基于plc的瓶装水生产流水线控制系统设计(附件)【字数：10064】
摘 要与西方发达国家相比，瓶装水自动灌装技术在我国差距之大依旧明显。制约我国灌装行业缓慢的原因主要在于使用设备过于陈旧没有创新性，在技术方面很是落后。对于这些问题，我国现阶段已逐步开始往技术化方向发展，提升自身企业实力，朝着生产迅速化、设备自动化多功能化等方向逐步发展。本设计以此为背景，利用PLC的特殊功能及其特点设计了一套瓶装水灌装生产流水线控制系统。其中系统的设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计部分包括三菱PLC外部电路的设计和安装；软件设计部分包括程序的设计和模拟仿真调试。此次设计的控制系统基本上满足以下控制要求（1）传送带对空瓶进行运送并由灌装机对其进行灌装，灌装量由空瓶大小来确定；（2）灌装完毕后的空瓶子由传送带运输传感器感应计数，计数值包括累计计数和单位包装计数，单位包装计数数量可根据包装尺寸设定；（3）能实现手动复位。系统选用三菱FX1N-40MR PLC、继电器、传感器、行程开关等装置，凭借PLC优异的自动控制性能，实现瓶装水在无人操作下的自动灌装过程。
Key words: control system ;PLC; bottled water filling; assembly line; 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的和价值 1
1.3课题研究内容 2
第二章 瓶装水生产流水线总体方案设计 3
2.1生产流水线的基本概念 3
2.2任务的分析 3
2.3硬件方案设计 3
2.4软件方案设计 4
2.4.1经验设计法 4
2.4.2逻辑设计法 4
第三章 瓶装水流水线控制系统的硬件电路设计 6
3.1系统硬件的选型 6
3.1.1 PLC的选型 6
3.1.2电动机的选型 7
3.1.3接触器的选型 7
3.1.4热继电器的选型 7
3.1.5开关电器、熔断器的选型 8
3.1.6传感器的选型 8
3.2系统硬件电路的实现 9
3.2.1系统硬件结构框图 9
3.2.2主电路的设计 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.2.3控制电路的设计 10
3.2.4操作面板的设计 11
第四章 瓶装水流水线控制系统的程序设计 12
4.1控制要求和过程分析 12
4.2 I/O 端口分配 13
4.3梯形图 13
4.3.1初始化程序 13
4.3.2瓶装水灌装流水线主控程序 15
4.3.3报警闪烁程序 17
4.3.4装箱打包程序 17
4.3.5记数程序 18
4.3.6数据传送程序 20
第五章 程序调试 21
5.1初始化程序仿真 23
5.2流水线主程序仿真 24
5.3报警闪烁程序仿真 27
5.4装箱打包程序仿真 28
5.5记数程序仿真 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 32
第一章 绪论
1.1课题研究背景
与西方发达国家相比，瓶装水自动灌装技术在我国差距之大依旧明显。制约我国灌装行业缓慢的原因主要在于使用设备过于陈旧没有创新性，在技术方面很是落后。对于这些问题，我国现阶段已逐步开始往技术化方向发展，提升自身企业实力，朝着生产迅速化、设备自动化多功能化等方向逐步发展。
在以前，我国传统的灌装生产线常采用继电器接触器的控制方式来进行控制。但在实际生产线使用过程中，人们通过对讲机来进行操作交流，响应缓慢且容易出错，可靠性差导致生产效率极低。自动化生产线在许多领域有着广泛的应用。采用PLC控制其控制部分，使生产线运行更加平稳，定位更加准确，功能更加完善，操作更加方便。
PLC,即可编程控制器，它是以中央处理器为核心，集计算机技术、自动化技术和通讯技术于一身的一种应用于现代新型工业设计的控制装置。使用可编程存储器存储指令诸如计数、定时、算术和顺序等功能由它执行，并通过I/O端口来实现对工业生产作业的控制。总之，PLC是一种专用于工业控制的通用计算机。PLC集继电器控制的优点及计算机运算快灵活性高的优点于一身，同时又顾及了工业现场的环境，拥有其他控制器所没有的特点。安全可靠，抗扰能力较强；安装维护简单；编程方便，编程语言通俗易懂等优点。与继电接触控制系统相比，可编程控制器相对较容易的多，不像前者成本高，接线多且麻烦，可靠性又低。它利用微处理器的优点，使维修人员更容易操作同时加强了他们的技能。其中可编程控制器PLC最显著的特点便是可编程，它的程序编程简单易懂，有独特的一套以梯形图为基础的指令模式，让用户在编程序时清晰、直观，更容易学。同时它还能自己查错，模拟仿真调试也能对自己设定的控制要求一目了然。因此，PLC在工业制造业生产线以及对于机床改造等控制系统中代替继电器接触器控制系统已成为一种必然趋势。
发达国家的灌装机设备制造水平相对高于中国。我们可以通过这些国家灌装机的发展趋势来确定我国与它们之间的差距，应该向发展的哪一方缩小差距，使我国的灌装技术尽快跻身世界先进行列。
1.2课题研究目的和价值
现如今，许多工业企业面临着同样的问题:生产线过于繁琐设备老化严重以及人工带来的误操作。近年来，PLC在工业生产中得到了广泛的应用，如自动控制以及最近兴起的机电一体化。随着当今社会的快速发展，生产线控制系统需要实现越来越稳定的功能。该控制系统的由上位机PC机，基本控制单元PLC组成，集控制与管理于一体，其优势之大主要体现在现如今的生产作业和管理中。PLC的结构简单，学习起来相对容易且能让人看懂，对于生产作业的效率有着显著的提高。
存储逻辑代替接线逻辑，这使得PLC的控制设备外部的接线大大的减少，也使得控制系统设计的周期大大缩短，使同一设备经过改变程序从而改变生产过程成为可能，这也很适合小批量、多品种的生产领域。截止至今，瓶装水的灌装技术已实现无人控制自动化，为了让产品质量提高，生产周期缩短，当下所生产的产品要向以下方面发展：生产周期缩短化、成本降低、生产质量要高。所以，此次课题对于PLC瓶装水生产线控制系统的研究具有深远意义，而此研究在今后的工业中将会有很大的发展应用空间。
Key words: control system ;PLC; bottled water filling; assembly line; 目 录
第一章 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的和价值 1
1.3课题研究内容 2
第二章 瓶装水生产流水线总体方案设计 3
2.1生产流水线的基本概念 3
2.2任务的分析 3
2.3硬件方案设计 3
2.4软件方案设计 4
2.4.1经验设计法 4
2.4.2逻辑设计法 4
第三章 瓶装水流水线控制系统的硬件电路设计 6
3.1系统硬件的选型 6
3.1.1 PLC的选型 6
3.1.2电动机的选型 7
3.1.3接触器的选型 7
3.1.4热继电器的选型 7
3.1.5开关电器、熔断器的选型 8
3.1.6传感器的选型 8
3.2系统硬件电路的实现 9
3.2.1系统硬件结构框图 9
3.2.2主电路的设计 9 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
3.2.3控制电路的设计 10
3.2.4操作面板的设计 11
第四章 瓶装水流水线控制系统的程序设计 12
4.1控制要求和过程分析 12
4.2 I/O 端口分配 13
4.3梯形图 13
4.3.1初始化程序 13
4.3.2瓶装水灌装流水线主控程序 15
4.3.3报警闪烁程序 17
4.3.4装箱打包程序 17
4.3.5记数程序 18
4.3.6数据传送程序 20
第五章 程序调试 21
5.1初始化程序仿真 23
5.2流水线主程序仿真 24
5.3报警闪烁程序仿真 27
5.4装箱打包程序仿真 28
5.5记数程序仿真 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 32
第一章 绪论
1.1课题研究背景
与西方发达国家相比，瓶装水自动灌装技术在我国差距之大依旧明显。制约我国灌装行业缓慢的原因主要在于使用设备过于陈旧没有创新性，在技术方面很是落后。对于这些问题，我国现阶段已逐步开始往技术化方向发展，提升自身企业实力，朝着生产迅速化、设备自动化多功能化等方向逐步发展。
在以前，我国传统的灌装生产线常采用继电器接触器的控制方式来进行控制。但在实际生产线使用过程中，人们通过对讲机来进行操作交流，响应缓慢且容易出错，可靠性差导致生产效率极低。自动化生产线在许多领域有着广泛的应用。采用PLC控制其控制部分，使生产线运行更加平稳，定位更加准确，功能更加完善，操作更加方便。
PLC,即可编程控制器，它是以中央处理器为核心，集计算机技术、自动化技术和通讯技术于一身的一种应用于现代新型工业设计的控制装置。使用可编程存储器存储指令诸如计数、定时、算术和顺序等功能由它执行，并通过I/O端口来实现对工业生产作业的控制。总之，PLC是一种专用于工业控制的通用计算机。PLC集继电器控制的优点及计算机运算快灵活性高的优点于一身，同时又顾及了工业现场的环境，拥有其他控制器所没有的特点。安全可靠，抗扰能力较强；安装维护简单；编程方便，编程语言通俗易懂等优点。与继电接触控制系统相比，可编程控制器相对较容易的多，不像前者成本高，接线多且麻烦，可靠性又低。它利用微处理器的优点，使维修人员更容易操作同时加强了他们的技能。其中可编程控制器PLC最显著的特点便是可编程，它的程序编程简单易懂，有独特的一套以梯形图为基础的指令模式，让用户在编程序时清晰、直观，更容易学。同时它还能自己查错，模拟仿真调试也能对自己设定的控制要求一目了然。因此，PLC在工业制造业生产线以及对于机床改造等控制系统中代替继电器接触器控制系统已成为一种必然趋势。
发达国家的灌装机设备制造水平相对高于中国。我们可以通过这些国家灌装机的发展趋势来确定我国与它们之间的差距，应该向发展的哪一方缩小差距，使我国的灌装技术尽快跻身世界先进行列。
1.2课题研究目的和价值
现如今，许多工业企业面临着同样的问题:生产线过于繁琐设备老化严重以及人工带来的误操作。近年来，PLC在工业生产中得到了广泛的应用，如自动控制以及最近兴起的机电一体化。随着当今社会的快速发展，生产线控制系统需要实现越来越稳定的功能。该控制系统的由上位机PC机，基本控制单元PLC组成，集控制与管理于一体，其优势之大主要体现在现如今的生产作业和管理中。PLC的结构简单，学习起来相对容易且能让人看懂，对于生产作业的效率有着显著的提高。
存储逻辑代替接线逻辑，这使得PLC的控制设备外部的接线大大的减少，也使得控制系统设计的周期大大缩短，使同一设备经过改变程序从而改变生产过程成为可能，这也很适合小批量、多品种的生产领域。截止至今，瓶装水的灌装技术已实现无人控制自动化，为了让产品质量提高，生产周期缩短，当下所生产的产品要向以下方面发展：生产周期缩短化、成本降低、生产质量要高。所以，此次课题对于PLC瓶装水生产线控制系统的研究具有深远意义，而此研究在今后的工业中将会有很大的发展应用空间。
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