啤酒罐装线控制系统设计与实现开题报告

题目啤酒罐装线控制系统设计与实现姓名班级学号指导教师日期年月日

题目：啤酒罐装线控制系统设计与实现选题背景（含题目来源、应用性及发展前景等）(1)选题的背景随着现代工业自动化的快速发展，对于生产线控制系统的需求也日益增加。特别是在食品和饮料行业，如啤酒生产，对于质量和效率的要求尤为严格。为了满足这一需求，开发一套啤酒罐装线控制系统具有重要的现实意义和经济价值。啤酒罐装线控制系统是一种集成了多种技术和设备的系统，可以对啤酒罐装生产线进行全面的监控和控制。该系统可以帮助操作员更好地掌握生产线的运行情况，及时发现问题并采取措施。同时，该系统还可以自动化一些生产线的操作，提高生产效率和质量。1.市场需求随着啤酒市场的不断扩大，啤酒生产企业对生产效率和质量的要求也越来越高。啤酒罐装生产线是啤酒生产的重要环节之一，因此对其生产效率和质量的要求也越来越高。啤酒罐装线控制系统的出现可以满足啤酒生产企业对生产效率和质量的要求，提高生产线的生产效率和质量。2.技术发展随着科技的不断发展，现代工业已经进入了智能化时代。啤酒罐装生产线作为现代工业的一部分，也需要不断地引入新技术和设备，提高生产效率和质量。啤酒罐装线控制系统的出现正是基于这种需求，它集成了多种技术和设备，可以对生产线进行全面的监控和控制。3.人力成本啤酒罐装生产线的生产效率和质量受到操作员技能的影响。然而，操作员的培训和管理需要耗费大量的人力成本。啤酒罐装线控制系统的出现可以自动化一些生产线的操作，降低人力成本，提高生产效率和质量。4.环境保护现代工业的发展已经给环境带来了很大的压力，啤酒罐装生产线也不例外。啤酒罐装线控制系统的出现可以降低生产线的能耗和废品率，减少对环境的影响，实现可持续发展。啤酒罐装线控制系统的开发背景是多方面的，它可以满足啤酒生产企业对生产效率和质量的要求，引入新技术和设备，降低人力成本，保护环境，实现可持续发展。应用性啤酒行业是一个全球性的行业，其发展历史悠久，市场规模巨大。在各个国家和地区，啤酒都有着广泛的消费群体。随着消费者对啤酒品质和口感的要求不断提高，啤酒生产过程中的质量控制变得尤为重要。此外，为了满足消费者多样化的需求，啤酒生产线的效率和灵活性也需要得到提升。发展前景在现有的啤酒罐装线中，大多数控制系统都采用传统的机械和电气系统构成。这些系统在精度控制、效率提升和灵活性方面存在一定的局限性。随着计算机技术、传感器技术和通信技术的发展，利用现代控制理论和技术开发新型的啤酒罐装线控制系统成为可能。随着啤酒市场的不断扩大，啤酒罐装生产线也越来越重要。啤酒罐装生产线是一种高效的生产线，可以大量生产啤酒罐装产品。然而，啤酒罐装生产线的生产效率和质量受到许多因素的影响，例如操作员技能、设备维护和故障排除等。因此，为了提高啤酒罐装生产线的生产效率和质量，开发一种啤酒罐装线控制系统是非常必要的。二、设计方案（含设计主要内容、方法手段）整体设计目标：（1）对整个生产线的工作过程进行自动控制，控制系统应具有自动检测、自动传送、罐装；（2）通过电机带动传送带运动，通过液位传感器进行监测液位，如果液位不满足，就将不合格的啤酒推出。（3）PLC控制电磁阀动作（开启），喷头开始罐装；同时，红外液位传感器进行检测液位，液位达标后，开始封盖，并且计数，开始循环；硬件设计方案：PLC控制的啤酒罐装线系统主要由可编程控制器、传送带、电机模块、电源模块、传感器模块等组成，控制系统硬件框架图如图1所示。使用传送带来使啤酒瓶到达指定的灌装位置，当使用位置传感器来检测啤酒瓶的位置，当空啤酒瓶到达灌装位置后电磁阀打开。开始灌装啤酒，灌装定时90S，啤酒瓶继续向前移动，然后使用红外传感器监测是否到达设定的液位，如果没有到达指定的液位，使用电动推杆将不合格的啤酒推出，如果合格使用气动阀给已经灌装好的啤酒进行封盖。然后进行计数。图1控制系统硬件框图红外位置传感器：主要是检测啤酒瓶所在的位置；电磁阀：控制开始进行灌装啤酒；红外液位传感器：在啤酒灌装时监测液位是否到达指定位置；传送带/电机：整个控制系统的动力纽带，电机可以选择直流电机；监控系统：使用MCGS软件编写监控界面，可以实时监控啤酒灌装线系统的运行状况，并且可以通过界面进行一些参数的修改；软件设计方案：控制系统的软件设计思路如图2所示。软件是对照硬件模块按照模块化需求来实现的，软件编程主要采用梯形图的形式，主要包含控制方式的设计：手动、自动，系统初始化及各模块的功能程序，除了程序编写之外，软件还包含MCGS的组态画面设计，组态画面可以结合整个实物进行联动联调，其设计思路如图2.3所示。图2.2控制系统的软件设计思路三、目标及工作进度目标：（1）制定啤酒灌装线控制系统的控制方案，罐装系统的控制方案的选择及确定；（2）罐装控制系统的硬件设计，绘制电气控制图，确定I/O分布，选择元器件，搭建控制电路，设计实物；（3）MCGS组态画面的设计，实物与组态画面的通信及调试，程序、硬件、组态三者一起调试，通过组态画面监控系统监控控制系统运行状态。（4）完成毕业设计论文，且符合查重要求，格式符合要求。任务进度：时间毕业设计工作内容2023年10月22日～2023年10月30日下达任务书2023年11月1日～2023年11月10日组织开题答辩，上交开题报告2023年11月11日～2023年12月29日课题前期调研，设计整体的控制方案，设计电气控制图2023年12月30日～2024年1月20日实物设计，模型制作2024年1月21日～2024年2月28日编写梯形图，软硬件系统调试2024年3月1日～2024年3月30日完成组态，组态调试2024年4月1日～2024年5月1日完成毕业设计初稿，呈指导教师审阅，中期检查2024年5月2日～2024年5月8日装订毕业设计终稿，呈指导教师和评阅教师审阅；论文答辩四、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）[1]杨铨,辛华健,吉雪花.基于数字化设计基础的啤酒全自动灌装生产线系统设计[J].电子测试,2022,36(24):104-106.[2]杨铨,辛华健,赵永信.数字化建模与仿真技术在啤酒生产线上的应用[J].电子测试,2022,36(22):111-113.[3]贾瑞,李光.基于遗传算法的啤酒灌装生产线布局设计研究[J].机电信息,2020,(21):95-96.[4]贾瑞.啤酒灌装生产线设备选型与智能布局方法研究[D].天津科技大学,2020.[5]杨基.工业以太网技术在啤酒灌装线生产线中的应用[J].中外酒业·啤酒科技,2020,(05):45-48.[6]牛国成,胡贞,胡冬梅.基于物元信息熵的生产线健康度评估及预测[J].计算机集成制造系统,2019,25(07):1639-1646.[7]贾瑞,李光.基于智能算法的啤酒灌装生产线设备选型研究[J].包装工程,2019,40(09):135-141.[8]董良.啤酒灌装生产线虚拟仿真平台的设计[D].上海第二工业大学,2019.[9]杨婷婷,刘龙龙.基于PLC和组态王的啤酒灌装生产线系统设计[J].赤峰学院学报(自然科学版),2018,34(09):81-83.[10]刘海燕,梁宏伟.基于灌装自动化生产线上视觉检测控制系统设计[J].科技通报,2018,34(06):223-226.[11]陈长生.基于单神经元的啤酒灌装液位自适应控制算法[J].包装工程,2018,39(11):209-213.[12]张洪涛.一种新型啤酒灌装生产线输送链道瓶量自动调节控制方法[J].中外酒业·啤酒科技,2018,(07):18-22.[13]朱光波.基于S7-300与变频器控制的自动化生产线设计[J].装备制造技术,2018,(01):197-199+204.[14]潘伟健.浅谈液位检测在啤酒业的应用及维护[J].中外酒业·啤酒科技,2017,(15):11-17.[15]莫文雄,一种包装生产线有效储瓶连续运行控制装置.广西壮族自治区,燕京啤酒,2017-02-08.[16]邹东恢,郭宏文.啤酒加工厂设备的选型原则与设备选型[J].酿酒,2016,43(02):47-51.[17]李士博.基于DP总线的啤酒灌装线自动控制系统的研究与应用[D].天津理工大学,2016.[18]卢礼瑾.啤酒灌装线信息管理系统设计与开发[D].南京理工大学,2016.[19]韩瑾.啤酒灌装生产线异物检测