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维修电工技师资格考评论文

论文题目：冷瓶控制电路的改造

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论文题目：冷瓶机控制电路的改造

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目 录

摘 要 ………………………………………………………………
1
关 键 词 ………………………………………………………………
1
前 言 ………………………………………………………………
1
一、PLC的基本特点……………………………………………………
1
二、程序设计

1、分配输入输出点………………………………………………
2
2、画PLC连接图…………………………………………………
3
3、PLC的选择……………………………………………………
3
4、程序设计………………………………………………………
3
5、系统模拟试验…………………………………………………
4
6、安装调试………………………………………………………
4
7、总装调试………………………………………………………
5
三、结束语……………………………………………………………
5
参考文献………………………………………………………………
5
附图1：程序图

附图2：电路图

冷瓶机控制电路的改造
摘要：
随着工业自动化的发展，PLC技术得到了越来越广泛的应用。本文利用PLC的特点，成功地改造了旧设备，为企业节约经济，降低成本，提高效益，给企业注入了新的活力。
关键词：冷瓶机、PLC、改造。
前言
随着工业技术的发展，工业自动化的程度越来越高，而PLC因其可靠性高、运用灵活，在自动控制领域获得了广泛的应用。目前，在自动控制等领域，都已成功地应用了可编程序控制器，相信随着市场的发展和技术的进步，PLC技术在工业上会具有更加广阔的前景。
一、PLC的基本特点
可编程序控制器(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的工作原理框图如图1所示：

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)作周期性循环扫描。如果无跳转指令，第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮扫描，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。编程时使用的各种编程元件，它们可提供相当多个常开触点和常闭触点。这使得整个控制系统大为简单，只须外部端子上接上相应的输人输出信号线即可，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，只要改变程序即可。PLC能在线修改程序，也能方便地扩展I／O点数。PLC结构紧密，体积小巧，易于装人机械设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
二、程序设计：
1、分配输入点和输出点（如表-1所示）。
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
倒瓶链开关
SB1
X0
倒瓶链
KA25
Y0
主链开关
SB2
X1
主链
KA22
Y1
入口链开关
SB3
X2
入口链
KA23
Y2
出口链开关
SB4
X3
出口链
KA24
Y3
补水开关
SB5
X4
一槽补水阀
YV1
Y4
一槽低液位

X5
一、二号泵启动
KA21
Y5
一、二号泵开关
SB6
X6
三槽补水阀
YV3
Y6
三槽低液位

X7
三号泵启动
KA20
Y7
三号泵开关
SB7
X10
四号泵启动
KA19
Y10
四号泵开关
SB8
X11
五号泵启动
KA18
Y11
五号泵开关
SB9
X12
UHT循环泵启动
KA11
Y12
UHT循环泵开关
SB10
X13
五槽补水阀
YV5
Y13
五槽低液位

X14
六、七号泵启动
KA17
Y14
六、七号泵开关
SB11
X15
补水指示

Y15
五槽温度高

X16
冰水循环泵启动
KA2
Y16

X17
冰水循环阀
YV6
Y17
表-1
2、根据所确定的输入输出设备可画出PLC的I/O连接图（如图-2所示）。

图-2
3、选择PLC
由图-1可见PLC共需16个输入点、17个输出点，按照能够满足控制系统的功能需要，保证系统可靠、安全、经济及使用维护方便的原则这里选用三菱FX2N-48MR-001型 PLC。该PLC有24点输入和24点输出，为我们以后改造程序留下了空间。
4、程序设计
根据现场分析可以看出冷瓶机程序可分为两个部分：
（1）产品输送：由注入机出口输送链送来的瓶装饮料经过倒瓶链进行倒瓶杀菌（在倒瓶时利用饮料自身的高温对瓶口杀菌时间约1分钟）再经过冷却主链冷却，由出口输送送出。倒瓶链设一急停开关，发现前段次品时停倒瓶链并送一信号给注入机
（2）冷却部分：杀菌后产品被送人冷瓶机主链(U5)。在主链的下方，逐次分布着7个储存有一定液位的水槽，各自连接一台泵浦,对经过水槽上方的产品通过喷洒淋水的方式进行降温，使产品冷却到工艺要求的温度。由于冷瓶机进来的产品自身温度比较高，为了防止温度突变会造成产品变形，在一槽中增加了蒸汽加热器，通过温控仪XMTA-(1)控制加热器对一槽冷却水给予恒温补偿。
7个水槽在结构上：1号和2号水槽底部等液位连通；3号、4号和5号水槽上部高液位连通；6号和7号水槽底部等液位连通。在2号、5号和6号水槽设有低液位补水气动阀，通过1号、3号和7号水槽中放置的液位探头对其进行控制。2号和5号水槽的低液位补水气动阀是按照产品运行逆向分布，满足产品由前向后运行中降温的要求。6号水槽中的补水气动阀在保证6、7两个水槽液位的同时也提高了两个水槽在低液位时7槽出口产品温度更加接近常温（20℃）。在6号水槽中放置了冰水循环管道，在7号水槽中放置了冷却水循环管道，确保7槽出口产品温度达到工艺要求。
为了节约资源， 3号水槽中的冷却水经泵浦对产品喷洒降温后，带走一部分产品的热量，再通过循环泵送往UHT间，对UHT间由前段送来的产品进行预加热，节约了部分蒸汽资源。
根据PLC扫描工作方式的特点，按照冷瓶机自动控制系统的控制流程及各步动作的逻辑关系充分利用PLC内部继电器的无限多触点给编程带来的方便，设计并画出梯形图。附图1是本系统的梯形图。
5、系统模拟试验
编制完成的软件程序在用到实际系统前，必须按实际控制要求，用开关和灯泡模拟控制对象，经过不断的模拟试验，不断地加以修正，直到完全达到系统工作的要求。
6、安装调试
（1）、画出系统电路原理图。附图2是电路原理图。
（2）、根据电路安装、布线施工。施工必须严格按照有关PLC安装要求及安装注意事项进行。
（3）、安全检查 对系统的所有安全措施，如接地、保护、互锁等环节进行彻底检查。
7、总装调试
(1)、将已设计好的程序用编程器输入到PC用户存储器中，并对程序进行编辑。
(2)、现场调试 安装完毕进行现场整定和调整。
三、结束语
通过对冷瓶机自动控制系统的技术改造，采用PLC控制技术取代传统的继电器逻辑控制，在实际应用中具有许多传统控制无法比拟的优点。从改造案例可以看出，它取消了硬件逻辑接触器而用软件代替，使故障率大大减少；接线简单明了，控制逻辑指示清楚，易于排查故障；而且在控制功能作少许改动时，只需改变软件编程，无需变换实际接线；编程图形化，易于掌握使用。采用PLC控制技术改造冷瓶机自动控制系统具有很大的现实意义。相信随着科学技术的发展，PLC技术在旧设备改造中的应用会越来越广泛。
参考文献：
（1）维修电工技师培训教材 机械工业出版社
（2）可编程控制器技术及应用 电子工业出版社
（3）三菱FX2N系列PLC使用手册