飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制設計說明書

1、設 計 任 務 書可編程控制器課程設計設 計 題 目：飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制 學 院： 學 號： 專業(yè)（方向）年級： 學 生 姓 名： 2013年 6 月 17日設計說明書目錄1 引言22 系統(tǒng)總體方案設計32.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理32.2 系統(tǒng)變量定義及分配表42.3 系統(tǒng)接線圖設計43控制系統(tǒng)程序設計54控制系統(tǒng)的上位機設計124.1 人機界面選擇124.2 人機界面設計125系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析185.1 PLC程序調(diào)試及解決的問題185.2 PLC與上位機聯(lián)調(diào)185.3 結(jié)果分析18結(jié)束語：19參考文獻201 引言文章探討了如何利用德國西門子PLC S7-200 進行飲

2、料灌裝生產(chǎn)流水線的控制，重點分析了系統(tǒng)軟硬件設計部分，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC 控制I/O 端口分配表以及整體程序流程圖等，實現(xiàn)了飲料灌裝的自動化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動強度。關(guān)鍵詞：PLC；自動化飲料灌裝生產(chǎn)線；系統(tǒng)硬件接線圖；I/O 端口分配表傳統(tǒng)的飲料罐裝生產(chǎn)線的電氣設備控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制方式,在使用的過程中，生產(chǎn)工效低，人機對話靠指示燈+按鈕+訊響器的工作方式，響應慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設備監(jiān)控與維護只能憑經(jīng)驗被動的去查找故障點。且在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生二次污染，造成合格率低，生產(chǎn)成本增加。而自動化生產(chǎn)線在眾多領(lǐng)域應用得非常廣泛，其控制

3、部分常常采用PLC 控制，它使自動化生產(chǎn)線運行更加平穩(wěn)，定位更加準確，功能更加完善，操作更加方便。為適應發(fā)展，故提出下面的PLC控制技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)線。本文介紹了德國西門子PLCS7- 200 在自動化飲料罐裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應用，并從硬件和軟件兩方面進行了分析和研究。2 系統(tǒng)總體方案設計2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 傳感器的選擇信息處理技術(shù)取得的進展以及微處理器和計算機技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應的進展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動化系統(tǒng)和機器人技術(shù)中的關(guān)

4、鍵部件。廣義地說，傳感器是一種能把物理量或化學量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。它獲得的信息正確與否，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的精度。外界進入傳感器的信號幅度是很小的，而且混雜有干擾信號和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號整形成具有最佳特性的波形，有時還需要將信號線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。成形后的信號隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并輸入到微處理器。傳感器的組成如圖2-2所示：敏感元件轉(zhuǎn)換元件接口電路輔助電源電信號非物理量圖2-2 傳感器組成針對本課題的控制要求，在設計中我選用了兩個光電傳感器（空瓶檢測傳感器、灌裝設備處的有無瓶傳感器）用來檢測有無飲料瓶通過；還選用了一個

5、重量傳感器來檢測瓶子是否灌滿。PLC控制部分硬件設計分析對象的控制要求，確定輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量，選擇適合的PLC機型及外設，完成PLC硬件結(jié)構(gòu)配置，并繪制PLC控制電路硬件接線圖，編制I/O接口功能表。2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表起動按鈕I0.0電機驅(qū)動傳送帶工作Q0.0停止按鈕I0.1灌裝設備工作Q0.1空瓶檢測傳感器開關(guān)信號I0.2灌裝過程報警顯示燈Q0.2瓶子檢測傳感器開關(guān)信號I0.3空瓶數(shù)顯示計數(shù)器個位Q1滿瓶檢測傳感器開關(guān)信號I0.4空瓶數(shù)顯示計數(shù)器十位Q2空瓶計數(shù)器手動復位開關(guān)I0.5空瓶數(shù)顯示計數(shù)器百位Q3滿瓶計數(shù)器手動復位開關(guān)I0.6滿瓶數(shù)顯示計數(shù)器個位Q4滿瓶數(shù)顯示

6、計數(shù)器十位Q5滿瓶數(shù)顯示計數(shù)器百位Q62.3 系統(tǒng)接線圖設計3控制系統(tǒng)程序設計（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設定為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅(qū)動電機啟動并一直保持到停止開關(guān)動作或灌裝設備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停止開關(guān)動作。（2）當瓶子定位在灌裝設備下時，停頓1s，灌裝設備開始工作，灌裝過程為5s鐘，灌裝過程應有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警；報警方式為紅燈以0.5s間隔閃爍。（3）用兩個傳感器和若干個加法器檢測并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設最多不超過999瓶。（4） 可以手動對計數(shù)器

7、清零（復位）。4控制系統(tǒng)的上位機設計4.1 人機界面選擇Zd系列和太力主要面向電力系統(tǒng)，組態(tài)王和力控是通用組態(tài)軟件。a. 風格: ZD系列采用獨有風格，太力有MS Office特征，組態(tài)王模仿了西門子的WinCC，接近Visual C+ 6.0的UI設計器，力控偏向于Delphi和Visual Studio 2003及以上版本，采用了Property Grid。b. 繪圖操作如選擇、復制、粘貼、刪除以及縮放操作和動畫連接的設置方面，ZD100采用自有的獨特操作方式，而太力、組態(tài)王和力控都采用windows通行的操作方法。b. ZD系列采用位圖, 不能實現(xiàn)無限放大，太力、組態(tài)王和力控都采用矢量圖

8、，能夠無限放大。c. ZD系列能夠批量粘貼，另外三種不能夠批量粘貼。d. 全都有圖庫，但ZD系列的圖庫有數(shù)量限制，不可分類，而組態(tài)王等沒有限制可以分類。e. 控件的使用: ZD系列不能夠使用控件，太力、組態(tài)王和力控可以使用ActiveX控件。f. ZD100只能實現(xiàn)了簡單的圖形切換來實現(xiàn)圖形變化，包括文字變化都是通過切換圖片來實現(xiàn)，太力、組態(tài)王和力控都實現(xiàn)了靈活的動畫連接。4.2 人機界面設計5系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1 PLC程序調(diào)試及解決的問題5.2 PLC與上位機聯(lián)調(diào)（1）連接線路，接電源（2）將在“組態(tài)王6.55”開發(fā)平臺編寫好的軟件通過“RS-232/PPI電纜”下載到“CPU224”

9、中。（3）運行過程實驗5.3 結(jié)果分析本文研究了基于plc的自動門控制系統(tǒng)的設計原理與實現(xiàn)方法，包括硬件設計與軟件設計。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調(diào)試。雖說調(diào)試后本系統(tǒng)的整體設計能夠達到實際要求，但在實際應用中還應結(jié)合實際情況，考慮各部分的容量及其技術(shù)參數(shù)，供電電源的設計、系統(tǒng)接地問題、電纜設計與鋪設、plc輸出端保護等問題，已使系統(tǒng)達到安全可靠的工作，所以要想交付用戶使用，必須得通過現(xiàn)場調(diào)試?，F(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達到真正的智能化，還需要正增加很多新的功能和先進的科學技術(shù)，才能達到真正意義上的智能化控制。雖然現(xiàn)在自動門廣泛地使用PLC作為控制元件，但單片機等更為便

10、宜，所以，應該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上開發(fā)利用單片機等控制的自動門系統(tǒng)。而且現(xiàn)有的故障診斷很不全面，應該增加主動性預防診斷，可使系統(tǒng)在發(fā)生故障之前，我們就可以預見故障、排除故障，使運行中的故障率降低到最低水平，保障自動門安全可靠運轉(zhuǎn)。最終，就是以信息技術(shù)為主，通過先進使用技術(shù)，提升傳統(tǒng)自動門制造業(yè)，強化產(chǎn)、學、研的有效結(jié)合，盡快實現(xiàn)技術(shù)引進和自主創(chuàng)新相結(jié)合的模式，建立和完善技術(shù)開發(fā)體系，全力提升自動門制造層次和水平。結(jié)束語：本次課程設計主要是利用我們所學的可編程控制器這一章的內(nèi)容，通過本次課程設計，我深刻的體會到了這門課程與實際生活的緊密聯(lián)系。我設計的是飲料灌裝生產(chǎn)線的PLC控制，在生活中，除了在飲料罐

11、裝這一生產(chǎn)線生可以使用以外，還可以在各種灌裝生產(chǎn)線上使用。在我們身邊PLC的自動控制無處不在，感覺學好了PLC這一章，未來我們的溫飽問題真的可以解決了。通過這次課程設計，也讓我知道了我在PLC這一章學的不足地方，特別是在編程這一部分。由于在學習編程這一部分課程內(nèi)容的時候，因為個人原因沒能按時上課，以至于漏掉了一些知識，下去之后也沒認真翻看課本，在真正自己編寫程序的時候，發(fā)現(xiàn)有的地方無從下手。但是在完成課程設計的這段時間通過同學的耐心幫助，又重新對編程做了全面的惡補，我發(fā)現(xiàn)只要認真的學習，其實也很簡單的。同時，我也知道，我們現(xiàn)在所學習的內(nèi)容也只是PLC的一些皮毛，要是想在PLC行業(yè)中獲得一碗真正的飯，也還是需要自己下去之后多翻看相關(guān)的書籍，學習更多的基礎(chǔ)知識。參考文獻1李道霖電氣控制與