13/14安徽電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《電氣與PLC應(yīng)用技術(shù)》課程設(shè)計(jì)報(bào)告書題目:罐裝生產(chǎn)流水線PＬC控制姓名:張帥帥專業(yè):電子信息工程技術(shù)班級(jí)：電信09４學(xué)號(hào)：090３014３2設(shè)計(jì)成績(jī)：指導(dǎo)教師:劉濤設(shè)計(jì)完成日期201０年１2月20日前言可編程控制器（ＰrｏgｒaｍmaｂleCｏnｔrolleｒ）是計(jì)算機(jī)家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的.早期的可編程控制器稱作可編程邏（ＰrｏｇrammａblｅＬｏgicＣonｔrollｅｒ)，簡(jiǎn)稱ＰＬＣ，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制.隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱ＰC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalCｏｍputer）的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PＬC。ＰLC問世以來，盡管時(shí)間不長(zhǎng),但發(fā)展迅速.為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì)NEMＡ（NatiｏnaｌＥlectricａlＭaｎufactoryAsｓociatioｎ)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于198４年首先將其正式命名為ＰC(ProｇrａmmableControllｅr），并給ＰC作了如下定義：“PC是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯,順序,計(jì)時(shí),計(jì)數(shù)與演算等功能,并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序.一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PＣ之功能著,亦被視為PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器?！币院髧H電工委員會(huì)（ＩEC)又先后頒布了ＰLC標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿,并在１９87年2月通過了對(duì)它的定義:“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制,定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令,并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備,都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?！蹦夸汬YPＥRLINＫ＼l”＿Ｔoc280０81２12”緒言 3HYPERLＩNK\ｌ"_Tｏc2８0081２13"1。設(shè)計(jì)任務(wù)?41．1課題內(nèi)容 4ＨYPEＲLIＮK＼l＂_Toc2800８１2１5"１.２控制要求 4HYPＥRLINK＼ｌ＂_Toc28０08１216"1.３課題要求 PAGEREF＿Toc２80081216\h4HＹＰＥＲLＩNK２．總體設(shè)計(jì)方案?5HYPＥRLINK＼ｌ"＿Toc２8０081２18＂2.1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu) 5ＨＹPERＬIＮK\l”_Toc280０8121９"2.2罐裝流水線的原理?PAＧEREF_Toc2８008１２１９\h5HYPERＬＩＮＫ\l＂_Toc２8０0８１２2０”3．硬件控制設(shè)計(jì) 6ＨＹPＥRLINK＼ｌ＂_Toc280081221"3．1PLC的選擇 6ＨYＰERLINK＼ｌ＂_Ｔoｃ２80０8122２”３．2傳感器的選擇 7ＨYPＥRＬIＮＫ3。３硬件電路的設(shè)計(jì)?7HYPERLＩNK＼l”＿Toc2800812２4”４.軟件控制設(shè)計(jì)?８HＹＰEＲＬINK\l”_Ｔoｃ28０0８１2２5＂4．1系統(tǒng)流程圖?8HYPERLIＮＫ\l”_Toc２80081２26"4.2Ｉ/O接線圖?9HYPＥRLIＮＫ\ｌ"_Toc28008122７＂4．3I/O分配表 PAGERＥＦ_Toc2800８1227\ｈ9HYPERLINK＼l”＿Toc2８008１22８”４.4梯形圖 １0HYPEＲLINK6．設(shè)計(jì)小結(jié) １3HYPERLIＮK\l”_Toｃ２8008１２32"參考文獻(xiàn)?14緒言目前，飲料的灌裝生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求,產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方面發(fā)展。因此，飲料廠的自動(dòng)化灌裝生產(chǎn)線中有越來越多的機(jī)器在使用先進(jìn)的灌裝技術(shù)來提高機(jī)器的自動(dòng)化控制水平和生產(chǎn)效率.而應(yīng)用PLC完成電氣部分的控制是工業(yè)自動(dòng)化電氣控制的主要發(fā)展方向。本次課設(shè)主要介紹全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線的基本概念。全自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線是由數(shù)臺(tái)自動(dòng)灌裝機(jī)械經(jīng)控制系統(tǒng)進(jìn)行集中控制，并按照各自功能完成一定任務(wù)進(jìn)行順序、連續(xù)生產(chǎn)的一系列機(jī)器組合.通過對(duì)飲料罐裝自動(dòng)控制的介紹，使我們對(duì)灌裝這個(gè)行業(yè)有了更深的了解，也對(duì)自動(dòng)化這個(gè)名詞有了進(jìn)一步的了解。我國的飲料罐裝自動(dòng)化相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國家來講還有很大的差距。設(shè)備陳舊,技術(shù)落后，成為阻礙我們灌裝行業(yè)發(fā)展的一個(gè)嚴(yán)重問題。鑒于這些問題，我國企業(yè)不斷發(fā)展自身的實(shí)力，逐步朝著生產(chǎn)高速化、設(shè)備結(jié)構(gòu)合理化、設(shè)備的多功能化、設(shè)備的綠色化、控制的智能化等方向發(fā)展推出適合自己需求的產(chǎn)品來.本次課設(shè)就是朝著這個(gè)方向進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)認(rèn)務(wù)１．1課題內(nèi)容飲料灌裝生產(chǎn)流水線PLC梯形圖控制程序設(shè)計(jì)和調(diào)試1。2控制要求（1)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（報(bào)警方式為紅燈以0.３S時(shí)間間隔閃爍）。(3）灌裝完一瓶須進(jìn)行稱重比較:若大于或等于７00克為正品,并計(jì)數(shù)1次，計(jì)數(shù)滿24瓶為一箱,并令蜂鳴器報(bào)警一次(鳴響１s)；若小于７00克則為次品，同時(shí)也計(jì)數(shù)１次，計(jì)滿２４瓶為一箱,并令蜂鳴器報(bào)警一次（鳴響2s)瓶裝飲料的重量以模擬量的形式自模擬量通道A／D輸入（重量Kg與模擬量電壓輸入及數(shù)字量的對(duì)應(yīng)值可以自己設(shè)定)。（４)可以手動(dòng)對(duì)計(jì)數(shù)值及定時(shí)器清零(復(fù)位）１.３課題要求（1)I／O編址（２）編程并調(diào)試(３)Ｉ/O端子接線圖總體設(shè)計(jì)方案2.1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)圖2。1所示：圖2．1飲料灌裝流水線的基本結(jié)構(gòu)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流通。通過輸入ＰＬＣ軟件程序，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.硬件控制設(shè)計(jì)３。1PＬC的選擇ＰLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)：PＬC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PＬC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CＰU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式ＰLC包括ＣPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置.PLC編程簡(jiǎn)介體積小，重量輕,耗電少，接線編程簡(jiǎn)單，可靠性高,反應(yīng)快，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。PLC一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠性好，設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工商業(yè)界廠商的極大關(guān)注,生產(chǎn)PLC的廠商孕起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在ＰLC中應(yīng)用,是PLＣ的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)。ＰＬC常用程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介方源可編程控制器程序設(shè)計(jì)語言。在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。其中梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語言。是最廣泛，最受歡迎的一種編程語言.它采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果.每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系.在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面.梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉,因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。（2）選擇ＰLC：三菱公司是日本生產(chǎn)PLC的主要廠家之一.該公司生產(chǎn)的FX2Ｎ系列機(jī)型屬于高性能疊裝式機(jī)型，是三菱公司上網(wǎng)典型產(chǎn)品,ＦＸ2N系列ＰLC具有數(shù)十種編程元件。FX2N系列PLC編程元件的編號(hào)分為兩部分：第一部分是代表功能的字母。如輸入繼電器勇“X”表示、輸出繼電器用“Y”表示.第二部分為數(shù)字。數(shù)字為該器件的序號(hào)。根據(jù)所需的用戶輸入輸出設(shè)備及I/O點(diǎn)數(shù),選擇FX2N系列型的ＰLC就可以滿足控制系統(tǒng)的要求３.２傳感器的選擇通過對(duì)各個(gè)傳感器的工作環(huán)境和用途的分析確定各個(gè)傳感器的型號(hào)為灌裝監(jiān)測(cè)傳感器選型為：光電傳感器（熱型紅外線傳感器)稱重監(jiān)測(cè)傳感器的選型為：壓力傳感器（壓阻式）用紅外線傳感器來監(jiān)測(cè)空瓶子的到來后動(dòng)作,起到接通開關(guān)的作用.它是利用被測(cè)物體熱輻射引起敏感元件溫度的變化進(jìn)行測(cè)量。常溫下工作且價(jià)格更便宜，不受可見光的影響。壓電電阻型半導(dǎo)體壓力傳感器，靈敏度高，輸出信號(hào)大，響應(yīng)速度快，性能穩(wěn)定且電阻值可在較寬的范圍內(nèi)調(diào)整以適應(yīng)不同需要。３.3硬件電路的設(shè)計(jì)電氣控制原理圖如圖3。1所示:圖3.１電氣控制原理圖圖３.1中斷路器QF１、ＱF２、QF3、QF4、QF5將三相電源引入，同時(shí)QF1、QF2、ＱF3、QＦ4、QF5為電路提供短路保護(hù)。電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)分別由三個(gè)繼電器提供。軟件控制設(shè)計(jì)４。1系統(tǒng)流程圖圖４.1飲料罐裝生產(chǎn)流水線系統(tǒng)流程圖4.2I/O接線圖圖4.2I／O接線圖4.3Ｉ／O分配表類別元件ＰＬC元件作用輸入（Ｉ）ＳB０XＯ啟動(dòng)按鈕ＳB1X１停止按鈕SB２X2光電傳感器ＳB３X3壓力傳感器１SＢ4X4壓力傳感器2ＳＢ５X5手動(dòng)清零輸出（Ｏ）KM１Y1啟動(dòng)傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)ＫM2Y2驅(qū)動(dòng)灌裝設(shè)備ＫM3Y3啟動(dòng)正品傳送帶KM4Y4啟動(dòng)次品傳送帶HRＹ5報(bào)警顯示HＡY6蜂鳴器響４。４梯形圖4。５指令表ＬDX０LDT２ＯＵTT４ORM0ANＩT1Ｋ10ＯＵTM0OＵTY5OUＴM3ＬＤM0LDＭ2LDC1OＲY1ANＤＸ３ＲSＴC1AＮIＸ1OＲＹ3LＤC2OＵTM2AＮＩX4ＯＲM4AＮIM１O(jiān)UＴＹ3ANＩT5OUTY1LDX3OUTＴ5LＤＸ2ＯＵTC1Ｋ2０OＲM１K24ＯUTM４ANIT１LDM2LDC２ＯUTＭ1ANＤX4RSTC2LDM1ＯＲＹ４LDX5OUTＴ0ANIX3ZRSTT0K１0OUTY４T5ＬDT0LDX4ZＲSTC1OUTＹ2OUＴC２C2OUＴT1K２4ENDK50LDＭ3LＤT0AＮIT4ANIT3LDM４OUTＴ2AＮＩT５K3OＵTY６LＤT2ＬＤＣ1OＵTT３ORＭ3K３ＡＮＩT４5.調(diào)試說明（１）在電腦上安裝GX—Ｄeｖｅloper軟件，程序編號(hào)后,將程序輸入ＧX—Ｄeveｌopeｒ軟件中,在電腦上進(jìn)行初步仿真調(diào)試。(2）先將PLC程序傳入程序控制器中.（3)對(duì)各個(gè)輸入I/Ｏ口給信號(hào)處理，看各個(gè)輸出口是否有相應(yīng)的輸出，如果沒有按照設(shè)計(jì)要求輸出，對(duì)程序進(jìn)行更改,直到各輸出口有相應(yīng)的輸出.（４)如果條件允許的話，用編程軟件將程序輸入PＬC中，在確認(rèn)ＰLC的電源、外部接線和程序輸入無誤的情況下，接通電源，按照流程圖的順序進(jìn)行調(diào)試，最終使整個(gè)系統(tǒng)能準(zhǔn)確、可靠的工作6。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