PLC课程设计饮料罐装生产流水线样本.doc

福建电力职业技术学院

课 程 设 计

课程名称： 《可编程控制器原理及应用教程》

题 目： 饮料罐装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

专业班次： 11电气六三
姓 名： 周仁杰
学 号： 28
指引教师： 江道根教师
日 期： .10.10

引言 3
1.设计任务 3
1.1课题内容 3
1.2控制规定 3
1.3 课题规定 4
2. 总体设计方案 4
2.1饮料灌装流水线基本构造 4
2.2灌装流水线工作原理 5
3. 硬件控制设计 5
3.1 PLC选取 5
3.2传感器选取. 6
3.3硬件电路设计 6
4. 软件控制设计 7
4.1系统流程图 7
4.2 I/O接线图 8
4.3 I/O分派表 9
4.4梯形图 9
4.5指令表 11
5. 调试阐明 11
6．设计小结 12
参照文献 13

引言
当前，饮料灌装生产已经实现自动化，为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代规定，产品生产正向缩短生产周期、减少成本、提高生产质量等方面发展。因而，饮料厂自动化灌装生产线中有越来越多机器在使用先进灌装技术来提高机器自动化控制水平和生产效率。而应用PLC完毕电气某些控制是工业自动化电气控制重要发展方向。本次课设重要简介全自动灌装生产线基本概念。全自动灌装生产线是由数台自动灌装机械经控制系统进行集中控制，并按照各自功能完毕一定任务进行顺序、持续生产一系列机器组合。通过对饮料罐装自动控制简介，使咱们对灌装这个行业有了更深理解，也对自动化这个名词有了进一步理解。国内饮料罐装自动化相对于西方发达国家来讲尚有很大差距。设备陈旧，技术落后，成为阻碍咱们灌装行业发展一种严重问题。鉴于这些问题，国内公司不断发展自身实力，逐渐朝着生产高速化、设备构造合理化、设备多功能化、设备绿色化、控制智能化等方向发展。推出适合自己需求产品来。本次课设就是朝着这个方向进行研究和设计。
1.设计任务
1.1课题内容
饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计和调试
1.2控制规定
（1）统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带驱动电机启动并始终保持到停止开关动作或罐装设备下传感器检测到一种瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必要自动启动，并保持到又检测到一种瓶子或停止开关动作。
（2） 当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警（报警方式为红灯以0.3S时间间隔闪烁）。
（3） 灌装完一瓶须进行称重比较：若不不大于或等于700克为正品，并计数1次，计数满24瓶为一箱，并令蜂鸣器报警一次（鸣响1s）；若不大于700克则为次品，同步也计数1次，计满24瓶为一箱，并令蜂鸣器报警一次（鸣响2s）瓶装饮料重量以模仿量形式自模仿量通道A/D输入（重量Kg与模仿量电压输入及数字量相应值可以自己设定）。
（4） 可以手动对计数值及定期器清零（复位）
1.3 课题规定
（1）I/O编址
（2）编程并调试
（3）I/O端子接线图
2. 总体设计方案
21饮料灌装流水线基本构造
饮料灌装流水线基本构造图2.1所示：

图2.1 饮料灌装流水线基本构造

2.2灌装流水线工作原理
灌装流水线运作是通过电机和灌装设备来控制。通过电动机运转，带动流水线工作。而灌装设备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运作.。流水线由传感器实时监控，由PLC控制，控制精确。自动化限度高。
3. 硬件控制设计
3.1 PLC选取
（1）PLC构造与特点：
PLC构成从构造上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC涉及CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一种不可拆卸整体。模块式PLC涉及CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配备。
PLC编程简介体积小，重量轻，耗电少，接线编程简朴，可靠性高，反映快，可靠性高，抗干扰能力强。PLC一经浮现，由于它自动化限度高、可靠性好，设计周期短、使用和维护简便等独特长处，备受国内外工程技术人员和工商业界厂商极大关注，生产PLC厂商孕起。随着大规模集成电路和微解决器在PLC中应用，是PLC功能不断得到增强，产品得到飞速发展。当前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运送、环保及文化娱乐等各个行业。
PLC惯用程序设计语言简介方源 可编程控制器程序设计语言。在可编程控制器中有各种程序设计语言，它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图语言、功能模块图语言及构造化语句描述语言等。其中梯形图程序设计语言是用梯形图图形符号来描述程序一种程序设计语言。是最广泛，最受欢迎一种编程语言。它采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图形式描述。这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生条件和成果。每个梯级是一种因果关系。在梯级中，描述事件发生条件表达在左面，事件发生成果表达在背面。梯形图程序设计语言是最惯用一种程序设计语言。它来源于继电器逻辑控制系统描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉，因而，由这种逻辑控制技术发展而来梯形图受到了欢迎，并得到了广泛应用。
（2）选取PLC：
三菱公司是日本生产PLC重要厂家之一。该公司生产FX2N系列机型属于高性能叠装式机型，是三菱公司上网典型产品，FX2N系列PLC具备数十种编程元件。FX2N系列PLC编程元件编号分为两某些：第一某些是代表功能字母。如输入继电器勇“X”表达、输出继电器用“Y”表达。第二某些为数字。数字为该器件序号。依照所需顾客输入输出设备及I/O点数，选取FX2N系列型PLC就可以满足控制系统规定。
3.2传感器选取.
通过对各个传感器工作环境和用途分析拟定各个传感器型号为
灌装监测传感器选型为：光电传感器（热型红外线传感器）
称重监测传感器选型为：压力传感器（压阻式）
采用红外线传感器来监测空瓶子到来后动作，起到接通开关作用。它是运用被测物体热辐射引起敏感元件温度变化进行测量。常温下工作且价格更便宜，不受可见光影响。
压电电阻型半导体压力传感器，敏捷度高，输出信号大，响应速度快，性能稳定且电阻值可在较宽范畴内调节以适应不同需要。
3.3硬件电路设计
电气控制原理图如图3.1所示：

图3.1 电气控制原理图
图3.1中断路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5将三相电源引入，同步QF1、QF2、QF3、QF4、QF5为电路提供短路保护。电动机过载保护分别由三个继电器提供。
4. 软件控制设计
4.1系统流程图
图4.1 饮料罐装生产流水线系统流程图

4.2 I/O接线图

图4.2 I/O接线图

4.3 I/O分派表

表4.1 I/O分派表
4.4梯形图
类别
元件
PLC元件
作用
输入（I）
SB0
XO
启动按钮
SB1
X1
停止按钮
SB2
X2
光电传感器
SB3
X3
压力传感器1
SB4
X4
压力传感器2
SB5
X5
手动清零
输出（O）
KM1
Y1
启动传送带驱动电机
KM2
Y2
驱动灌装设备
KM3
Y3
启动正品传送带
KM4
Y4
启动次品传送带
HR
Y5
报警显示
HA
Y6
蜂鸣器响

图4.3 梯形图
4.5指令表

LD X0 LD T2 OUT T4
OR M0 ANI T1 K10
OUT M0 OUT Y5 OUT M3
LD M0 LD M2 LD C1
OR Y1 AND X3 RST C1
ANI X1 OR Y3 LD C2
OUT M2 ANI X4 OR M4
ANI M1 OUT Y3 ANI T5
OUT Y1 LD X3 OUT T5
LD X2 OUT C1 K20
OR M1 K24 OUT M4
ANI T1 LD M2 LD C2
OUT M1 AND X4 RST C2
LD M1 OR Y4 LD X5
OUT T0 ANI X3 ZRST T0
K10 OUT Y4 T5
LD T0 LD X4 ZRST C1
OUT Y2 OUT C2 C2
OUT T1 K24 END
K50 LD M3
LD T0 ANI T4
ANI T3 LD M4
OUT T2 ANI T5
K3 OUT Y6
LD T2 LD C1
OUT T3 OR M3
K3 ANI T4

5. 调试阐明
（1）在电脑上安装GX-Developer软件，程序编号后，将程序输入GX-Developer软件中，在电脑上进行初步仿真调试。
（2）先将PLC程序传入程序控制器中。
（3）对各个输入I/O口给信号解决，看各个输出口与否有相应输出，如果没有按照设计规定输出，对程序进行更改，直到各输出口有相应输出。
（4）如果条件容许话，用编程软件将程序输入PLC中，在确认PLC电源、外部接线和程序输入无误状况下，接通电源，按照流程图顺序进行调试，最后使整个系统能精确、可靠运营。
第五章 程序调试
启动系统：
当按下启动按钮X0，则程序由S0步变换到S20步，图中精确地表达出此时S20变为活动步，并驱动传送带电机运营，而S0则变为不活动步。

空瓶计数器计数：
设立位置传感器检测到达预定罐装位置：
当灌装设备下光电传感器检测到有瓶子到达预定位置时则传送带驱动电机停转，定期器T0定期1s,为灌装做准备，与图中相符。

灌装过程、定期器T1定期、满瓶计数器计数及报警灯闪：

定期器T1定期时间到传送带自动启动：
当定期器T1定期5s时间到，则程序跳转到S20步即实现了传送带自动启动。
组态王监控画面

6．设计小结
通过饮料罐装生产流水线PLC控制课程设计，掌握了什么是设计程序，设计程序工作基本过程及各阶段基本任务，熟悉了设计程序总流程图，加深了对PLC理解，课本上知识是机械，表面。通过努力把课本上知识变得更为简朴，对实验原理也有了更深理解。通过这次课程设计，使我更为全面系统理解PLC构造原理和基本实现办法。把课本知识变得生动有趣，激发了咱们学习积极性，把学过原理加以强化，把课堂学过知识通过自己设计程序表达出来，加深了对理论知识理解。当前通过自己动对手做实验，理论联系实际，对PLC原理结识更加深刻。在调试时应当很仔细，一步一步调试下来，做到精确无误。
这次课程使我意识到只有理论知识是远远不够，只有把所学理论知识与实践相结合起来，才是对的，才干提高自己动手能力和独立思考能力。同步对于PLC发展历史、强大功能、应用领域以及系列知识得到了大概系统结识，也初步理解了一种完整系统开发过程，本次课设，对于创造思维培养和开发能力锻炼有很大协助。
在编程过程中，领略到了熟能生巧含义。编程不但规定有良好基本，并且规定对各种程序有深刻理解，同步深切感受到团队合伙重要性，特别是在查资料过程中，人多力量大，人们一起努力，查找资料效率就提高了许多，人们在一起探讨，互相学习，分工细化，互相提高，解决问题速度就快多了。
教师知识协助，经验传授，也是本次课设一道美丽风景线，真正起到了抛砖引玉目。这次课设让我动手能力得到了大大锻炼，解决实际问题能力得到了大大提高，为后来学习和工作奠定了一定基本。在此，非常感谢江教师对咱们协助和悉心指引。

参照文献
[1]易泓可主编，电气控制系统实际基本与范例.北京：机械工业出版社，.
[2]史国生主编，电气控制与可编程控制其技术第二版.北京：化学工业出版社教材出版中心，.
[3]郝永兴，苗满香 罗小燕主编，机电传动控制.湖北：华中科技大学出版社，.
[4]张一.，工.当代电力电子技术原理与应用.北京：科学出版社，1999.
[5]李道霖，电气控制与PLC原理及应用[M]．北京:电子工业出版社，．
[6]张万忠，可编程控制器应用技术[M]．北京：化学工业出版社，．
[7]张万忠，可编程控制器入门与应用实例，北京：中华人民共和国电力出版社，.
[8]台方，可编程序控制器应用教程. 北京：中华人民共和国水利水电出版社，.
[9]廖常初，可编程序控制器应用技术.重庆：重庆大学出版社，.
[10]范永胜，电气控制与PLC应用.北京：中华人民共和国电力出版社，.