饮料罐装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

1、饮料罐装生产流水线PLC梯形图 控制程序设计与调试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指导教师：江道根老日期：2015.10.10相1,设计任务1.1 课题内容1.2 控制要求1.3 课题要求2 .总体设计方案1 .1饮料灌装流水线的基本结构2 . 2灌装流水线的工作原理3 .硬件控制设计1. 1 PLC的选择3. 2传感器的选择.4. 3硬件电路的设计4 .软件控制设计4.1 系统流程图.4.2 I/O 接线图.4.3 I/O分配表4.4 4梯形图4.5 指令表5

2、 .调试说目.4.44.45.5.5666.77.8.89.910111216186 .设计小结 参考文献引言目前，饮料的灌装生产己经实现自动化，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。本次课设主 要介绍全自动灌装生产线的基本概念。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，并按照各自功能完成一定任务进行顺序、连续生 产

3、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。我国的饮料罐装 自动化相对于西方发达国家来讲还有很大的差距。设备陈旧，技术落后，成为 阻碍我们灌装行业发展的一个严重问题。鉴于这些问题，我国企业不断发展自 身的实力，逐步朝着生产高速化、设备结构合理化、设备的多功能化、设备的 绿色化、控制的智能化等方向发展。推出适合自己需求的产品来。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 控制要求(1)统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱

4、动电机启 动并一直保持到停止开关动作或罐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)；若小于700克则为 次品，同时也计数1次，计满24瓶为一箱，并令蜂鸣器报警一次(鸣响2s)瓶 装饮料的重量以模拟量的形式自模拟量通道A/

5、D输入(重量Kg与模拟量电压输 入及数字量的对应值可以自己设定)。(4)可以手动对计数值及定时器清零(复位)1.3 课题要求(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2.1 饮料灌装流水线的基本结构饮料灌装流水线的基本结构图2.1所示：图2.1 饮料灌装流水线的基本结构2. 2灌装流水线的工作原理灌装流水线的运作是通过电机和灌装设备来控制的。通过电动机的运转， 带动流水线的工作。而灌装设备的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的运作流水线由传感器实时监控，由PLC控 制，控制准确。自动化程度高。3.硬件控制设计2.1 PLC的

6、选择(1) PLC的结构与特点：PLC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式(模块式)两种。固定 式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一 个不可拆卸的整体。模块式PLC包括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置。PLC编程简介体积小，重量轻，耗电少，接线编程简单，可靠性高，反应 快，可靠性高，抗干扰能力强。PLC 一经出现，由于它的自动化程度高、可靠 性好，设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和 工商业界厂商的极大关注，生产PLC的厂商孕起。随着大规模集成电路和微处 理器在PLC中应

7、用，是PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。目前, 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、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。PLC常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 制器中有多种程序设计语言，它们是梯形图语言、布尔助记符语言、功能表图 语言、功能模块图语言及结构化语句描述语言等。其中梯形图程序设计语言是 用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。是最广泛，最受欢迎的 一种编程语言。它采用梯形图程序设计语言，程序采用梯形图的形式描述。这 种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果。每个梯级是一个 因果关系

8、。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示 在后面。梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言。它来源于继电器 逻辑控制系统的描述。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，因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到了欢迎，并 得到了广泛的应用。(2)选择 PLC：三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一。该公司生产的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具有数十 种编程元件。FX2N系列PLC编程元件的编号分为两部分：第一部分是代表功 能的字母。如输入继电器勇“X”表示、输出继电器用“Y”表示。第二部分为

9、数字。数字为该器件的序号。根据所需的用户输入输出设备及I/O点数，选择 FX2N系列型的PLC就可以满足控制系统的要求。3. 2传感器的选择.通过对各个传感器的工作环境和用途的分析确定各个传感器的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）称重监测传感器的选型为：压力传感器（压阻式）采用红外线传感器来监测空瓶子的到来后动作，起到接通开关的作用。它 是利用被测物体热辐射引起敏感元件温度的变化进行测量。常温下工作且价格 更便宜，不受可见光的影响。压电电阻型半导体压力传感器，灵敏度高，输出信号大，响应速度快，性 能稳定且电阻值可在较宽的范围内调整以适应不同需要。3. 3硬件电路的设计电

10、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QFl、QF2、QF3、QF4、QF5将三相电源引入，同时QF1、 QF2、QF3、QF4、QF5为电路提供短路保护。电动机的过载保护分别由三个继 电器提供。4.软件控制设计4.2 I/O接线图4.2 I/O接线图4.3 I/O分配表表 4. 1 I/O4. 4梯形分配表类别元件PLC元件作用输入(I)SB0XO启动按钮SB1XI停止按钮SB2X2光电传感器SB3X3压力传感甥1SB4X4压力传感器2SB5X5手动清零输出(0)KM1Y1启动传送带驱动电机KM2Y2驱动灌装设备KMSYS启动正品传送带KM4Y4启动次品传送带H

11、RY5报警显示HAY6蜂鸣器响匕7图4.3 梯形图4. 5指令表LDXOLDT2OUTT4ORMOANIT1K10OUTMOOUTY5OUTM3LDMOLDM2LDClORY1ANDX3RSTClANIXIORY3LDC2OUTM2ANIX4ORM4ANIMlOUTY3ANIT5OUTY1LDX3OUTT5LDX2OUTClK20ORMlK24OUTM4ANIT1LDM2LDC2OUTMlANDX4RSTC2LDMlORY4LDX5OUTTOANIX3ZRSTTOK10OUTY4T5LDTOLDX4ZRSTClOUTY2OUTC2C2OUTT1K24ENDK50LDM3LDTOANIT4ANI

12、T3LDM4OUTT2ANIT5K3OUTY6LDT2LDClOUTT3ORM3K3ANIT45 .调试说明(1)在电脑上安装GX-Developer软件，程序编号后，将程序输入 GXDeveloper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 口给信号处理，看各个输出口是否有相应的输出，如 果没有按照设计要求输出，对程序进行更改，直到各输出口有相应的输出。（4）如果条件允许的话，用编程软件将程序输入PLC中，在确认PLC的电源、外部接线和程序输入无误的情况下，接通电源，按照 流程图的顺序进行调试，最终使整个系统能准确、可靠的运行。第五章程序

13、调试启动系统:当按下启动按钮X0,则程序由so步变换E69翔丹 (C30D到S20步，图中准确地表示出此时S20变为活动 步，并驱动传送带电机运行，而SO则变为不活动步。空瓶计数器计数:设置位置传感器检测到达预定罐装位置:到达预定位置时则传送带驱动电机停转，定时器 TO定时1s,为灌装做准备，与图中相符。定时器T1定时时间到传送带自动启动:K50T1 W0462H1 I|S20 I当定时器T1定时5s时间到，则程序跳转到 S20步即实现了传送带自动启动。组态王监控画面璃装设空瓶计数：满版计敖irwr空瓶才标灯:停止接出，二6 .设计小结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

14、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

15、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，分工细化，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， 非常感谢江老师对我们的帮助和悉心的指导。参考文献1易泓可主编，电气控制系统实际基础与范例.北京：机械工业出版社， 2005.2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，2005.3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