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足球直播饮料灌装生产线论文

2020-09-11 02:36

  饮料灌装生产线论文_信息与通信_工程科技_专业资料。自己毕业写的,图也自己画的

  毕业设计用纸 四川工程职业技术学院 毕 业 设 计 课程名称:饮料灌装生产流水线 PLC 的控制 专业班次: 姓 名: 学 号: 指导教师: 学 期: 日 期: 2011 级电气自动化 3 班 XXXX XXXXXXXXXXX XXX 老师 2013-2014 第一学期 2014.1 毕业设计用纸 摘要 目前,饮料的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的要求,产品生产正向缩短生产周期、降 低成本、提高生产质量等方面发展。因此,饮料厂的自动化灌装生产线中 有越来越多的机器在使用先进的灌装技术来提高机器的自动化控制水平 和生产效率。而应用 PLC( 可编程序控制器 ) 完成电气部分的控制是工业自 动化电气控制的主要发展方向。本文主要介绍了全自动灌装生产线的基本 概念。全自动灌装生产线是由自动灌装机械经控制系统进行控制,并 通过 传感器检测到分信号 按照各自功能完成一定任务进行顺序、连续生产的一 系列机器组合。通过对饮料罐装自动控制的介绍,使我们对灌装这个行业 有了更深的了解,也对自动化这个名词有了进一步的了解。 关键 词 : PLC ;全自动灌装生产线;传感器 I 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 Abstract At present, the filling beverage production lines have been automated. In order to improve the products ’ quality, shorten production cycle and adapt the requirements of rapid products ’ updating. Product production is spreading in these directions which shorten production cycle, reduce product cost and improve the production quality. Therefore, more and more the automatic filling production lines use advanced control technology to improve the automatic control level and production efficiency of filling machines. PLC(Programmable Logic Controller) which is as the electrical parts ’ control is the main developmental direction of the electrical control of industrial automation. The paper mainly introduces the basic concepts of the automatic filling production lines. Full automatic filling production line is an automatic filling machine control system. The production lines are a series of machine combination which complete some order and continuous task in accordance with their respective functions. The filling industries have been had a deeper understanding through introducing the automatic control of canned beverage. Key words: PLC; Automatic filling production line; Sensor II 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 目录 前言 一 、 课题研究背景 ......................................................................... 1 二 、 课题研究意义 ......................................................................... 1 三 、 设计要求 ................................................................................ 1 四 、 题研究方法 ............................................................................. 2 第一章 总体设计方案 ...................................................................... 3 1.1 系统框图 ........................................................................... 3 1.2 饮料灌装结构图 ................................................................ 3 1.3 项目目标 ........................................................................... 5 1.4 生产流程 ........................................................................... 5 1.5 具体控制要求 .................................................................... 6 1.5.1 M1 主传送带电动机 .................................................. 6 1.5.2 M2 次品传送带电动机 .............................................. 6 1.5.3 M3 灌装电动机 ......................................................... 6 1.5.4 灌装机 .................................................................... 7 1.5.5 质量检测与次品的分离 ........................................... 7 第二章 系统硬件设计 ...................................................................... 8 2.1 PLC 基础 ............................................................................ 8 2.1.1 PLC 的产生和定义 ................................................... 8 2.1.2 可编程控制器的特点 ............................................... 9 2.1.3 设计 PLC 基本原则 .................................................. 9 2.1.4 PLC 的选择 ............................................................ 10 2.2 电机的选择 ..................................................................... 12 2.4 传感器的选择 .................................................................. 14 2.4.1 光电传感器 ........................................................... 15 2.4.2 压力传感器 ........................................................... 15 III 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 2.4.3 液位传感器 ........................................................... 16 2.4.4 接近开关 .............................................................. 17 2.5 原件明细表 ..................................................................... 18 第三章 系统程序的设计 ................................................................ 19 3.1 系统原理图 ....................................................................... 19 3.2 系统流程图 ....................................................................... 20 3.3 I/O 分配表 ....................................................................... 21 3.4 梯形图 ............................................................................. 21 致谢词 ........................................................................................... 28 参考文献 ....................................................................................... 29 IV 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 前言 一、课题研究背景 几年前,自动化技术只占包装机械设计的 30% ,现在已占 50% 以上,大 量使用了微电脑设计和机电一体化控制。提高 了 包装机械自动化程度的目 的:一是为了提高生产率;二是为了提高设备的柔性和灵活性;三是为了 提高包装机械完成复杂动作的能力。 本 设 计 的 目 的 是利 用“ PLC ” 技 术 平 台 自主 开 发 创 新 , 将机 械、 电 气 和 自 动化等技术有机结合,构成实用的饮料灌装生产线模拟系统。 二、课题研究意义 本设计鉴于 PLC 可靠性高、耐恶劣环境能力强、使用极为方便三大 特点,利用 PLC 技术平台自主开发创新,将机械、电气和自动化等技 术有机结合,将传统的继电器 - 接触器控制功能用 PLC 代替,构成实 用、可靠的饮料灌装生产 线 PLC 控制系统。该控制系统可节省大量电 气元件、导线与原材料 , 缩短设计周期 , 减少维修工作量 , 提高加工零 件 合 格 率 ,进 而 提 高 生 产 率 , 而 且 程 序 调 整 修 改 方 便 灵 活 , 提 高 了 设 备的柔性和灵活性。具有整体技术经济效益。 三、设计要求 ( 1 ) 系统 通过开关 设定为 自动操作 模式 ,一旦启 动,则 传送 带的驱 动 电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个 瓶子时停止;瓶子装满饮料后,传送带驱动电机必须自动启动,并保持到 又检测到一个瓶子或停止开关动作。 ( 2 )当瓶子定位在灌装设备下时,停顿 1 秒,灌装设备开始工作,灌 装 过程为 5 秒钟,灌装过程应有报警显示, 5 秒后停止并不再显示报警。 ( 3 ) 用传 感器和加 法器检 测并记录 空甁 数和满瓶 数,一 旦系 统启动 , 1 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 必须记录空瓶数和满瓶数,设最多不超过 99999999 瓶。 ( 4 )可以手动对计数值清零(复位) 。 四、题研究方法 步骤如下: 1. 控制系统总体设计:分析控制要求,了解系统工作过程。 2. 控制系统硬件的设计: PLC 型号、相关元器件的选择以及外部接口电路 的设计。 3. 控制系统软件设计:利用 STEP 7 软件编制出相应的梯形图程序。 4. 系统调试:实验室中连接硬件线路,模拟运行,完成 程序的调试。 2 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 第一章 总体设计方案 1.1 系 统 框图 按钮:提供操作信号 热继电器:过载保护 传感器:检测到的信号输入 PLC 电 源 : 给 PLC 提供工作电源 PLC: 通过输入、输出控制中间继电器的通断 中间继电器:控制交流接触器 交流接触器: 保护与通断作用 电动机:带动机械设备运行,完成加工工作 指示灯:灌装报警信号 电磁阀:控制流量 1.2 饮 料 灌 装结构图 如 图 1 , 图 2 ,图 3 所示 3 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 4 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 1.3 项 目 目 标 整个流水线 ) 、次品传送带( M2 ) 、灌装装置、次品推 动 装 置 、 光电 传 感 器( 定 位) 、 压力 传 感器 等 组 成 。流 水 线 的实 时 监 控, 由传感器检测。电动机的启动和停止,灌装装置的灌装,次品的检测、推 动和计数由 PLC 控制。 1.4 生 产 流 程 按下启动按钮后,生产线进入自动工作状态,具备工作条件后,瓶子 随着传送带进入灌装工序,灌装完成后传送带继续启动运行。 当瓶子随着主传送带平稳的进入灌装架时,灌装架的光电传感器信号 送给 PLC ,主传送带停止 1 秒,并且夹瓶装置固定,一秒后,罐装架的电 5 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 磁阀打开,汽缸启动并罐饮料,罐装到 5S(及罐满)后自动停止,灌装过 程中有报警提示,罐装结束后,主传送带开始启动,通过压力传感器检测 是否满瓶,没装满的由推杆推入次品传送带。检测满瓶过程中计数(正品 与次品分别计数) 。 1.5 具 体 控 制要求 1.5.1 M1 主传送带电动机 ( 1 ) 功能:带动主传送带运行。 ( 2 ) 控制要求: ①一旦启动, M1 主传送带驱动电机启动并保持到停止开关动作或 者灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止,瓶子装满饮料后,传送带 驱动电机 M1 必须自动启动,并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。 ②通过交流接触器实现失压 。欠压保护。 ③通过热继电器实现过载,欠相保护。 1.5.2 M2 次品传送带电动机 ( 1 ) 功能:带动次品传送带运行 ( 2 ) 控制要求: ①一旦启动,则 M2 次品传送带驱动电机启动,并保持到停止开关动作。 ②通过交流接触器实现失压。欠压保护。 ③通过热继电器实现过载,欠相保护。 1.5.3 M3 灌装电动机 ( 1 ) 功能:保持料箱液位 ( 2 ) 控制要求: ①当料箱中下陷位传感器动作时,M3 启动给饮料注入原料,当上限位传感 器动作时, M3 停止。 ②通过熔断器实现短路保护。 6 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 ③通过交流接触器实 现失压。欠压保护。 ④通过热继电器实现过载,欠相保护。 1.5.4 灌装机 ( 1 ) 功能:在设定时间里定量灌装。 ( 2 ) 控制要求: ①当瓶子定位在灌装设备下时,停顿 1S ,灌装设备开始工作,灌装过 程 为 5S ,灌装过程应有报警显示, 5S 后停止灌装并不再显示报警。 ②保护 ( 3 )实现方法: 电磁阀灌装:电磁阀灌装阀的开关由电磁阀控制,灌装精度更高, 计时恒压定量灌装原理,可使灌装的误差在千分之五以下。电动定 量灌装系统及电磁阀控制计量装置,可进行精确灌装,减少浪费。 在恒压储液罐灌液中,里面有上限 位和下限位传感器,他们被淹没 时 是 1 状态。液面低于下陷位液面是恒压储液罐为空。饮料通过进 液电磁阀流入恒压储液罐,液面到达上限位时进液电磁阀断电关 闭,使液位保持稳定。 恒压储液罐下面是灌装头部分,夹瓶装置由汽缸 1 驱动下降,下降 到位后,夹瓶装置由汽缸 2 加紧定位,定位夹紧后,灌装头由汽缸 3 驱动下降,到位后灌装头电磁阀打开,开始灌装,延时 5 秒电磁 阀关闭,灌装头上升,夹瓶装置放松上升,传送带电机启动。 1.5.5 质量检测与次品的分离 ( 1 )功能:检测产品质量,将次品分离。 7 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 第二章 系统硬件设计 2.1 PLC 基 础 可编程控制器是工业自动化的基础平台。在工业现场中用于对大量的 数字量和模拟量进行控制,例如电磁阀的开闭,电动机的启停、温度、压 力、流量的设定,产品的计数与控制等。 2.1.1 PLC 的产生和定义 可编程控制器的缩写为 PLC ( Programmable Logical Controller ) , 是将计算机技术、自动化技术和通信技术融为一体,专为工业环境下应用 而设计的控制设备。 20 世 纪 60 年代, 生产过程及各种设备的控制主要是继电器控制系统。 继电器控制简单、实用,但存在着明显的缺点:设备体积大,可靠性差 , 动作速度慢,功能少,难以实现较复杂的控制特别是由于它是靠硬连线逻 辑构成的系统,接线复杂,一旦动作顺序或生产工艺发生变化时,就必须 进行重新设计、布线、装配和调试,所以通用性和灵活性较差。生产上迫 切需要一种使用方便灵活、性能完善、工作可靠的新一代生产过程自动控 制系统。 1968 年美国 GM (通用汽车)公司提出取代继电器控制装置的要求, 第二年美国数宇公司研制出了第一代可编程序控制器,它具有逻辑运算、 定时、计数等顺序等功能。 20 世 纪 80 年代后,由于计算机技术的迅猛的发展, PLC 采用通用微 处理器为核心,具有了函数运 算、高速计数、中断技术、PID 控制等功能, 称 为 PC(Programmable Controller) 即 可 编 程 控 制 器 。 但 由 于 PC ( Personal Computer ) 已 成 为 个 人 计 算 机 的 代 名 词 , 为 了 不 与 之 混 淆 , 人们习惯上仍将可编程控制器称为 PLC 。经过短短的几十年发展,可编程 控制器已经成为自动化技术的三大支柱( PLC 、机器人和 CAD/CAM )之一。 1982 年,国际电工委员会( IEC )制定了 PLC 的标准,在 1987 年 12 月 颁 布 的 第 三稿 中 ,对 可 编 程 控 制器 的 定义 是 : “ 可 编 程控 制器 是 一 种数 字运算操作的电子系统,专为 在工业环境下应用而设计。它采用可编程序 8 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算 术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型 的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控 制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。 ” 2.1.2 可编程控制器的特点 (1) 可靠性高,抗干扰能力强 微机虽然具有很强的功能,单抗干扰能力差,工业现场的电磁干扰、 电源波动、机械振动、温度和湿度的变化等都可以使一般通用微机不能正 常工作。而 PLC 是专为工业环境应用而设计的 ,故对于可能受到的电磁干 扰、 高低温及电源波动等影响, 已在 PLC 硬件及软件的设计上采用了措施。 如在硬件方面采用了电和磁的屏蔽,对 I/O 接口采用了光电隔离,对电源 及 I/O 接口线采用了多种滤波等。而在软件方面采用了故障检测、诊断、 信息保护和恢复等手段,一旦发生异常, CPU 立即采取有效措施,防止故 障扩大,使 PLC 的可靠性大大提高。 (2) 机构简单,足球直播应用灵活 PLC 在硬件结构上采用模块化积木式结构,各种输入输出信号模块、 通信模块及一些特殊功能模块品种齐全。 针对不同的控制对象, 可以方便、 灵活地组合成不同要求的控制系统 。硬件接线简单,一般不需要很多配套 的外围设备。 (3) 编程方便,易于使用 PLC 采用了与继电器控制电路有许多相似之处的梯形图作为主要的编 程语言,程序形象直观,指令简单易学,编程步骤和方法容易理解和掌握, 不需要具备专门的计算机知识,只要具有一定的电工和工艺知识的人员都 可以在短时间内学会。 (4) 功能完善,适用性强 PLC 具有对数字量和模拟量很强的处理功能,如逻辑运算、算术运算、 特殊函数运算等。 PLC 具有常用的控制功能,如 PID 闭环回路控制、中断 控制等。 PLC 可以扩展特殊功能,如高速计数、电子凸轮控制、伺服 电动 机定位、多轴运动插补控制等。 PLC 可以组成多种工业网络,实现数据传 送、上位监控等功能。 2.1.3 设 计 PLC 基本原则 设 计 PLC 控制时,应遵循以下基本原则 (1) 最大限度地满足被控对象的控制要求 充分发挥 PLC 的功能,最大限度地满足被控对象的控制要求,是设计 PLC 控制系统的首要前提,这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人 9 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 员在设计前就要深入现场进行调查研究,收集控制现场的资料,收集相关 先进的国内、足球直播,国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人 员、现场操作人员紧密配合,拟定控制方案,共同解 决设计中的重点问题 和疑难问题。 (2) 保 证 PLC 控制系统安全可靠 保证 PLC 控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行,是设计控制系统的重 要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考 虑,以确保控制系统安全可靠。例如:应该保证 PLC 程序不仅在正常条件 下 运 行 , 而 且 在非 正常 情 况 下 ( 如 突然 掉电 再 上 电 、 按 钮按 错等 ) ,也 能 正常工作。 (3) 力求简单、经济、使用及维修方便 一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量,带来巨大的经济效益和 社会效益,但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金 的 增加。因此,在满足控制要求的前提下,一方面要注意不断地扩大工程 的效益,另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅 应该使控制系统简单、经济,而且要使控制系统的使用和维护方便、成本 低,不宜盲目追求自动化和高指标。 (4) 适应发展的需要 由于技术的不断发展,控制系统的要求也将会不断地提高,设计时要适当 考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择 PLC 、输入 / 输出 模块、 I/O 点数和内存容量时,要适当留有裕量,以满足今后生产的发展 和工艺的改进。 实际 上 PLC 控制系统的设计,按照国外发达国家的标准:首先考虑的是系 统的安全性、 可靠性设计, 然后才是根据控制工艺要求进行控制流程设计, 然后就是编写切实可行、高效的 PLC 程序,这里在安全性、可靠性设计要 求的前提下,编写相应的 PLC 程序非常重要,硬件上保证的安全性,以及 软 件 PLC 程序中的安全考虑应该同步进行。 2.1.4 PLC 的选择 PLC 的选择包括对 PLC 的机型、容量、 I/O 模块、电源等的选择。 S7-200 系列 PLC 是西门子公司 20 世纪 90 年代推出的整体式小型可编 程控制器。早些时候称为 CPU21X ,其后的改进型称为 CPU22X 。其结构紧 凑、功能强,具有很高 的性能价格比,在中小规模控制系统中应用广泛。 S7-22X 系列 PLC 可提供 5 种不同的基本单元和多种规格的扩展单元。 其系统构成除基本单元、扩展单元外,还有编程器、存储卡、写入器、文 本显示器等。 10 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 表 2-1 给出了 22X 系列 CPU 的基本配置。从表中可以看出, 22X 系列 CPU 具有很强的功能,如自带高速计数器、通讯口、具有脉冲输出功能、 实时时钟、能进行浮点运算等。此外,S7-200 系列 PLC 允许在程序中立即 读写输入、输出口,允许在程序中使用中断,允许设定通讯任务的处理时 间,允许设置停止模式数字量输出状态,可以由用户自己 定义存储器的掉 电保护区,可以允许数字量时间,允许设置停止模式数字量输出状态,可 以由用户自己定义存储器的掉电保护区,可以允许数字量及模拟量输入加 滤波器,还具有窄脉冲捕捉功能,为复杂的工业控制提供了方便。 表 2-1 22X 系列 CPU 的基本配置 特性 CPU221 CPU222 CPU224 CPU226 CPU226XM 外 型 尺 寸 /mm × mm × mm 90 × 80 × 62 90 × 80 × 62120.5 × 80 × 62 190 × 80 × 62190 × 80 × 62 程序存储区 数据存储区 掉 电 保 持 时 间 /h 本 机 I/O 扩展模块数量 高速计数器 单相 双相 脉 冲 输 出 ( DC ) 模拟电位器 实时时钟 通讯口 4 路 30KHZ 2 路 20KHZ 2 路 20KHZ 1 4 路 30KHZ 2 路 20KHZ 2 路 20KHZ 1 6 路 30KHZ 4 路 20KHZ 2 路 20KHZ 2 内置 1RS-485 6 路 30KHZ 4 路 20KHZ 2 路 20KHZ 2 内置 2RS-485 6 路 30KHZ 4 路 20KHZ 2 路 20KHZ 2 内置 2RS-485 2048 字 1024 字 50 6 入 /4 出 0 2048 字 1024 字 50 8 入 /6 出 2 4096 字 2560 字 190 14 入 /10 出 7 4096 字 2560 字 190 8192 字 5120 字 190 24 入 /16 出 24 入 /16 出 7 7 配置时钟卡 配置时钟卡 1RS-485 1RS-485 在饮料灌装生产流水线控制系统中我们只用了 11 个输入 8 个输出 , 和 11 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 简 单 的 逻 辑 和计 数 功能 , 配 置 基 本单 元 就可 以 满 足 要 求, 即 选用 CPU224 的西门子 S7-200 系列 PLC 作为控制器构成饮料灌装生产流水线控制系统。 结构描述: S7-200 CPU 将一个微处理器、一个集成电源和数字量 I/O 点集成在一 个紧凑的封装 中, 从而形成了一个功能强大的小型可编程逻辑控制器。 CPU 结构如图 2-1 所示: 图 2-1 CPU 结构示意图 2.2 电 机 的 选择 电 动 机 M1 型号为 Y132M-4 ,额定电压为交流 380V ,额定电流为 15A , 频率 为 50HZ ,功率为 7.5KW ,转速为 1440r/min 。 铭牌:型号: Y132M-4 电压: 380V 转速: 1440r/min 12 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 功率: 7.5KW 电流: 16.4A 频率: 50HZ 接法:△ 毕业设计用纸 电机上一般有这样的铭牌,用来表示电机参数 。介绍一下 Y132M-4 , Y 表 示三相异步电动机; 132 表示机座中心高; M 机座长度代号(分为 SML 短 中长), 4 为磁极个数( 2P 磁极对数)。如表 2-2 所示 表 2-2 电 机 磁 极 个 数 及转 速 磁极个数 P( 磁 极 对 数 ) 转速 2极 1 3000 4极 2 1500 6极 3 1000 8极 4 750 p — —电机旋转磁场的极对数。(实际上,由于转差率的存在,电机 . 实际转速略低于旋转磁场的转速) 铭牌所标的为磁极个数,即几极电机,对应对数和转速。 电机转速与频率的公式 n=60f/p 上式中 n — —电机的转速(转 / 分); 60 — — 每分钟(秒); f — —电源频率( HZ ); 在 变频调速 系统中,根据公式 n=60f/p 可知: 改变频率 f 就可改变转速 降低频率↓ f ,转速就变小:即 60 f ↓ / p = n ↓ 增加频率↑ f ,转速就加大: 即 60 f ↑ / p = n ↑ 表 2-3 物 理 量 与 单 位 物理量 功 功率 电流 电压 电阻 符号 W P I U R 基本单位 焦耳(焦) 瓦特(瓦) 安培(安) 伏特(伏) 欧姆(欧) 单位符号 J W A V Ω 公式 W=Fs=Pt P=W/t=Fv I=U/R=W/R U=IR R=U/I=W/II 13 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 电功 电功率 W P 焦耳(焦) 瓦特(瓦) J W W=UIt=Wt P=W/t=UI=IIR 电 动 机 M2 型号为 Y90S-4 ,额定电压为交流 380V ,额定电流为 2.8A , 频率 为 50HZ ,功率为 1.1KW ,转速为 1440r/min 。 电动 机 M3 选与电动机 M2 一样的型号即可。 电动机的转速要尽量小,设计要求转速为尽量小,综合考虑到工作环 境 以 及 经 济 效 益 方 面 , 暂 选 电 动 机 为 Y90S-4. 转 速 1400r/min , 效 率 为 78% , 功 率 1.1kw ,质量 23kg. 我们采用三角形 的接法,接法如图 2-2 所示 图 2-2 电机接线 传 感 器 的选择 本设计需要用多个传感器,有检测空瓶的光电传感器,检测产品质量 的压力传感器与检测饮料罐液位的液位传感器。 14 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 2.4.1 光 电 传感器 TCRT5000 传感器的工作原理与一般的红外传感器一样 , 一传一 感 .TCRT5000 具有一个红外发射管和一个红外接收管 . 当发射管的红外信 号经反射被接收管接收后 , 接收管的电阻会发生变化 , 在电路上一般以电 压的变化形式体现出来 。电阻的变化起取于接收管所接收的红外信号强度 , 常表现在反射面的颜色和反射面接收管 的距离两二方面 . 2.4.2 压 力 传感器 选用称重传感器 DJWX-08 , DJWX-08 这个型号的称重传感器外形结构 是单点式的,是目前用于称重使用行业最多的一种结构其测量精度等级较 高,可以达到 0.02% 的,特点及外形如图 2-3 所示。 其在使用安装方式属于一端固定一端受力,这样安装方式也叫适应于称重 的整体结构以上是称重传感器的选型原因 。 生产厂家:上海狄佳传感科技有限公司 根据我们饮料的重量以及经济实用性等综合考虑选用: 15 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 图 2-3 DJWX-08 介绍 2.4.3 液 位 传感器 选用的佳乐 VP03EP ,工作方式如图 2-5 所示 16 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 图 2-5 传感器工作方式 2.4.4 接 近 开关 1 、接近开关有两线制和三线制之区别,三线制接近开关又分为 NPN 型和 PNP 型,它们的接线 、两线制接近开关的接线比较简单,接近开关与负载串联后接到电 源即可。 3 、接近开关的负载可以是信号灯、继电器线圈或可编程控制器 PLC 的数字量输入模块。 4 、 SN04-Y 交流二线式方形接近开关,感应距离 4mm, 交流 90~250V 供 电 。请 见 图 3-1 所示: 图 3-1 接 近 开 关 接 线 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 2.5 原 件 明 细表 表 2-4 原 件 明 细 表 符号 M1 M2 M3 FR1-3 QF1-5 PLC X1 X2 X3 X4 X5 X6 HL 名称 主传送带电动机 次品传送带电动机 灌装装置电动机 热继电器 断路器 可编程控制器 光电传感器 称重传感器 液位传感器 电磁阀 直线气缸 气爪 指示灯 型号 Y132M-4 Y90S-4 Y90S-4 JR10-10 NS100N CPU 224 CN AC/DC/RLY EDA-2DNA-YL DJWX-08 VP03EP VT317-4G-02 NSAL 32*125 NHZA2-16S AD16 数量 1 1 1 3 5 1 2 1 2 2 3 1 1 18 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 第三章 系统程序的设计 3.1 系 统 原 理图 图 3-2 系统原理图 19 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 3.2 系 统 流程图 20 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 3.3 I/O 分 配表 表 3-1 I/O 分配表 输出 输出 符号 地址 备注 符号 地址 备注 SB1 I0.0 启动 KA1 Q0.0 M1 电 机 SB2 I0.1 停止 KA2 Q0.1 M2 电 机 SB3 I0.2 手动清零 KA3 Q0.2 M3 电 机 、 电 磁 阀 1 KS1 I0.3 光电传感器 KA4 Q0.3 汽缸 1 KS2 I0.4 上限位液位传感器 KA5 Q0.4 汽缸 2 KS3 I0.5 下限位液位传感器 KA6 Q0.5 汽缸 3 KP I0.6 压力传感器 KA7 Q0.6 灌水电磁阀、指示灯 KS4 I0.7 位置传感器 1 KA8 Q0.7 汽缸 4 KS5 I1.0 位置传感器 2 KS6 I1.1 位置传感器 3 KS7 I1.2 光电传感器 2 注:汽缸 1 , 2 , 3 分别控制夹紧装置的下降,夹紧,灌 装头下降,汽缸 4 控制次品推动装置。 3.4 梯 形 图 21 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 按下启动按钮,正品传送带和次品传送带运行。 光电传感器检测空瓶时,主传送带电机停止,汽缸 1 运行(夹紧装置下降 22 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 当光电传感器检测到空瓶时,总计数器加 1 。按下手动清零,计数器清零。 C0 计 数 到 10000 时, C1 计数加 1 (由于控制要求要求计数到 99999999 , 但每个计数器只能计数 32767 ,所以使用此方法以便达到要求) 。 位置传感器 1 检测到信号,汽缸 2 启动(灌水装置夹紧) 。 23 四 川 工 程 职 业 技 术 学 院 电 气 系 毕 业 设 计 毕业设计用纸 位置传感器 2 检测到信号,汽缸 3 启动(灌装头下降) 。 位置传感器 3 检测到信号, 开始向饮料瓶灌水, 同时报 警, 灌水时间为 5S 。 24 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 5 秒后主传送带重新启动,汽缸 1 、 2 、 3 停止。 饮料储液缸液体到达下限位是开始向饮料储液缸添加饮料 25 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 光电传感器 2 检测到有瓶子通过时推杆启动 1 秒。 光电传感器检测到瓶子总瓶 +1 ,汽缸推动一个次品的时候总瓶 -1 ,得出的 是正品数。 26 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 设计小节 通过饮料罐装生产流水线的 PLC 控制课程设计,掌握了什么是设计 程序,设计程序工作的基本过程及各阶段的基本任务,熟悉了设计程序 总流程图,加深了对 PLC 的理解,课本上的知识是机械的,表面的。通 过努力把课本上的知识变 得更为简单,对实验原理也有了更深的理解。 通过这次课程设计,使我更为全面系统的了解 PLC 的构造原理和基本实 现方法。把课本的知识变得生动有趣,激发了我们的学习积极性,把学 过的原理加以强化,把课堂学过的知识通过自己的设计程序表示出来, 加深了对理论知识的理解。现在通过自己的动对手做实验,理论联系实 际,对 PLC 的原理认识更加深刻。在调试时应该很仔细,一步一步调试 下来,做到准确无误。 这次课程使我意识到只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理 论知识与实践相结合起来,才是正确的,才能提高自己动手能力和独立 思索的能力。同时对于 PLC 发展历史、强大功能、应用领域以及系列知 识得到了大概的系统认识,也初步了解了一个完整的系统开发的过程, 本次课设,对于创造思维的培养和开发能力的锻炼有很大的帮助。 在编程过程中,领略到了熟能生巧的含义。编程不仅要求有良好的 基础,而且要求对各种程序有深刻的了解,同时深切感受到团队合作的 重要性,尤其是在查资料的过程中,人多力量大,大家一起努力,查找 资料的效率就提高了许多,大家在一起探讨,相互学习,相互交流,互 相提高,解决问题的速度就快多了。 老师知识的帮助, 经验的传授, 也是本次课设的一道美丽的风景线, 真 正起到了抛砖引玉的目的。这次课设让我的动手能力得到了大大的锻 炼,解决实际问题的能力得到了大大的提高,为以后学习和工作奠定了 一定的基础。在此,非常感谢杨莉老师对我们的帮助和悉心的指导。 27 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 致谢词 28 四川工程职业技术学院电气系毕业设计 毕业设计用纸 参考文献 [1] 西门子(中国)有限公司 .S7-200 CN 产品目录 .2006 [2] 西门子(中国)有限公司 .S7-200 CN 可编程控制器系统手册 .2006 [3] 西门子(中国)有限公司 .S7-200 CN ET 200 CN IM 177 手册 .2006 [4] 易 泓 可 . 电气控制系统实际基础与范例 . 北京:机械工 业出版社, 2005. 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