饮料灌装线电气控制系统的设计
摘 要 如今，时代不断进步，人类社会快速发展，科技文明发展越来越迅速，科学技术已经深深的融入我们的生活和生产实践中。自动化技术控制的运用也越来越广泛，日常生活中的饮料的灌装都是由自动化生产线来完成生产的。早期传统的的灌装机械大多由蠕动泵式和容积泵式作为计量方式，效率虽高，但稳定性，灌装精度和可移植性较差，而且表现出很大的局限性。系统的可移植性很差，对生产环境的要求比较高。不能适应各种生产环境。本课题使用PLC作为自动控制系统的控制核心，将位置检测，阀门控制，运输带运行等多种控制对象整合在一个较为完整的控制系统中。设计一个能够自动控制灌装生产的自动化系统。提高产品的质量与产量，对企业的生产和管理有很大帮助，提高了生产线的使用效率和质量生产，有较为广阔的应用市场前景。如今自动化控制在工业生产中越来越得到重视，在实际的控制生产中，能有效的提高生产效率，而PLC因其多端口，能同事控制多个器件，在实际的生产中恰好符合。随着电子计算机技术和高科技技术的发展，自动控制技术的水平越来越高，控制手段越来越强，控制应用范围越来越广泛，控制发挥的作用越来越重要。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1液体饮料灌装生产流水线的概况 1
1.2自动灌装的意义 1
1.3自动化技术以后的走向 1
1.4 液体饮料灌装生产线的发展历史..................................................... 2
1.5液体饮料灌装生产流水线的设计情况 2
第二章 液体饮料灌装生产流水线的组成 3
2.1工作过程介绍 3
2.2设计思路 3
第三章 液体灌装生产流水线各个硬件器件的型号选择 5
3.1液体饮料灌装生产流水线的具体工作步骤 5
3.2使用中应该注意的地方 6
3.3控制器件选型 6
3.3.1传送带的选择 6
3.3.2传感器的选择 7
3.3.3阀门的型号选择 8
3.3.4 生产流水线选用的PLC模块型号 8
3.4 硬件电路设计 9
3.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5 I/O接口图 11
3.6 相应的输入/输出接口地址 12
第四章 灌装生产线的自动化程序编写 14
4.1液体饮料灌装生产流水线的工作步骤 14
4.2液体饮料自动灌装生产线的具体程序 14
4.3PLC具体系统代码的定义 15
4.4生产线生产时的产品数量统计 16
结束语 18
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪 论
1.1 液体饮料灌装生产流水线的概况
如今，时代不断进步，人类社会快速发展，科技文明发展越来越迅速，科学技术已经深深的融入我们的生活和生产实践中。自动化技术控制的运用也越来越广泛，日常生活中的饮料的灌装都是由自动化生产线来完成生产的。在以前，生产饮料的步骤很多而且麻烦，需要工人亲手灌装。以人力为主，工作效率低下，而且灌装过程中，食品卫生安全得不到保证而且还耗费大量人力。伴随着科学技术的发展，如今的工业生产已不比往昔，发展迅速。如今已经有了比较完整的流水线生产方案用以提高生产效率。再加上计算机和自动化控制技术的发展，生产企业已经从之前的依靠大量人力生产产品的工作模式中脱离出来，转而依靠计算机和流水线生产，生产效率又进一步提高。特别是工业4.0之后，具 有代表性的 工业自 动化生产系统正在朝着多PLC组合控制计算机联网以及人机界面交互控制。以前老式的灌装生产流水线的计量方式大多数采用容积泵式和蠕动泵式。这些先前传统的计量方法存在很多明显的不足。比如：生产中系统的稳定性和灌装的精度很差，难以保证灌装精度和系统稳定性，而且更换器件困难，实际生产中有较大噪音，电机等设备功耗大等。所以应该应对这些问题设计以个有较高灌装精度和较高稳定性的饮料灌装生产流水线，在系统中，我们选用比例电磁阀来控制灌装泵的启停，用液位传感器检测液体的高度，当达到指定高度后，报警设备会工作，提醒工作人员关闭灌装泵。整个系统显得更加智能。整个生产线全部采用自动化传感器控制各个灌装流程步骤，整个生产过程工作人员可以全程把控，掌握生产线的生产情况，提高生产效率。万一发生问题，工作人员能够在第一时间了解到问题发生源头，解决生产故障。PLC控制具有很多别的控制方式没有的优点，比如：工作时不受环境影响，抗干扰性强，简单易学的编程语言（编程结构简单，初学者可以很快上手），使用灵活（体积小，系统移植方便，易操作），在当今工 业生产 和制造 生活中已 经得 到了广泛的运用。
1.2自动灌装的意义
自动灌装系统是饮料企业中较为庞大一个公共系统，现阶段的大多数饮料生产企业其生产饮料都是靠自动化灌装设备生产的。现代灌装生产线有位置检测，阀门控制，运输带运行等多种电机器件。运用PLC来控制刚好符合生产要求。控制系统的控制核心运用PLC来控制实现功能，把位置，运输带，阀门等多种器件的状态因子进行控制，设计一个能够自动控制生产的灌装系统。改进生产线员工的操作体验，方便具体操作和提高生产效率。对企业的生产和管理有很大帮助，提高了生产线的使用效率和质量生产，有较为广阔的应用市场前景。
1.3自动化技术以后的走向
如今自动化控制在工业生产中越来越得到重视，在实际的控制生产中，能有效的提高生产效率，而PLC因其多端口，能同事控制多个器件，在实际的生产中恰好符合。随着电子计算机技术和高科技技术的发展，自动控制技术的水平越来越高，控制手段越来越强，控制应用范围越来越广泛，控制发挥的作用越来越重要。自动控制技术发展很大程度提高了生产效率，降低了生产成本，增加了生产效益。
1.4 液体饮料灌装生产线的发展历史
最早的饮料灌装生产线是由人工手动灌装的，一条生产线上会有很多工作人员，这样的工作方式不仅效率低下，而且食品安全卫生得不到保证，随着科学计数的进步，继电器逐渐在工业生产中得到应用。随后的饮料灌装开始使用机器，灌装泵，由人工手动控制灌装泵的启停，这样的工作方式效率比之前的手工灌装有了一定的提高，可是灌装精度还是很差，因为是由人工肉眼观察的，得不到精确的灌装量，而且需要人工一直呆在生产线上操作电机。20世纪80年代至90年代，PLC发展很快，这个时候自动化技术有了一定的成熟，开始渐渐的出现在工业生产中，特别是过程控制领域，很多工厂开始使用PLC作为控制核心控制生产线。就因为PLC有很多的可扩展接口，可以同时控制很多设备，一定程度上解放了人工，目前世界上有很多的PLC产品而根据生产线的大小不同，具体生产内容不同又可以选择很多不同大小和功能的PLC。
PLC凭借很多自身的特定功能和特点，已经成为了现代话生产线上不可或缺的重要组成部分。而且其可靠性能高，体积小还方便移植。如今的生产模式和PLC完美的契合。
1.5 液体饮料灌装生产流水线的设计情况
通过对之前生产过程发展的研究，我们了解到灌装生产线自动化的必然性。如何用PLC控制皮带传送带，次品推动设备、灌装设备、次品检测传感器、定位感知传感器、等装置使之同时协调配合完成生产是此次设计的核心部分。
灌装生产线器件机构较多，比如灌装泵，PLC，各种位置传感器，液位传感器，传送带和电机等都是系统的重要组成部分。本设计以PLC为控制核心，将以上这些装置协调配合，设计一个能够自动灌装的生产线系统。提高生产效率，节约人力资源从而减少上产成本。
本文主要介绍了自动化控制系统的各个组成部分的具体设计方案。其中包括信号采集部分（各传感器的选型及模拟量的使用），信号处理部分（PLC的选型）以及信号输出部分（电磁阀的选型）等。其主要讲述了PLC各程序段的意义和PLC的端子与硬件的连接方式。通过控制系统的设计要求设计出一个较为符合的实际生产的控制系统，是本文的一个核心内容。
目 录
第一章 绪 论 1
1.1液体饮料灌装生产流水线的概况 1
1.2自动灌装的意义 1
1.3自动化技术以后的走向 1
1.4 液体饮料灌装生产线的发展历史..................................................... 2
1.5液体饮料灌装生产流水线的设计情况 2
第二章 液体饮料灌装生产流水线的组成 3
2.1工作过程介绍 3
2.2设计思路 3
第三章 液体灌装生产流水线各个硬件器件的型号选择 5
3.1液体饮料灌装生产流水线的具体工作步骤 5
3.2使用中应该注意的地方 6
3.3控制器件选型 6
3.3.1传送带的选择 6
3.3.2传感器的选择 7
3.3.3阀门的型号选择 8
3.3.4 生产流水线选用的PLC模块型号 8
3.4 硬件电路设计 9
3.
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5 I/O接口图 11
3.6 相应的输入/输出接口地址 12
第四章 灌装生产线的自动化程序编写 14
4.1液体饮料灌装生产流水线的工作步骤 14
4.2液体饮料自动灌装生产线的具体程序 14
4.3PLC具体系统代码的定义 15
4.4生产线生产时的产品数量统计 16
结束语 18
致 谢 20
参考文献 21
第一章 绪 论
1.1 液体饮料灌装生产流水线的概况
如今，时代不断进步，人类社会快速发展，科技文明发展越来越迅速，科学技术已经深深的融入我们的生活和生产实践中。自动化技术控制的运用也越来越广泛，日常生活中的饮料的灌装都是由自动化生产线来完成生产的。在以前，生产饮料的步骤很多而且麻烦，需要工人亲手灌装。以人力为主，工作效率低下，而且灌装过程中，食品卫生安全得不到保证而且还耗费大量人力。伴随着科学技术的发展，如今的工业生产已不比往昔，发展迅速。如今已经有了比较完整的流水线生产方案用以提高生产效率。再加上计算机和自动化控制技术的发展，生产企业已经从之前的依靠大量人力生产产品的工作模式中脱离出来，转而依靠计算机和流水线生产，生产效率又进一步提高。特别是工业4.0之后，具 有代表性的 工业自 动化生产系统正在朝着多PLC组合控制计算机联网以及人机界面交互控制。以前老式的灌装生产流水线的计量方式大多数采用容积泵式和蠕动泵式。这些先前传统的计量方法存在很多明显的不足。比如：生产中系统的稳定性和灌装的精度很差，难以保证灌装精度和系统稳定性，而且更换器件困难，实际生产中有较大噪音，电机等设备功耗大等。所以应该应对这些问题设计以个有较高灌装精度和较高稳定性的饮料灌装生产流水线，在系统中，我们选用比例电磁阀来控制灌装泵的启停，用液位传感器检测液体的高度，当达到指定高度后，报警设备会工作，提醒工作人员关闭灌装泵。整个系统显得更加智能。整个生产线全部采用自动化传感器控制各个灌装流程步骤，整个生产过程工作人员可以全程把控，掌握生产线的生产情况，提高生产效率。万一发生问题，工作人员能够在第一时间了解到问题发生源头，解决生产故障。PLC控制具有很多别的控制方式没有的优点，比如：工作时不受环境影响，抗干扰性强，简单易学的编程语言（编程结构简单，初学者可以很快上手），使用灵活（体积小，系统移植方便，易操作），在当今工 业生产 和制造 生活中已 经得 到了广泛的运用。
1.2自动灌装的意义
自动灌装系统是饮料企业中较为庞大一个公共系统，现阶段的大多数饮料生产企业其生产饮料都是靠自动化灌装设备生产的。现代灌装生产线有位置检测，阀门控制，运输带运行等多种电机器件。运用PLC来控制刚好符合生产要求。控制系统的控制核心运用PLC来控制实现功能，把位置，运输带，阀门等多种器件的状态因子进行控制，设计一个能够自动控制生产的灌装系统。改进生产线员工的操作体验，方便具体操作和提高生产效率。对企业的生产和管理有很大帮助，提高了生产线的使用效率和质量生产，有较为广阔的应用市场前景。
1.3自动化技术以后的走向
如今自动化控制在工业生产中越来越得到重视，在实际的控制生产中，能有效的提高生产效率，而PLC因其多端口，能同事控制多个器件，在实际的生产中恰好符合。随着电子计算机技术和高科技技术的发展，自动控制技术的水平越来越高，控制手段越来越强，控制应用范围越来越广泛，控制发挥的作用越来越重要。自动控制技术发展很大程度提高了生产效率，降低了生产成本，增加了生产效益。
1.4 液体饮料灌装生产线的发展历史
最早的饮料灌装生产线是由人工手动灌装的，一条生产线上会有很多工作人员，这样的工作方式不仅效率低下，而且食品安全卫生得不到保证，随着科学计数的进步，继电器逐渐在工业生产中得到应用。随后的饮料灌装开始使用机器，灌装泵，由人工手动控制灌装泵的启停，这样的工作方式效率比之前的手工灌装有了一定的提高，可是灌装精度还是很差，因为是由人工肉眼观察的，得不到精确的灌装量，而且需要人工一直呆在生产线上操作电机。20世纪80年代至90年代，PLC发展很快，这个时候自动化技术有了一定的成熟，开始渐渐的出现在工业生产中，特别是过程控制领域，很多工厂开始使用PLC作为控制核心控制生产线。就因为PLC有很多的可扩展接口，可以同时控制很多设备，一定程度上解放了人工，目前世界上有很多的PLC产品而根据生产线的大小不同，具体生产内容不同又可以选择很多不同大小和功能的PLC。
PLC凭借很多自身的特定功能和特点，已经成为了现代话生产线上不可或缺的重要组成部分。而且其可靠性能高，体积小还方便移植。如今的生产模式和PLC完美的契合。
1.5 液体饮料灌装生产流水线的设计情况
通过对之前生产过程发展的研究，我们了解到灌装生产线自动化的必然性。如何用PLC控制皮带传送带，次品推动设备、灌装设备、次品检测传感器、定位感知传感器、等装置使之同时协调配合完成生产是此次设计的核心部分。
灌装生产线器件机构较多，比如灌装泵，PLC，各种位置传感器，液位传感器，传送带和电机等都是系统的重要组成部分。本设计以PLC为控制核心，将以上这些装置协调配合，设计一个能够自动灌装的生产线系统。提高生产效率，节约人力资源从而减少上产成本。
本文主要介绍了自动化控制系统的各个组成部分的具体设计方案。其中包括信号采集部分（各传感器的选型及模拟量的使用），信号处理部分（PLC的选型）以及信号输出部分（电磁阀的选型）等。其主要讲述了PLC各程序段的意义和PLC的端子与硬件的连接方式。通过控制系统的设计要求设计出一个较为符合的实际生产的控制系统，是本文的一个核心内容。
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