s7300plc的润滑油灌装线自动化改造设计【字数：13708】
此次课题通过对整个润滑油灌装线路的了解与分析，设计出以PLC为核心的润滑油灌装控制系统。采用西门子的S7-315F-2PN/DP中型可编程控制器为控制核心，以WINCC组态软件为上位机，利用S7-300PLC对润滑油灌装系统进行改造设计。为了使系统操作起来更加方便灵活，这里设计了自动模式以及手动模式。可以根据生产情况选择低粘度、中粘度、高粘度，还包括检测温度自动控制排油速度，生产方便灵活。可以选择单桶灌装或者12桶灌装，同时可以选择是否关注油阀，方便开始进行检测。使用上位机WINCC进行灌装量设定，根据灌装量控制升降伺服吸油量。上位机可以显示灌装生产量和灌装速度，方便生产监控。系统具有短路过流保护，断路保护，急停保护等多种保护措施，加上伺服故障检测，变频故障检测，气压低检测等，具有较高的安全性。经调试分析及研究结果表明，本次设计已达到预期改造的目的，并为自动化灌装技术的应用提供依据。
目 录
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究现状与趋势 1
1.3 课题研究内容 2
2 方案设计 3
2.1 设计方案选择 3
2.2 控制系统总体要求及工艺流程 3
2.2.1系统总体概述 3
2.2.2灌装工艺流程 4
2.3 总体设计方案 4
3 硬件设计 6
3.1 总体硬件设计 6
3.2 PLC硬件选型 7
3.3 硬件配置 7
3.4 PLCI/O分配 8
3.5 电气原理图设计 11
3.5.1 主电路设计 11
3.5.2电源电路、控制电路设计 12
3.5.3 PLC输入输出模块设计 13
3.6 元器件清单 15
4 软件设计 15
4.1 总体软件流程 16
4.2 PLC内部使用地址 17
4.3 梯形图程序设计 20
5 组态设计 29
5.1 组态软件介绍 29
5.2 建立变量 29
5.3 连接变量 31
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.4 组态画面设计 34
6 调试与分析 38
6.1 硬件调试 38
6.2 软件调试 38
6.3 组态调试 41
7 总结与展望 46
参考文献 47
致 谢 48
附 录 49
附录1：电气原理图 49
附录2：程序 50
1 绪 论
1.1 课题研究背景和意义
这些年来，我国的国际地位越来越高，这归根于经济的稳定发展以及科学技术水平的提高。人们在开销数额上、在消费习惯上都发生了翻天覆地的变化，各种新颖实用的包装受到了大众的喜爱。消费者们越来越重视各种产品的便捷性，也越来越重视包装的质量度。
随着社会生产的发展，我国的灌装机行业也在不断的取得优异成绩，众多的生产企业不断的推进灌装机的技术、功能等，在各种方面都起到了重要的作用，而且涉及范围广。比如工业上用到的润滑油，液体食品等等，所以面对这么多的产品需要被灌装，灌装行业的规模肯定会越发壮大，比如现在流行的粉剂灌装机、柱塞式灌装机、膏体灌装机等。
本课题在设计过程中，参照常规润滑油的灌装技术，进行全方位定义分析，基于SIEMENS系列的硬件设备下，将S7300 PLC作其主控系统，从而改造润滑油自动灌装，加快整个自动化生产的步伐。
1.2 课题研究现状与趋势
上个世纪初期，手工灌装方式引领着整个灌装行业，有一些液体产品只是简单地将容器浸入液体材料中进行灌装。如今，各种灌装机的出现使灌装技术更加智能化和多样化。然而，灌装速度仍然受到提供包装材料的速度和灌装阀速度的限制。
随着多样化的控制系统在工业控制领域应用的日益广泛，灌装机的需求量不断扩大，因此灌装机技术发挥着巨大的作用。自进入中国市场以来，灌装技术偏落后，一直处于摸索模仿的发展状态。国内灌装设备的生产厂家主要面临着两个问题，首先是资金问题，其次是技术问题。在技术方面，加工出来的零部件精度是难以与国外先进的制造公司相提并论的，在市场的竞争压力下，迫于生存压力单纯的效仿国外先进灌装设备并做一些微调，很难有深层次的技术突破。
国家大力培养优秀人才，以便于在自动化技术上有着突破性的研究，这让国内的灌装机行业在灌装水平、设备质量以及产品性能等多方面都得到很大程度上的技术支持。当下如果国产灌装机生产业想要快速发展，必须做出转型和发展，否则国内的灌装行业很难维持一个稳定的运行模式。近几十年来，智能化技术的快速发展，使得企业对生产过程提出了跟高层次的要求。自动化灌装线路在未来的工业生产道路上是非常重要的。
1.3 课题研究内容
本课题的研究任务是实现润滑油灌装技术的改造。利用S7300 PLC通过软件编写来控制整个润滑油灌装，使用WINCC组态软件完成系统的启动、停止的控制，并监视系统的运行状态，最后进行联机调试与分析。具体研究内容如下：
方案设计。这次课题的整个核心内容是润滑油灌装，通过对系统的总体要求及工艺流程分析，进行设计的方案选择。
硬件设计。对硬件设备进行选型，完成系统的I/O分配，并完成硬件总框架设计，绘制硬件电路图及电气原理图，保证系统能正常工作。
软件设计。根据软件思路，完成程序的流程图设计，选择自动模式按动作顺序编写润滑油灌装步骤。
组态设计。介绍了WINCC组态，建立变量并对其进行连接定义，完成监控界面、油品选择等画面。
调试与分析。根据调试结果及画面动作进行分析、优化系统。
2 方案设计
2.1 设计方案选择
灌装机主要是按称重形式和包装物运行方式两方面来分类。根据称重形式分类可以分为两种，一种是减量式称重灌装机，另一种是容积式灌装机。在大量生产过程中，称重式灌装机的速度比容积式灌装机要慢一点，但称重式灌装机稳定性较好，因为在不同的工作环境下，就会存在不同的温度，这样子所灌装的液体密度也存在一定的变化，会影响产品的质量。同样也可以根据灌装包装物进行分类，可以分为旋转型灌装机和直线型灌装机两种形式。
目 录
1 绪 论 1
1.1 课题研究背景和意义 1
1.2 课题研究现状与趋势 1
1.3 课题研究内容 2
2 方案设计 3
2.1 设计方案选择 3
2.2 控制系统总体要求及工艺流程 3
2.2.1系统总体概述 3
2.2.2灌装工艺流程 4
2.3 总体设计方案 4
3 硬件设计 6
3.1 总体硬件设计 6
3.2 PLC硬件选型 7
3.3 硬件配置 7
3.4 PLCI/O分配 8
3.5 电气原理图设计 11
3.5.1 主电路设计 11
3.5.2电源电路、控制电路设计 12
3.5.3 PLC输入输出模块设计 13
3.6 元器件清单 15
4 软件设计 15
4.1 总体软件流程 16
4.2 PLC内部使用地址 17
4.3 梯形图程序设计 20
5 组态设计 29
5.1 组态软件介绍 29
5.2 建立变量 29
5.3 连接变量 31
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.4 组态画面设计 34
6 调试与分析 38
6.1 硬件调试 38
6.2 软件调试 38
6.3 组态调试 41
7 总结与展望 46
参考文献 47
致 谢 48
附 录 49
附录1：电气原理图 49
附录2：程序 50
1 绪 论
1.1 课题研究背景和意义
这些年来，我国的国际地位越来越高，这归根于经济的稳定发展以及科学技术水平的提高。人们在开销数额上、在消费习惯上都发生了翻天覆地的变化，各种新颖实用的包装受到了大众的喜爱。消费者们越来越重视各种产品的便捷性，也越来越重视包装的质量度。
随着社会生产的发展，我国的灌装机行业也在不断的取得优异成绩，众多的生产企业不断的推进灌装机的技术、功能等，在各种方面都起到了重要的作用，而且涉及范围广。比如工业上用到的润滑油，液体食品等等，所以面对这么多的产品需要被灌装，灌装行业的规模肯定会越发壮大，比如现在流行的粉剂灌装机、柱塞式灌装机、膏体灌装机等。
本课题在设计过程中，参照常规润滑油的灌装技术，进行全方位定义分析，基于SIEMENS系列的硬件设备下，将S7300 PLC作其主控系统，从而改造润滑油自动灌装，加快整个自动化生产的步伐。
1.2 课题研究现状与趋势
上个世纪初期，手工灌装方式引领着整个灌装行业，有一些液体产品只是简单地将容器浸入液体材料中进行灌装。如今，各种灌装机的出现使灌装技术更加智能化和多样化。然而，灌装速度仍然受到提供包装材料的速度和灌装阀速度的限制。
随着多样化的控制系统在工业控制领域应用的日益广泛，灌装机的需求量不断扩大，因此灌装机技术发挥着巨大的作用。自进入中国市场以来，灌装技术偏落后，一直处于摸索模仿的发展状态。国内灌装设备的生产厂家主要面临着两个问题，首先是资金问题，其次是技术问题。在技术方面，加工出来的零部件精度是难以与国外先进的制造公司相提并论的，在市场的竞争压力下，迫于生存压力单纯的效仿国外先进灌装设备并做一些微调，很难有深层次的技术突破。
国家大力培养优秀人才，以便于在自动化技术上有着突破性的研究，这让国内的灌装机行业在灌装水平、设备质量以及产品性能等多方面都得到很大程度上的技术支持。当下如果国产灌装机生产业想要快速发展，必须做出转型和发展，否则国内的灌装行业很难维持一个稳定的运行模式。近几十年来，智能化技术的快速发展，使得企业对生产过程提出了跟高层次的要求。自动化灌装线路在未来的工业生产道路上是非常重要的。
1.3 课题研究内容
本课题的研究任务是实现润滑油灌装技术的改造。利用S7300 PLC通过软件编写来控制整个润滑油灌装，使用WINCC组态软件完成系统的启动、停止的控制，并监视系统的运行状态，最后进行联机调试与分析。具体研究内容如下：
方案设计。这次课题的整个核心内容是润滑油灌装，通过对系统的总体要求及工艺流程分析，进行设计的方案选择。
硬件设计。对硬件设备进行选型，完成系统的I/O分配，并完成硬件总框架设计，绘制硬件电路图及电气原理图，保证系统能正常工作。
软件设计。根据软件思路，完成程序的流程图设计，选择自动模式按动作顺序编写润滑油灌装步骤。
组态设计。介绍了WINCC组态，建立变量并对其进行连接定义，完成监控界面、油品选择等画面。
调试与分析。根据调试结果及画面动作进行分析、优化系统。
2 方案设计
2.1 设计方案选择
灌装机主要是按称重形式和包装物运行方式两方面来分类。根据称重形式分类可以分为两种，一种是减量式称重灌装机，另一种是容积式灌装机。在大量生产过程中，称重式灌装机的速度比容积式灌装机要慢一点，但称重式灌装机稳定性较好，因为在不同的工作环境下，就会存在不同的温度，这样子所灌装的液体密度也存在一定的变化，会影响产品的质量。同样也可以根据灌装包装物进行分类，可以分为旋转型灌装机和直线型灌装机两种形式。
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