飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試

1、飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖 控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試福建電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)課程名稱:可編程控制器原理及應(yīng)用教程題 目： 飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)與調(diào)試專業(yè)班次：11電氣六三姓名：周仁杰學(xué)號(hào)：28指導(dǎo)教師：江道根老日期：2015.10.10相1,設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 課題內(nèi)容1.2 控制要求1.3 課題要求2 .總體設(shè)計(jì)方案1 .1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)2 . 2灌裝流水線的工作原理3 .硬件控制設(shè)計(jì)1. 1 PLC的選擇3. 2傳感器的選擇.4. 3硬件電路的設(shè)計(jì)4 .軟件控制設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)流程圖.4.2 I/O 接線圖.4.3 I/O分配表4.4 4梯形圖4.5 指令表5

2、 .調(diào)試說目.4.44.45.5.5666.77.8.89.910111216186 .設(shè)計(jì)小結(jié) 參考文獻(xiàn)引言目前，飲料的灌裝生產(chǎn)己經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周 期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、 提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面發(fā)展。因此，飲料廠的自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)線中有越來越多的 機(jī)器在使用先進(jìn)的灌裝技術(shù)來提高機(jī)器的自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)效率。而應(yīng)用 PLC完成電氣部分的控制是工業(yè)自動(dòng)化電氣控制的主要發(fā)展方向。本次課設(shè)主 要介紹全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的基本概念。全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺(tái)自動(dòng)灌裝機(jī) 械經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，并按照各自功能完成一定任務(wù)進(jìn)行順序、連續(xù)生 產(chǎn)

3、的一系列機(jī)器組合。通過對(duì)飲料罐裝自動(dòng)控制的介紹，使我們對(duì)灌裝這個(gè)行 業(yè)有了更深的了解，也對(duì)自動(dòng)化這個(gè)名詞有了進(jìn)一步的了解。我國的飲料罐裝 自動(dòng)化相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國家來講還有很大的差距。設(shè)備陳舊，技術(shù)落后，成為 阻礙我們灌裝行業(yè)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問題。鑒于這些問題，我國企業(yè)不斷發(fā)展自 身的實(shí)力，逐步朝著生產(chǎn)高速化、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理化、設(shè)備的多功能化、設(shè)備的 綠色化、控制的智能化等方向發(fā)展。推出適合自己需求的產(chǎn)品來。本次課設(shè)就 是朝著這個(gè)方向進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。1 .設(shè)計(jì)任務(wù)1.1 課題內(nèi)容飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)和調(diào)試1.2 控制要求(1)統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)

4、動(dòng)電機(jī)啟 動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止； 瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子 或停止開關(guān)動(dòng)作。(2)當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓1秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝 過程為5秒鐘，罐裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5秒后停止并不再顯示報(bào)警(報(bào)警方式 為紅燈以0. 3S時(shí)間間隔閃爍)。(3)灌裝完一瓶須進(jìn)行稱重比較：若大于或等于700克為正品，并計(jì)數(shù)1 次,計(jì)數(shù)滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報(bào)警一次(鳴響1s)；若小于700克則為 次品，同時(shí)也計(jì)數(shù)1次，計(jì)滿24瓶為一箱，并令蜂鳴器報(bào)警一次(鳴響2s)瓶 裝飲料的重量以模擬量的形式自模擬量通道A/

5、D輸入(重量Kg與模擬量電壓輸 入及數(shù)字量的對(duì)應(yīng)值可以自己設(shè)定)。(4)可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值及定時(shí)器清零(復(fù)位)1.3 課題要求(1) I/O編址(2)編程并調(diào)試(3) I/O端子接線圖2 .總體設(shè)計(jì)方案2.1 飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)圖2.1所示：圖2.1 飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)2. 2灌裝流水線的工作原理灌裝流水線的運(yùn)作是通過電機(jī)和灌裝設(shè)備來控制的。通過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)， 帶動(dòng)流水線的工作。而灌裝設(shè)備的開通則直接控制飲料流通。通過輸入PLC軟 件程序，直接控制電機(jī)及流水線的運(yùn)作流水線由傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，由PLC控 制，控制準(zhǔn)確。自動(dòng)化程度高。3.硬件控制設(shè)計(jì)2.1 PLC的

6、選擇(1) PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定 式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一 個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、 底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。PLC編程簡(jiǎn)介體積小，重量輕，耗電少，接線編程簡(jiǎn)單，可靠性高，反應(yīng) 快，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC 一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠 性好，設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和 工商業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)PLC的廠商孕起。隨著大規(guī)模集成電路和微處 理器在PLC中應(yīng)

7、用，是PLC的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。目前, PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、 輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。PLC常用程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介方源可編程控制器程序設(shè)計(jì)語言。在可編程控 制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言，它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖 語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。其中梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是 用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。是最廣泛，最受歡迎的 一種編程語言。它采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，程序采用梯形圖的形式描述。這 種程序設(shè)計(jì)語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果。每個(gè)梯級(jí)是一個(gè) 因果關(guān)系

8、。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示 在后面。梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言。它來源于繼電器 邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制 技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并 得到了廣泛的應(yīng)用。(2)選擇 PLC：三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一。該公司生產(chǎn)的FX2N系列機(jī)型 屬于高性能疊裝式機(jī)型，是三菱公司上網(wǎng)典型產(chǎn)品，F(xiàn)X2N系列PLC具有數(shù)十 種編程元件。FX2N系列PLC編程元件的編號(hào)分為兩部分：第一部分是代表功 能的字母。如輸入繼電器勇“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示。第二部分為

9、數(shù)字。數(shù)字為該器件的序號(hào)。根據(jù)所需的用戶輸入輸出設(shè)備及I/O點(diǎn)數(shù)，選擇 FX2N系列型的PLC就可以滿足控制系統(tǒng)的要求。3. 2傳感器的選擇.通過對(duì)各個(gè)傳感器的工作環(huán)境和用途的分析確定各個(gè)傳感器的型號(hào)為灌裝監(jiān)測(cè)傳感器選型為：光電傳感器（熱型紅外線傳感器）稱重監(jiān)測(cè)傳感器的選型為：壓力傳感器（壓阻式）采用紅外線傳感器來監(jiān)測(cè)空瓶子的到來后動(dòng)作，起到接通開關(guān)的作用。它 是利用被測(cè)物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進(jìn)行測(cè)量。常溫下工作且價(jià)格 更便宜，不受可見光的影響。壓電電阻型半導(dǎo)體壓力傳感器，靈敏度高，輸出信號(hào)大，響應(yīng)速度快，性 能穩(wěn)定且電阻值可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整以適應(yīng)不同需要。3. 3硬件電路的設(shè)計(jì)電

10、氣控制原理圖如圖3.1所示:圖3.1電氣控制原理圖圖3. 1中斷路器QFl、QF2、QF3、QF4、QF5將三相電源引入，同時(shí)QF1、 QF2、QF3、QF4、QF5為電路提供短路保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)分別由三個(gè)繼 電器提供。4.軟件控制設(shè)計(jì)4.2 I/O接線圖4.2 I/O接線圖4.3 I/O分配表表 4. 1 I/O4. 4梯形分配表類別元件PLC元件作用輸入(I)SB0XO啟動(dòng)按鈕SB1XI停止按鈕SB2X2光電傳感器SB3X3壓力傳感甥1SB4X4壓力傳感器2SB5X5手動(dòng)清零輸出(0)KM1Y1啟動(dòng)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)KM2Y2驅(qū)動(dòng)灌裝設(shè)備KMSYS啟動(dòng)正品傳送帶KM4Y4啟動(dòng)次品傳送帶H

11、RY5報(bào)警顯示HAY6蜂鳴器響匕7圖4.3 梯形圖4. 5指令表LDXOLDT2OUTT4ORMOANIT1K10OUTMOOUTY5OUTM3LDMOLDM2LDClORY1ANDX3RSTClANIXIORY3LDC2OUTM2ANIX4ORM4ANIMlOUTY3ANIT5OUTY1LDX3OUTT5LDX2OUTClK20ORMlK24OUTM4ANIT1LDM2LDC2OUTMlANDX4RSTC2LDMlORY4LDX5OUTTOANIX3ZRSTTOK10OUTY4T5LDTOLDX4ZRSTClOUTY2OUTC2C2OUTT1K24ENDK50LDM3LDTOANIT4ANI

12、T3LDM4OUTT2ANIT5K3OUTY6LDT2LDClOUTT3ORM3K3ANIT45 .調(diào)試說明(1)在電腦上安裝GX-Developer軟件，程序編號(hào)后，將程序輸入 GXDeveloper軟件中，在電腦上進(jìn)行初步仿真調(diào)試。(2)先將PLC程序傳入程序控制器中。(3)對(duì)各個(gè)輸入I/O 口給信號(hào)處理，看各個(gè)輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如 果沒有按照設(shè)計(jì)要求輸出，對(duì)程序進(jìn)行更改，直到各輸出口有相應(yīng)的輸出。（4）如果條件允許的話，用編程軟件將程序輸入PLC中，在確認(rèn)PLC的電源、外部接線和程序輸入無誤的情況下，接通電源，按照 流程圖的順序進(jìn)行調(diào)試，最終使整個(gè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確、可靠的運(yùn)行。第五章程序

13、調(diào)試啟動(dòng)系統(tǒng):當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕X0,則程序由so步變換E69翔丹 (C30D到S20步，圖中準(zhǔn)確地表示出此時(shí)S20變?yōu)榛顒?dòng) 步，并驅(qū)動(dòng)傳送帶電機(jī)運(yùn)行，而SO則變?yōu)椴换顒?dòng)步?？掌坑?jì)數(shù)器計(jì)數(shù):設(shè)置位置傳感器檢測(cè)到達(dá)預(yù)定罐裝位置:到達(dá)預(yù)定位置時(shí)則傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，定時(shí)器 TO定時(shí)1s,為灌裝做準(zhǔn)備，與圖中相符。定時(shí)器T1定時(shí)時(shí)間到傳送帶自動(dòng)啟動(dòng):K50T1 W0462H1 I|S20 I當(dāng)定時(shí)器T1定時(shí)5s時(shí)間到，則程序跳轉(zhuǎn)到 S20步即實(shí)現(xiàn)了傳送帶自動(dòng)啟動(dòng)。組態(tài)王監(jiān)控畫面璃裝設(shè)空瓶計(jì)數(shù)：滿版計(jì)敖irwr空瓶才標(biāo)燈:停止接出，二6 .設(shè)計(jì)小結(jié)通過飲料罐裝生產(chǎn)流水線的PLC控制課程設(shè)計(jì)，掌握了什么是設(shè)

14、計(jì)程序， 設(shè)計(jì)程序工作的基本過程及各階段的基本任務(wù)，熟悉了設(shè)計(jì)程序總流程圖，加 深了對(duì)PLC的理解，課本上的知識(shí)是機(jī)械的，表面的。通過努力把課本上的知 識(shí)變得更為簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理也有了更深的理解。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我更 為全面系統(tǒng)的了解PLC的構(gòu)造原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把課本的知識(shí)變得生動(dòng)有 趣，激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)過的原理加以強(qiáng)化，把課堂學(xué)過的知識(shí)通 過自己的設(shè)計(jì)程序表示出來，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解?，F(xiàn)在通過自己的動(dòng)對(duì) 手做實(shí)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì)PLC的原理認(rèn)識(shí)更加深刻。在調(diào)試時(shí)應(yīng)該很仔細(xì), 一步一步調(diào)試下來，做到準(zhǔn)確無誤。這次課程使我意識(shí)到只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論

15、知識(shí) 與實(shí)踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索的能力。 同時(shí)對(duì)于PLC發(fā)展歷史、強(qiáng)大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識(shí)得到了大概的系統(tǒng) 認(rèn)識(shí)，也初步了解了一個(gè)完整的系統(tǒng)開發(fā)的過程，本次課設(shè)，對(duì)于創(chuàng)造思維的 培養(yǎng)和開發(fā)能力的鍛煉有很大的幫助。在編程過程中，領(lǐng)略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的基礎(chǔ)， 而且要求對(duì)各種程序有深刻的了解，同時(shí)深切感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，尤其 是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了 許多，大家在一起探討，相互學(xué)習(xí)，分工細(xì)化，互相提高，解決問題的速度就 快多了。老師知識(shí)的幫助，經(jīng)驗(yàn)的傳授，也是本次課設(shè)的一道美麗的風(fēng)景線，真正起 到了拋磚引玉的目的。這次課設(shè)讓我的動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉，解決實(shí)際 問題的能力得到了大大的提高，為以后學(xué)習(xí)和工作奠定了一定的基礎(chǔ)。在此， 非常感謝江老師對(duì)我們的幫助和悉心的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1易泓可主編，電氣控制系統(tǒng)實(shí)際基礎(chǔ)與范例.北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.2史國生主編，電氣控制與可編程控制其技術(shù)第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出 版社教材出版中心，2005.3郝永興，苗滿香羅小燕主編，機(jī)電傳動(dòng)控制.湖北：華中科技大學(xué)出版