基于PLC實(shí)現(xiàn)的啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

《基于PLC實(shí)現(xiàn)的啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于PLC實(shí)現(xiàn)的啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)（41頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 1 頁(yè)摘 要啤酒作為一種口味獨(dú)特的風(fēng)味飲料．深受廣大老百姓的喜歡。灌裝機(jī)是啤酒包裝生產(chǎn)線的核心設(shè)備，因此，灌裝機(jī)灌裝效果的好壞直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而灌裝機(jī)的運(yùn)行的好壞又需要很好的電氣控制，這其中 PLC 的運(yùn)用就顯得尤為重要，在當(dāng)今工業(yè)中自動(dòng)控制越來(lái)越成為一種必然。本次論文的主要內(nèi)容為啤酒流水線中的灌裝機(jī)的運(yùn)用，以及其中 PLC 的應(yīng)用，還有一些控制原理。液體的灌裝方式分為常壓式、等壓式、真空式、機(jī)械壓力式四種。一般而言酒類灌裝多采用常壓式灌裝方式，常壓式灌裝機(jī)使用方便，具有速度可調(diào)、計(jì)量準(zhǔn)確、運(yùn)行平穩(wěn)、無(wú)噪音和液體不外溢等優(yōu)點(diǎn)，使用廣泛。關(guān)鍵詞：灌裝機(jī)，PLC，電氣控制畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 2 頁(yè)AbstractThe beer takes one kind of taste unique flavor drink. deeply generalcommon people's liking. Fills installing equipment is the beer packing production line coreequipment, therefore, fills installing equipment to fill installs theeffect the quality directly to affect enterprise's economicefficiency,And the stand or fall of filling machine operation and need good electrical control, including the use of PLC, is particularly important in today's industry automatic control more and more become a kind of inevitable.The main content of this paper for beer line the use of the filling machine, and the application of PLC, and some control principle.The liquid fills installs the way to divide into the atmosphericpressure type, the equi-pressure type, the vacuum type, the mechanicalpressure type four kinds. Generally speaking the wines fill install use the atmospheric pressuretype to fill install the way, the atmospheric pressure type fill theinstalling equipment easy to operate, has the speed to be possible toadjust, the measurement accurate, the movement steady, does not havemerit and so on noise and liquid overflow, the use is not widespread.Keywords: Fills installing equipment，PLC,Electrical Controls畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 3 頁(yè)目錄摘 要 .1Abstract2緒論 51 啤酒流水線的生產(chǎn)過(guò)程 71.1 生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備 .71.2 發(fā)展方向 .82 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) .112.1 電氣控制系統(tǒng) 112.3 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 133 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型 .163.1 PLC 的選型（三菱 PLC） .163.1.1 三菱 PLC 的產(chǎn)品系列 .163.1.2 三菱 PLC 主要特點(diǎn) .173.1.3 三菱 FXPLC 的特點(diǎn) .183.2 變頻器的選型 193.3 觸摸屏的選型 203.4 電氣控制柜中的元器件 214 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) .244.1 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng) 24畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 4 頁(yè)5 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試 .275.1 現(xiàn)場(chǎng)安裝 275.2 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 30結(jié)論 .31致謝 .32參考文獻(xiàn) .33附錄 .34畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 5 頁(yè)緒論隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的完善和發(fā)展，商品流通的深度和廣度進(jìn)一步擴(kuò)大，包裝工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用和地位越來(lái)越高。根據(jù)各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，包裝工業(yè)的產(chǎn)值通常占國(guó)民生產(chǎn)總值的 1.5%-2.2%。經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，包裝工業(yè)所占的比重就越大。灌裝機(jī)就是包裝機(jī)械的一種。建國(guó)以后，我國(guó)陸續(xù)建立了一些灌裝設(shè)備生產(chǎn)廠，但主要是一些小型設(shè)備，技術(shù)落后。八十年代初，國(guó)家開(kāi)始積極引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)灌裝技術(shù)，當(dāng)時(shí)灌裝技術(shù)主要掌握在少數(shù)國(guó)有企業(yè)手中。隨著改革開(kāi)放的推進(jìn)，一些原來(lái)從事機(jī)床、農(nóng)機(jī)制造的企業(yè)也轉(zhuǎn)到灌裝設(shè)備的開(kāi)發(fā)制造上，從業(yè)廠商逐漸增多。我國(guó)的灌裝設(shè)備主要是應(yīng)用在酒業(yè)、飲料的灌裝上，從灌裝原理上大體可分為負(fù)壓灌裝機(jī)、常壓灌裝機(jī)、等壓灌裝機(jī)、定量灌裝機(jī) 、料位灌裝機(jī)等幾種類型。但是目前各個(gè)設(shè)備生產(chǎn)廠家的灌裝機(jī)在灌裝能力、效率、適宜瓶型范圍及自動(dòng)化程度等方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，不同程度地制約著產(chǎn)品包裝質(zhì)量和生產(chǎn)率。目前，灌裝機(jī)呈現(xiàn)出新的發(fā)展動(dòng)向，主要為：（1）多功能。同一臺(tái)設(shè)備，可進(jìn)行茶飲料、咖啡飲料、豆乳飲料和果汁飲料等多種飲料的熱灌裝；均可進(jìn)行玻璃瓶與聚酯瓶的灌裝。 （2）高速度、高產(chǎn)量。碳酸飲料灌裝機(jī)的灌裝速度最高達(dá) 2000 灌/分，非碳酸飲料灌裝速度最高達(dá) 1500 灌/分。 （3）技術(shù)含量高、可靠性高、計(jì)量精確。啤酒作為一種口味獨(dú)特的風(fēng)味飲料，深受廣大老百姓的喜歡，近年來(lái)由于受釀酒原材料漲價(jià)的影響，啤酒的釀造成本隨之增高，而啤酒的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，啤酒生產(chǎn)廠家為了爭(zhēng)奪啤酒的市場(chǎng)份額，一方面對(duì)啤酒的銷售價(jià)格不敢輕易提價(jià)，一方面內(nèi)部加強(qiáng)管理努力消化原材料漲價(jià)帶來(lái)的負(fù)面影響。啤酒灌裝機(jī)是啤酒包裝生產(chǎn)線的核心設(shè)備，啤酒灌裝過(guò)程中出現(xiàn)的冒酒、灌不滿、液位偏高或偏低、增氧量和瓶頸空氣超出標(biāo)準(zhǔn)等現(xiàn)象，都會(huì)直接導(dǎo)致酒損的增加，從而增加了啤酒的包裝成本，因此，灌裝機(jī)灌裝效果和機(jī)械本身的性能的好壞直接影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，所以，希望通過(guò)對(duì)灌裝機(jī)的設(shè)計(jì)，能更好的發(fā)揮出灌裝機(jī)的使用性能，提高生產(chǎn)率和機(jī)械自身的性能，使之能運(yùn)行更加穩(wěn)定、畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 6 頁(yè)計(jì)量更加準(zhǔn)確、使用更加方便、盡可能的減小噪音等等。灌裝機(jī)中要用到很多的器件，有旋轉(zhuǎn)電機(jī)（還帶有編碼器、變頻器、可以正反轉(zhuǎn)等） 、電磁閥、溫度傳感器、限位開(kāi)關(guān)等等，能夠很好的把這一系列的器件、模擬量聯(lián)系起來(lái)，才能讓設(shè)備穩(wěn)定的運(yùn)行，怎么樣讓設(shè)備長(zhǎng)久有效的使用，這也是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題。啤酒生產(chǎn)流水線基本上是不停的，機(jī)器也是長(zhǎng)時(shí)間的開(kāi)著，對(duì)于整套設(shè)備的質(zhì)量有很高的要求，所以在機(jī)械制造和電氣控制這些地方都要有很好的支持，這樣你在設(shè)計(jì)控制柜的時(shí)候就要把這些東西考慮進(jìn)去，電氣控制柜也是很重要的一部分，同樣也是很關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題。本次的論文里我用的是三菱 PLC 編程軟件編寫程序，對(duì)于灌裝機(jī)的控制有一套詳細(xì)的方案，下面將對(duì)啤酒流水線的生產(chǎn)過(guò)程、三菱 PLC 的應(yīng)用、灌裝機(jī)的電氣控制柜以及控制的程序等內(nèi)容加以說(shuō)明。畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 7 頁(yè)1 啤酒流水線的生產(chǎn)過(guò)程1.1 生產(chǎn)過(guò)程中的相關(guān)設(shè)備（1）裝、卸箱機(jī)目前國(guó)產(chǎn)裝卸箱機(jī)的主要類型有：四連桿結(jié)構(gòu)和平移式結(jié)構(gòu),屬間歇式裝箱、卸箱，單機(jī)產(chǎn)能目前只能達(dá)到每小時(shí) 50,000 多瓶；國(guó)外除了有以上兩種以外，還有一種回轉(zhuǎn)式連續(xù)裝、卸箱機(jī)，其單機(jī)產(chǎn)能可達(dá)國(guó)產(chǎn)設(shè)備 2 倍以上。另外，在國(guó)內(nèi)，為了提高國(guó)產(chǎn)裝、卸箱機(jī)的裝、卸箱產(chǎn)量，目前使用最多的是四連桿式裝、卸箱機(jī)，它的特點(diǎn)是技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用且成本低。最近，有些用戶開(kāi)始使用平移式裝、卸箱機(jī)，其特點(diǎn)是水平方向與垂直方向動(dòng)作分離可調(diào)，對(duì)裝紙箱有一定優(yōu)勢(shì)。（2）洗瓶機(jī)國(guó)產(chǎn)洗瓶機(jī)現(xiàn)有主要機(jī)型為：?jiǎn)味私菔较雌繖C(jī)、雙端浸泡式洗瓶機(jī)。國(guó)外現(xiàn)有主要機(jī)型為：?jiǎn)味?、雙端浸泡式及塑料瓶、玻璃瓶?jī)捎眠B續(xù)除標(biāo)新型洗瓶機(jī)。塑料、玻璃瓶?jī)捎眠B續(xù)除標(biāo)新型洗瓶機(jī)對(duì)國(guó)內(nèi)來(lái)講還是空白。它的最大特點(diǎn)就是標(biāo)紙與瓶子分離，短時(shí)間就可清除出去，大大減少了標(biāo)紙對(duì)堿液的污染，并且克服標(biāo)紙被纖維化的問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)使用的洗瓶機(jī)還是單端型式占多數(shù)，它的特點(diǎn)是技術(shù)成熟、適應(yīng)性強(qiáng)、成本低、節(jié)能。但最近有越來(lái)越多的用戶選擇使用雙端洗瓶機(jī)，這主要是受到國(guó)外潮流的影響。在發(fā)達(dá)國(guó)家中，由于在法律上要求垃圾及回收物分類，如果使用單端洗瓶機(jī)排出來(lái)的廢標(biāo)紙與碎玻璃是無(wú)法分離的，相反，雙端洗瓶機(jī)排出來(lái)的廢標(biāo)紙是不帶碎玻璃的，而且通過(guò)壓干機(jī)把廢標(biāo)壓干，可進(jìn)行回收。因此，國(guó)外使用雙端洗瓶機(jī)逐步成為主流。（3）灌裝機(jī)灌裝機(jī)是包裝線上最關(guān)鍵的機(jī)種。目前國(guó)內(nèi)使用的有普通型與衛(wèi)生型兩類灌裝機(jī)。普通型用在灌裝經(jīng)殺菌的熟啤，是使用最多、最普遍的灌裝機(jī)。衛(wèi)生型灌裝機(jī)是最近幾年隨著純生啤酒的產(chǎn)生而發(fā)展起來(lái)的，其特點(diǎn)是采用開(kāi)放式畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 8 頁(yè)結(jié)構(gòu)，可進(jìn)行自動(dòng)清洗，在灌裝過(guò)程中能避免對(duì)啤酒的二次污染?，F(xiàn)在，普通型灌裝機(jī)市場(chǎng)已逐步被國(guó)產(chǎn)設(shè)備占領(lǐng)，使用進(jìn)口的已經(jīng)很少。因?yàn)槠浼夹g(shù)已經(jīng)很接近。在純生啤酒生產(chǎn)線使用的衛(wèi)生型灌裝機(jī)方面，進(jìn)口設(shè)備還占有一定的市場(chǎng)份額，但隨著國(guó)內(nèi)的技術(shù)不斷發(fā)展與成熟，進(jìn)口衛(wèi)生型灌裝機(jī)數(shù)量呈下降趨勢(shì)，取而代之的是國(guó)產(chǎn)設(shè)備，衛(wèi)生型灌裝機(jī)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈，目前已經(jīng)處在白熱化狀態(tài)。 國(guó)產(chǎn)衛(wèi)生型灌裝機(jī)走過(guò)了一條曲折的發(fā)展道路，開(kāi)始是仿造德國(guó) KHS 的衛(wèi)生型電子閥灌裝機(jī)，但由于其關(guān)鍵的液位檢測(cè)控制系統(tǒng)難度很大，技術(shù)上難以攻破，灌裝液位精度一直不理想。廣東輕工機(jī)械二廠有限公司對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行了深入研究，轉(zhuǎn)換思路，經(jīng)過(guò)不斷努力，終于在 2004 年研究開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心技術(shù)的新一代衛(wèi)生型機(jī)械閥純生啤酒灌裝機(jī)，并在 2004 年北京中國(guó)國(guó)際啤酒、飲料制造技術(shù)及設(shè)備展覽會(huì)上展出，獲得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)同。目前該產(chǎn)品已售出 7 臺(tái)，投入使用的有 5 臺(tái)。從客戶使用情況反映，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到要求，尤其從實(shí)測(cè)的微生物指標(biāo)來(lái)看，完全能夠滿足純生啤酒的生產(chǎn)要求。此項(xiàng)目的成功，為中國(guó)開(kāi)辟了一條低成本純生啤酒灌裝的新路，對(duì)啤酒行業(yè)來(lái)說(shuō)意義重大。（4） 殺菌機(jī)目前，國(guó)內(nèi)殺菌機(jī)常用類型有步移式及鏈網(wǎng)式兩種，步移式殺菌機(jī)幾年前在市場(chǎng)上一直占主流地位。目前有逐步被鏈網(wǎng)式殺菌機(jī)取代的趨勢(shì)。步移式殺菌機(jī)銷售份額已經(jīng)很小，這兩種殺菌機(jī)制造成本相差不大，由于鏈網(wǎng)式殺菌機(jī)調(diào)整好后一般情況下不易損壞，平時(shí)不需要特別的維護(hù)，維護(hù)工作量要比步移式的小得多。所以上述所說(shuō)的趨勢(shì)變化是用戶理性選擇的結(jié)果。在殺菌 PU 值控制方面，國(guó)產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)采用了具有模糊邏輯運(yùn)算功能的控制系統(tǒng)進(jìn)行 PU 值自動(dòng)控制，而且還在高溫及保溫區(qū)配置了冷水添加降溫系統(tǒng)，使得 PU 值控制精度得到很大提高，而且大大地減少了因?yàn)槎缕客C(jī)造成的 PU 值非正常增加的現(xiàn)象。1.2 發(fā)展方向 （1） 節(jié)能畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 9 頁(yè)隨著國(guó)內(nèi)外能源日趨緊張，可用資源隨著時(shí)間的推移不斷減少。煤、油、電、水價(jià)格不斷攀升，節(jié)能既是擺在每一個(gè)行業(yè)面前的重要任務(wù)，也是未來(lái)技術(shù)發(fā)展的方向 生產(chǎn)線系統(tǒng)節(jié)能：啤酒包裝生產(chǎn)線是一個(gè)消耗水、電、汽比較多的系統(tǒng)。部分生產(chǎn)用水循環(huán)利用，作為殺菌機(jī)及洗瓶機(jī)堿槽用水，這點(diǎn)國(guó)內(nèi)有個(gè)別廠家已經(jīng)在考慮。洗瓶機(jī)的溢流熱水可作為洗箱機(jī)用水?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)外少數(shù)廠家已經(jīng)采用。加熱器的蒸汽冷凝水集中回收，返送給鍋爐作為蒸發(fā)用水，這點(diǎn)國(guó)外已普遍采用。加強(qiáng)回收瓶管理，改善回收瓶存放條件，從而降低洗瓶機(jī)的堿耗及水耗 （2）節(jié)能型設(shè)備研究開(kāi)發(fā)前幾年，國(guó)外開(kāi)發(fā)出一種節(jié)能型殺菌機(jī)，其耗水量比普通殺菌機(jī)要少一半，國(guó)外已經(jīng)推廣使用。在國(guó)內(nèi)有兩個(gè)廠家使用這種進(jìn)口殺菌機(jī)，效果很好?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的設(shè)備廠家也正在研究開(kāi)發(fā)這種設(shè)備。相信今后隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，會(huì)開(kāi)發(fā)出更多、更好的節(jié)能型國(guó)產(chǎn)啤酒設(shè)備。從去年開(kāi)始，大多數(shù)廠家采購(gòu)都傾向于選擇 36,000 瓶/時(shí)和 40,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線。從市場(chǎng)銷售情況看，36,000 瓶/時(shí)和 40,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線的銷售量已經(jīng)超過(guò) 24,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線，購(gòu)買 20,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線的廠家更少。這是一個(gè)理性的趨勢(shì)，今后還會(huì)朝著這個(gè)方向發(fā)展。因?yàn)?，中?guó)的人才成本不斷攀升，廠房所用的土地及建筑用材價(jià)格不斷提升。除此之外，國(guó)內(nèi)的技術(shù)及制造水平也不斷提高，36,000 瓶/時(shí)和 40,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線技術(shù)已相對(duì)成熟，國(guó)內(nèi)的瓶、箱等產(chǎn)品的質(zhì)量也相應(yīng)提高，所以這種選擇是必然的，今后的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)是 48,000 瓶/時(shí)、56,000 瓶/時(shí)啤酒灌裝生產(chǎn)線。（3）快速更換由于市場(chǎng)的需要，啤酒的包裝向多樣化方向發(fā)展，以前常用的640ml、360ml 的瓶裝規(guī)格已經(jīng)滿足不了市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需要，現(xiàn)在一家啤酒廠就有10 多種包裝形式。作為設(shè)備廠家也必須適應(yīng)市場(chǎng)的需要，一條啤酒包裝生產(chǎn)線畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 10 頁(yè)同時(shí)應(yīng)滿足多種包裝規(guī)格的要求，這樣就給我們帶來(lái)了一個(gè)新課題，就是解決在更換瓶種、箱種時(shí)，相關(guān)包裝設(shè)備的附件以最短的時(shí)間完成更換，減少非生產(chǎn)時(shí)間，這種技術(shù)我們稱之為快速更換。這種技術(shù)在國(guó)外被視為是很重要的，而且發(fā)展得很快。相比之下，以前國(guó)內(nèi)對(duì)這種技術(shù)重視不夠，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)設(shè)備廠家已經(jīng)開(kāi)始認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，研發(fā)工作正在起步。（4）人性化設(shè)計(jì)要保證一條包裝生產(chǎn)線或者一臺(tái)機(jī)器良好運(yùn)行，除了其本身的質(zhì)量外，還有一個(gè)重要因素，那就是操作者。我們?cè)O(shè)計(jì)者搞開(kāi)發(fā)研究時(shí)除了要考慮機(jī)器本身，也應(yīng)該考慮提供給操作者一個(gè)舒適、方便的操作環(huán)境。這樣才能把操作者的主觀能動(dòng)性調(diào)動(dòng)起來(lái)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器效率最大化。在這方面的研究國(guó)內(nèi)要比先進(jìn)國(guó)家落后很多，有待我們今后進(jìn)一步研究和解決。畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 11 頁(yè)2 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)2.1 電氣控制系統(tǒng)（1） 概述：電氣控制系統(tǒng)一般稱為電氣設(shè)備二次控制回路，不同的設(shè)備有不同的控制回路，而且高壓電氣設(shè)備與低壓電氣設(shè)備的控制方式也不相同。（2） 系統(tǒng)組成：電源供電回路，供電回路的供電電源有 AC380V 和 220V 等多種。 保護(hù)回路，保護(hù)(輔助)回路的工作電源有單相 220、36V 或直流 220、24V等多種，對(duì)電氣設(shè)備和線路進(jìn)行短路、過(guò)載和失壓等各種保護(hù)，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護(hù)組件組成。 信號(hào)回路，能及時(shí)反映或顯示設(shè)備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號(hào)燈，不同聲響的音響設(shè)備等。 自動(dòng)與手動(dòng)問(wèn)路，電氣設(shè)備為了提高工作效率，一般都設(shè)有自動(dòng)環(huán)節(jié)，但在安裝、調(diào)試及緊急事故的處理中，控制線路中還需要設(shè)置手動(dòng)環(huán)節(jié)，通過(guò)組合開(kāi)關(guān)或轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。 制動(dòng)停車回路，切斷電路的供電電源，并采取某些制動(dòng)措施，使電動(dòng)機(jī)迅速停車的控制環(huán)節(jié)，如能耗制動(dòng)、電源反接制動(dòng)，倒拉反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。 自鎖及閉鎖同路，啟動(dòng)按鈕松開(kāi)后，線路保持通電，電氣設(shè)備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在線圈電路中。兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電氣裝置和組件，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全與可靠，只能一臺(tái)通電啟動(dòng)，另一臺(tái)不能通電啟動(dòng)的保護(hù)環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如兩個(gè)接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方線圈電路中。2.2 確定灌裝機(jī)的功能與應(yīng)用范圍（1）用途：灌裝瓶裝啤酒。（2）規(guī)格：灌裝瓶容量為640Lm，空瓶為670Lm。（3）灌裝方式：常壓式灌裝。（4）常壓式灌裝，是在大氣壓下直接靠被灌液料的自重流入包裝容器內(nèi)的灌畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 12 頁(yè)裝方式。常壓式灌裝的工藝過(guò)程為：A. 進(jìn)液排氣，即液料進(jìn)入容器，同時(shí)容器內(nèi)的空氣被排出。B. 停止進(jìn)液，即容器內(nèi)的液料達(dá)到定量要求時(shí)，進(jìn)液自動(dòng)停止。C. 排除余液，即排除管道中的殘余液料。（5）設(shè)計(jì)要求：對(duì)灌裝機(jī)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，在生產(chǎn)率、可靠性、使用壽命和噪聲等方面都應(yīng)有明顯改進(jìn)。2.3 灌裝機(jī)的工藝分析（1）確定機(jī)械類型工位：啤酒生產(chǎn)批量大，灌裝機(jī)工作動(dòng)作多，故選用多工位灌裝機(jī)。運(yùn)動(dòng)形式：灌裝機(jī)分為直線型和旋轉(zhuǎn)型2種，而啤酒灌裝機(jī)都是采用旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)進(jìn)行灌裝，且是連續(xù)型灌裝工作方式，故采用旋轉(zhuǎn)型連續(xù)灌裝機(jī)。（2）確定灌裝程序，工位數(shù)灌裝程序：啤酒空瓶由進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)傳送至升降瓶機(jī)構(gòu)上，升降瓶機(jī)構(gòu)控制瓶子升降，升瓶灌裝完成后，降瓶由撥瓶機(jī)構(gòu)傳送出去。即進(jìn)瓶——升瓶——灌裝——降瓶——出瓶。工位數(shù)：由于啤酒灌裝是大批量生產(chǎn)，所以要求工位數(shù)多，在結(jié)構(gòu)合理且提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)上采用多的工位，故選用24工位。（3）對(duì)執(zhí)行構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)要求啤酒瓶升降機(jī)構(gòu)：對(duì)于旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)，通常是借助分件供送螺桿將瓶下圖為灌裝機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)圖：畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 13 頁(yè)圖2-1 灌裝機(jī)的罐裝圖2.3 灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，你要充分考慮到每一個(gè)機(jī)械上的器件，要達(dá)到的控制要求，做電氣控制這一塊的要與做機(jī)械的那方面保持高度一致，因?yàn)樽詈笳麄€(gè)系統(tǒng)運(yùn)行起來(lái)是要控制和機(jī)械兩方面的，根據(jù)不同的控制要求，選擇不同規(guī)格的器件，跟做機(jī)械的人商量好該安裝什么型號(hào)的比較合適，一旦機(jī)械上做好了，想改的話是很難該的，返工浪費(fèi)精力和時(shí)間。一般談一個(gè)項(xiàng)目有以下幾個(gè)過(guò)程：根據(jù)對(duì)方的控制要求，要實(shí)現(xiàn)的功能，以公司的技術(shù)力量去衡量能不能去實(shí)現(xiàn)；針對(duì)對(duì)方的要求，制定報(bào)價(jià)表，跟對(duì)方談價(jià)錢，合適的話這個(gè)單子就接下；談妥之后，就可以開(kāi)始設(shè)計(jì)了，根據(jù)實(shí)地情況，要達(dá)到的要求，擬定方案；開(kāi)始設(shè)計(jì)，選用電氣柜，選用電氣柜里的器件，以及編寫程序；電氣柜接好后，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，與現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)械進(jìn)行連線；然后進(jìn)行調(diào)試。對(duì)于本次的灌裝機(jī)的電氣控制，我們也是按照上述的步驟，一步一步弄下來(lái)，這次的啤酒生產(chǎn)流水線是兩條線，一條是三萬(wàn)六，還有一條是四萬(wàn)（三萬(wàn)六和畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 14 頁(yè)四萬(wàn)是指機(jī)器正常工作下的每小時(shí)出酒量） ，這個(gè)項(xiàng)目也是通過(guò)報(bào)價(jià)、設(shè)計(jì)、出圖、編寫程序，接電氣柜、到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試這一系列的過(guò)程。下圖為電氣控制柜的現(xiàn)場(chǎng)圖：圖2-2 電氣控制柜1畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 15 頁(yè)圖 2-3 電氣控制柜 2畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 16 頁(yè)3 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型3.1 PLC 的選型（三菱 PLC）3.1.1 三菱 PLC 的產(chǎn)品系列FX1S 系列:三菱 PLC 是一種集成型小型單元式 PLC。且具有完整的性能和通訊功能等擴(kuò)展性。如果考慮安裝空間和成本是一種理想的選擇。 FX1N 系列:是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型 PLC。具有擴(kuò)展輸入輸出，模擬量控制和通訊、鏈接功能等擴(kuò)展性。是一款廣泛應(yīng)用于一般的順序控制三菱 PLC。 FX2N 系列:是三菱 PLC 是 FX 家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 FX3U:是三菱電機(jī)公司新近推出的新型第三代三菱 PLC,可能稱得上是小型至尊產(chǎn)品?；拘阅艽蠓嵘?，晶體管輸出型的基本單元內(nèi)置了 3 軸獨(dú)立最高100kHz 的定位功能，并且增加了新的定位指令，從而使得定位控制功能更加強(qiáng)大，使用更為方便。 FX1NC FX2NCFX3UC 三菱 PLC:在保持了原有強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了極為可觀的規(guī)模縮小 I/O 型接線接口降低了接線成本，并大大節(jié)省了時(shí)間。 Q 系列三菱 PLC:三菱機(jī)公司推出的大型 PLC,CPU 類型有基本型 CPU，高性能型 CPU，過(guò)程控制 CPU,運(yùn)動(dòng)控制 CPU,冗余 CPU 等。可以滿足各種復(fù)雜的控制需求。三菱電機(jī)中國(guó)事業(yè)的快速發(fā)展，為了更好地滿足國(guó)內(nèi)用戶對(duì)三菱 PLC，Q系列產(chǎn)品高性能、低成本的要求，三菱電機(jī)自動(dòng)化特推出經(jīng)濟(jì)型 QUTESET 型三菱 PLC，即一款以自帶 64 點(diǎn)高密度混合單元的 5 槽 Q00JCOUSET；另一款自帶 2塊 16 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸入及 2 塊 16 點(diǎn)開(kāi)關(guān)量輸出的 8 槽 Q00JCPU-S8SET，其性能指標(biāo)與 Q00J 完全兼容，也完全支持 GX-Developer 等軟件，故具有極佳的性價(jià)比。A 系列三菱 PLC: 使用三菱專用順控芯片（MSP） ，速度/指令可媲美大型三菱 PLC;A2ASCPU 支持 32 個(gè) PID 回路。而 QnASCPU 的回路數(shù)目無(wú)限制，可隨內(nèi)存畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 17 頁(yè)容量的大小而改變；程序容量由 8K 步至 124K 步，如使用存儲(chǔ)器卡，QnASCPU則內(nèi)存量可擴(kuò)充到 2M 字節(jié)；有多種特殊模塊可選擇，包括網(wǎng)絡(luò)，定位控制，高速計(jì)數(shù)，溫度控制等模塊。 3.1.2 三菱 PLC 主要特點(diǎn)結(jié) 構(gòu) 靈 活 ：不受環(huán)境的限制，有電即可組建網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可以靈活擴(kuò)展接入端口數(shù)量，使資源保持較高的利用率，在移動(dòng)性方面可與 WLAN 媲美。 傳 輸 質(zhì) 量 高 、 速 度 快 、 帶 寬 穩(wěn) 定 ：可以很平順的在線觀賞 DVD 影片，它所提供的 14Mbps 帶寬可以為很多應(yīng)用平臺(tái)提供保證。最新的電力線標(biāo)準(zhǔn) HomePlug AV 傳輸速度已經(jīng)達(dá)到了 200Mbps；為了確保 QoS，HomePlug AV 采用了時(shí)分多路訪問(wèn)（TDMA）與帶有沖突檢測(cè)機(jī)能的載體偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA）協(xié)議，兩者結(jié)合，能夠很好地傳輸流媒體。 范 圍 廣 ：無(wú)所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。雖然無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可以做到不破墻，但對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō)，其必需布設(shè) N 多個(gè) AP 才能滿足需求，而且同樣不能避面信號(hào)盲區(qū)的存在。而電力線是最基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)，它的規(guī)模之大，是其他任何網(wǎng)絡(luò)無(wú)法比擬的。由此，運(yùn)營(yíng)商就可以輕松地把這種網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)滲透到每一處有電力線的地方。這一技術(shù)一旦全面進(jìn)入商業(yè)化階段，將給互聯(lián)網(wǎng)普及帶來(lái)極大的發(fā)展空間。終端用戶只需要插上電力貓，就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)接入，電視頻道接收節(jié)目，打電話或者是可視電話。 低 成 本 ：充分利用現(xiàn)有的低壓配電網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，無(wú)需任何布線，節(jié)約了資源。無(wú)需挖溝和穿墻打洞，避免了對(duì)建筑物、公用設(shè)施、家庭裝潢的破壞，同時(shí)也節(jié)省了人力。相對(duì)傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)，PLC 成本更低，工期短，可擴(kuò)展性和可管理性更強(qiáng)。目前國(guó)內(nèi)已開(kāi)通電力寬帶上網(wǎng)的地方，其包月使用費(fèi)用一般為 50-80元/月左右，這樣的價(jià)格和很多地方的 ADSL 包月相持平。 適 用 面 廣 ：PLC 作為利用電力線組網(wǎng)的一種接入技術(shù)，提供寬帶網(wǎng)絡(luò)“最后一公里”畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 18 頁(yè)的解決方案，廣泛適用于居民小區(qū)，酒店，辦公區(qū)，監(jiān)控安防等領(lǐng)域。它是利用電力線作為通信載體，使得 PLC 具有極大的便捷性，只要在房間任何有電源插座的地方，不用撥號(hào)，就立即可享受 4.5~45Mbps 的高速網(wǎng)絡(luò)接入，來(lái)瀏覽網(wǎng)頁(yè)﹑撥打電話，和觀看在線電影，從而實(shí)現(xiàn)集數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻，以及電力于一體的“四網(wǎng)合一” 。 3.1.3 三菱 FXPLC 的特點(diǎn)三菱 FXPLC 是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng) FX 系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出 16～25 點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的 PLC。 特 點(diǎn) --系統(tǒng)配置即固定又靈活；編程簡(jiǎn)單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運(yùn)算；使用于多種特殊用途；外部機(jī)器通訊簡(jiǎn)單化；共同的外部設(shè)備。3.1.4 三菱 PLC 的最終選型根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制要達(dá)到的要求，以及電氣柜里控制的需求，我選用的是三菱 FX1N-60MR 型號(hào)的 PLC。該型號(hào)的 PLC 的輸入點(diǎn)為 36，24 點(diǎn)繼電器輸出并且為直流供電。出了這個(gè)還有一些輔助模塊，根據(jù)控制量的點(diǎn)的個(gè)數(shù)決定還需要多少輔助模塊。圖 3-1 現(xiàn)場(chǎng) PLC 實(shí)圖畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 19 頁(yè)3.2 變頻器的選型（1）變頻器的工作原理主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器” ，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路” ，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器” 。（2）變頻器的作用變頻器集成了高壓大功率晶體管技術(shù)和電子控制技術(shù)，得到廣泛應(yīng)用。變頻器的作用是改變交流電機(jī)供電的頻率和幅值，因而改變其運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)的周期，達(dá)到平滑控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。變頻器的出現(xiàn)，使得復(fù)雜的調(diào)速控制簡(jiǎn)單化，用變頻器+交流鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)組合替代了大部分原先只能用直流電機(jī)完成的工作，縮小了體積，降低了維修率，使傳動(dòng)技術(shù)發(fā)展到新階段。變頻器可以優(yōu)化電機(jī)運(yùn)行，所以也能夠起到增效節(jié)能的作用。根據(jù)全球著名變頻器生產(chǎn)企業(yè)ABB 的測(cè)算，單單該集團(tuán)全球范圍內(nèi)已經(jīng)生產(chǎn)并且安裝的變頻器每年就能夠節(jié)省 1150 億千瓦時(shí)電力，相應(yīng)減少 9,700 萬(wàn)噸二氧化碳排放，這已經(jīng)超過(guò)芬蘭一年的二氧化碳排放量。（3）變頻器的選型依據(jù)電機(jī)的要求，根據(jù)它的工作功率，我選擇的品牌是 SIEMENS/西門子，產(chǎn)品系列:M440，型號(hào):6SE6440-2UD27-5CA，額定電壓:單相/三相 AC220（V） ，適配電機(jī)功率:3.7（kW） ，額定電流:19A（A） 。M440 采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，調(diào)試簡(jiǎn)單，便捷，具有 6 個(gè)可編程的帶電位隔離的數(shù)字輸入，2 個(gè)模擬輸入，2 個(gè)可編程模擬輸入和 3 個(gè)可編程繼電器輸出。 M440 變頻器尤其適用于吊車和起重系統(tǒng)、立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、食品、飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的定位系統(tǒng)畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 20 頁(yè)下圖為本產(chǎn)品的實(shí)圖：圖 3-2 變頻器的實(shí)圖3.3 觸摸屏的選型（1）觸摸屏的工作原理：為了操作上的方便，人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤。工作時(shí)，我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏，然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來(lái)定位選擇信息輸入。觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成；觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)，再送給 CPU，它同時(shí)能接收 CPU 發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。（2）觸摸屏的主要類型從技術(shù)原理來(lái)區(qū)別觸摸屏，可分為五個(gè)基本種類：矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏、電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏、紅外線技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏。其中矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏已退出歷史舞臺(tái)；紅外線技術(shù)觸摸屏價(jià)格畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 21 頁(yè)低廉，但其外框易碎，容易產(chǎn)生光干擾，曲面情況下失真；電容技術(shù)觸摸屏設(shè)計(jì)構(gòu)思合理，但其圖像失真問(wèn)題很難得到根本解決；電阻技術(shù)觸摸屏的定位準(zhǔn)確，但其價(jià)格頗高，且怕刮易損；表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰不容易被損壞，適于各種場(chǎng)合，缺點(diǎn)是屏幕表面如果有水滴和塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍，甚至不工作。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，我們把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式以及表面聲波式。每一類觸摸屏都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)，要了解哪種觸摸屏適用于哪種場(chǎng)合，關(guān)鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)。（3）觸摸屏的選型根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要，我選擇了5.7英寸三菱的觸摸屏，具體型號(hào)為 GT1150-QLBD-C。有如下特點(diǎn)： 種類：TFT 彩色觸摸屏； 畫面尺寸：5.7英寸； 分辨率：320*240(點(diǎn)） ； 顯示尺寸：115（W）*86（H） （mm） ； 顯示顏色：?jiǎn)紊ò?藍(lán)）16級(jí)灰度； 外型尺寸：164(W)*135(H)*56(D)(mm)； 面板開(kāi)孔尺寸：153(W)*121(H)(mm)； 重量：0.7KG； 輸入電源電壓：DC24V(+10%、-15%) 脈動(dòng)電壓200mV 以下；技術(shù)指標(biāo):型號(hào)：GT1150-QLBD-C；種類：TFT 彩色觸摸屏；畫面尺寸：5.7英寸；分辨率：320*240(點(diǎn)） ；顯示尺寸：115（W）*86（H） （mm） ；顯示顏色：?jiǎn)紊ò?藍(lán)）16級(jí)灰度；外型尺寸：164(W)*135(H)*56(D)(mm)；面板開(kāi)孔尺寸：153(W)*121(H)(mm)；重量：0.7KG；輸入電源電壓：DC24V(+10%、-15%) 脈動(dòng)電壓200mV 以下；品牌：MITSUBISHI/三菱；產(chǎn)地：日本。3.4 電氣控制柜中的元器件畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 22 頁(yè)下圖為本次電氣控制柜的詳細(xì)硬件選型表序號(hào) 名稱 規(guī)格型號(hào) 數(shù)量 品牌1 空開(kāi) DZ20Y-100A 帶門連鎖1 總空開(kāi)2 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 3VE1015- 10-16A 2 北京機(jī)床廠3 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 3VE1015- 1-1.6A 4 北京機(jī)床廠4 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 3VE1015- 2.5-4A 1 北京機(jī)床廠5 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) 3VE1015- 1.6-2.5 1 北京機(jī)床廠6 自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān) E9 1P C10A 8 梅蘭日蘭7 E9 3P C16A 1 梅蘭日蘭8 變頻器 三菱 5.5K 1 主電機(jī)9 變頻器 三菱 3.7K 1 擰蓋主電機(jī)10 變頻器 三菱 1.5K 1 擰蓋輸送11 接觸器 3TB40 DC24V 8 沈陽(yáng)21312 3TB42 DC24V 1 沈陽(yáng)21313 熔斷器 RT18 4A 4 配4A 熔心14 溫控表 2 機(jī)械配15 可編程序控制 器 FX1N-60MR 1 三菱16 FX2N-8EYR 117 FX2N-8EX 118 觸摸屏 GT1150-QBBD25M-C 1畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 23 頁(yè)19 觸摸屏連接電 纜 GT01-C300R4-8P 25M 1 PLC--觸摸屏20 中間繼電器 MY2NJ DC24V 1221 單眼按鈕盒 122 分線盒 250*150*105 1按鈕 開(kāi)關(guān) 指示燈見(jiàn)圖紙 1批風(fēng)扇 1套端子 1批23 開(kāi)關(guān)電源 S-350-DC24V 1 24 接近開(kāi)關(guān) BI5-G18K-AN6X 625 蓋升降 蓋滑道 料斗有無(wú) 26 接近開(kāi)關(guān) BI10-G30SK-AN6X 327 堵瓶 滿瓶28 接近開(kāi)關(guān) NI35-CP40-AN6X 329 同步 有無(wú)瓶 破瓶30 接近開(kāi)關(guān) 型號(hào)待定 131 料斗有無(wú)蓋 原有待確認(rèn)32 光電開(kāi)關(guān) E3JIK-R4M1 233 缺瓶 擰蓋進(jìn)瓶滿34 光電開(kāi)關(guān) E3Z-R61 2 OMRON35 擰蓋下蓋滑道畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 24 頁(yè)36 限位開(kāi)關(guān) HL5000 337 擰蓋限位開(kāi)關(guān)畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 25 頁(yè)4 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如下：4.2 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)PLC 控制器的程序設(shè)計(jì)重點(diǎn)和核心是圍繞著酒缸的旋轉(zhuǎn)速度控制和酒缸上 60個(gè)瓶位相關(guān)位置的檢測(cè)移位、破瓶、空瓶瓶位相關(guān)位置的檢測(cè)移位和相關(guān)灌裝閥等的控制。其中的瓶位移位檢測(cè)程序中，采用了三菱 PLC 位左移指令，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行條件輸入每一次由 OFF-ON 變化時(shí)，執(zhí)行 N2 位移動(dòng)，N2 為移動(dòng)的位數(shù)。(1) 瓶位移位子程序413 LD X055;機(jī)器計(jì)數(shù)脈沖測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)414 PLS M49;主電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)取上升沿微分后的位 M49416 PLF M301;主電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)取下降沿微分后的位 M301418 LDI M590;進(jìn)瓶個(gè)數(shù)檢測(cè)畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 26 頁(yè)419 ANI X005;連鎖保護(hù)點(diǎn)420 ANI X006;緊急停車保護(hù)421 OUT M50;進(jìn)瓶瓶位是否有瓶檢測(cè)422 LD M49;主電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)423 SFTL M50 M500 K60 K1：瓶位移位檢測(cè)，采用 PLC 位左移指令，這條指令是整個(gè)子控制程序的核心之一，主電機(jī)和瓶位檢測(cè)開(kāi)關(guān)同步檢測(cè)移動(dòng)的酒瓶，主電機(jī)每轉(zhuǎn)一周，正好對(duì)應(yīng)酒缸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)瓶位，PLC 內(nèi)部單元內(nèi)對(duì)應(yīng)這 60 個(gè)瓶位的單元為 M500~M559，單元個(gè)數(shù)用第一個(gè)字母 K 設(shè)置為 K60，每次變化一位用第二個(gè)字母 K 設(shè)置為 K1，M50 反應(yīng)了瓶位的空、缺位置，并將檢測(cè)到的這個(gè)位置以電機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率移位下去，在內(nèi)部相應(yīng)的 單元內(nèi)置“1”或“0” ，控制相應(yīng)的閥門和攪拌瓶蓋的電機(jī)的開(kāi)與停。系統(tǒng)在連續(xù)檢測(cè) 90 個(gè)空瓶位后，停止攪拌瓶蓋的電機(jī)的運(yùn)行，檢測(cè)瓶位的個(gè)數(shù)可以根據(jù)用戶的要求任意設(shè)定。432 LD X052：出瓶位檢測(cè)回轉(zhuǎn)酒缸通過(guò)壓力往瓶?jī)?nèi)背壓裝酒的過(guò)程中，空瓶在背壓后，可能由于瓶子本身裂紋等原因?qū)е峦蝗槐?，這就需要檢測(cè)出爆瓶瓶子的位置，在這個(gè)瓶位的位置進(jìn)行打開(kāi)吹掃電磁閥，噴出壓縮空氣，將瓶位上的碎瓶片吹離位置，在連續(xù)吹掃幾個(gè)瓶位后，在打開(kāi)噴射電磁閥，噴射出高壓水注，在對(duì)破瓶位置周圍瓶位連續(xù)噴射幾個(gè)瓶位。(2) 實(shí)現(xiàn)爆瓶檢測(cè)、控制的步進(jìn)控制482 LD X055;機(jī)器計(jì)數(shù)脈沖測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)483 PLS M49;主電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)取上升沿微分后的位 M49485 PLF M309;主電機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量檢測(cè)輸入點(diǎn)取下降沿微分后的位 M309486 LDI M70;破瓶位置檢測(cè)487 ANI M071;連續(xù)破瓶位置檢測(cè)488 ANI X052;進(jìn)瓶位置489 SFTL M52 M600 K20 K1破瓶檢測(cè)和瓶位檢測(cè)開(kāi)關(guān)同步檢測(cè)移動(dòng)的破瓶，主電機(jī)每轉(zhuǎn)一周，正好對(duì)應(yīng)酒缸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)瓶位，PLC 內(nèi)部單元內(nèi)對(duì)應(yīng)這 20 個(gè)破瓶位的單元為 M600~M619，畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 27 頁(yè)單元個(gè)數(shù)用第一個(gè)字母 K 設(shè)置為 K20，每次變化一位用第二個(gè)字母 K 設(shè)置為K1，M52 反應(yīng)了破瓶的位置，并將檢測(cè)到的這個(gè)位置以電機(jī)轉(zhuǎn)速的頻率移位下去，在內(nèi)部相應(yīng)的 單元內(nèi)置“1”或“0” ，控制相應(yīng)的噴射和吹掃電磁閥開(kāi)與停。連續(xù)噴射和吹掃電磁閥的開(kāi)聽(tīng)、停時(shí)間可以根據(jù)工藝要求任意設(shè)定。詳細(xì)的程序請(qǐng)查看附錄。畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 28 頁(yè)5 啤酒灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的安裝調(diào)試5.1 現(xiàn)場(chǎng)安裝等上面的一切都準(zhǔn)備好了，就可以到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝了，安裝就是將接好的電氣柜與外部的機(jī)械進(jìn)行連接，做好的電氣柜里面的控制端都是接在端子排上面的，這樣到了現(xiàn)場(chǎng)只需拉好線，將線的一端接到電氣柜里的端子排上，還有一端就是接在機(jī)器上面，這樣電氣柜里面的控制端就可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制，現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備也可以反饋信號(hào)給電氣柜里。到了現(xiàn)場(chǎng)，還要往機(jī)械上面安裝一些傳感器，用以收集并反饋信號(hào)，比如：限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、溫度傳感器、壓力傳感器、液位傳感器、電磁閥等一些模擬量，這些器件將收集到的信號(hào)反饋給 PLC，作為輸入信號(hào)用以控制相應(yīng)的動(dòng)作。在與現(xiàn)場(chǎng)器件的連線中，會(huì)有不少的分線盒，分線盒有益于以后設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題后的檢修，也比較方便于接線，放一根多芯線到分線盒，然后機(jī)械上好多器件的連線可以就近的拉到這個(gè)分線盒，這樣很方便，也避免了線的雜亂。還要安裝的是一個(gè)觸摸屏，在觸摸屏上可以直接控制機(jī)械的動(dòng)作，通過(guò)觸摸屏軟件可以很簡(jiǎn)潔的進(jìn)行操作。本次的啤酒灌裝機(jī)控制電氣柜如下圖：畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 29 頁(yè)圖 5-1 現(xiàn)長(zhǎng)安裝圖 1畢業(yè)項(xiàng)目報(bào)告紙共 41 頁(yè) 第 30 頁(yè)圖 5-2 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖 2