立體車庫垂直循環(huán)式

1、天津理工大學(xué)自動化學(xué)院課程設(shè)計報告 第 14 頁一、課程設(shè)計目的、意義通過學(xué)習(xí)啤酒線控制系統(tǒng)集成技術(shù)，結(jié)合和利時LM系列PLC和組態(tài)控制軟件，特別是啤酒線釀酒工藝流程，培養(yǎng)自動化專業(yè)學(xué)生的獨(dú)立思考和動手能力，使學(xué)生對控制系統(tǒng)集成技術(shù)有基本的認(rèn)識，掌握系統(tǒng)設(shè)計的方法、步驟、設(shè)備選型、電氣原理、工藝文件、調(diào)試方法等方面的基本技能。二設(shè)計任務(wù)1. 了解啤酒線生產(chǎn)的工藝流程。2. 設(shè)計啤酒線生產(chǎn)控制電氣原理圖3. 掌握啤酒線釀造過程參數(shù)的整定和設(shè)置方法。4. 掌握和利時LM系列PLC建立工程和編程的步驟。5. 掌握啤酒線罐裝工藝流程的控制方法。三、設(shè)計進(jìn)度計劃序號日期計劃完成內(nèi)容1第13周布置課程設(shè)計

2、任務(wù)和分組，完成控制系統(tǒng)電氣原理設(shè)計2第14周編寫PLC設(shè)計程序3第15周編寫計算機(jī)組態(tài)畫面4第16周撰寫設(shè)計報告和課程設(shè)計答辯課程設(shè)計正文一、 總體設(shè)計方案 通過對和利時可編程控制器（PLC）的學(xué)習(xí)以及所學(xué)過的電氣控制的鞏固，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的現(xiàn)有的設(shè)備，主要完成以下任務(wù)：1、了解和利時LM3106A PLC的軟硬件知識，熟悉并能使用PLC指令。2、了解灌裝部分的生產(chǎn)工藝流程，并針對沖瓶機(jī)工段作深入研究3、掌握低壓斷路器、交流接觸器、熱繼電器的工作原理和接線方法4、能用和利時編程軟件實(shí)現(xiàn)對沖瓶工段的基本控制控制二、 設(shè)計內(nèi)容1、首先了解所研究工段（沖瓶機(jī)）的工藝流程2、理清沖瓶工段主控板的配電電

3、路圖3、熟悉并掌握斷路器、繼電器和交流接觸器在實(shí)際生產(chǎn)中的作用4、學(xué)習(xí)和利時LM3106A PLC 的硬件知識，熟悉其編程環(huán)境，能夠使用PowerPro編程軟件編寫相應(yīng)的程序三、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析沖瓶工段最重要的就是三軸（入瓶軸，出瓶軸和沖洗軸）同步，因?yàn)檎麄€工藝入瓶，沖洗和出瓶三個動作是同時進(jìn)行的，只有這樣才能保證入瓶、沖瓶和出瓶協(xié)調(diào)進(jìn)行。沖瓶機(jī)底下有一個電動機(jī)拖動一個大齒輪，大齒輪又帶了兩個小齒輪。需要控制的還有一個水泵，我們控制它的啟停。沖洗瓶子的噴嘴也是經(jīng)過機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計的，只有通過特殊區(qū)域的時候還噴水洗瓶，所以整個構(gòu)成中我們需要控制的只有兩個電機(jī)和一個變頻器。四、 設(shè)計步驟：首先控制板的

4、電力線是交流380V的，由實(shí)驗(yàn)室里的配電柜引入，然后經(jīng)過斷路器、開關(guān)電源、可編程控制器（和利時LM 3106A）、繼電器、變頻器，交流接觸器和熱繼電器，最后至負(fù)載（兩個電動機(jī)）?？刂圃韴D如圖1所示 圖1控制原理圖以下是斷路器、繼電器、交流接觸器在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用：斷路器：主要作用是短路保護(hù)，也能起到過載保護(hù)的功能。繼電器：通過控制其線圈（上電與否）來控制線路的通斷。在本實(shí)驗(yàn)中是利用可編程控制器來控制繼電器的通斷，來控制輔助觸點(diǎn)的通斷，從而實(shí)現(xiàn)24V通斷控制交流220V通斷的目的。同時繼電器還有對可編程控制器起到保護(hù)作用（把高低電壓分開）交流接觸器：同繼電器原理相同，用來通斷更大的電壓電流。接

5、下來我們要做的就是從零開始學(xué)一個新的可編程控制器，它是由和利時集團(tuán)生產(chǎn)的LM系列小型PLC。我們本次實(shí)驗(yàn)用的是LM3106A PLC。LM3106A CPU是專為實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動控制而設(shè)計的模塊，直流24V供電，本機(jī)自帶24個IO點(diǎn)，（14路24VDC輸入和10個晶體管輸出）可擴(kuò)張4個模塊。與計算機(jī)通過RS232串口通信下載。LM3106A的端子定義和接線圖如圖2 所示 圖2 M3106A的端子定義和接線圖要實(shí)現(xiàn)對變頻器的控制我們還需要模擬量輸入模塊，輸出模塊。LM3310為4路模擬量輸入模塊，LM3320為2路模擬量輸出模塊。LM3310的端子定義和接線圖如圖3所示 圖3 LM3310的端子定義

6、和接線圖LM3320的端子定義和接線圖如圖4所示： 圖4 LM3320的端子定義和接線圖要實(shí)現(xiàn)對變頻器的控制我們還需要模擬量輸入模塊，輸出模塊。LM3310為4路模擬量輸入模塊，LM3320為2路模擬量輸出模塊。五、 主要實(shí)驗(yàn)部分1. 理瓶機(jī)1 理瓶機(jī)的作用是對雜亂堆放的飲料瓶進(jìn)行整理，并使其有次序有方向排列在輸送帶上，高速高效的傳到其它機(jī)械進(jìn)行下一道工序，以提高整個生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。沖瓶機(jī)采用電磁調(diào)速電機(jī)經(jīng)傳動裝置將動力傳至轉(zhuǎn)盤，通過轉(zhuǎn)盤上的夾瓶機(jī)械手將轉(zhuǎn)入的瓶子夾住，使瓶子轉(zhuǎn)入沖洗區(qū)，同時在導(dǎo)軌的作用下自動完成180度翻轉(zhuǎn)、沖洗、瀝干等洗瓶工序，然后復(fù)位，瓶由出瓶撥輪撥出，由輸送鏈送往灌裝

7、機(jī)。：2 理瓶流程圖如圖5所示：開始啟動理瓶機(jī)啟動傳送帶是否有瓶子堆積沖洗瓶子瀝干拔出瓶子結(jié)束切斷理瓶機(jī)電源處理堆積瓶子 圖5理瓶流程圖2. 沖瓶機(jī):1 瓶子從理瓶機(jī)軌道經(jīng)分瓶螺桿勻速等距離進(jìn)入沖瓶機(jī)旋轉(zhuǎn)噴頭下方，依次由彈力機(jī)械手卡住瓶頸，同時對應(yīng)的噴頭開始對瓶內(nèi)沖洗，外置噴頭對瓶身外側(cè)沖洗，在旋轉(zhuǎn)噴頭座的帶動下瓶子沿著U型軌道做360度翻轉(zhuǎn)沖洗，同時將瓶內(nèi)的積水傾倒干凈，瓶子清洗干凈后恢復(fù)直立狀態(tài)進(jìn)入輸送帶到達(dá)下一個步驟灌裝。2 沖瓶機(jī)實(shí)際圖如圖6所示圖6沖瓶機(jī)實(shí)際圖3 沖瓶瓶機(jī)主程序(DI)X000 AT %IX0.0: BOOL;(理瓶機(jī)瓶滿)X001 AT %IX0.1: BOOL;(

8、主機(jī)故障)X002 AT %IX0.2: BOOL;(理瓶機(jī)故障)X003 AT %IX0.3: BOOL;(噴沖泵故障)(DO)Y000 AT %QX0.0: BOOL;(主機(jī))Y001 AT %QX0.1: BOOL;(理瓶機(jī))Y002 AT %QX0.2: BOOL;(噴沖泵)Y003 AT %QX0.4: BOOL;(輸送)（中間點(diǎn)）M000 AT %MX500.0: BOOL;(主機(jī)啟動)M001 AT %MX500.1: BOOL;(主機(jī)停止)M002 AT %MX500.2: BOOL;(理瓶機(jī)啟動)M003 AT %MX500.3: BOOL;(理瓶機(jī)停止)M004 AT %M

9、X500.4: BOOL;(噴沖泵啟動)M005 AT %MX500.5: BOOL;(噴沖泵停止)M006 AT %MX500.6: BOOL;(輸送啟動)M007 AT %MX500.7: BOOL;(輸送停止)YM000 AT %MX10.0: BOOL;(主機(jī)啟動)YM001 AT %MX10.1: BOOL;(主機(jī)停止)YM002 AT %MX10.2: BOOL;(理瓶機(jī)啟動)YM003 AT %MX10.3: BOOL;(理瓶機(jī)停止)YM004 AT %MX10.4: BOOL;(噴沖泵啟動)YM005 AT %MX10.5: BOOL;(噴沖泵停止)YM006 AT %MX10

10、.6: BOOL;(輸送啟動)YM007 AT %MX10.7: BOOL;(輸送停止)DCSCTR AT %MX10.6: BOOL;(DCS控制)該段為沖瓶機(jī)順序功能圖主程序：該段程序是當(dāng)按下啟動按鈕YM004和DCS遠(yuǎn)控后邏輯與才能輸出，后面接邏輯或，然后觸發(fā)置位復(fù)位觸發(fā)器，此時處于遠(yuǎn)程控制狀態(tài)，DCS在該狀態(tài)下置1，同時在就地控制狀態(tài)下取非，則DCS為0，這時只有遠(yuǎn)控起作用，啟動噴沖泵。當(dāng)進(jìn)行本地控制時，按下啟動按鈕M004，DCS取非結(jié)果也為1，這時，觸發(fā)器置位，沖瓶泵啟動。當(dāng)按下啟動按鈕YM005和DCS遠(yuǎn)控后邏輯與才能輸出，后面接邏輯或，然后觸發(fā)復(fù)位，此時處于遠(yuǎn)程控制狀態(tài)，DCS

11、在該狀態(tài)下置1，同時在就地控制狀態(tài)下取非，則DCS為0，這時只有遠(yuǎn)控起作用，噴沖泵停止。當(dāng)進(jìn)行本地控制時，按下啟動按鈕M005，DCS取非結(jié)果也為1，這時，觸發(fā)器復(fù)位，沖瓶泵停止。4 沖瓶機(jī)組態(tài)界面及數(shù)據(jù)詞典如圖7和圖8所示圖7沖瓶機(jī)組態(tài)界面圖8沖瓶機(jī)數(shù)據(jù)詞典六、 程序圖9程序單1 圖10 程序段2圖11程序段3七、 總結(jié)：通過本次課程設(shè)計，使我更多的參與和接觸到原本不是很熟悉的和利時PLC，并對啤酒罐裝部分的硬件和軟件進(jìn)行設(shè)計。包括伺服電機(jī)、接近開關(guān)、交流接觸器等進(jìn)行了選型和介紹，然后繪制出了流程圖，并進(jìn)行了灌裝部分的程序編寫和調(diào)試，并根據(jù)控制要求制作了組態(tài)界面，一個良好的組態(tài)界面設(shè)計可以很

12、好地節(jié)省人力物力，同時使控制變得簡單更易操作。在這次課程設(shè)計學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)會了新的程序語言，也鍛煉了自己的動手和理解能力，通過張老師的細(xì)心教導(dǎo)，能夠了解PLC中不同模塊的功能以及基本可以理解和設(shè)計程序。正是由于張老師幫助和支持，我才能克服一個又一個的困難，解決一個又一個疑惑。八、 參考文獻(xiàn)1白文，杜大川，李玉松，王中東. PLC技術(shù)在啤酒工業(yè)中的應(yīng)用. 農(nóng)業(yè)控制與裝備期刊. 2010.102魏靜敏，單沖. 基于PLC的自動灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn).科學(xué)世界期刊. 2013.53黃小蘭. 基于PLC的旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)控制系統(tǒng)研究. 武漢：武漢理工大學(xué). 2012.54韓紅彪. 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計. 北京：電子工業(yè)出版社，2011.45陽憲惠. 現(xiàn)場總線技術(shù)及應(yīng)用. 北京：清華大學(xué)出版社，2008.66羅紅福. PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線工程應(yīng)用實(shí)例解析.中國電力出版社，200