饮料罐生产线的设计
目录
引言 1
一、总体方案设计 2
（一）课题设计任简介 2
（二）功能要求说明 2
二、硬件系统设计 2
（一）PLC的选择 2
（二）I/O分配表 4
（三）系统工作流程图 5
（四）传感器的选择 6
（五）电磁阀的选型 6
（六）气缸的选择 6
三、软件系统设计 7
（一）软件简介 7
（二）系统工作顺序流程图 7
（三）软件设计系统思路 8
（四）梯形图语言设计 8
四、组态监控系统设计 10
（一）组态功能 10
（二）构造数据库 10
（三）建立动画连接 11
（四）组态监控 12
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
引言
纵观近年来，国内外饮料工业发展迅速，各种饮料如碳酸饮料、果汁饮料、饮用水、茶饮料等种类日益繁多，较高的产量需求同时使得对设备的需求也逐渐提高。为了满足市场顾客的需求，饮料罐生产线以其高效率、多功能、低损耗等优点被广泛应用。当前饮料灌装生产线的控制过程大都是通过继电接触控制来实现，但这种控制电路接线太过复杂，可靠度又差，工业生产效益无法保障。因此，随着信息时代的蓬勃迅速发展，饮料灌装生产线的控制过程正向着智能化，高效化，自动化的方向迈进。
一、总体方案设计
（一）课题设计任简介
通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。被加工的物品，因此被称为流水线生产。
（二）功能要求说明
饮料灌装生产线的换位装置需要：阻挡滑块气缸，推动滑块气缸，物料检测传感器部件，安装支架平台，材料检测装置部件等组成。饮料灌装流水线的基本结构如图1-1所示：
图1-1饮料灌装生产线换位部分示意图
灌装流水线的运作是通过电机和灌装设备来控制的。通过电动机的运转，带动流水线的工作。而灌装设备的开通则直接控制饮料流通。通过输入PLC软件程序，直接控制电机及流水线的运作。流水线由传感器实时监控，由PLC控制，控制准确。自动化程度高。
二、硬件系统设计
（一）PLC的选择
设计PLC硬件原理图如图2-1所示。元件主要有指示灯、报警器、电磁阀、启动按钮、光电传感器等。
图2-1 PLC硬件原理图
可编程序控制器简称PLC（英文全称：Programmable Controller）。PLC是一种数字操作的电子系统。专门为工业控制而设计，在电气控制系统的设计中，PLC的输入主要有对按钮的控制和传感器的信号。由于系统要控制的元件比较多，并且每个液压缸都有要完成压缩和返回动作，这使得系统输入端数量变的多。PLC输出量是通过电磁线圈来控制信号达到调整液压缸工作状态和对阀模拟量控制的目的。
可编程序控制器的特点：
1、可靠性高、抗干扰能力强
可编程控制器生产工艺严格、内部电路采用了先进的抗干扰技术，从而提高了其抗干扰能力。还有电气接线和开关接点大大减少，因此发生故障的概率也大大降低。如果选配电池模块，停电后可以确保中间数据能保存200天，而且，可编程序控制器带有故障自检功能，能及时的发现、查找和排除故障。
2.编程简单方便
可编程序控制器是面向工矿企业的设备，其主要语言梯形图语言又是使用最多的编程语言，表达方式和电路图相近，考虑到多数电气技术人员熟悉电气控制电路，所以电气技术人员更容易、有效的编制用户程序。梯形图语言形象直观、易学易懂。
3.灵活可控、有柔性
可编程序控制器产品是采用模块化形式，配备各种硬件装置供用户选择和使用，用户可根据自己的需要组成不同功能、规模的系统。硬件配置确定后，可通过修改用户程序，快速的适应工艺条件的变化，因此具有很好的柔性。
4.功能强
可编程序控制器采用微处理技术，有很强的逻辑判断、数据处理等功能，可实现一些非常复杂的控制功能。元件不够时加上需要的扩展单元即可，扩充方便。与相同功能的继电器系统相比，有很高的性能价格比。
（二）I/O分配表
根据饮料灌装生产线换位装置，共需要输入点4个，分别为启动按钮SB1，停止按钮SB2，磁性传感器SQ1，光电传感器SQ2；输出点5个，分别为灯HL，电磁阀Y，报警器HA，变频器的方向STF和速度RH1。
梯形图程序，主要有初始化程序、换位装置启动程序、计数程序等。例如计数程序：停止按钮为I0.2,启动按钮为I0.0,指示灯为Q0.0，变频器速度Q0.6，变频器方向Q0.7，报警器Q0.1。
具体见表2-2所示。
表2-2 I/O分配表
输入 输出 编号 地址 名称 作用
输入 1 SB1 I0.0 启动按钮
2 SB2 I0.2 停止按钮
3 SQ1 I0.4 磁性传感器
4 SQ2 I0.6 光电传感器
输出 1 HL Q0.0 灯
2 YA Q0.2 电磁阀
3 HA Q0.1 报警器
4 STF Q0.7 变频器的方向
5 RH Q0.6 变频器的速度
（三）系统工作流程图
图2-3 饮料灌装生产线换位部分气动回路理论设计
图2-4 饮料灌装生产线换位部分气动回路实际设计
（四）传感器的选择
如图2-5所示，光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是实现光电转换的元件，它是把光信号转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
图2-5 传感器选型
（五）电磁阀的选型
如图2-6所示，电磁阀选型如下：高压泵控制电磁阀选择模型为DN80常闭电磁阀。其中，螺纹连接，阀体密封面材料为橡胶，阀座密封面材料为橡胶，公称直径80mm铁蝶阀。反冲洗电磁阀选DN65常闭电磁阀。
图2-6电磁阀的选型
（六）气缸的选择
如图2-7所示，双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作台运动范围等于其有效行程的3倍。
引言 1
一、总体方案设计 2
（一）课题设计任简介 2
（二）功能要求说明 2
二、硬件系统设计 2
（一）PLC的选择 2
（二）I/O分配表 4
（三）系统工作流程图 5
（四）传感器的选择 6
（五）电磁阀的选型 6
（六）气缸的选择 6
三、软件系统设计 7
（一）软件简介 7
（二）系统工作顺序流程图 7
（三）软件设计系统思路 8
（四）梯形图语言设计 8
四、组态监控系统设计 10
（一）组态功能 10
（二）构造数据库 10
（三）建立动画连接 11
（四）组态监控 12
总结 13
谢辞 14
参考文献 15
引言
纵观近年来，国内外饮料工业发展迅速，各种饮料如碳酸饮料、果汁饮料、饮用水、茶饮料等种类日益繁多，较高的产量需求同时使得对设备的需求也逐渐提高。为了满足市场顾客的需求，饮料罐生产线以其高效率、多功能、低损耗等优点被广泛应用。当前饮料灌装生产线的控制过程大都是通过继电接触控制来实现，但这种控制电路接线太过复杂，可靠度又差，工业生产效益无法保障。因此，随着信息时代的蓬勃迅速发展，饮料灌装生产线的控制过程正向着智能化，高效化，自动化的方向迈进。
一、总体方案设计
（一）课题设计任简介
通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。被加工的物品，因此被称为流水线生产。
（二）功能要求说明
饮料灌装生产线的换位装置需要：阻挡滑块气缸，推动滑块气缸，物料检测传感器部件，安装支架平台，材料检测装置部件等组成。饮料灌装流水线的基本结构如图1-1所示：
图1-1饮料灌装生产线换位部分示意图
灌装流水线的运作是通过电机和灌装设备来控制的。通过电动机的运转，带动流水线的工作。而灌装设备的开通则直接控制饮料流通。通过输入PLC软件程序，直接控制电机及流水线的运作。流水线由传感器实时监控，由PLC控制，控制准确。自动化程度高。
二、硬件系统设计
（一）PLC的选择
设计PLC硬件原理图如图2-1所示。元件主要有指示灯、报警器、电磁阀、启动按钮、光电传感器等。
图2-1 PLC硬件原理图
可编程序控制器简称PLC（英文全称：Programmable Controller）。PLC是一种数字操作的电子系统。专门为工业控制而设计，在电气控制系统的设计中，PLC的输入主要有对按钮的控制和传感器的信号。由于系统要控制的元件比较多，并且每个液压缸都有要完成压缩和返回动作，这使得系统输入端数量变的多。PLC输出量是通过电磁线圈来控制信号达到调整液压缸工作状态和对阀模拟量控制的目的。
可编程序控制器的特点：
1、可靠性高、抗干扰能力强
可编程控制器生产工艺严格、内部电路采用了先进的抗干扰技术，从而提高了其抗干扰能力。还有电气接线和开关接点大大减少，因此发生故障的概率也大大降低。如果选配电池模块，停电后可以确保中间数据能保存200天，而且，可编程序控制器带有故障自检功能，能及时的发现、查找和排除故障。
2.编程简单方便
可编程序控制器是面向工矿企业的设备，其主要语言梯形图语言又是使用最多的编程语言，表达方式和电路图相近，考虑到多数电气技术人员熟悉电气控制电路，所以电气技术人员更容易、有效的编制用户程序。梯形图语言形象直观、易学易懂。
3.灵活可控、有柔性
可编程序控制器产品是采用模块化形式，配备各种硬件装置供用户选择和使用，用户可根据自己的需要组成不同功能、规模的系统。硬件配置确定后，可通过修改用户程序，快速的适应工艺条件的变化，因此具有很好的柔性。
4.功能强
可编程序控制器采用微处理技术，有很强的逻辑判断、数据处理等功能，可实现一些非常复杂的控制功能。元件不够时加上需要的扩展单元即可，扩充方便。与相同功能的继电器系统相比，有很高的性能价格比。
（二）I/O分配表
根据饮料灌装生产线换位装置，共需要输入点4个，分别为启动按钮SB1，停止按钮SB2，磁性传感器SQ1，光电传感器SQ2；输出点5个，分别为灯HL，电磁阀Y，报警器HA，变频器的方向STF和速度RH1。
梯形图程序，主要有初始化程序、换位装置启动程序、计数程序等。例如计数程序：停止按钮为I0.2,启动按钮为I0.0,指示灯为Q0.0，变频器速度Q0.6，变频器方向Q0.7，报警器Q0.1。
具体见表2-2所示。
表2-2 I/O分配表
输入 输出 编号 地址 名称 作用
输入 1 SB1 I0.0 启动按钮
2 SB2 I0.2 停止按钮
3 SQ1 I0.4 磁性传感器
4 SQ2 I0.6 光电传感器
输出 1 HL Q0.0 灯
2 YA Q0.2 电磁阀
3 HA Q0.1 报警器
4 STF Q0.7 变频器的方向
5 RH Q0.6 变频器的速度
（三）系统工作流程图
图2-3 饮料灌装生产线换位部分气动回路理论设计
图2-4 饮料灌装生产线换位部分气动回路实际设计
（四）传感器的选择
如图2-5所示，光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是实现光电转换的元件，它是把光信号转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电量，也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。
图2-5 传感器选型
（五）电磁阀的选型
如图2-6所示，电磁阀选型如下：高压泵控制电磁阀选择模型为DN80常闭电磁阀。其中，螺纹连接，阀体密封面材料为橡胶，阀座密封面材料为橡胶，公称直径80mm铁蝶阀。反冲洗电磁阀选DN65常闭电磁阀。
图2-6电磁阀的选型
（六）气缸的选择
如图2-7所示，双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作台运动范围等于其有效行程的3倍。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3889.html
