冷瓶机自动控制系统的设计(附件)【字数：9863】
摘 要在热灌装饮料生产中，冷瓶机的主要作用是把高温灌装好的饮料逐渐缓慢的冷却，输送到生产的下一环节。现如今大部分冷瓶机是比较早的无自动控制的老式冷瓶机，由于设备繁多，电气故障频繁，手动操作繁琐，容易造成次品，对连续性生产造成严重的不利影响。现将 PLC 技术应用于老式冷瓶机中，通过对硬件系统优化控制，可以实现自动控制的目的，使系统稳定可靠，将会减小设备故障发生率和次品率，并且能够提高生产效率和机械效率。
目 录
第一章 冷瓶机概述 1
1.1 冷瓶机简介 1
1.2 冷瓶机设备组成 1
1.3 工作状况分析 2
1.4 普通冷瓶机的缺点 2
1.5 PLC的基本特点 2
1.6 PLC 控制后本系统所具有的优点 3
1.6.1 可靠性高、抗干扰能力强 3
1.6.2 配套齐全、功能完善、适用性强 3
1.6.3 易学易用，深受工程技术人员欢迎 4
1.6.4 系统的设计工作量小、维护方便、容易改造 4
第二章 冷瓶机的工艺流程 5
2.1 基本工艺流程简介 5
2.1.1 产品输送流程 5
2.1.2 喷淋冷却流程 5
2.1.3 生产工艺流程图 6
2.2 工艺流程分析 7
2.2.1 普通冷瓶机控制方式的分析 7
2.2.2 PLC 控制方式的分析 8
2.3电气设计的要求 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1 设计要求 9
3.2 系统的硬件配置 9
3.3 控制电路设计 9
3.4 PLC 自控系统的输入/输出配置 9
3.5 PLC 自控系统的选型 10
3.5.1 PLC 系统的配置 10
3.5.2 PLC 系统的选型 10
3.6 输入/输出（I/O）地址分配及外部接线 10
3.7 PLC系统工作原理 14
第四章 PLC程序设计及调试 16
4.1 PLC梯形图设计 16< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 4.2 梯形图工作原理 18
4.3 程序模拟调试 19
4.3.1 输入信号 19
4.3.2 输出信号 19
4.3.3 PLC程序在电脑上的模拟 19
4.4 检查硬件控制线路 21
4.5 上电调试 21
4.6 调试过程中应注意的问题 22
4.6.1 静电的隔离 22
4.6.2 可靠的接地 22
第五章 冷瓶机注意事项 23
5.1 各槽液位控制说明 23
5.2 冷瓶机安全管理 23
5.3 冷瓶机品质管理 23
5.4 日常点检保养 24
5.5 常见故障以及解决方法 24
第六章 结论 26
6.1 本系统的优点 26
6.2 结论 26
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
第一章 冷瓶机概述
1.1 冷瓶机简介
冷瓶机是热灌装饮料生产中不可或缺的设备，热灌装饮料经过倒瓶链后到冷瓶机，由冷瓶机进行逐级冷却，冷却的效果和冷瓶链的运行情况直接影响产品的口感和瓶身的形态，从而造成出现大面积次品，使产品质量下降；由于设备和线路老化，故障率高，对连续生产造成影响。
因此对老式冷瓶机进行PLC控制，可以提高生产效率和机械效率，减少故障发生率，稳定产品质量，从而让设备运行达到最佳的运行效果，保证生产的安全性和稳定性。
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图11 冷瓶机
1.2 冷瓶机设备组成
冷瓶机设备包括水处理系统、原果处理系统、调配系统、自动吹瓶机、风力输送线、UHT超高温灭菌机、输盖灭菌机、理盖清洗机、冲瓶灌装封盖三联机、倒瓶杀菌机、冷瓶机、吹干机、套标机、喷码机、码垛机、缠绕机、实瓶输瓶系统、输箱系统、电气控制系统等在内的一整套灌装包装生产线。可选设备：自动理瓶机或人工理瓶系统、全/半自动洗瓶机、全自动卸瓶机、瓶仓、贴标机、纸箱包装机等。生产能力：已经形成了完整的系列化产品线，可供应能力从2000瓶/小时，到36000瓶/小时（以500ml/瓶计算)。
1.3 工作状况分析
冷瓶机在未由PLC控制时，由于设备较多、线路老化、图纸缺失，出现故障时不能很快处理，降低了生产效率；有时工人手动补水不及时，经常造成低水位影响喷淋，出来的产品温度过高，从而导致成品的口味改变；在输送过程中，经常由于倒瓶引起出口堵瓶，处理不及时就会产生挤瓶从而造成瓶身变形，变形产品又可引起瓶身密闭不良等次品，这些都对生产质量造成不利影响。
1.4 普通冷瓶机的缺点
（1）人工操作时，所有设备都需人工开启，工人操作不当，直接影响产品质量。
（2）设备较多、线路老化、图纸缺失，出现故障时不能很快处理，降低了生产效率。
（3）倒瓶、堵瓶、手动补水等情况处理不及时，极易造成大面积次品的出现。
（4）无报警，可靠性差，生产过程中需工人定时巡查各处运行情况，加大了工人的劳动量。
1.5 PLC的基本特点
可编程控制器（PLC）是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。PLC的工作原理框图如下图所示：
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图12 PLC工作原理图
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）做周期性的循环扫描。如果没有跳转指令的话，第一条指令开始逐条按顺序执行用户的程序，一直持续到整个程序的结束，然后重新返回到第一条指令，之后开始下一轮的扫描，周而复始。每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC采用软件编制程序来实现控制要求。编制程序时使用的各种编程元件，它们可提供相当于多个常开触点和常闭的触点。这使得整个控制系统大为方便且简单，只需外部端子上接上相对应输入输出信号线即可，并能在生产工艺流程改变或生产设备更新时，不必改变PLC的硬件设备，只需改变程序即可。PLC能在线修改程序，也能方便的扩展I/O点数。PLC结构紧密，体积小巧，易于装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
目 录
第一章 冷瓶机概述 1
1.1 冷瓶机简介 1
1.2 冷瓶机设备组成 1
1.3 工作状况分析 2
1.4 普通冷瓶机的缺点 2
1.5 PLC的基本特点 2
1.6 PLC 控制后本系统所具有的优点 3
1.6.1 可靠性高、抗干扰能力强 3
1.6.2 配套齐全、功能完善、适用性强 3
1.6.3 易学易用，深受工程技术人员欢迎 4
1.6.4 系统的设计工作量小、维护方便、容易改造 4
第二章 冷瓶机的工艺流程 5
2.1 基本工艺流程简介 5
2.1.1 产品输送流程 5
2.1.2 喷淋冷却流程 5
2.1.3 生产工艺流程图 6
2.2 工艺流程分析 7
2.2.1 普通冷瓶机控制方式的分析 7
2.2.2 PLC 控制方式的分析 8
2.3电气设计的要求 8
第三章 系统硬件设计 9
3.1 设计要求 9
3.2 系统的硬件配置 9
3.3 控制电路设计 9
3.4 PLC 自控系统的输入/输出配置 9
3.5 PLC 自控系统的选型 10
3.5.1 PLC 系统的配置 10
3.5.2 PLC 系统的选型 10
3.6 输入/输出（I/O）地址分配及外部接线 10
3.7 PLC系统工作原理 14
第四章 PLC程序设计及调试 16
4.1 PLC梯形图设计 16< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 4.2 梯形图工作原理 18
4.3 程序模拟调试 19
4.3.1 输入信号 19
4.3.2 输出信号 19
4.3.3 PLC程序在电脑上的模拟 19
4.4 检查硬件控制线路 21
4.5 上电调试 21
4.6 调试过程中应注意的问题 22
4.6.1 静电的隔离 22
4.6.2 可靠的接地 22
第五章 冷瓶机注意事项 23
5.1 各槽液位控制说明 23
5.2 冷瓶机安全管理 23
5.3 冷瓶机品质管理 23
5.4 日常点检保养 24
5.5 常见故障以及解决方法 24
第六章 结论 26
6.1 本系统的优点 26
6.2 结论 26
结束语 27
致 谢 28
参考文献 29
附录 30
第一章 冷瓶机概述
1.1 冷瓶机简介
冷瓶机是热灌装饮料生产中不可或缺的设备，热灌装饮料经过倒瓶链后到冷瓶机，由冷瓶机进行逐级冷却，冷却的效果和冷瓶链的运行情况直接影响产品的口感和瓶身的形态，从而造成出现大面积次品，使产品质量下降；由于设备和线路老化，故障率高，对连续生产造成影响。
因此对老式冷瓶机进行PLC控制，可以提高生产效率和机械效率，减少故障发生率，稳定产品质量，从而让设备运行达到最佳的运行效果，保证生产的安全性和稳定性。
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图11 冷瓶机
1.2 冷瓶机设备组成
冷瓶机设备包括水处理系统、原果处理系统、调配系统、自动吹瓶机、风力输送线、UHT超高温灭菌机、输盖灭菌机、理盖清洗机、冲瓶灌装封盖三联机、倒瓶杀菌机、冷瓶机、吹干机、套标机、喷码机、码垛机、缠绕机、实瓶输瓶系统、输箱系统、电气控制系统等在内的一整套灌装包装生产线。可选设备：自动理瓶机或人工理瓶系统、全/半自动洗瓶机、全自动卸瓶机、瓶仓、贴标机、纸箱包装机等。生产能力：已经形成了完整的系列化产品线，可供应能力从2000瓶/小时，到36000瓶/小时（以500ml/瓶计算)。
1.3 工作状况分析
冷瓶机在未由PLC控制时，由于设备较多、线路老化、图纸缺失，出现故障时不能很快处理，降低了生产效率；有时工人手动补水不及时，经常造成低水位影响喷淋，出来的产品温度过高，从而导致成品的口味改变；在输送过程中，经常由于倒瓶引起出口堵瓶，处理不及时就会产生挤瓶从而造成瓶身变形，变形产品又可引起瓶身密闭不良等次品，这些都对生产质量造成不利影响。
1.4 普通冷瓶机的缺点
（1）人工操作时，所有设备都需人工开启，工人操作不当，直接影响产品质量。
（2）设备较多、线路老化、图纸缺失，出现故障时不能很快处理，降低了生产效率。
（3）倒瓶、堵瓶、手动补水等情况处理不及时，极易造成大面积次品的出现。
（4）无报警，可靠性差，生产过程中需工人定时巡查各处运行情况，加大了工人的劳动量。
1.5 PLC的基本特点
可编程控制器（PLC）是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术发展起来的一种工业控制器。PLC的工作原理框图如下图所示：
/
图12 PLC工作原理图
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）做周期性的循环扫描。如果没有跳转指令的话，第一条指令开始逐条按顺序执行用户的程序，一直持续到整个程序的结束，然后重新返回到第一条指令，之后开始下一轮的扫描，周而复始。每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC采用软件编制程序来实现控制要求。编制程序时使用的各种编程元件，它们可提供相当于多个常开触点和常闭的触点。这使得整个控制系统大为方便且简单，只需外部端子上接上相对应输入输出信号线即可，并能在生产工艺流程改变或生产设备更新时，不必改变PLC的硬件设备，只需改变程序即可。PLC能在线修改程序，也能方便的扩展I/O点数。PLC结构紧密，体积小巧，易于装入机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
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