1、摘 要本文闡述了可編程控制器(以下簡稱PLC)從產(chǎn)生到現(xiàn)在，實現(xiàn)了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；。其功能從弱到強(qiáng)，實現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控制的進(jìn)步。隨著科技的是新月異的飛速開展，社會經(jīng)濟(jì)的開展步伐需要不斷加快，更加需要現(xiàn)代化工業(yè)的不斷進(jìn)步。一系列自動化生產(chǎn)設(shè)備便出現(xiàn)在生產(chǎn)車間，提高了生產(chǎn)效率，提高了經(jīng)濟(jì)效益，帶動了整個社會經(jīng)濟(jì)開展，故在此開展了“罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的課題。下面介紹該系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容。文中所述的PLC程序設(shè)計已經(jīng)過屢次的實驗。按其生產(chǎn)步驟、穩(wěn)定性等方面，所設(shè)計的PLC程序已驗證其正確性了。該系統(tǒng)充分利用了學(xué)習(xí)中的可編程控制器PLC的多方面知識和方法，。本設(shè)計作為畢業(yè)設(shè)計題目，主要價值在于運(yùn)用

2、理論與實際相結(jié)合，雖然沒有百分百的實現(xiàn)，但也不失這樣的價值。如前所述，全球都需要高新科技，來帶動整個經(jīng)濟(jì)的開展。自動罐裝機(jī)是自動化生產(chǎn)技術(shù)的代表之一是必不可少的。這一控制系統(tǒng)的實現(xiàn)和應(yīng)用，充分表達(dá)了PLC系統(tǒng)在工業(yè)的現(xiàn)場的應(yīng)用，以及根于設(shè)計和不同的需求改變數(shù)據(jù)和狀態(tài)，還可以使其應(yīng)用的范圍更加廣泛，總之PLC在工業(yè)生產(chǎn)上起著很大的作用 關(guān)鍵詞：罐裝機(jī)系統(tǒng) 、可編程控制器PLC、 程序設(shè)計 、梯形圖 ABSTRACTThe paper its describe design project of the pure water automatic can, system its mainly des

3、igns for automatic system of the product line. Following the principle that the theory combines with the practice, base on the principle of the thread of PLC controlling, on the premise of easuring and program the design, recommend every project of systematic design process of whole automatic can to

4、 realize from the superficial to the deep. With the science and the technology developing at full speed of crescent, improve production efficiency, have increase economic efficiency, have driven the whole social economic development. So launched the subject that the designed of Automatic Can System

5、. 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 the automatic canned functional significance. Chapter III described the Plc control system design of the basic principles, main content

6、s, the general steps Chapter IV on the main power lines to the principles of the components, characteristics and parameters and purchase. the design, Plc instructions table. profiles. Originally design as the graduation project topic, chief value lies in using the theory to combine with reality, tho

7、ugh 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 can automatic representative of production technology one of essential, it plays a role in holding the balan

8、ce in industrial production.Keywords: Automatic Can System The PLC control Program design Ladder-shaped diagram目 錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc30758 第一章 引言 PAGEREF _Toc30758 HYPERLINK l _Toc857 第二章 灌裝機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc857 HYPERLINK l _Toc11634 2.1 工作原理及工藝動作過程簡介 PAGEREF _Toc11634 HYPERLINK l _Toc1

9、792 2.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求： PAGEREF _Toc1792 HYPERLINK l _Toc503 2.3 工作原理和工藝動作分解 PAGEREF _Toc503 HYPERLINK l _Toc3229 2.3.1 工作原理圖 PAGEREF _Toc3229 HYPERLINK l _Toc699 PAGEREF _Toc699 HYPERLINK l _Toc8934 第三章 PLC的系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc8934 HYPERLINK l _Toc13090 3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本原那么 PAGEREF _Toc13090 HYPERLINK l _To

10、c31866 3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本內(nèi)容和一般步驟 PAGEREF _Toc31866 HYPERLINK l _Toc13118 3.2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本內(nèi)容 PAGEREF _Toc13118 HYPERLINK l _Toc5048 3.2.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟 PAGEREF _Toc5048 HYPERLINK l _Toc27748 3.3 PLC機(jī)型的選擇 PAGEREF _Toc27748 HYPERLINK l _Toc6851 第四章 線路保護(hù)與生產(chǎn)步驟 PAGEREF _Toc6851 HYPERLINK l _Toc12912 4.1

11、開關(guān)線路保護(hù)局部 PAGEREF _Toc12912 HYPERLINK l _Toc24380 4.2 開關(guān)的選擇 PAGEREF _Toc24380 HYPERLINK l _Toc10443 4.3 自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的控制面板 PAGEREF _Toc10443 HYPERLINK l _Toc6643 第五章 檢測系統(tǒng)與硬件圖 PAGEREF _Toc6643 HYPERLINK l _Toc25581 5.1 檢測局部 PAGEREF _Toc25581 HYPERLINK l _Toc22748 5.2 檢測局部的元器件 PAGEREF _Toc22748 HYPERLINK l

12、_Toc16361 5.2.1 霍爾傳感器 PAGEREF _Toc16361 HYPERLINK l _Toc15847 5.2.2 光電傳感器 PAGEREF _Toc15847 HYPERLINK l _Toc23666 5.2.3 電磁閥 PAGEREF _Toc23666 HYPERLINK l _Toc24946 5.2.4 浮力式液位計 PAGEREF _Toc24946 HYPERLINK l _Toc29180 5.2.5 氣動閥 PAGEREF _Toc29180 HYPERLINK l _Toc23915 5.2.6 熱繼電器 PAGEREF _Toc23915 HYPE

13、RLINK l _Toc4324 5.2.7 熔斷器 PAGEREF _Toc4324 HYPERLINK l _Toc28253 5.2.8 接觸器 PAGEREF _Toc28253 HYPERLINK l _Toc8891 5.2.9 電動機(jī) PAGEREF _Toc8891 HYPERLINK l _Toc16885 PAGEREF _Toc16885 HYPERLINK l _Toc1846 第六章 PLC程序設(shè)計 PAGEREF _Toc1846 HYPERLINK l _Toc1747 6.1 自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的PLC控制器的輸入輸出點總括 PAGEREF _Toc1747 H

14、YPERLINK l _Toc12623 6.2 自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的PLC控制器的梯形圖 PAGEREF _Toc12623 結(jié)論.2 2 致謝.2 3 第一章 引言自動罐裝機(jī)在許多生產(chǎn)企業(yè)都得到廣泛使用，特別是用PLC來控制的自動罐裝機(jī)系統(tǒng)，自動罐裝機(jī)應(yīng)用范圍很廣，例如：奶粉生產(chǎn)，化裝品，飲料行業(yè)，純潔水等等，總而言之，生產(chǎn)領(lǐng)域中有液體或是顆粒狀的，自動罐裝機(jī)在那都有用武之地?？上攵?，自動罐裝機(jī)在生產(chǎn)工業(yè)方面起著舉足輕重的作用。在市場經(jīng)濟(jì)的刺激下，許多商家為了取得更大的利益，不斷要求要提高生產(chǎn)效率，所以需要把自動罐裝機(jī)設(shè)計得更加完善、更加有效率、更加平安和耐用。本設(shè)計為純潔水的自動罐裝機(jī)

15、系統(tǒng)設(shè)計，共分為七章：第一章引言局部，簡單介紹現(xiàn)在我國罐裝機(jī)的狀況。第二章灌裝傳動系統(tǒng)，內(nèi)容包括工作原理，主要特點，以及其執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作圖簡介。第三章介紹PLC的系統(tǒng)設(shè)計，內(nèi)容包括PLC設(shè)計的根本原那么，主要內(nèi)容及一般步驟，PLC機(jī)型的選擇。第四章自動罐裝機(jī)系統(tǒng)的線路保護(hù)和生產(chǎn)步驟，內(nèi)容包括開關(guān)線路的保護(hù)，開關(guān)的選擇，自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的控制面板，按鈕指示燈選型說明，流水線生產(chǎn)過程控制。第五章介紹自動罐裝機(jī)系統(tǒng)的檢測系統(tǒng)與硬件圖，內(nèi)容包括檢測局部，檢測局部的元?dú)饧詣庸扪b機(jī)系統(tǒng)總的硬件表，自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的硬件剖面圖。第六章介紹自動罐裝機(jī)系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計，內(nèi)容包括自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的PLC

16、控制器的輸入輸出點總括，自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的PLC控制器的梯形圖，自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的PLC指令表及其注釋。第七章介紹系統(tǒng)組態(tài)王仿真主要是仿真軟件-組態(tài)王6.5的簡介。在設(shè)計時充分考慮到現(xiàn)代罐裝機(jī)的特點和要求，充分注意到了在生產(chǎn)過程中遇到突發(fā)性事件時，系統(tǒng)應(yīng)作出的動作，各個環(huán)節(jié)都可以獨(dú)立出來運(yùn)行進(jìn)行調(diào)試，做到平安生產(chǎn)，把生產(chǎn)中有可能遇到的危險減到最低。本設(shè)計在設(shè)計和寫論文時得到了指導(dǎo)老師金葵老師的指導(dǎo)，她耐心地，詳盡地講述了現(xiàn)代罐裝機(jī)系統(tǒng)的每一個環(huán)節(jié)，和現(xiàn)在工廠對罐裝機(jī)系統(tǒng)的要求，使自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計和論文得以順利完成。由于我們的水平有限，設(shè)計和論文中難免存在不當(dāng)之處，懇請各位老師批評指正。第

17、二章 灌裝機(jī)傳動系統(tǒng)設(shè)計2.1 工作原理及工藝動作過程簡介、將灌裝物料輸送至料斗料腔、將空瓶或空罐送至多工位轉(zhuǎn)盤，并能自動轉(zhuǎn)位 、能實現(xiàn)自動灌裝 、進(jìn)行壓蓋密封 、進(jìn)行粘貼商標(biāo) 、將成品輸出2.2 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計要求：灌裝能力 16 瓶/min； 每瓶純潔水凈重 600g； 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 1000r/min； 工作行程 60mm，工作行程包括定量灌裝、加蓋密封、粘貼商標(biāo)工藝等工 作行程； 為防止純潔水變質(zhì)，產(chǎn)品密封性好、在密封后有一定的保壓時間。 整機(jī)由同一電動機(jī)帶動，轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位準(zhǔn)確平穩(wěn)，整體結(jié)構(gòu)緊湊，性能可靠，操作簡單，外形美觀，制造方便。2.3 工作原理和工藝動作分解據(jù)上述分析，灌裝機(jī)要完成

18、的工藝有以下五個動作1將純潔水罐入漏斗使純潔水流入定量空間的活塞中，使活塞中充滿水?；钊麍D示 如圖 11。 當(dāng)純潔水灌滿后多工盤轉(zhuǎn)動， 活塞和整體都向下運(yùn)動， 灌純潔水入罐中， 活塞收回。2 將空瓶用皮帶送入多工位轉(zhuǎn)盤， 多工位轉(zhuǎn)盤由于我們邀實現(xiàn)送料、 灌裝、 壓蓋、貼標(biāo)、送出所以我們需要五個位置，多工位轉(zhuǎn)盤和皮帶的綜合圖如 圖 12 所示。而要實現(xiàn)間歇運(yùn)動，我用不完全齒輪來實現(xiàn)。 3壓蓋機(jī)構(gòu)由凸輪來帶動，在灌純潔水的同時壓蓋的也向下運(yùn)動，實現(xiàn)壓蓋。 4貼標(biāo)機(jī)構(gòu)是由凸輪、桿組、皮帶、兩個滾輪組成，如圖 13 所示。 5送出機(jī)構(gòu)是由凸輪把罐鉤出滑下，凸輪根本圖如圖 14 所示。據(jù)及設(shè)計要求 以上

19、序整體綜合圖如15所示2.3.1 工作原理圖 11 12 13 14 152.3.2傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸機(jī)械傳動系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的尺寸根據(jù)選定的驅(qū)動電動機(jī)的轉(zhuǎn)速能力。它們的機(jī)械傳動系統(tǒng)的總速比為： i= n電機(jī) n執(zhí)行主軸 = 1440 = 75.7894 19 機(jī)械傳動系統(tǒng)的第一級采用帶傳動，其速比為 2.0622；第二級為直 齒圓柱齒輪傳動，其速比為 3；第三級仍為直齒圓柱齒輪傳動，其速比 為 3.5。 第一級錐齒輪傳速比為 3.5，第二級錐齒輪傳速比為 1； 1、帶傳動 1取 d1= 20mm ，那么 d 2 = 2.0622 20 = 41.244mm ，設(shè)帶輪 1、2 的中心距為

20、a0 ，那么 0.7(d1 + d 2 ) a0 d1 + d 2 ， 即 42.8708mm a 0 61.244mm ， 故取 = 60mm 。 2、純潔水密度約為=1.00g/ 所以活塞半徑 5cm 高度 4cm V=4=314 M=V=3141.00=g 3、齒輪傳動 表 1 直齒輪參數(shù)表 錐齒輪參數(shù)表 第三章 PLC的系統(tǒng)設(shè)計3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本原那么PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)遵循以下根本原那么：1PLC控制系統(tǒng)控制被控對象最大限度地滿足工藝的要求。設(shè)計前，應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，搜索資料，并與機(jī)械局部的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合，共同制定控制方案，協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各

21、種問題。2. 在滿足工藝要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)應(yīng)平安、可靠、實用，且易于維修。3. 在滿足控制要求的前提下，系統(tǒng)應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)，性能價格比高。4. 考慮到今后的開展和工藝的改良，在硬件配置上應(yīng)留有一定的裕量。3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本內(nèi)容和一般步驟3.2.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的根本內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容。1. 選擇用戶輸入設(shè)備、輸出設(shè)備以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象。2. PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件。正確選擇PLC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。3. 分

22、配I/O點，繪制I/O連接圖。4. 控制程序設(shè)計。包括控制系統(tǒng)流程圖、梯形圖、語句表等的設(shè)計。5. 必要是還需設(shè)計控制臺。6. 編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表。 3.2.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的一般步驟PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計一般可分為以下幾個步驟：1. 根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求，需要完成的動作動作順序、動作條件、必須的保護(hù)和連鎖等、操作方式手動、自動；連續(xù)、單周期、單步等。2. 根據(jù)控制要求確定所需要的輸入、輸出設(shè)備。據(jù)此確定PLC的I/O點數(shù)。3. 選擇PLC機(jī)型及容量。4. 定義輸入、輸出點名稱，分配PLC的I/O點，設(shè)計I/O連接圖。5. 根據(jù)PLC所要完

23、成的任務(wù)及應(yīng)具備的功能，進(jìn)行PLC程序設(shè)計，同時可進(jìn)行控制臺的設(shè)計和現(xiàn)場施工。3.3 PLC機(jī)型的選擇這是PLC應(yīng)用設(shè)計中很重要的一步，目前，國內(nèi)外生產(chǎn)的PLC種類很多，在選用PLC是應(yīng)考慮以下幾方面。1規(guī)模要適當(dāng)輸入、輸出點數(shù)以及軟件對PLC功能及指令的要求是選擇PLC機(jī)型規(guī)模大小的重要依據(jù)。首先要確保有足夠的輸入、輸出點數(shù)，并留有一定的余地要有10%的備用量。2. 功能要相當(dāng)，結(jié)構(gòu)要合理對于以開關(guān)量進(jìn)行控制的系統(tǒng)，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。對于以開關(guān)量控制為主，應(yīng)選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。3. 輸入、輸出功能及負(fù)載能力的選擇選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模

24、塊，取決于控制系統(tǒng)中輸入和輸出信號的種類、參數(shù)要求和技術(shù)要求，選用具有相應(yīng)功能的模塊。此外，還應(yīng)考慮輸入、輸出的負(fù)載能力，要注意承受的電壓值和電流值。4 使用環(huán)境條件在選擇PLC是，要考慮使用現(xiàn)場的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般考慮的環(huán)境條件有：環(huán)境溫度、相對濕度、電源允許的波動范圍和抗干擾等指標(biāo)。 第四章 線路保護(hù)與生產(chǎn)步驟本次設(shè)計是針對工廠流水生產(chǎn)線的自動化生產(chǎn)。在生產(chǎn)的過程中線路的保護(hù)是必不可少的。所以本章分別對開關(guān)線路保護(hù)局部的元器件，開關(guān)的選擇以及按鈕指示燈的型號選擇說明作介紹。同時對流水生產(chǎn)線過程控制也作了詳細(xì)的說明。4.1 開關(guān)線路保護(hù)局部為了使設(shè)備更好平安地正常工作，所以電路的

25、設(shè)計上要增加保護(hù)電路的元件，因而選擇以下一些元器件1 空氣開關(guān)，用于接通或分?jǐn)嚯娐?。QS2 主電路上裝低壓熔斷器，實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)。PLC電路上同樣也要安裝低壓熔斷器。FU3 低壓斷路器，既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路，過負(fù)荷和低電壓或失壓時自動跳閘。QF4.2 開關(guān)的選擇根據(jù)不同的情況，可以選擇不同的開關(guān)，在實際的應(yīng)用中，用戶可以選擇自己所需要的開關(guān)類型。本次設(shè)計選用下面類型的開關(guān)。1 PLC供電開關(guān)按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，通過中間繼電器來接通主電路2 手動/自動切換按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān) 系統(tǒng)啟動/停止按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān) 緊急停機(jī)按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)5 手動前擋板的彈出收回按鈕，使

26、用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)6 手動后擋板的彈出收回按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)7 手動抽/注水動作按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)8 手動升降架的上升下降按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)9 手動漏水槽的前進(jìn)后退按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)10 手動槍頭堵水裝置的堵槍動作按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)11 手動總進(jìn)水電磁閥的開關(guān)動作按鈕，使用旋轉(zhuǎn)式開關(guān)12 手動復(fù)位按鈕，使用觸點式開關(guān)4.3 自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的控制面板上面已經(jīng)介紹過開關(guān)類型選擇，下面顯示一下控制面板指示板(見圖4-1) 控制面板指示板啟動顯示局部系統(tǒng)啟動/停機(jī)手動/自動切紐帶啟動/停PLC供電開/關(guān) 關(guān)電源指示燈 故障及后擋板進(jìn)/出前擋板進(jìn)/出總進(jìn)水閥動抽/注水動作故障指示燈復(fù) 位緊急停機(jī)堵

27、槍動作漏水漕進(jìn)/出升降架升/降 調(diào)試局部產(chǎn)過程控制從產(chǎn)品的元器件到產(chǎn)品的成型，都經(jīng)過很多步驟的，而且是一步一步來的，有次序的。所以本次設(shè)計講求的是有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬌a(chǎn)次序，如果次序亂了，產(chǎn)品就不能生產(chǎn)出來。PLC自動化控制動作如下：1、電機(jī)的啟動：由起動按鈕啟動接觸器并發(fā)出信號給PLC。傳送帶電機(jī)采用變頻調(diào)速，帶動傳送帶恒速運(yùn)行。2、進(jìn)瓶：當(dāng)位于傳送帶最前端的光電檢測器傳送信號給PLC計數(shù)，當(dāng)內(nèi)部計數(shù)C2到達(dá)一時一排共有六個光電傳感器前擋板彈出，當(dāng)PLC內(nèi)部計數(shù)器C1到達(dá)六時后擋板彈出截止進(jìn)瓶，進(jìn)瓶結(jié)束，且其它四個光電檢測傳感器檢測到當(dāng)前位置有瓶與否并相“與后傳送給PLC。3、后擋板動作：當(dāng)位于傳

28、送帶最前端的光電檢測器傳送信號給PLC計數(shù)，當(dāng)內(nèi)部計數(shù)C1到達(dá)六時后擋板彈出。4、抽水：抽水活塞的動作,水槍已經(jīng)堵住 與水缸相連的電磁閥翻開，由PLC控制氣動電磁閥作用下，大活塞向上移進(jìn)行抽水，當(dāng)活塞到達(dá)活塞桿上端的傳感器時，抽水動作結(jié)束。5、漏水槽前進(jìn)：當(dāng)抽水動作和進(jìn)瓶結(jié)束后，在PLC的連續(xù)動作控制下，氣動閥動作，漏水槽前移離開原位置，在后端的傳感器檢測位置到位后，漏水槽前進(jìn)動作結(jié)束。6、升降架下降：漏水槽前進(jìn)動作結(jié)束后，由PLC控制氣動閥動作，升降架下降，水槍插入對應(yīng)的空瓶子中，由活塞桿下端的傳感器檢測到位后，升降架下降動作結(jié)束。7、注水：升降架下降動作結(jié)束后，PLC發(fā)出指令控制電磁閥令水

29、槍動作，接著水槍口的活塞上移，水槍活塞上移到活塞桿上端的傳感器位置后，接著PLC發(fā)出指令大活塞開始下移注水，當(dāng)活塞下移到活塞桿下端的傳感器位置時，注水動作結(jié)束。8、堵槍：注水動作結(jié)束后，水槍活塞下移進(jìn)行堵槍，當(dāng)下移到水槍活塞桿下端的傳感器位置，堵槍動作結(jié)束。9、漏水槽后退：堵槍動作結(jié)束，由PLC控制氣動閥動作，漏水槽后退返回原來位置，傳感器檢測到位后，漏水槽后退動作結(jié)束。10、升降架上升：漏水槽后退動作結(jié)束，接著由PLC進(jìn)行的連動作控制氣動閥，升降架上升，傳感器檢測到位后，升降架上升動作結(jié)束。11、放瓶: 空瓶注水結(jié)束并提高注水槍后，前擋板縮回放瓶。12、PLC內(nèi)部計數(shù)器清零:由前擋板光電傳感

30、器傳送信號，PLC內(nèi)部計數(shù)器C0計數(shù)到達(dá)六時，PLC內(nèi)部計數(shù)清零。 13、重復(fù)：當(dāng)所有光電檢測傳感器發(fā)信號給PLC內(nèi)部計數(shù)到達(dá)要求時，重復(fù)以上動作。第五章 檢測系統(tǒng)與硬件圖在流水線連續(xù)性自動化生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)的檢測是重要的一局部。本章介紹檢測局部，檢測局部的元器件以及自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的硬件圖。5.1 檢測局部在現(xiàn)實的生產(chǎn)過程中，尤其作用于流水線連續(xù)性自動化生產(chǎn)過程中，如果出現(xiàn)問題，沒有及時發(fā)現(xiàn)，不僅影響正常的生產(chǎn)，還有可能做成平安事故，所以PLC系統(tǒng)檢測是比擬重要的。主要的檢測分為三局部，具體如下：1、由于PLC控制應(yīng)用于流水線連續(xù)性生產(chǎn)過程中，一連串的動作不能有過失，否那么影響正常的生產(chǎn)。所

31、以，如果有問題就應(yīng)及時發(fā)出報警信號。在PLC控制的每一個動作，都設(shè)有故障檢測的PLC內(nèi)部定時器，如果在限定的時間內(nèi)PLC控制下的活塞和氣動閥沒有動作，就發(fā)出報警信號，并停止工作。工作人員可以通過PLC內(nèi)部預(yù)設(shè)的PLC手動程序來調(diào)試，進(jìn)行故障檢測。2、大水缸內(nèi)有液位浮標(biāo)作標(biāo)記，當(dāng)液位下降到一個設(shè)定值時，通過傳感器發(fā)信號給PLC，PLC控制電磁閥翻開，便會開始往水缸內(nèi)注水，當(dāng)液位到達(dá)大水缸上湍的傳感器位置時，停止注水。3、水泵注水的份量采用傳感器位置式定量控制，即通過配對傳感器的位置不同，活塞移動的位移來確定抽水注水的體積。由PLC控制，活塞向上移，到達(dá)上端的傳感器時，剛好抽出設(shè)定的容量；活塞向下

32、移，到達(dá)下端的傳感器時，剛好注出設(shè)定的容量。從而到達(dá)預(yù)定的要求。5.2 檢測局部的元器件5.2.1 霍爾傳感器霍爾傳感器適用于氣動、液動、氣缸和活塞泵的位置測定亦可作限位開關(guān)用。當(dāng)磁性目標(biāo)接近時，產(chǎn)生霍爾效應(yīng)經(jīng)放大輸出開關(guān)信號。與電感式開關(guān)比擬有以下優(yōu)點，可安裝在金屬中，可并排緊密安裝，可穿過金屬進(jìn)行檢測。缺點是：距離受磁場強(qiáng)度的影響及檢測體接近方向的影響，有可能出現(xiàn)二個工作點，固定時不允許使用鐵質(zhì)材料。用2個霍爾位置傳感器控制水槍的堵塞，位于連接水槍桿的活塞上下位置，兩個霍爾傳感器位于豎直下的同一直線上，最上的霍爾傳感器A是用來檢測水槍的活塞是否完全上移翻開注水。而下面的霍爾傳感器B那么是檢

33、測水槍活塞是否堵住，并向PLC發(fā)出信號注水完畢，可以抽水。而抽水裝置上那么有兩個霍爾傳感器。兩個霍爾傳感器也是在豎直方向下的同一直線上，位于桿上的最上端霍爾傳感器C，那么是用來檢測抽水的容量和向PLC發(fā)出信號抽水完畢，于是PLC動作電機(jī)停止。升降架上需要兩個霍爾傳感器。也是位于桿上豎直方向下同一直線上，上端霍爾傳感器E是為了檢測架上移水槍已經(jīng)離開瓶子，下端霍爾傳感器是為了檢測加下移水槍到達(dá)瓶口，可以開始注水。上升下降架由兩個活塞控制本設(shè)計采用103SR12A-1型開關(guān)型霍爾位置傳感器，共需要8個103SR12A-1型開關(guān)霍爾位置傳感器。103SR12A-1的特點：電流沉或源輸出鞏固、密封螺紋封

34、裝，NEMA3，3R，3S，4 ，12 和1320 ,6 英寸長多股紋合線，顏色編號或1 米護(hù)套線可調(diào)式安裝方法不銹鋼外殼型號可選103SR12A-1的技術(shù)參數(shù)見表5-1。 表5-1 103SR12A-1的技術(shù)參數(shù)供電電壓VDC6-24供電電流mA 最大值10輸出電壓V 最大值輸出電流mA 最大值20磁類型單極磁特性與溫度關(guān)系G mT0 7025C 典型值最大動作點495 最小釋放點120 最小回差40 最大動作點最小釋放點最小回差5.2.2 光電傳感器光電開關(guān)是一種具有開關(guān)量輸出的位置傳感器。它是利用被檢測物體，對紅外線光束的遮光或反射來檢物體的有或無、光電開關(guān)檢測不局限于金屬對其他物體均可

35、檢測。它可與微機(jī)聯(lián)網(wǎng)、也可直接驅(qū)動繼電器、計數(shù)器、接觸器、到達(dá)自動控制目的。在傳送帶上，需要六個光電傳感器。由左至右分別為#1、#2、#3、#4、#5、#6，光電傳感器#1、#6單獨(dú)與PLC相連，而#2、#3、#4、#5那么相“與與PLC相連。所有光電傳傳感器都負(fù)責(zé)檢測瓶子是否到位，而#1且發(fā)出信號讓PLC內(nèi)部計數(shù)，計數(shù)到達(dá)一時前檔板彈出，計數(shù)到達(dá)六時后檔板彈出截止進(jìn)瓶，然后清零。而#6那么使PLC內(nèi)部計數(shù)達(dá)六時，后檔板收回,開始進(jìn)瓶。本設(shè)計采用鏡面反射傳感器OG5046，本設(shè)計共需要6個OG5046型鏡面反射傳感器。鏡面反射式光電傳感器，它的發(fā)光器和接收器裝在同一個機(jī)殼中，使用一只反射鏡把發(fā)

36、光器產(chǎn)生的光線反射到接收器上。當(dāng)目標(biāo)物體阻擋了光電傳感器送往反射鏡的光線時，便把目標(biāo)物體檢測出來。一般地講，與漫射型傳感器相比，鏡面反射式傳感器的敏感距離比擬大，這是因為，與大多數(shù)目標(biāo)物體的反射率相比，反射鏡的反射效率很高。在鏡面反射式傳感器中，目標(biāo)物體的顏色和外表光潔度不會影響敏感距離，然而在漫射型傳感器中，目標(biāo)物體的顏色和外表光潔度會影響敏感距離。在安裝鏡面反射傳感器時應(yīng)先將傳感器和反射鏡面對面安裝后，連接電源；后再調(diào)節(jié)傳感器或反射鏡面的上下左右位置，使傳感器的指示燈變亮；最后可靠安裝兩者后，并校對使其檢測到目標(biāo)；如果被測物的反射率比發(fā)射鏡面高，它會發(fā)生誤動作，因此，在傳感器和被測物留有足

37、夠的空間，或把被測物和光軸成30-45度的角度。OG5046的技術(shù)參數(shù)見表3-2表3-2 OG5046的技術(shù)參數(shù)光點直徑(mm)262 (RW = max.)工作電壓 V24DC電流負(fù)載開關(guān)輸出 mA 功能控制輸出 mA20010短路保護(hù)脈沖的反極保護(hù)是超載保護(hù)是電壓降開關(guān)輸出 V 功能控制輸出 V 2,5 3,5耗用電流 mA 32開關(guān)頻率 Hz500Lichtart反射器 紅光 660 nmEMVEN 60947-5-2外殼材料PC Copolymer保護(hù)等級IP 67 材料 外殼 / 鏡組PMMA5.2.3 電磁閥電磁閥的工作原理：當(dāng)卷繞在鐵心上的線圈中流過電流時，電磁鐵有磁性，吸引閥芯

38、向左移動，流體的通路被接通。當(dāng)切斷線圈中電流，電磁鐵失去磁性，在彈簧的作用下，閥芯向右移動，流體的通路被切斷。 抽水裝置需要1個電磁閥，當(dāng)需要抽水時，電磁閥翻開，而注水時電磁閥關(guān)閉。大水缸需要1個電磁閥，用來控制儲水缸與外部水管連接。當(dāng)儲水缸液位低于液位下限時，電磁閥翻開注水，水滿時，由浮力式液位計來控制電磁閥關(guān)閉。抽水裝置與水槍相連的軟管也需要1個電磁閥，當(dāng)抽水時閥門關(guān)閉，注水時翻開。本設(shè)計采用ZCF-1F進(jìn)口大通徑耐腐蝕電磁閥，共需要3個ZCF-1F進(jìn)口大通經(jīng)耐腐蝕電磁閥。該電磁閥用于各種常溫、高溫、低壓、高壓場合,適用于食用超凈流體、腐蝕性流體。ZCF-1F的特點：不銹鋼閥體采用熱鍛成型

39、工藝、體積小、外形精細(xì)美觀所需部件全部采用數(shù)控機(jī)床加工，確保電磁閥的精度與可靠性不同的使用介質(zhì),采用針對性的密封, 更加提高電磁閥合理性特殊場合可持續(xù)長時間通電，采用耐高溫密封材料，介質(zhì)流體溫度可達(dá)220采用新穎巧妙的活塞結(jié)構(gòu)，使其原理更富有科學(xué)性，壽命長是同類產(chǎn)品的十倍以上合理設(shè)計主閥帶有中心軸、給每次動作增加同心度，到達(dá)穩(wěn)定性高、無錘沖、長壽命 表3-3ZCF-1F技術(shù)參數(shù)工作壓力 (Mpa)介質(zhì)種類空氣、煤氣、水、超凈流體、腐蝕氣體 、 中高溫蒸汽、中高溫液體、油品等介質(zhì)溫度 () 60額定電壓 V DC：24V公稱通徑 mm40流量系數(shù) Kv 值 26閥體材質(zhì)304不銹鋼和316不銹鋼

40、5.2.4 浮力式液位計浮力式液位計用來檢測儲水缸的液位上下。本設(shè)計采用1個FLYW 浮力式液位變送器：這一產(chǎn)品適用于絕大多數(shù)液體介質(zhì)的液位測量，廣泛應(yīng)用于石油、化工等行業(yè)。工作原理：通過檢測作用在垂直懸掛在力傳感器2上的具有恒定的截面積，且平均密度大于被測介質(zhì)密度的測量桿1上的浮力，來算出液面的高度。FLYW浮力式液位變送器的特點：由于測量桿與力傳感器被耐腐的隔離膜隔開，測量桿可以用任何材料制成，因此可以測量任何液體酸、堿、鹽或溶劑；測量桿可以制成多節(jié)的螺紋連接，所以量程可以做得較大，而且在運(yùn)輸、儲存、安裝時都較方便；標(biāo)定十分容易，即可用法碼標(biāo)定；耐腐蝕、壽命長。安裝和使用條件：安裝時桿系必

41、須垂直；不適用于液面波動較大，或者振動較大的介質(zhì)，也不適用于強(qiáng)粘滯或能在測量桿上析出結(jié)晶的介質(zhì)中工作。5.2.5 氣動閥本設(shè)計中所有到的活塞都用氣動的。氣動閥接到輸出的氣壓信號，氣源信號壓力分別輸入執(zhí)行機(jī)構(gòu)活塞左、右二氣室，由于輸入活塞左、右二氣室的氣源壓力不同，形成壓差，推動活塞作直線運(yùn)動。本設(shè)計采用Q641F型氣動球閥，本設(shè)計共用了6個Q641F型氣動球閥。用 途：系列氣動球閥廣泛適用于天然氣、油品、化工、冶金、造紙 電辦、礦業(yè)，印染、生物制藥，日用化工，食品飲料，水處理 及空氣處理等行業(yè)的流體自動控制或調(diào)節(jié)控制，與自動化氣動儀表配套使用。氣動執(zhí)行器：采用新型系列GT型氣動執(zhí)行器，有雙作用

42、式和單作用式彈簧復(fù)位，齒輪齒條傳動，平安可靠；大口徑閥門采用系列AW型氣動執(zhí)行器拔叉式傳動，結(jié)構(gòu)合理，輸出扭矩大，有雙作用式和單作用式彈簧復(fù)位。獨(dú)特的閥座密封結(jié)構(gòu)：浮動式球閥采用唇型彈性密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計，保證密封的可靠性對于低壓、超低壓或真空工況用球閥，采用板簧加載的閥座密封結(jié)構(gòu)，能確保球閥長期可靠的密封。中、高溫球閥的閥座材料可選用對位聚苯或金屬材料。 固定式球閥根據(jù)壓力的大小、介質(zhì)性質(zhì)及密封要求的不同而選擇球前密封結(jié)構(gòu)、球后密封結(jié)構(gòu)或前后雙密封結(jié)構(gòu)。中、高溫球閥的閥座材料可選用對位聚苯或金屬材料。表5-5 Q641F技術(shù)參數(shù)壓力等級公稱壓力PNMpa磅級Class150300400600實驗

43、壓力Mpa殼體實驗密封實驗氣密封實驗0.6(Mpa)適用介質(zhì)閥體材質(zhì)CRP水，蒸汽，油品，液化氣等硝酸類腐蝕性介質(zhì)等醋酸類腐蝕性介質(zhì)等特殊介質(zhì)含有硫化氫的天然氣介質(zhì)；用于鋼鐵及有色金屬冶煉的煤粉，鋁粉輸送系統(tǒng)；用造紙行業(yè)的紙漿輸送及其它含有顆粒，短纖維的介質(zhì)等。5.2.6 熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)原理來工作的保護(hù)電器，它在電路中主要用作電動機(jī)的過載保護(hù)。JRS5(TH-K)系列熱繼電器適用于交流50Hz，電壓至660V，電流至105A的長期工作或間斷長期工作的一般交流電動機(jī)的過載及斷相保護(hù)。該熱繼電器具有斷相保護(hù)，溫度補(bǔ)償，脫扣指示功能，并能自動與手動復(fù)位，動作可靠。本設(shè)計采用JRS

44、5-12/Z(TH-K12)，整定電流范圍(A)為9135.2.7 熔斷器熔斷器是一種最簡單有效的保護(hù)電器，廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)和各種控制系統(tǒng)中，主要用作短路保護(hù)，同時也是單臺電氣設(shè)備的重要保護(hù)元件之一。熔斷器與開關(guān)電器組合可構(gòu)成各種熔斷器組合電器，使開關(guān)電器附加短路保護(hù)功能。RL6系列螺旋式熔斷器適用于交流50Hz，額定電壓至500V，額定電流至63A的線路中作電氣設(shè)備的短路或過載保護(hù)之用本設(shè)計采用RL6-25系列熔斷器，額定電壓為380V，額定電流為10A。5.2.8 接觸器接觸器是一種用來自動接觸和斷開主電路，大容量控制電路的控制電器，其主要控制對象是電動機(jī)，也可用于其它電力負(fù)載。接觸

45、器不僅可用來頻繁地接通或斷開帶負(fù)荷電路，而且能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，還具有失壓保護(hù)功能，因而被廣泛使用。本設(shè)計采用LG接觸器9-22A特點：機(jī)械壽命2500萬次，電氣壽命250萬次。額定電流：9A額定電壓：380V5.2.9 電動機(jī)本設(shè)計中采用的電機(jī)是萊州市玉龍橡塑制品生產(chǎn)的60KTY(J)系列單相可逆永磁同步電機(jī)，它是一種電機(jī)與減速箱可分合，能控制正反運(yùn)轉(zhuǎn)的永磁爪極式同步電機(jī)。該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、功耗小、力矩大、安裝方便等特點。電機(jī)在額定頻率下轉(zhuǎn)速不受電壓的影響，保持恒定不變。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于：電動窗簾、電動晾衣架、冷暖通閥門、電動廣告、監(jiān)控設(shè)備、自動化儀器儀表等。60KTYJ的技術(shù)參數(shù)見

46、表5-6表5-6 60KTYJ技術(shù)參數(shù)額定電壓AC/V24，220電源頻率Hz50適配電容uf1525/450V，起動電壓AC/V18，150額定功率W25空載電流mA300，80絕緣耐壓ACV/1S1500581520305013070452518127圖模擬工廠實際生產(chǎn)需要的設(shè)計要求，劃出了一個自動罐裝機(jī)系統(tǒng)總的硬件剖面圖，具體到每一個元器件的型號，活塞移動的位移，罐的大小和水缸的容量。自動罐裝機(jī)系統(tǒng)的總硬件剖面圖見圖5-3。 圖5-3 系統(tǒng)總的硬件圖第六章 PLC程序設(shè)計這一章是本次自動罐裝機(jī)系統(tǒng)設(shè)計的重點,也是本次設(shè)計的核心局部.將通過PLC編程將罐裝機(jī)實現(xiàn)自動化。6.1 自動罐裝機(jī)系

47、統(tǒng)設(shè)計的PLC控制器的輸入輸出點總括PLC控制器有輸入點和輸出點，本次設(shè)計，信號通過以下的輸入點輸入到PLC控制器內(nèi)部，然后發(fā)出控制信號從以下的輸出點輸出，從而到達(dá)PLC自動化控制的目的。具體到每一個輸入點和輸出點的作用如下：1PLC控制器的輸入點X0: 傳送帶上的光電傳感器#1即靠近后擋板的輸入點X1: 傳送帶上的光電傳感器#2、#3、#4、#5 四個相“與后的輸入點X2: 傳送帶上的光電傳感器#6即靠近前擋板的輸入點X3: 抽水裝置上的上端霍爾傳感器CY1輸入點X4: 抽水裝置上的下端霍爾傳感器CY2輸入點X5: 升降架上的活塞桿上的上端霍爾傳感器SJ1輸入點X6: 升降架上的活塞桿上的下

48、端霍爾傳感器SJ2輸入點X7: 漏水槽動作裝置上的前方霍爾傳感器DY1輸入點X10: 漏水槽動作裝置上的前方霍爾傳感器DY2輸入點X11: 槍頭堵水裝置動作用的活塞桿上的上端霍爾傳感器D1輸入點X12: 槍頭堵水裝置動作用的活塞桿上的下端霍爾傳感器D2輸入點X13: 用于大水缸液位計測量液位附在缸壁外邊的上端霍爾傳感器YY1輸入點X14: 用于大水缸液位計測量液位附在缸壁外邊的下端霍爾傳感器YY2輸入點X21: 手動前擋板的彈出收回控制輸入點X22: 手動后擋板的彈出收回控制輸入點X23: 手動抽水注水動作的活塞控制輸入點X24: 手動升降架的上升下降控制輸入點X25: 手動漏水槽的前進(jìn)后退控制輸入點X26: 手動槍頭堵水裝置的堵槍動作控制輸入點X27: 手動總進(jìn)水電磁閥的開關(guān)動作控制輸入點X30: 手動復(fù)位觸點式按鈕控制輸入點X31: 手動履帶的啟動