量;二是为了完善设备功能，提高质量;三是提高多智能控制和包装机械的能力，完成更多复杂的行动。
根据罐装饮料灌装的实际生产特点，结合罐装饮料现代工业自动化生产线的具体情况，罐装饮料生产线PLC的仿真设计与应用，生产线可完成空啤酒瓶清洁和清洁消毒，空罐啤酒处理，输液瓶和罐头饮料印花，检测合格的产品包装加工，回收不合格品。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外发展现状
最古老的啤酒出现6000年前的古巴比伦。继而在公元前4000年，美索不达米亚人逐渐学会用16种谷物酿造啤酒。到了公元前1300年左右，埃及将啤酒作为国家优秀产业来进行管理，使得啤酒得到迅速发展。在786年，一名德国僧侣意外地使用了啤酒花这一香料生产啤酒，从而大大提高了啤酒的品质。在1480年，在德国南部的中心，开发了一种新的发酵方法，使得生产出来的啤酒质量得到很大的提升，啤酒制造业因此也得到了前所未有的飞速发展。在1850年左右，法国巴斯德建立了微生物发酵理论，建立了巴斯德消毒法[3]。十九世纪八十年代初，汉森发明了酵母培养方法，使啤酒酿造技术从最初的神秘和经验主义向科学成熟跨越式发展。蒸汽机的发明和冰箱的问世，更让啤酒生产工业化取得更加长远的进步。目前，世界啤酒年产量在所有酒类及饮料中居首位，已突破几十万吨。这些高新技术开创了啤酒工业规模化酿造的新篇章，为现代啤酒技术发展奠定了良好的基础。近年来，啤酒生产出现以下发展态势：企业规模日渐扩大，产品产量迅速增长，啤酒种类日趋多样化，生产周期大大缩短，设备功能日趋完善，啤酒生产带来的经济效益得到提高。就目前而言，国外的啤酒罐装设备发展相对国内较为完善，而且正朝着机电一体化结合的方向发展，实现自动化管理控制目标。目前德国的Gerrokaise公司和美国的HiranWaller公司不仅管理完善，更是实现了罐装啤酒生产线高度自动化。目前，计算机集成制造是一套综合系统的采集，处理，管理和传输各种数据的集合，可以有效的实现自动化操作系统，机器人技术，计算机监控系统，控制国外罐装啤酒逐渐成熟和完美的舞台。
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