啤酒清洗灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p>　　啤酒清洗灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)備是專為啤酒桶的清洗、消毒設(shè)計(jì)的。該設(shè)備可以自動(dòng)完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500。本機(jī)主要由機(jī)架、電氣控制箱、電磁閥、氣動(dòng)元件、氣沖系統(tǒng)和水路系統(tǒng)組成。本機(jī)控制單元采用以三菱

2、公司的可編程控制器為核心對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。由于可編程控制器在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，已在機(jī)械制造、發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。本文討論的是PLC在實(shí)際工業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞： ＰＬＣ ；管路系統(tǒng)； 清洗機(jī)</p><p>　　

3、Beer Cleaning Filling Control System Design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This equipment designed for cleaning and sterilizing casks. The equipment is automatic. The key processe

4、s contain discharging remnants, swilling with water, swilling with disinfectant, swilling with aseptic water and inflating with CO2. The height of cask is 360—560.The diameter is 250—500. The equipment is made of chassis

5、, control unit, electromagnetic valve and piping. The center of manipulative unit is the MITSUBISHI PLC. PLC controls all of the running processes. Applied meaning that program</p><p>　　onics etc profession

6、craft the equipment's electricity control the aspect got the extensive application. It have the function strong and big, the usage is dependable, maintain the many advantage of simple etc., and already and gradually

7、replaced after the logic control of the electric appliances electric circuit in a lot of places. But what the text discussion is a PLC in the actual industry to control the system's application. </p><p>

8、　　Key Words: PLC Piping Cleaning Machine</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p>　　摘 要I</p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　目　　錄III</b></p>&l

9、t;p><b>　　插圖清單V</b></p><p><b>　　表格清單VI</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p><b>　　第1章 緒論2</b></p><p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景2</

10、p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容2</p><p>　　1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義3</p><p>　　第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案4</p><p><b>　　2.1 清洗機(jī)4</b></p><p>　　2.2 清洗機(jī)的用途特點(diǎn)4</p><p>　

11、　2.2.1清洗機(jī)用途及使用范圍4</p><p>　　2.2.2清洗特點(diǎn)4</p><p><b>　　2.3總體要求5</b></p><p>　　第3章 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則6</p><p>　　3.2 PLC的選型

12、6</p><p>　　3.2.1 控制功能6</p><p>　　3.2.2 I/O模塊及點(diǎn)數(shù)7</p><p>　　3.2.3 PLC輸出類型選擇7</p><p>　　3.3水位控制器8</p><p><b>　　3.4電磁閥8</b></p><p>&

13、lt;b>　　3.5 接觸器9</b></p><p>　　3.6 指示燈選擇9</p><p><b>　　3.7空氣開關(guān)9</b></p><p>　　3.8 保護(hù)措施/繼電器9</p><p>　　3.9 線圈保護(hù)裝置10</p><p>　　第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

14、11</p><p>　　4.1 PLC控制電路設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1.1 I/O口分配表11</p><p>　　4.1.2 電氣原理圖12</p><p>　　4.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試13</p><p>　　4.2.1 編程軟件13</p><p>　　4.2.

15、2 主程序13</p><p><b>　　結(jié)論和展望26</b></p><p><b>　　致謝27</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　附錄A：外文文獻(xiàn)及譯文29</p><p>　　附錄B：主要

16、文獻(xiàn)摘要37</p><p><b>　　插圖清單</b></p><p>　　圖2- 1清洗機(jī)4</p><p>　　圖3- 1三菱FX2N-64MR0018</p><p>　　圖3- 2水位控制器8</p><p>　　圖3- 3電磁閥8</p><p>　

17、　圖3- 4接觸器9</p><p>　　圖3- 5空氣開關(guān)9</p><p>　　圖3- 6 線圈保護(hù)裝置10</p><p>　　圖4-1電氣原理圖13</p><p>　　圖4- 2梯形圖25</p><p><b>　　表格清單</b></p><p>　

18、　表4- 1I/O口分配表11</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　啤酒灌裝的形式有瓶裝（玻璃、聚酯塑料）、罐（聽）裝、桶裝等，其中國內(nèi)瓶裝熟啤酒所占比例最大，近年來瓶裝純生啤酒的生產(chǎn)量逐步增大，旺季桶裝啤酒的銷售形勢(shì)也比較樂觀。</p><p>　　啤酒包裝源于桶裝，由于包裝簡(jiǎn)便、成本低、口味新鮮，近年來受到企業(yè)的

19、重視。桶裝啤酒目前包裝容器一般采用不銹鋼桶或不銹鋼內(nèi)膽、帶保溫層的保鮮桶，桶的規(guī)格有50L、30L、20L、10L、5L等。包裝前，啤酒一般要經(jīng)瞬間殺菌處理或經(jīng)無菌過濾處理。采用無菌過濾、無菌包裝的純生啤酒日益受到消費(fèi)者的歡迎，純生啤酒的市場(chǎng)份額逐步增加，發(fā)展形勢(shì)十分樂觀。  因而對(duì)于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場(chǎng),本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計(jì)。</p><p><b>

20、　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1本課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　1968年，美國最大的汽車制造商——通用汽車公司為滿足市場(chǎng)需求，適應(yīng)汽車生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，將汽車的生產(chǎn)方式由大批量、少品種轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨俊⒍嗥贩N。為此要解決因汽車不斷改型而重新設(shè)計(jì)汽車裝配線上各種繼電器的控制線路問題，要尋求一種比繼電器更可靠，響應(yīng)速度更快，功能更強(qiáng)大的通用工業(yè)控制器。

21、于是可編程控制器應(yīng)運(yùn)而生，1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，從此，PLC開始活躍于控制領(lǐng)域。而且其影響也越來越大，應(yīng)用也越來越廣泛。</p><p>　　70年代后期，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，使PLC從開關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過程控制域，真正成為一種電子計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC（programmable controller）.但由于PC容易

22、與個(gè)人計(jì)算機(jī)（programmable computer）相混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程器的縮寫。</p><p>　　1985年國際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：</p><p>　　可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，

23、并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程。</p><p>　　PLC是繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，所以它在數(shù)學(xué)處理、順序控制方面具有一定優(yōu)勢(shì)。繼電器在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（1）邏輯運(yùn)算（2）弱電控制強(qiáng)電。</p><p>　　PLC是集自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制裝置，已躍居工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC、ROBOT、CAD/CAM）的首

24、位?？删幊炭刂破?，簡(jiǎn)稱PLC。它在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設(shè)備。 具有1.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 2.設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 4.功能強(qiáng)、通用性好 5.開發(fā)周期短，成功率高 6.體積小，重量輕、功耗底等特點(diǎn)。具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。與繼電——接觸器系統(tǒng)相比系統(tǒng)更加可靠；占位空間比繼電—

25、—接觸器控制系統(tǒng)??；價(jià)格上能與繼電——接觸器控制系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、觸器與于之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。</p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展,人們生活水平的提高，人們可以花更多的時(shí)間和金錢來改善自己的飲食，許多場(chǎng)合都將用到啤酒,而且這個(gè)市場(chǎng)也越來越大

26、，所以生產(chǎn)啤酒及保鮮的桶也將隨之增漲,因而對(duì)于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場(chǎng)。本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計(jì),既然是將投入應(yīng)用,同樣是清洗消毒的設(shè)備,那就要考慮其性能比,這就要求其在保證功能和質(zhì)量的前提下,所需費(fèi)用要有優(yōu)勢(shì)，本設(shè)備采用PLC全程控制，所用的材料都考慮了使用條件和范圍以及所需費(fèi)用,其工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—?dú)鉀_—消毒液清洗——?dú)鉀_—無菌水清洗——?dú)鉀_——CO2備壓—停止，操作簡(jiǎn)單,效率高,易于大規(guī)模

27、和單個(gè)用戶使用。</p><p>　　1.3本課題設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　本設(shè)備是專為啤酒桶的清洗、消毒設(shè)計(jì)的。該設(shè)備可以自動(dòng)完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500。本機(jī)主要由機(jī)架、電氣控制箱、電磁閥、氣動(dòng)元件、氣沖系統(tǒng)和水路系統(tǒng)組成。本機(jī)控制單元采用以三菱公司的可編程控制器為核心對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。由于可編程

28、控制器在工業(yè)控制方面的應(yīng)用意義日趨明顯，已在機(jī)械制造、發(fā)電、化工、電子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)單等許多優(yōu)點(diǎn)，并且在很多地方已逐步取代了繼電器電路的邏輯控制。本文討論的是PLC在實(shí)際工業(yè)控制系統(tǒng)的應(yīng)用。</p><p>　　第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　2.1 清洗機(jī)</b></p&g

29、t;<p>　　隨著社會(huì)的發(fā)展,人們生活水平的提高，人們可以花更多的時(shí)間和金錢來改善自己的飲食，許多場(chǎng)合都將用到啤酒,而且這個(gè)市場(chǎng)也越來越大，所以生產(chǎn)啤酒及保鮮的桶也將隨之增漲,因而對(duì)于啤酒桶的清洗也是一次重要工種和很大的市場(chǎng)。本設(shè)備就是在這種情況下萌生的設(shè)計(jì),既然是將投入應(yīng)用,同樣是清洗消毒的設(shè)備,那就要考慮其性能比,這就要求其在保證功能和質(zhì)量的前提下.所需費(fèi)用要有優(yōu)勢(shì).本設(shè)備采用PLC全程控制，所用的材料都考慮了使用條

30、件和范圍以及所需費(fèi)用，其工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—?dú)鉀_—消毒液清洗——?dú)鉀_—無菌水清洗——?dú)鉀_——CO2備壓—停止。，操作簡(jiǎn)單,效率高,易于大規(guī)模和單個(gè)用戶使用。</p><p>　　2.2 清洗機(jī)的用途特點(diǎn)</p><p><b>　　圖2- 1清洗機(jī)</b></p><p>　　2.2.1清洗機(jī)用途及使用范圍

31、 </p><p>　　本設(shè)備是專為啤酒保鮮容器（包括不銹鋼、塑料保鮮桶及扎啤桶）的清洗、消毒設(shè)計(jì)的。該設(shè)備可以自動(dòng)完成清洗消毒及CO2備壓等全部工序。本設(shè)備為倒置清洗方式適用桶的尺寸為高度H360—H560，直徑Φ250—Φ500即容積為5L，10L，20L的標(biāo)準(zhǔn)啤酒桶。</p><p>　　工作原理：本機(jī)控制單元采用以三菱公司的可編程

32、控制器為核心對(duì)機(jī)器進(jìn)行全過程控制。主要工作過程為桶定位—排殘酒—清水清洗—?dú)鉀_—消毒液清洗——?dú)鉀_—無菌水清洗——?dú)鉀_——CO2備壓—停止。</p><p><b>　　2.2.2清洗特點(diǎn)</b></p><p>　?。?）清洗時(shí)，每次清洗液均由內(nèi)圈注入，由內(nèi)圈注入可利用清洗液的壓力直接沖刷酒桶底部。</p><p>　?。?）清洗液注滿后進(jìn)行

33、氣沖，即內(nèi)外圈同時(shí)充入大量氣體使桶內(nèi)清洗液“沸騰”，用氣泡破裂的力量清洗酒桶內(nèi)壁，排液時(shí)內(nèi)外圈同時(shí)排液。為保證酒桶內(nèi)盡可能不含氧氣及不潔凈氣體，所以氣沖時(shí)用CO2。</p><p>　?。?）為保證出酒壓力和酒液品質(zhì)，最后應(yīng)進(jìn)行CO2備壓。</p><p><b>　　2.3總體要求</b></p><p>　　PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)

34、，準(zhǔn)備好啟動(dòng)。</p><p>　　（1）桶定位 按下啟動(dòng)按扭，氣壓缸下壓啤酒桶2秒，使清洗頭將桶蓋頂開</p><p>　?。?）排殘酒 1秒后清水閥開、清水循環(huán)閥開，1秒后排出閥開，排出殘酒，14秒后排出閥關(guān)；</p><p>　?。?）清水清洗|氣沖 |消毒液清洗 |氣沖 16秒后清水閥關(guān)、清水循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，1秒后排出閥開，4秒

35、后氣沖閥關(guān)、排出閥關(guān)、消毒液閥開、消毒循環(huán)閥開、消毒液回流閥開，32秒后消毒液閥關(guān)、消毒循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，6秒后氣沖閥關(guān)、消毒液回流閥關(guān)、清水閥開、清水循環(huán)閥開</p><p>　　（4）無菌水清洗|氣沖 1秒排出閥開，6秒后清水閥關(guān)、清水循環(huán)閥關(guān)、氣沖閥開，1秒排出閥開，6秒后氣沖閥關(guān)、排出閥關(guān)</p><p>　?。?）CO2備壓 1秒后CO2閥開，4秒后自動(dòng)停機(jī)&l

36、t;/p><p>　　第3章 PLC控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　1. 最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求</p><

37、p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國內(nèi)、國外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。</p><p>　　2. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠</p

38、><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。</p><p>　　3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p>　　一個(gè)新的

39、控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。</p><p>　　4. 適應(yīng)發(fā)展的需要</p><

40、;p>　　由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。</p><p>　　3.2 PLC的選型</p><p>　　3.2.1 控制功能</p><p><b>　　1.邏輯控制功能

41、</b></p><p>　　邏輯控制功能是PLC最基本功能之一,是PLC最基本的應(yīng)用領(lǐng)域，可取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制和順序控制。在單機(jī)控制、多機(jī)群控和自動(dòng)生產(chǎn)線控制方面都有很多成功的應(yīng)用實(shí)例。</p><p><b>　　2.定時(shí)控制功能</b></p><p>　　定時(shí)控制功能是PLC的最基本功能之一。PLC中有許

42、多可供用戶使用的定時(shí)器，功能類似于繼電器線路中的時(shí)間繼電器。定時(shí)器的設(shè)定值(定時(shí)時(shí)間)可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)動(dòng)過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。同時(shí)PLC還提供了高精度的時(shí)鐘脈沖，用于準(zhǔn)確實(shí)時(shí)控制。 </p><p><b>　　3.計(jì)數(shù)控制功能</b></p><p>　　計(jì)數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一。PLC為用戶提供許多計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到某一數(shù)

43、值時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)(計(jì)數(shù)值到)，利用該狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作的計(jì)數(shù)控制。 計(jì)數(shù)器的設(shè)定值可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過程中根據(jù)需要進(jìn)行修改。</p><p>　　3.2.1 I/O模塊及點(diǎn)數(shù)</p><p>　　輸入/輸出接口通常也稱I / O 單元或I / O 模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接通道。</p><p>　　PLC輸入接口---用戶設(shè)備需輸

44、入PLC的各種控制信號(hào)，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其它一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量(要通過模數(shù)變換進(jìn)入機(jī)內(nèi))等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成中央處理單元能夠接收和處理的信號(hào)，用這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。</p><p>　　PLC輸出接口---路將中央處理單元送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器、電機(jī)等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。</p&g

45、t;<p>　　I / O 接口的作用：</p><p>　　電平轉(zhuǎn)換功能：由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信號(hào)是標(biāo)準(zhǔn)電平信號(hào)。</p><p>　　I / O 接口的類型：</p><p>　　開關(guān)量輸入/輸出接口</p><p>　　模擬量輸入/輸出接口</p>

46、<p>　　輸入/輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)：</p><p>　　PLC的I/O點(diǎn)數(shù)是指PLC的I/O接口所能接受的輸入信號(hào)個(gè)數(shù)和輸出信號(hào)個(gè)數(shù)的總和。本次設(shè)計(jì)的全自動(dòng)洗衣機(jī)需要8個(gè)輸入點(diǎn)，11個(gè)輸出點(diǎn)。</p><p>　　3.2.2 PLC輸出類型選擇</p><p>　　PLC的輸出類型有繼電器和晶體管兩種類型，兩者的工作參數(shù)差別較大，</p>

47、<p>　　1．繼電器和晶體管輸出工作原理</p><p>　　繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中。電磁式繼電器是一種機(jī)電元件，通過機(jī)械動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)觸點(diǎn)的通斷，是有觸點(diǎn)元件。</p><p>　　晶體管是一種電子元件，它是通過基極電流來控制集電極與發(fā)射極的導(dǎo)通。它是無觸點(diǎn)元件。 </p>&

48、lt;p>　　2．繼電器與晶體管輸出的主要差別 </p><p>　　由于繼電器與晶體管工作原理的不同，導(dǎo)致了兩者的工作參數(shù)存在了較大的差異。</p><p>　　（1）驅(qū)動(dòng)負(fù)載不同 </p><p>　　繼電器型可接交流220V或直流24V負(fù)載，沒有極性要求；晶體管型只能接直流24V負(fù)載，有極性要求。繼電器的負(fù)載電流比較大可以達(dá)到2A，晶體管負(fù)載電流為0.2

49、-0.3A。同時(shí)與負(fù)載類型有關(guān)。</p><p><b>　?。?）響應(yīng)時(shí)間不同</b></p><p>　　繼電器響應(yīng)時(shí)間比較慢（約10ms-20ms），晶體管響應(yīng)時(shí)間比較快，約0.2ms-0.5ms，Y0、Y1甚至可以達(dá)到10 us。</p><p><b>　?。?）使用壽命不同</b></p>

50、<p>　　繼電器由于是機(jī)械元件受到動(dòng)作次數(shù)的壽命限制，且與負(fù)載容量有關(guān)，隨著負(fù)載容量的增加，觸點(diǎn)壽命幾乎按級(jí)數(shù)減少。晶體管是電子原件只有老化，沒有使用壽命限制。</p><p>　　3．繼電器與晶體管輸出選型原則</p><p>　　繼電器型輸出驅(qū)動(dòng)電流大，響應(yīng)慢，有機(jī)械壽命，適用于驅(qū)動(dòng)中間繼電器、接觸器的線圈、指示燈等動(dòng)作頻率不高的場(chǎng)合。晶體管輸出驅(qū)動(dòng)電流小，頻率高，壽命

51、長(zhǎng)，適用于控制伺服控制器、固態(tài)繼電器等要求頻率高、壽命長(zhǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合。在高頻應(yīng)用場(chǎng)合，如果同時(shí)需要驅(qū)動(dòng)大負(fù)載，可以加其他設(shè)備（如中間繼電器，固態(tài)繼電器等）方式驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　綜上所述：啤酒清洗機(jī)控制采用三菱公司的FX2N系列整體式PLC。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，故選擇PLC的型號(hào)為FX2N-64MR001，如圖3.1所示。</p><p>　　圖3- 1三菱FX2N-64MR001<

52、/p><p><b>　　3.3水位控制器</b></p><p>　　水位控制器是指通過機(jī)械式或電子式的方法來進(jìn)行高低水位的控制，可以控制電磁閥、水泵等，成為水位自動(dòng)控制器或水位報(bào)警器，從而來實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化或者全自動(dòng)化。</p><p>　　圖3- 2水位控制器</p><p><b>　　3.4電磁閥</b

53、></p><p>　　電磁閥是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。</p><p><b>　　圖3- 3電磁閥</b></p&g

54、t;<p><b>　　3.5 接觸器</b></p><p>　　接觸器(Contactor)是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng)，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合

55、，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開。</p><p><b>　　圖3- 4接觸器</b></p><p><b>　　3.6 指示燈選擇</b></p><p>　　LED發(fā)光二極管優(yōu)點(diǎn)：壽命長(zhǎng)、耗能低，價(jià)格低廉，應(yīng)用非常靈活，控制極為方便，只要

56、調(diào)整電流，就可以隨意調(diào)光，不同光色的組合變化多端。</p><p>　　LCD是一種液晶顯示器，其有微功耗，顯示豐富，質(zhì)量高，接口簡(jiǎn)單，超薄輕巧等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　CTR的優(yōu)點(diǎn)是顯示面積大，效率高。</p><p>　　綜上所述：使用LED比較合適，因?yàn)榍逑礄C(jī)上的顯示不需要太復(fù)雜，LED使用起來簡(jiǎn)單方便又便宜，而LCD的顯示亮度不夠，CTR比較占空間使用不

57、方便。</p><p><b>　　3.7空氣開關(guān)</b></p><p>　　空氣開關(guān)是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中非常重要的一種電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接觸和分?jǐn)嚯娐吠?，尚能?duì)電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路．嚴(yán)重過載及欠電壓等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)也可以用于不頻繁地啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)。</p><p><b>　　圖3- 5空氣開

58、關(guān)</b></p><p>　　3.8 保護(hù)措施/繼電器</p><p>　　繼電器是一種電控制器件。它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路）之間的互動(dòng)關(guān)系。通常應(yīng)用于自動(dòng)化的控制電路中，它實(shí)際上是用小電流去控制大電流運(yùn)作的一種“自動(dòng)開關(guān)”。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。</p><p>　　過載保護(hù)：就是當(dāng)電源停電

59、或者由于某種原因電源電壓降低過多(欠壓)時(shí)，保護(hù)裝置能使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源上切除。因?yàn)楫?dāng)失壓或欠壓時(shí)，接觸器線圈電流將消失或減小，失去電磁力或電磁力不足以吸住動(dòng)鐵心，因而能斷開主觸頭，切斷電源。</p><p>　　熱繼電器是比較理想的自我保護(hù)的設(shè)備，在工業(yè)應(yīng)用中一般，都用熱繼電器來過載保護(hù)。</p><p>　　失壓保護(hù)：就是當(dāng)電源停電或者由于某種原因電源電壓降低過多(欠壓)時(shí)，保護(hù)裝置能

60、使電動(dòng)機(jī)自動(dòng)從電源上切除。因?yàn)楫?dāng)失壓或欠壓時(shí)，接觸器線圈電流將消失或減小，失去電磁力或電磁力不足以吸住動(dòng)鐵心，因而能斷開主觸頭，切斷電源。</p><p>　　過流保護(hù)：很多電子設(shè)備都有個(gè)額定電流，不允許超過額定電流，不然會(huì)燒壞設(shè)備。所以有些設(shè)備就做了電流保護(hù)模塊。當(dāng)電流超過設(shè)定電流時(shí)候，設(shè)備自動(dòng)斷電，以保護(hù)設(shè)備。</p><p>　　3.9 線圈保護(hù)裝置</p><p

61、>　　清洗機(jī)的排水、進(jìn)水電磁閥是一個(gè)很重要的部件，它的負(fù)擔(dān)很重、受力很大，由于它是雙線圈電磁閥，通過機(jī)械觸點(diǎn)進(jìn)行切換，在此過程中，觸點(diǎn)間存在較為嚴(yán)重的大火現(xiàn)象，因此，觸電的燒傷、電腐蝕在所難免，損壞的幾率是比較大的。因此在線圈的兩端并聯(lián)了電容與電阻串聯(lián)的電路構(gòu)成回路，起到釋放線圈中電流的作用。線圈保護(hù)裝置如圖3.6所示：</p><p>　　圖3- 6 線圈保護(hù)裝置</p><p>

62、　　第4章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 PLC控制電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1.1 I/O口分配表</p><p>　　表4- 1I/O口分配表</p><p>　　4.1.2 電氣原理圖</p><p>　　電氣系統(tǒng)以三菱PLC為核心，包括三菱FX2N-64MR001PLC、電磁閥、水位控制器、

63、交流接觸器、繼電器等，實(shí)現(xiàn)電控制氣，從而氣控制氣或氣控制液的氣、電、液相互控制的電氣控制方式。</p><p><b>　　圖4-1電氣原理圖</b></p><p>　　4.2控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)調(diào)試</p><p>　　4.2.1 編程軟件</p><p>　　編程軟件采用三菱公司為其生產(chǎn)的PLC而設(shè)計(jì)的編程軟件GX D

64、eveloper 8.86版本。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、 ST及FB、Label語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能,結(jié)構(gòu)化程序的編寫(分部程序設(shè)計(jì))，可制作成標(biāo)準(zhǔn)化程序, 在其它同類系統(tǒng)中使用。</p><p>　　本軟件包適用于三菱（MITSUBISHI FA）FX0N/1N/1S

65、/2N/2NC、AnS/AnA、MELSEC-全系列工控PLC系統(tǒng)的程序編制</p><p><b>　　4.2.2 主程序</b></p><p><b>　　1.桶定位</b></p><p><b>　　2.排殘酒</b></p><p><b>　　3.清水清

66、洗，氣沖</b></p><p>　　4.消毒液清洗，氣沖</p><p>　　5.無菌水清洗，氣沖</p><p><b>　　6.二氧化碳備壓</b></p><p><b>　　圖4- 2梯形圖</b></p><p><b>　　結(jié)論和展望<

67、;/b></p><p>　　時(shí)光流逝，不知不覺我的大學(xué)生涯即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近尾聲。本設(shè)計(jì)課題為基于PLC的啤酒清洗灌裝控制系統(tǒng)，主要研究灌裝過程中啤酒桶的清洗，其實(shí)灌裝不只用到啤酒桶，有的也用瓶裝，但是考慮到大多數(shù)但是用桶裝，所以這里我主要介紹啤酒桶的清洗方式。</p><p>　　在設(shè)計(jì)之初，我查詢了大量有關(guān)啤酒桶清洗的資料。啤酒桶清洗是一項(xiàng)投入應(yīng)用的設(shè)備，那就要考慮到成本

68、問題。在保證功能和質(zhì)量的前提下,所需費(fèi)用要有優(yōu)勢(shì)，本設(shè)備采用PLC全程控制，所用的材料都考慮了使用條件和范圍以及所需費(fèi)用,其工作過程為排殘液---清水沖洗----消毒液沖洗---無菌水沖洗--- CO2備壓，操作簡(jiǎn)單,效率高,易于大規(guī)模和單個(gè)用戶使用。</p><p>　　在課題設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)了很多問題，當(dāng)然在處理問題的同時(shí)，我也學(xué)到了很多有用的東西。撇開專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用，在

69、一番摸索和請(qǐng)教中，終于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近完成。由于時(shí)間緊迫，且個(gè)人能力有限，雖然總體設(shè)計(jì)要求達(dá)到了，但并沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真。沒有進(jìn)行系統(tǒng)仿真，很多隱藏的問題就沒辦法進(jìn)行很好的解決。所以，客觀的說，我所設(shè)計(jì)的啤酒清洗灌裝控制系統(tǒng)是簡(jiǎn)單片面的，對(duì)此，我感覺很遺憾，更加認(rèn)識(shí)到自身的不足。</p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)程中，我仔細(xì)梳理了所學(xué)的理論知識(shí)，結(jié)通過實(shí)際的應(yīng)用，更加牢固的掌握了它們，也學(xué)習(xí)到很多書本上所沒

70、有的知識(shí)，如，一個(gè)系統(tǒng)好，但廠家不一定會(huì)用最好的，而是用性價(jià)比最高的，或者說最能讓他們利益最大化的那個(gè)，我們說設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，大多都脫離實(shí)際更貼近理想化。我希望在以后的工作中，自己能因地制宜，很好的將所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際相結(jié)合，將自己的工作干好、干精。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西也發(fā)現(xiàn)了自己很多的不足。撇開

71、專業(yè)知識(shí)不談，就設(shè)計(jì)所需的軟件工具，有很多我都不會(huì)運(yùn)用。這才發(fā)現(xiàn)書本上的東西如果沒有輔助的技能是發(fā)揮不出來很大的作用的。我們只有不斷的學(xué)習(xí)新興知識(shí)，不斷的充實(shí)自己，才能不被社會(huì)所淘汰。</p><p>　　通過查詢圖書，翻閱資料，在網(wǎng)上搜索資料，和老師、同學(xué)溝通，我順利完成了自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)對(duì)我的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行了充分的考察，如果有時(shí)間和機(jī)會(huì)，我希望能繼續(xù)對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行深入研究和探索。另外要感謝我的指導(dǎo)老師，在

72、設(shè)計(jì)的過程中給了我很大的幫助，讓我感觸最深的是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)作風(fēng)。相信在以后的工作和生活中將使我受益匪淺。</p><p>　　2012年6月13日</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]李玉婷.三菱PLC應(yīng)用探討[J].機(jī)電信息，2011,30：58-59</p><p>　　[2]黃

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77、iscussion and future development[R] Electronic Test Equipment-principles and Applications. Princeton University. America</p><p>　　[14]Hill, Peter .Design of medium voltage cables: Cable design in Eastern El

78、ectricity PLC and how it has affected installation[R].IEE Colloquium.1994</p><p>　　附錄A：外文文獻(xiàn)及譯文</p><p>　　PLC technique discussion and future development</p><p><b>　　T.J.byers&l

79、t;/b></p><p>　　From:Electronic Test Equipment-principles and Applications. Princeton University. America</p><p>　　Along with the development of the ages, the technique that is nowadays is als

80、o gradually perfect, the competition plays more more strong; the operation that list depends the artificial has already can't satisfied with the current manufacturing industry foreground, also can't guarantee the

81、 request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise.</p><p>　　The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantitie

82、s for people up of assurance, also eased the personnel's labor strength, reduce the establishment on the personnel. The target control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent

83、 turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, governor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result. The researc</p><p>　　We come in sight o

84、f the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots control that the electri

85、c appliances can do for the low level only;And the PLC emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software control through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide.

86、</p><p>　　The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculationses of cost, as long as order the importation that the button s

87、witch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances,

88、but the exportation equipments direct conjunction of the small power can.</p><p>　　PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a people's

89、address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save th

90、e contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation; The I/ O add inner part is tired the input and</p><p>　　The PLC anti- interference is very an

91、d excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer become the topic that we fail, but stay to our is a concern to come to internal resources of m

92、ake use of the PLC to strengthen the control ability of the equipments for us, make our equipments more gentle.</p><p>　　PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of

93、 Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very ea

94、sy comprehended the PLC language, and a lot of non- electricity professional also very quickly know and go deep into to the PLC.</p><p>　　Is PLC one of the advantage above and only, this is also one part tha

95、t the people comprehend more and easily, in a lot of equipmentses, the people have already no longer hoped to see too many control buttons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small

96、is not a main error perhaps you can still accept; But lead even is a fatal error greatly is what we can't is tolerant of. New technique always for bringing more safe and convenient operation for us, make we a lo</

97、p><p>　　HMI the control not only only is reduced the control press button, increase the vivid of the control, more main of it is can sequence of, and at can the change data input to output the feedback with dat

98、a, control in the temperature curve of imitate but also can keep the manifestation of view to come out. And can write the function help procedure through a plait to provide the help of various what lies in one's powe

99、r, the one who make operate reduces the otiose error. Currently the HMI factory is</p><p>　　At a lot of situations, the list is is a smooth movement that can't guarantee the equipments by the control of

100、the single machine, but pass the information exchanges of the equipments and equipments to attain the result that we want. For example fore pack and the examination of the empress work preface, we will arrive wrapping in

101、formation feedback to examine the place, and examine the information of the place to also want the feedback to packing. Pass the information share thus to make both the </p><p>　　The PLC correspondence has a

102、lready come more more body now its value, at the PLC and correspondence between PLCs, can pass the communication of the information and the share of the datas to guarantee that of the equipments moderates mutually, the r

103、esult that arrive already to repair with each other. Data conversion the adoption RS232 between PLC connect to come to the transmission data, but the RS232 pick up a people and can guarantee 10 meters only of deliver the

104、 distance, if in the distance of</p><p>　　The PLC data transmission is just to be called a form to it in a piece of and continuous address that the data of the inner part delivers the other party, we, the PL

105、C of the other party passes to read data in the watch to carry on the operation. If the data that data in the watch is a to establish generally, that is just the general data transmission, for example today of oil price

106、rise, I want to deliver the price of the oil price to lose the oil ally on board, that is the share of the data; Bu</p><p>　　The form that information transport contain single work, the half a work and the d

107、ifference of a workses .The meaning of the single work also is to say both, a can send out only, but a can receive only, for example a spy he can receive the designation of the superior only, but can't give the super

108、ior reply; A work of half is also 2 and can can send out similar to accept the data, but can't send out and accept at the same time, for example when you make a phone call is to can't answer the phone, </p>

109、<p>　　The process that information transport also has synchronous and different step cent: The data line and the clock lines are synchronous when synchronous meaning lie in sending out the data, is also the data s

110、ignal and the clock signals to be carry on by the CPU to send out at the same time, this needs to all want the specialized clock signal each other to carry on the transmission and connect to send, and is constrained, the