1、飲料罐裝生產(chǎn)流水線的 pl c精品文檔湘潭大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文題目： 飲料灌裝生產(chǎn)流水線的PLC控制學(xué)院：興湘學(xué)院專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)號(hào)：2012964118姓名：蘇博指導(dǎo)教師：李明富完成日期：2016 年 1月 20日收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔目 錄摘要 .3設(shè)計(jì)題目要求.4前言 .5第一章可編程控制器概述 .71.1PLC的定義 .71.2PLC的基本組成 .81.3PLC的功能與特點(diǎn) .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。1.4PLC的應(yīng)用范圍 .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) .7第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) .93.1傳感器的選擇 .103.2PLC控制部分硬件設(shè)計(jì) .1

2、13.2.1 PLC 控制系統(tǒng)外部接線圖 .113.2.2輸入 / 輸出接口（ I/O ）功能量 .11第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .124.1控制系統(tǒng)順序功能圖 .124.2梯形圖 .144.3指令表 .15第五章程序調(diào)試 .16第六章設(shè)計(jì)小結(jié) .錯(cuò)誤 ! 未定義書簽。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔參考文獻(xiàn)18摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)問題。 PLC（可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

3、，其實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來越重要的作用。鑒于此，設(shè)計(jì)者利用 PLC的功能和特點(diǎn)設(shè)計(jì)出了一款飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。文章剛開始介紹了 PLC的相關(guān)知識(shí)，接著以飲料灌裝流水線為例，采用三菱公司的 FX系列可編程序控制器，介紹了PLC 在飲料灌裝流水線中的應(yīng)用，給出了詳細(xì)的程序設(shè)計(jì)過程。利用PLC控制飲料灌裝生產(chǎn)過程，可有效提高灌裝生產(chǎn)效率，并顯著增加控制系統(tǒng)的可靠性和柔性。關(guān)鍵詞： 可編程控制器、灌裝流水線、順序功能圖、梯形圖收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔一、設(shè)計(jì)題目飲料灌裝生產(chǎn)流水線的PLC控制二、設(shè)計(jì)要求（1）系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為

4、自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或罐裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作 .（2）當(dāng)瓶子定位在罐裝設(shè)備下時(shí)，停頓 1 秒，罐裝設(shè)備開始工作，罐裝過程為 5 秒鐘，罐裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示， 5 秒后停止并不再顯示報(bào)警 .（3）用兩個(gè)傳感器和若干個(gè)加法器檢測(cè)并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，必須記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，設(shè)最多不超過 99999999 瓶.（4）可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零（復(fù)位）.三、上交材料（ 1）開題報(bào)告（ 2）說明書四、進(jìn)度安排第 1 周：（ 1）熟悉題目，查找資料，

5、整理資料，完成開題報(bào)告。（2）進(jìn)行 PLC控制系統(tǒng)的硬件部分設(shè)計(jì)（PLC選型及外部接線圖）。第 2 周：進(jìn)行 PLC控制系統(tǒng)的軟件部分設(shè)計(jì)（控制順序功能和梯形圖設(shè)計(jì)）。第 3 周：查找不足，整理說明書。總體分析，準(zhǔn)備答辯。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔前言一、 課題研究背景幾年前，自動(dòng)化技術(shù)只占包裝機(jī)械設(shè)計(jì)的 30%，現(xiàn)在已占 50%以上，大量使用了微電腦設(shè)計(jì)和機(jī)電一體化控制。提高包裝機(jī)械自動(dòng)化程度的目的：一是為了提高生產(chǎn)率；二是為了提高設(shè)備的柔性和靈活性；三是為了提高包裝機(jī)械完成復(fù)雜動(dòng)作的能力。本設(shè)計(jì)的目的是利用“ PLC”技術(shù)平臺(tái)自主開發(fā)創(chuàng)新，將機(jī)械、電氣和自動(dòng)化等技術(shù)有機(jī)結(jié)

6、合，構(gòu)成實(shí)用的飲料灌裝生產(chǎn)線模擬系統(tǒng)。二、課題研究?jī)?nèi)容根據(jù)控制要求，以 PLC為核心，設(shè)計(jì)出一款飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制硬件電路，編寫軟件控制系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)飲料灌裝流水線的控制。三、課程研究意義本設(shè)計(jì)鑒于 PLC可靠性高、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)、使用極為方便三大特點(diǎn)，利用 PLC技術(shù)平臺(tái)自主開發(fā)創(chuàng)新，將機(jī)械、電氣和自動(dòng)化等技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將傳統(tǒng)的繼電器 - 接觸器控制功能用 PLC代替，構(gòu)成實(shí)用、可靠的飲料灌裝生產(chǎn)線PLC 控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)可節(jié)省大量電氣元件、導(dǎo)線與原材料, 縮短設(shè)計(jì)周期 ,減少維修工作量 ,提高加工零件合格率 , 進(jìn)而提高生產(chǎn)率，而且程序調(diào)整修改方便靈活，提高了

7、設(shè)備的柔性和靈活性。具有整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。四、課題研究方法步驟如下：1. 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)：分析控制要求，了解系統(tǒng)工作過程。2. 控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)： PLC型號(hào)、相關(guān)元器件的選擇以及外部接口電路的設(shè)計(jì)。3. 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)：繪制順序功能圖和梯形圖4. 系統(tǒng)調(diào)試：利用仿真軟件對(duì)所編制的程序進(jìn)行軟件調(diào)試。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔第一章可編程控制器概述1.1 PLC 的定義可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller） , 是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electr

8、ical Committee）頒布的 PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì) PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！本唧w一款 FX2N 系列 PLC實(shí)物如下圖 :圖 1-1 FX 2N 系列 PLC實(shí)物圖收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔1.2 PLC 的基本組成PLC的基本組成可歸為四大部件：1

9、中央處理單元（ CPU板）控制器的核心；2. 輸入部件連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與 CPU之間的接口電路；3. 輸出部件送出 PLC運(yùn)算后得出的控制信息；4. 電源部件為 PLC內(nèi)部電路提供能源。第二章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)系統(tǒng)通過開關(guān)設(shè)定為自動(dòng)操作模式，一旦啟動(dòng)，則傳送帶的驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并一直保持到停止開關(guān)動(dòng)作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止；瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作。當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí)，停頓1s，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過程為 5s，灌裝過程應(yīng)有報(bào)警顯示，5s 后停止并不再顯示報(bào)警。用兩個(gè)傳感器和兩個(gè)計(jì)數(shù)器檢測(cè)并記錄空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)，一旦系統(tǒng)啟動(dòng)，

10、便開始記錄空、滿瓶數(shù)，且空、滿瓶數(shù)都最多不超過99999999 瓶?？梢允謩?dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值清零。設(shè)計(jì)中包括 PLC 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及PLC 控制軟件部分設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分： 1.分析控制要求，選擇對(duì)應(yīng)的傳感器及其他部件、并寫出I/O 量功能表； 2.選擇合適的 PLC 機(jī)型； 3.畫出 PLC 控制系統(tǒng)外部接線圖。軟件設(shè)計(jì)部分： 1.控制系統(tǒng)順序功能圖；2.梯形圖； 3.指令表。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔系統(tǒng)設(shè)計(jì)程序的基本結(jié)構(gòu)灌裝流水線示意圖如下：2.2灌裝流水線的工作原理灌裝流水線的運(yùn)作是通過電機(jī)和灌裝設(shè)備來控制的。通過電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，帶動(dòng)流水線的工作。而灌裝設(shè)備的開通則直接控制飲料

11、流通。通過輸入PLC軟收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔件程序，直接控制電機(jī)及流水線的運(yùn)作 . 。流水線由傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)控，由 PLC控制，控制準(zhǔn)確。自動(dòng)化程度高。第三章系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1 傳感器的選擇信息處理技術(shù)取得的進(jìn)展以及微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進(jìn)展。微處理器現(xiàn)在已經(jīng)在測(cè)量和控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著這些系統(tǒng)能力的增強(qiáng)，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來越重要。傳感器已成為自動(dòng)化系統(tǒng)和機(jī)器人技術(shù)中的關(guān)鍵部件。廣義地說，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。它獲得的信息正確與否，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的精度。

12、外界進(jìn)入傳感器的信號(hào)幅度是很小的，而且混雜有干擾信號(hào)和噪聲。為了方便隨后的處理過程，首先要將信號(hào)整形成具有最佳特性的波形，有時(shí)還需要將信號(hào)線性化，該工作是由放大器、濾波器以及其他一些模擬電路完成的。成形后的信號(hào)隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸入到微處理器。傳感器的組成如圖2-2 所示：非物理敏感元轉(zhuǎn)換元接口電電信號(hào)輔助電圖 2-2 傳感器組成針對(duì)本課題的控制要求，在設(shè)計(jì)中我選用了兩個(gè)光電傳感器（空瓶檢測(cè)傳感器、灌裝設(shè)備處的有無瓶傳感器）用來檢測(cè)有無飲料瓶通過；還選用了一個(gè)重量傳感器來檢測(cè)瓶子是否灌滿。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔3.2 PLC 控制部分硬件設(shè)計(jì)分析對(duì)象的控制要求，確定輸

13、入 / 輸出接口（ I/O ）數(shù)量，選擇適合的 PLC 機(jī)型及外設(shè)，完成 PLC硬件結(jié)構(gòu)配置，并繪制 PLC控制電路硬件接線圖，編制 I/O 接口功能表。3.2.1 PLC 控制系統(tǒng)外部接線圖如圖 4-2 所示：圖 4-2飲料罐裝流水線控制系統(tǒng)的PLC控制電路硬件接線圖3.2.2輸入 / 輸出接口（ I/O ）功能量如下表 4-1 、4-2 所示：表 4-1 飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的PLC輸入接口功能表序工位名稱文字符號(hào)輸入口號(hào)1起動(dòng)按鈕SB1X0002停止按鈕SB2X0013空瓶檢測(cè)傳感器開關(guān)信號(hào)P0X0024瓶子檢測(cè)傳感器開關(guān)信號(hào)P1X0035滿瓶檢測(cè)傳感器開關(guān)信號(hào)P2X0046空瓶計(jì)

14、數(shù)器手動(dòng)復(fù)位開關(guān)SB3X0057滿瓶計(jì)數(shù)器手動(dòng)復(fù)位開關(guān)SB4X006收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔表 4-2飲料罐裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的PLC輸出接口功能表序工位名稱文字符號(hào)輸入口號(hào)1電機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶工作KM1Y0002灌裝設(shè)備工作KM2Y0013灌裝過程報(bào)警顯示燈L0Y002根據(jù)確定后的輸入 / 輸出接口（ I/O ）數(shù)量，本設(shè)計(jì)選擇的 PLC機(jī)型為 FX2N-16MR-001。第四章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求，建立飲料罐裝生產(chǎn)流水線PLC控制系統(tǒng)的順序功能圖，表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，并畫出梯形圖，寫出指令表。4.1 控制系統(tǒng)順序功能圖順序功能圖如 4-1 圖所示：收集于網(wǎng)絡(luò)，

15、如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔圖 4-1飲料罐裝流水線控制系統(tǒng)的順序功能圖定時(shí)器選擇：根據(jù)已確定的 PLC型號(hào) FX2N-16MR-001以及題目要求，該設(shè)計(jì)中的定時(shí)器選用 T0、T1計(jì)數(shù)器選擇：控制要求中提到計(jì)數(shù)器最大計(jì)數(shù)值 99999999，可見必須選擇 32 位計(jì)數(shù)器，再根據(jù)已確定的 PLC型號(hào) FX2N-16MR -001可選擇C200、C201。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔4.2 梯形圖收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔手動(dòng)復(fù)位部分梯形圖：4.3 指令表收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔第五章程序調(diào)試啟動(dòng)系統(tǒng)：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕 X0 ，則程序由 S

16、0步變換到 S20步，圖中準(zhǔn)確地表示出此時(shí) S20 變?yōu)榛顒?dòng)步，并驅(qū)動(dòng)傳送帶電機(jī)運(yùn)行，而 S0 則變?yōu)椴换顒?dòng)步?？掌坑?jì)數(shù)器計(jì)數(shù)：設(shè)置位置傳感器檢測(cè)到達(dá)預(yù)定罐裝位置：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔當(dāng)灌裝設(shè)備下的光電傳感器檢測(cè)到有瓶子到達(dá)預(yù)定位置時(shí)則傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)停轉(zhuǎn)，定時(shí)器T0 定時(shí) 1s,為灌裝做準(zhǔn)備，與圖中相符。灌裝過程、定時(shí)器T1 定時(shí)、滿瓶計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)及報(bào)警燈閃：收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔定時(shí)器 T1 定時(shí)時(shí)間到傳送帶自動(dòng)啟動(dòng)：當(dāng)定時(shí)器 T1 定時(shí) 5s 時(shí)間到，則程序跳轉(zhuǎn)到S20 步即實(shí)現(xiàn)了傳送帶自動(dòng)啟動(dòng)。收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔第六章

17、設(shè)計(jì)小結(jié)通過飲料罐裝生產(chǎn)流水線的 PLC控制課程設(shè)計(jì)，掌握了什么是設(shè)計(jì)程序，設(shè)計(jì)程序工作的基本過程及各階段的基本任務(wù)，熟悉了設(shè)計(jì)程序總流程圖，加深了對(duì) PLC的理解，課本上的知識(shí)是機(jī)械的，表面的。通過努力把課本上的知識(shí)變得更為簡(jiǎn)單，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理也有了更深的理解。通過這次課程設(shè)計(jì)，使我更為全面系統(tǒng)的了解 PLC的構(gòu)造原理和基本實(shí)現(xiàn)方法。把課本的知識(shí)變得生動(dòng)有趣，激發(fā)了我們的學(xué)習(xí)積極性，把學(xué)過的原理加以強(qiáng)化，把課堂學(xué)過的知識(shí)通過自己的設(shè)計(jì)程序表示出來，加深了對(duì)理論知識(shí)的理解?，F(xiàn)在通過自己的動(dòng)對(duì)手做實(shí)驗(yàn)，理論聯(lián)系實(shí)際，對(duì) PLC的原理認(rèn)識(shí)更加深刻。在調(diào)試時(shí)應(yīng)該很仔細(xì)，一步一步調(diào)試下來，做到準(zhǔn)確無誤。這

18、次課程使我意識(shí)到只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，才是正確的，才能提高自己動(dòng)手能力和獨(dú)立思索的能力。同時(shí)對(duì)于 PLC發(fā)展歷史、強(qiáng)大功能、應(yīng)用領(lǐng)域以及系列知識(shí)得到了大概的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)，也初步了解了一個(gè)完整的系統(tǒng)開發(fā)的過程，本次課設(shè)，對(duì)于創(chuàng)造思維的培養(yǎng)和開發(fā)能力的鍛煉有很大的幫助。在編程過程中，領(lǐng)略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的基礎(chǔ)，而且要求對(duì)各種程序有深刻的了解，同時(shí)深切感受到團(tuán)隊(duì)合作的重要性，尤其是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了許多，大家在一起探討，相互學(xué)習(xí)，分工細(xì)化，互相提高，解決問題的速度就快多了。老師知識(shí)的幫助，經(jīng)驗(yàn)的傳授，也是本次課設(shè)的一道美麗的風(fēng)景線，真正起到了拋磚引玉的目的。這次課設(shè)讓我的動(dòng)手能力得到了大大的鍛煉，解決實(shí)際問題的能力得到了大大的提高，為以后學(xué)習(xí)和工作奠定了一定的基礎(chǔ)。在此，非常感謝李老師對(duì)我們的幫助和悉心的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系管理員刪除精品文檔1 徐正達(dá) . 機(jī)電傳動(dòng)控制 M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2015