电气自动化或机电一体化专业毕业论文PLC来控制的自动罐装机系统

1、第二章 PLC相关概念摘要本文主要讲述纯净水自动罐装机系统设计方案，主要针对生产线自动化系统设计。文中遵循理论和实际相结合的原则，以PLC控制规律为主线，在检测与程序设计的前提下，由浅入深地介绍整个自动罐装机系统设计过程各工程实现。随着科技的是新月异的飞速发展，社会经济的发展步伐需要不断加快，更加需要现代化工业的不断进步。一系列自动化生产设备便出现在生产车间，提高了生产效率，提高了经济效益，带动了整个社会经济发展，故在此开展了“自动罐装机系统设计”的课题。下面介绍该系统设计的内容。全文分为七章节。第一章介绍自动罐装机的应用范围和功能意义。第二章主要讲述PLC的一些相关概念。第三章讲述了PLC控

2、制系统设计的基本原则、主要内容、一般步骤等。第四章主要讲述自动罐装机的电源线路保护设计各生产步骤。第五章以元器件和检测为主要内容，加以各元器件的原理、特点、参数和选购。第六章就是该设计的核心部分，PLC的程序设计，当中有输入输出点所指的内容介绍，梯形图和指令表。第七章是仿真动画模拟软件组态王6.5的简介。本文所述的PLC程序设计已经过多次的实验。按其生产步骤、稳定性等方面，所设计的PLC程序已验证其正确性了。这是该设计价值的所在之处。本设计不中之处，是没有做出实物来验证基安全性、稳定性和效率性，还没有达到理论与实践的完全结合。这是本设计的局限性。本设计作为毕业设计题目，主要价值在于运用理论与实

3、际相结合，虽然没有百分百的实现，但也不失这样的价值。如前所述，全球都需要高新科技，来带动整个经济的发展。自动罐装机是自动化生产技术的代表之一是必不可少的，其在工业生产上起着举足轻重的作用。关键词：自动罐装机系统 PLC控制 程序设计 梯形图 AbstractThe paper its describe design project of the pure water automatic can, system its mainly designs for automatic system of the product line. Following the principle that the

4、 theory combines with the practice, base on the principle of the thread of PLC controlling, on the premise of measuring and program the design, recommend every project of systematic design process of whole automatic can to realize from the superficial to the deep. With the science and the technology

5、 developing at full speed of crescent, the developing steps of social economy need accelerating constantly, need constant progress of the modern chemical industry further. A series of automatic production equipment appears in the workshop, improve production efficiency, have increase economic effici

6、ency, have driven the whole social economic development. So launched the subject that " the designed of Automatic Can System ". Now content that the introduction should be designed systematically.The full text is divided into seven chapters. Chapter I describes the scope and application of

7、 the automatic canned functional significance. Two main chapters on the relevant Plc concept. Chapter III described the Plc control system design of the basic principles, main contents, the general steps. Chapter IV on the main power lines automatically canned aircraft designed to protect the produc

8、tion steps. V to components and testing for the main content, to the principles of the components, characteristics and parameters and purchase. Chapter 6 is the core of the design, Plc programming, there are points in the import content of exports presentation Tixingtu and instructions table. Chapte

9、r 7 is simulated animation simulation software - Zutai Wang 6.5 profiles. PLC stated in this document designs program and already through by excessive time experiments. Producing such respects as step, security and stability, etc. according to it, PLC procedure designed has already verified its exac

10、tness. This is the place of the place of that design value. Design place originally, to make material object is it prove base on security, stability and efficiency nature to come, have not reached the complete combination of the theory and practice yet. This is limitation originally designed.Origina

11、lly design as the graduation project topic, chief value lies in using the theory to combine with reality, though there is no 100% realization, does not lose such value either. As noted previously, the whole world needs new and high technology, to drive the development of the whole economy. Automatic

12、 can automatic representative of production technology one of essential, it plays a role in holding the balance in industrial production.Keywords: Automatic Can System The PLC control Program designLadder-shaped diagram目 录摘 要Abstract第一章 引言第二章 PLC相关概念2.1 PLC的定义2.2 PLC的主要作用2.3 PLC的主要特点2.4 PLC的应用范围和发展趋

13、势 2.4.1 PLC的应用范围 2.4.2 PLC的发展趋势第三章 PLC的系统设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则3.2 PLC控制系统设计的基本内容和步骤3.2.1 PLC控制系统设计的基本内容3.2.2 PLC控制系统设计的步骤3.3 PLC机型的选择第四章 线路保护与生产步骤4.1 开关线路保护部分4.2 开关的选择4.3 自动罐装机系统总的控制面版4.4 流水线生产过程控制第五章 检测系统与相关硬件图5.1 检测部分5.2 检测部分的元器件5.2.1 霍尔传感器5.2.2 光电传感器5.2.3 电磁阀5.2.4 浮力式液位计5.2.5 气动阀5.2.6 热继电器5.2.7 熔断

14、器5.2.8 接触器5.2.9 电动机第六章 PLC程序设计6.1 自动罐装机系统设计的PLC控制器总的输入输出点6.2 自动罐装机系统设计的PLC控制器的梯形图6.3 自动罐装机系统设计的PLC指令及其注释第七章 PLC系统组态王仿真7.1 仿真软件-组态王6.5简介结 论致 谢参考文献附 件 第一章 前言自动罐装机在许多生产企业都得到广泛使用，特别是用PLC来控制的自动罐装机系统，自动罐装机应用范围很广，例如：奶粉生产，化妆品，饮料行业，纯净水等等，总而言之，生产领域中有液体或是颗粒状的，自动罐装机在那都有用武之地。可想而知，自动罐装机在生产工业方面起着举足轻重的作用。在市场经济的刺激下，

15、许多商家为了取得更大的利益，不断要求要提高生产效率，所以需要把自动罐装机设计得更加完善、更加有效率、更加安全和耐用。 本设计为纯净水的自动罐装机系统设计，共分为七章：第一章引言部分，简单介绍现在我国罐装机的状况。第二章PLC的一些相关概念，内容包括PLC的定义，主要特点，以及其应用范围和发展趋势。第三章介绍PLC的系统设计，内容包括PLC设计的基本原则，主要内容及一般步骤，PLC机型的选择。第四章自动罐装机系统的线路保护和生产步骤，内容包括开关线路的保护，开关的选择，自动罐装机系统总的控制面板，按钮指示灯选型说明，流水线生产过程控制。第五章介绍自动罐装机系统的检测系统与硬件图，内容包括检测部分

16、，检测部分的元气件，自动罐装机系统总的硬件表，自动罐装机系统总的硬件剖面图。第六章介绍自动罐装机系统的PLC程序设计，内容包括自动罐装机系统设计的PLC控制器的输入输出点总括，自动罐装机系统设计的PLC控制器的梯形图，自动罐装机系统设计的PLC指令表及其注释。第七章介绍系统组态王仿真主要是仿真软件-组态王6.5的简介。在设计时充分考虑到现代罐装机的特点和要求，充分注意到了在生产过程中遇到突发性事件时，系统应作出的动作，各个环节都可以独立出来运行进行调试，做到安全生产，把生产中有可能遇到的危险减到最低。本设计在设计和写论文时得到了指导老师张友斌老师的指导，他耐心地，详尽地讲述了现代罐装机系统的每

17、一个环节，和现在工厂对罐装机系统的要求，使自动罐装机系统设计和论文得以顺利完成。由于我们的水平有限，设计和论文中难免存在不当之处，恳请各位老师批评指正。第二章 PLC相关概念2.1 PLC的定义根据控制要求进行设计编制。PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufactory Association）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC（Programmable Controller），并给PC作了如下定义：“PC是一个数字式的电子装置

18、，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器

19、及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需2.2 PLC的主要特点1高可靠性，抗干扰能力强（1） 所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2） 各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms.（3） 各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4） 采用性能优良的开关电源。（5

20、） 对采用的器件进行严格的筛选。（6） 良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7） 大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。2.丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3.采用模

21、块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件，包括CPU，电源，I/O等均采用模块化设计，由机架及电 缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4.编程简单易学，深受工程技术人员欢迎PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说，不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5.系统设计周期短，安装简单，维修方便PLC不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置

22、，便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢复运行。 2.3 PLC的功能1、 逻辑控制2、 定时控制3、 计数控制4、 步进(顺序)控制5、 PID控制6、 数据控制：PLC具有数据处理能力。7、 通信和联网8、 其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。2.4 PLC的应用范围和发展趋势2.4.1 PLC的应用范围在发达的工业国家，PLC已经广泛地应用在所有的工业部门。随着其性能价格比的不断提高，应用范围也在不断扩大，主要有以下几个方面。1数字量的逻辑控制PLC具有“与

23、”、“或”、“非”等逻辑指令，可以实现触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域已遍及各行各业，甚至深入到家庭。2运动控制PLC使用专用的运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度、和加速度进行控制，可实现单轴、双轴、3轴和多轴位置控制，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械，如金属切削机床，从属成形机械、装配机械、机器人，电梯等场合。3闭环过程控制过程控制是对温度、压力、流量等连续变化的模拟量的闭环控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量和数字量之

24、间的A/D转换和D/A转换，并对模拟量实行PID控制。现代的大中型PLC一般都有PLD闭环控制功能，这一功能可以用PID子程序或专用的PID模块来实现。其PID闭环控制功能已经广泛地应用于塑料挤压成形机、加热炉、热处理炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。4数据处理现代的PLC具有数学运算，、数据传送、转换、排序、和查表等到功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以与储存在存储器中的参考值比较，也可以用通信功能传送到别的智能装置，或者将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系

25、统。5通信及联网PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备（如计算机、变频器、数控装置）之间的通信。PLC与其他智能设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。必须指出，并不是所有的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述的部分功能，但是价格较低。2.4.2 PLC的发展趋势长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对

26、市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态

27、软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。总的说来，PLC的发展趋势可以概括为：1、向高性能、高速度、大容量发展2、向微型PLC发展3、大力开发智能型I/O模块和分布式I/O子系统4、PLC编程语言的标准化6、PLC通信的易用化和“傻瓜化”7、P

28、LC的软件化与PC（个人计算机）化8、PLC与现场总线的结合第三章 PLC的系统设计3.1 PLC控制系统设计的基本原则 PLC控制系统的设计应遵循以下基本原则：1PLC控制系统控制被控对象最大限度地满足工艺的要求。设计前，应深入现场进行调查研究，搜索资料，并与机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同制定控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。2. 在满足工艺要求的前提下，力求使控制系统应安全、可靠、实用，且易于维修。3. 在满足控制要求的前提下，系统应力求简单、经济，性能价格比高。4. 考虑到今后的发展和工艺的改进，在硬件配置上应留有一定的裕量。3.2 PLC控制系统设计的基本内容和一

29、般步骤3.2.1 PLC控制系统设计的基本内容PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的。因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括以下内容。1. 选择用户输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对象。2. PLC的选择。PLC是PLC控制系统的核心部件。正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要的作用。3. 分配I/O点，绘制I/O连接图。4. 控制程序设计。包括控制系统流程图、梯形图、语句表等的设计。5. 必要是还需设计控制台。6. 编制控制系统的技术文件。包括说明书、电气图及电气元件明细表。 3.2.2 PLC控制系统设计的一般步骤PLC控制系统的设计一般可

30、分为以下几个步骤：1. 根据生产的工艺过程分析控制要求，需要完成的动作（动作顺序、动作条件、必须的保护和连锁等）、操作方式（手动、自动；连续、单周期、单步等）。2. 根据控制要求确定所需要的输入、输出设备。据此确定PLC的I/O点数。3. 选择PLC机型及容量。4. 定义输入、输出点名称，分配PLC的I/O点，设计I/O连接图。5. 根据PLC所要完成的任务及应具备的功能，进行PLC程序设计，同时可进行控制台的设计和现场施工。3.3 PLC机型的选择这是PLC应用设计中很重要的一步，目前，国内外生产的PLC种类很多，在选用PLC是应考虑以下几方面。1规模要适当输入、输出点数以及软件对PLC功能

31、及指令的要求是选择PLC机型规模大小的重要依据。首先要确保有足够的输入、输出点数，并留有一定的余地（要有10%的备用量）。2. 功能要相当，结构要合理对于以开关量进行控制的系统，一般的低档机就能满足要求。对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，应选用带A/D、D/A转换，加减运算、数据传送功能的低档机。3. 输入、输出功能及负载能力的选择选择哪一种功能的输入、输出形式或模块，取决于控制系统中输入和输出信号的种类、参数要求和技术要求，选用具有相应功能的模块。此外，还应考虑输入、输出的负载能力，要注意承受的电压值和电流值。4 使用环境条件在选择PLC是，要考虑使用现场的环境条件是否符合它的规

32、定。一般考虑的环境条件有：环境温度、相对湿度、电源允许的波动范围和抗干扰等指标。第四章 线路保护与生产步骤本次设计是针对工厂流水生产线的自动化生产。在生产的过程中线路的保护是必不可少的。所以本章分别对开关线路保护部分的元器件，开关的选择以及按钮指示灯的型号选择说明作介绍。同时对流水生产线过程控制也作了详细的说明。4.1 开关线路保护部分为了使设备更好安全地正常工作，所以电路的设计上要增加保护电路的元件，因而选择以下一些元器件1 空气开关，用于接通或分断电路。QS2 主电路上装低压熔断器，实现低压配电系统的短路保护。PLC电路上同样也要安装低压熔断器。FU3 低压断路器，既能带负荷通断电路，又能

33、在短路，过负荷和低电压（或失压）时自动跳闸。QF4.2 开关的选择根据不同的情况，可以选择不同的开关，在实际的应用中，用户可以选择自己所需要的开关类型。本次设计选用下面类型的开关。1 PLC供电开关按钮，使用旋转式开关，通过中间继电器来接通主电路2 手动/自动切换按钮，使用旋转式开关3 系统启动/停止按钮，使用旋转式开关4 紧急停机按钮，使用旋转式开关5 手动前挡板的弹出收回按钮，使用旋转式开关6 手动后挡板的弹出收回按钮，使用旋转式开关7 手动抽/注水动作按钮，使用旋转式开关8 手动升降架的上升下降按钮，使用旋转式开关9 手动漏水槽的前进后退按钮，使用旋转式开关10 手动枪头堵水装置的堵枪动

34、作按钮，使用旋转式开关11 手动总进水电磁阀的开关动作按钮，使用旋转式开关12 手动复位按钮，使用触点式开关4.3 自动罐装机系统总的控制面板上面已经介绍过开关类型选择，下面显示一下控制面板指示板(见图4-1) 控制面板指示板启动显示部分系统启动/停机手动/自动切纽带启动/停PLC供电开/关 关电源指示灯 故障及后挡板进/出前挡板进/出总进水阀动抽/注水动作故障指示灯复 位紧急停机堵枪动作漏水漕进/出升降架升/降 调试部分4.4 流水线生产过程控制从产品的元器件到产品的成型，都经过很多步骤的，而且是一步一步来的，有次序的。所以本次设计讲求的是有严谨的逻辑生产次序，如果次序乱了，产品就不能生产出

35、来。PLC自动化控制动作如下：1、电机的启动：由起动按钮启动接触器并发出信号给PLC。传送带电机采用变频调速，带动传送带恒速运行。2、进瓶：当位于传送带最前端的光电检测器传送信号给PLC计数，当内部计数C2达到一时（一排共有六个光电传感器）前挡板弹出，当PLC内部计数器C1达到六时后挡板弹出截止进瓶，进瓶结束，且其它四个光电检测传感器检测到当前位置有瓶与否并相“与”后传送给PLC。3、后挡板动作：当位于传送带最前端的光电检测器传送信号给PLC计数，当内部计数C1达到六时后挡板弹出。4、抽水：抽水活塞的动作,（水枪已经堵住） 与水缸相连的电磁阀打开，由PLC控制气动电磁阀作用下，大活塞向上移进行

36、抽水，当活塞到达活塞杆上端的传感器时，抽水动作结束。5、漏水槽前进：当抽水动作和进瓶结束后，在PLC的连续动作控制下，气动阀动作，漏水槽前移离开原位置，在后端的传感器检测位置到位后，漏水槽前进动作结束。6、升降架下降：漏水槽前进动作结束后，由PLC控制气动阀动作，升降架下降，水枪插入对应的空瓶子中，由活塞杆下端的传感器检测到位后，升降架下降动作结束。7、注水：升降架下降动作结束后，PLC发出指令控制电磁阀令水枪动作，接着水枪口的活塞上移，水枪活塞上移到活塞杆上端的传感器位置后，接着PLC发出指令大活塞开始下移注水，当活塞下移到活塞杆下端的传感器位置时，注水动作结束。8、堵枪：注水动作结束后，水

37、枪活塞下移进行堵枪，当下移到水枪活塞杆下端的传感器位置，堵枪动作结束。9、漏水槽后退：堵枪动作结束，由PLC控制气动阀动作，漏水槽后退返回原来位置，传感器检测到位后，漏水槽后退动作结束。10、升降架上升：漏水槽后退动作结束，接着由PLC进行的连动作控制气动阀，升降架上升，传感器检测到位后，升降架上升动作结束。11、放瓶: 空瓶注水结束并提高注水枪后，前挡板缩回放瓶。12、PLC内部计数器清零:由前挡板光电传感器传送信号，PLC内部计数器C0计数达到六时，PLC内部计数清零。 13、重复：当所有光电检测传感器发信号给PLC内部计数达到要求时，重复以上动作。第五章 检测系统与硬件图在流水线连续性自

38、动化生产过程中，系统的检测是重要的一部分。本章介绍检测部分，检测部分的元器件以及自动罐装机系统总的硬件图。5.1 检测部分在现实的生产过程中，尤其作用于流水线连续性自动化生产过程中，如果出现问题，没有及时发现，不仅影响正常的生产，还有可能做成安全事故，所以PLC系统检测是比较重要的。主要的检测分为三部分，具体如下：1、由于PLC控制应用于流水线连续性生产过程中，一连串的动作不能有差错，否则影响正常的生产。所以，如果有问题就应及时发出报警信号。在PLC控制的每一个动作，都设有故障检测的PLC内部定时器，如果在限定的时间内PLC控制下的活塞和气动阀没有动作，就发出报警信号，并停止工作。工作人员可以

39、通过PLC内部预设的PLC手动程序来调试，进行故障检测。2、大水缸内有液位浮标作标记，当液位下降到一个设定值时，通过传感器发信号给PLC，PLC控制电磁阀打开，便会开始往水缸内注水，当液位达到大水缸上湍的传感器位置时，停止注水。3、水泵注水的份量采用传感器位置式定量控制，即通过配对传感器的位置不同，活塞移动的位移来确定抽水注水的体积。由PLC控制，活塞向上移，到达上端的传感器时，刚好抽出设定的容量；活塞向下移，到达下端的传感器时，刚好注出设定的容量。从而达到预定的要求。5.2 检测部分的元器件5.2.1 霍尔传感器霍尔传感器适用于气动、液动、气缸和活塞泵的位置测定亦可作限位开关用。当磁性目标接

40、近时，产生霍尔效应经放大输出开关信号。与电感式开关比较有以下优点，可安装在金属中，可并排紧密安装，可穿过金属进行检测。缺点是：距离受磁场强度的影响及检测体接近方向的影响，有可能出现二个工作点，固定时不允许使用铁质材料。用2个霍尔位置传感器控制水枪的堵塞，位于连接水枪杆的活塞上下位置，两个霍第四章 PLC程序设计尔传感器位于竖直下的同一直线上，最上的霍尔传感器A是用来检测水枪的活塞是否完全上移打开注水。而下面的霍尔传感器B则是检测水枪活塞是否堵住，并向PLC发出信号注水完毕，可以抽水。而抽水装置上则有两个霍尔传感器。两个霍尔传感器也是在竖直方向下的同一直线上，位于杆上的最上端霍尔传感器C，则是用

41、来检测抽水的容量和向PLC发出信号抽水完毕，于是PLC动作电机停止。升降架上需要两个霍尔传感器。也是位于杆上竖直方向下同一直线上，上端霍尔传感器E是为了检测架上移水枪已经离开瓶子，下端霍尔传感器是为了检测加下移水枪到达瓶口，可以开始注水。（上升下降架由两个活塞控制）本设计采用103SR12A-1型开关型霍尔位置传感器，共需要8个103SR12A-1型开关霍尔位置传感器。103SR12A-1的特点：l 电流沉或源输出l 坚固、密封螺纹封装，NEMA3，3R，3S，4 ，12 和13l 20 ,6 英寸长多股纹合线，颜色编号或1 米护套线l 可调式安装方法l 不锈钢外壳型号可选103SR12A-1

42、的技术参数见表5-1。 表5-1 103SR12A-1的技术参数供电电压（VDC）6-24供电电流（mA 最大值）10输出电压（V 最大值）（Vs-1.5）输出电流（mA 最大值）20磁类型单极磁特性与温度关系G mT0 7025°C （典型值）最大动作点495 49.5最小释放点120 12.0最小回差40 4.0最大动作点350 35.0最小释放点245 24.5最小回差85 光电传感器光电开关是一种具有开关量输出的位置传感器。它是利用被检测物体，对红外线光束的遮光或反射来检物体的有或无、光电开关检测不局限于金属对其他物体均可检测。它可与微机联网、也可直接驱动继

43、电器、计数器、接触器、达到自动控制目的。在传送带上，需要六个光电传感器。由左至右分别为#1、#2、#3、#4、#5、#6，光电传感器#1、#6单独与PLC相连，而#2、#3、#4、#5则相“与”与PLC相连。所有光电传传感器都负责检测瓶子是否到位，而#1且发出信号让PLC内部计数，计数达到一时前档板弹出，计数达到六时后档板弹出截止进瓶，然后清零。而#6则使PLC内部计数达六时，后档板收回,开始进瓶。本设计采用镜面反射传感器OG5046，本设计共需要6个OG5046型镜面反射传感器。镜面反射式光电传感器，它的发光器和接收器装在同一个机壳中，使用一只反射镜把发光器产生的光线反射到接收器上。当目标物

44、体阻挡了光电传感器送往反射镜的光线时，便把目标物体检测出来。一般地讲，与漫射型传感器相比，镜面反射式传感器的敏感距离比较大，这是因为，与大多数目标物体的反射率相比，反射镜的反射效率很高。在镜面反射式传感器中，目标物体的颜色和表面光洁度不会影响敏感距离，然而在漫射型传感器中，目标物体的颜色和表面光洁度会影响敏感距离。在安装镜面反射传感器时应先将传感器和反射镜面对面安装后，连接电源；后再调节传感器或反射镜面的上下左右位置，使传感器的指示灯变亮；最后可靠安装两者后，并校对使其检测到目标；如果被测物的反射率比发射镜面高，它会发生误动作，因此，在传感器和被测物留有足够的空间，或把被测物和光轴成30-45

45、度的角度。OG5046的技术参数见表3-2光点直径(mm)262 (RW = max.)工作电压 V24DC电流负载开关输出 mA 功能控制输出 mA20010短路保护脉冲的反极保护是超载保护是电压降开关输出 V 功能控制输出 V< 2,5< 3,5耗用电流 mA< 32开关频率 Hz500Lichtart反射器 红光 660 nmEMVEN 60947-5-2外壳材料PC Copolymer保护等级IP 67 材料 外壳 / 镜组PMMA5.2.3 电磁阀电磁阀的工作原理：当卷绕在铁心上的线圈中流过电流时，电磁铁有磁性，吸引阀芯向左移动，流体的通路被接通。当切断线圈中电流，

46、电磁铁失去磁性，在弹簧的作用下，阀芯向右移动，流体的通路被切断。 抽水装置需要1个电磁阀，当需要抽水时，电磁阀打开，而注水时电磁阀关闭。大水缸需要1个电磁阀，用来控制储水缸与外部水管连接。当储水缸液位低于液位下限时，电磁阀打开注水，水满时，由浮力式液位计来控制电磁阀关闭。抽水装置与水枪相连的软管也需要1个电磁阀，当抽水时阀门关闭，注水时打开。本设计采用ZCF-1F进口大通径耐腐蚀电磁阀，共需要3个ZCF-1F进口大通经耐腐蚀电磁阀。该电磁阀用于各种常温、高温、低压、高压场合,适用于食用超净流体、腐蚀性流体。ZCF-1F的特点：l 不锈钢阀体采用热锻成型工艺、体积小、外形精细美观l 所需部件全部

47、采用数控机床加工，确保电磁阀的精度与可靠性l 不同的使用介质,采用针对性的密封, 更加提高电磁阀合理性l 特殊场合可持续长时间通电，采用耐高温密封材料，介质流体温度可达220l 采用新颖巧妙的活塞结构，使其原理更富有科学性，寿命长是同类产品的十倍以上l 合理设计主阀带有中心轴、给每次动作增加同心度，达到稳定性高、无锤冲、长寿命 表3-3ZCF-1F技术参数工作压力 (Mpa)00.6 0.031.6介质种类空气、煤气、水、超净流体、腐蚀气体 、 中高温蒸汽、中高温液体、油品等介质温度 () 60额定电压（ V ）DC：24V公称通径（ mm）40流量系数（ Kv 值 ）26阀体材质304不锈钢

48、和316不锈钢5.2.4 浮力式液位计浮力式液位计用来检测储水缸的液位高低。本设计采用1个FLYW 浮力式液位变送器：这一产品适用于绝大多数液体介质的液位测量，广泛应用于石油、化工等行业。工作原理：通过检测作用在垂直悬挂在力传感器2上的具有恒定的截面积，且平均密度大于被测介质密度的测量杆1上的浮力，来算出液面的高度。FLYW浮力式液位变送器的特点：l 由于测量杆与力传感器被耐腐的隔离膜隔开，测量杆可以用任何材料制成，因此可以测量任何液体（酸、碱、盐或溶剂）；l 测量杆可以制成多节的（螺纹连接），所以量程可以做得较大，而且在运输、储存、安装时都较方便；标定十分容易，即可用法码标定；l 耐腐蚀、寿

49、命长。安装和使用条件：l 安装时杆系必须垂直；l 不适用于液面波动较大，或者振动较大的介质，也不适用于强粘滞或能在测量杆上析出结晶的介质中工作。5.2.5 气动阀本设计中所有到的活塞都用气动的。气动阀接到输出的气压信号，气源信号压力分别输入执行机构活塞左、右二气室，由于输入活塞左、右二气室的气源压力不同，形成压差，推动活塞作直线运动。本设计采用Q641F型气动球阀，本设计共用了6个Q641F型气动球阀。用 途：系列气动球阀广泛适用于天然气、油品、化工、冶金、造纸 电办、矿业，印染、生物制药，日用化工，食品饮料，水处理 及空气处理等行业的流体自动控制或调节控制，与自动化气动仪表配套使用。气动执行

50、器：采用新型系列GT型气动执行器，有双作用式和单作用式（弹簧复位），齿轮齿条传动，安全可靠；大口径阀门采用系列AW型气动执行器拔叉式传动，结构合理，输出扭矩大，有双作用式和单作用式（弹簧复位）。独特的阀座密封结构：浮动式球阀采用唇型弹性密封圈结构设计，保证密封的可靠性对于低压、超低压或真空工况用球阀，采用板簧加载的阀座密封结构，能确保球阀长期可靠的密封。中、高温球阀的阀座材料可选用对位聚苯或金属材料。 固定式球阀根据压力的大小、介质性质及密封要求的不同而选择球前密封结构、球后密封结构或前后双密封结构。中、高温球阀的阀座材料可选用对位聚苯或金属材料。表5-5 Q641F技术参数压力等级公称压力P

51、N（Mpa）磅级（Class）6.410.0150300400600实验压力（Mpa）壳体实验2.43.756.09.815.03.037.510.215.0密封实验1.762.754.47.0411.0811.0气密封实验0.6(Mpa)适用介质阀体材质CRP水，蒸汽，油品，液化气等硝酸类腐蚀性介质等醋酸类腐蚀性介质等特殊介质含有硫化氢的天然气介质；用于钢铁及有色金属冶炼的煤粉，铝粉输送系统；用造纸行业的纸浆输送及其它含有颗粒，短纤维的介质等。5.2.6 热继电器热继电器是利用电流的热效应原理来工作的保护电器，它在电路中主要用作电动机的过载保护。JRS5(

52、TH-K)系列热继电器适用于交流50Hz，电压至660V，电流至105A的长期工作或间断长期工作的一般交流电动机的过载及断相保护。该热继电器具有断相保护，温度补偿，脱扣指示功能，并能自动与手动复位，动作可靠。本设计采用JRS5-12/Z(TH-K12)，整定电流范围(A)为9135.2.7 熔断器熔断器是一种最简单有效的保护电器，广泛应用于低压配电系统和各种控制系统中，主要用作短路保护，同时也是单台电气设备的重要保护元件之一。熔断器与开关电器组合可构成各种熔断器组合电器，使开关电器附加短路保护功能。RL6系列螺旋式熔断器适用于交流50Hz，额定电压至500V，额定电流至63A的线路中作电气设备

53、的短路或过载保护之用本设计采用RL6-25系列熔断器，额定电压为380V，额定电流为10A。5.2.8 接触器接触器是一种用来自动接触和断开主电路，大容量控制电路的控制电器，其主要控制对象是电动机，也可用于其它电力负载。接触器不仅可用来频繁地接通或断开带负荷电路，而且能实现远距离控制，还具有失压保护功能，因而被广泛使用。本设计采用LG接触器9-22（A）l 特点：机械寿命2500万次，电气寿命250万次。l 额定电流：9Al 额定电压：380V5.2.9 电动机本设计中采用的电机是莱州市玉龙橡塑制品有限公司生产的60KTY(J)系列单相可逆永磁同步电机，它是一种电机与减速箱可分合，能控制正反运

54、转的永磁爪极式同步电机。该产品具有体积小、重量轻、功耗小、力矩大、安装方便等特点。电机在额定频率下转速不受电压的影响，保持恒定不变。该产品可广泛应用于：电动窗帘、电动晾衣架、冷暖通阀门、电动广告、监控设备、自动化仪器仪表等。60KTY（J）的技术参数见表5-6表5-6 60KTY（J）技术参数额定电压AC/V24，220电源频率Hz50适配电容uf1525/450V ， 0.270.4/450V起动电压AC/V 18，150 额定功率 W25空载电流 mA300，80绝缘耐压 ACV/1S  1500 额定转速r.p.m 2.55815203050额定转距kg.cm130 704525 18 1275.3自动罐装机系统总的硬件剖面图模拟工厂实际生产需要的设计要求，划出了一个自动罐装机系统总的硬件剖面图，具体到每一个元器件的型号，活塞移动的位移，罐的大小和水缸的容量。自动罐装机系统的总硬件剖面图见图5-3。 图5-3 系统总的硬件图第六章 PLC程序设计这一章是本次自动罐装机系统设计的重点,也是本次设计的核心部分.将通过PLC编程将罐装机实现自动化。6.1 自动罐装机系统设计的PLC控制器的输入输出点总括PLC控制器有输入点和输出点，本次设计，