畢業(yè)論文--基于plc的自動灌裝系統(tǒng)

1、<p>　　基于PLC礦泉水自動灌裝系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著時代的發(fā)展，科技的進(jìn)步，越來越多的行業(yè)正在向著自動化的方向發(fā)展。</p><p>　　1913年，汽車大王福特在他的工廠里設(shè)置第一條自動化生產(chǎn)線。之后自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)模式被迅速推廣，醫(yī)藥、汽車、食品等行業(yè)爭相使用高效率

2、、低成本的生產(chǎn)自動化生產(chǎn)線。</p><p>　　在飲料行業(yè)，自動化生產(chǎn)線的生產(chǎn)方式是推廣的最普及的一種生產(chǎn)模式，它促使灌裝的速度大幅提升，同時也使得灌裝精度更高，給企業(yè)帶來了不可小覷的生產(chǎn)力。</p><p>　　本文所涉及的礦泉水灌裝自動化生產(chǎn)線采用PLC控制，流量計計量，確保了灌裝的速度和精度。本設(shè)計采用三菱FX系列PLC及多電動機(jī)控制，對自動化生產(chǎn)線的噴頭、傳送帶以及攔截桿進(jìn)行多動

3、作的操作。</p><p>　　從我國基本國情的角度出發(fā)，國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國自動化生產(chǎn)線綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國自動化生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線的跨躍式發(fā)展。</p><p>　　關(guān)鍵詞：自動控制,PLC,灌裝,傳感器,生產(chǎn)線</p>

4、<p>　　BASED ON PLC MINERAI WATER AUTOMATIC FILLING SYSTEM DESIGN</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of The Times, the progress of science and technology,

5、more and more industry is moving towards the direction of automation. </p><p>　　In 1913, the ford in his factory set first automated production line. After automated production line production pattern is rap

6、id popularization, medical, automotive, food industry etc scramble to use high efficiency, low cost automated production line. </p><p>　　In beverage industry, automated production line mode of production is

7、to promote the most popular a kind of production mode, it causes the filling speed increases, but make the filling a higher precision, to bring enterprise cannot small gaze of productivity. </p><p>　　This pa

8、per involves the mineral water filling automation production line adopts PLC control, flowmeter metering, insure the filling speed and precision. The design USES mitsubishi FX series PLC and more motor control, automatic

9、 production lines sprayer, conveyors and intercept stem more action operation. </p><p>　　From the perspective of our country's basic conditions, the state's strategic needs of national economy market

10、 demand oriented, in order to improve our country comprehensive competitive capability and automatic production lines for the industrialization level target, use the method of system, selection of the early 21st century

11、in China can dominate automatic production lines and support the industrialization development and key technology supporting technologies, supporting technology as resear</p><p>　　KEY WORDS： automatic contro

12、l, plc, filling, sensors, production line </p><p><b>　　摘要1</b></p><p><b>　　第一章、緒論3</b></p><p>　　1．1自動化灌裝生產(chǎn)線的發(fā)展3</p><p>　　1．2本課題設(shè)計的內(nèi)容3</p&

13、gt;<p>　　1．3本課題設(shè)計的目的和意義3</p><p>　　第二章、方案總設(shè)計5</p><p>　　2.1控制方案設(shè)計5</p><p>　　2.2 記量控制設(shè)計6 </p><p>　　2.3傳送帶電氣控制設(shè)計7</p><p>　　第三章、硬件設(shè)計8</p>&l

14、t;p>　　3.1 PLC的選擇8</p><p>　　3.2 流量計選擇11</p><p>　　3.3電磁閥選型11</p><p>　　3.4微型電動機(jī)12</p><p>　　3.5傳感器選擇13</p><p>　　3.6硬件清單14</p><p>　　3.7 PL

15、C I/O分配表設(shè)計14</p><p>　　3.8 PLC外部接線圖15</p><p>　　第四章、軟件設(shè)計16</p><p>　　4.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計16</p><p>　　4.2 控制功能圖設(shè)計17</p><p>　　4.3 程序設(shè)計18</p><p>　　第五章

16、、系統(tǒng)維護(hù)與常見故障分析19</p><p>　　5.1自動化生產(chǎn)線的保養(yǎng)19</p><p>　　5.2自動化生產(chǎn)線常見故障分析19</p><p><b>　　結(jié)論21 </b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></p><p><b>

17、;　　致謝23</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1自動化灌裝生產(chǎn)線的發(fā)展</p><p>　　目前，就我國發(fā)展形勢而言，自動化生產(chǎn)線的引進(jìn)和快速發(fā)展是不可避免的其特點是高速度、高質(zhì)量、高精度，而且向大型化發(fā)展 為了適應(yīng)工業(yè)大生產(chǎn)，以獲取最佳經(jīng)濟(jì)效益的需要，各個行業(yè)尤其是飲料行業(yè)其

18、設(shè)備越來越趨向于大型化。商品的快速消耗，使我國必須加快商品生產(chǎn)的步伐并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。自動化生產(chǎn)線的發(fā)展，促使了我國的供求走向的健康有序的發(fā)展，也必然會慢慢滲透到我國的各個行業(yè)中。</p><p>　　據(jù)調(diào)查統(tǒng)計表明，飲料行業(yè)自引進(jìn)自動化生產(chǎn)線設(shè)備以來，生產(chǎn)力得到了大幅的提升，其產(chǎn)能大致提升為未引進(jìn)前的3-5倍。其中，灌裝精度更是手工灌裝所無法比擬的。由此可見，自動化生產(chǎn)線的引進(jìn)必然是大大的利于行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。

19、</p><p>　　自動化生產(chǎn)線的發(fā)展前景是不容小視的，就我國目前各大領(lǐng)域來說，依然有很多行業(yè)還未觸及到自動化生產(chǎn)線，也就是說，其產(chǎn)能還未得到有效的開發(fā)，而且機(jī)電一體化技術(shù)是當(dāng)前飲料機(jī)械設(shè)備發(fā)展的最重要的趨勢?？删幊绦蚩刂破髌毡閼?yīng)用于飲料機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)中，大型設(shè)備采用計算機(jī)控制，故障自我診斷，有信號顯示，實現(xiàn)了智能化。生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)含量高、可靠性高，全生產(chǎn)線的自控水平高和全線效率高。在線檢測裝置和計量裝置配

20、套完備，能自動檢測各項參數(shù)，計量精確。集機(jī)、電、氣、光、磁為一體的高新技術(shù)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。飲料包裝設(shè)備的可靠性和包裝線的協(xié)調(diào)性，直接影響到整條生產(chǎn)線的工作效率、生產(chǎn)成本和產(chǎn)品質(zhì)量。那么，現(xiàn)在落實自動化生產(chǎn)線的普及和開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急，也與針對鄧小平同志所提出的“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”相呼應(yīng)。</p><p>　　1.2本課題設(shè)計的內(nèi)容</p><p>　　以PLC控制為核心，采用電動機(jī)、流量計等

21、輔助手段來完成礦泉水自動灌裝設(shè)計。</p><p><b>　　內(nèi)容及要求：</b></p><p>　　1、利用PLC編程軟件設(shè)計程序，對整個自動化生產(chǎn)線電路進(jìn)行控制。</p><p>　　2、設(shè)計攔截桿的電路圖。（主要為電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及延時動作電路）</p><p>　　3、設(shè)計流量計的接線圖，根據(jù)流量計來執(zhí)行對攔截

22、棒及傳送帶的開停。</p><p>　　1.3本課題設(shè)計的目的和意義</p><p>　　通過此次設(shè)計，是對我專業(yè)學(xué)習(xí)的總結(jié)和考驗，也是學(xué)習(xí)成果的真實體現(xiàn)和自身能力的提高，并且在這次綜合的研究課題中又是一個新的學(xué)習(xí)過程，同時加強(qiáng)我的實際動手能力和操作能力。首先讓我了解了灌裝礦泉水自動化生產(chǎn)線基本構(gòu)造、原理和運(yùn)行過程，使自己對PLC的程序控制有了初步的認(rèn)識和后續(xù)工作的設(shè)想。通過對灌裝礦泉水自

23、動化生產(chǎn)線的設(shè)計，讓我融匯貫通我所學(xué)的理論知識和實踐知識，以及綜合分析問題、解決問題的能力有極大的提高和促進(jìn)。在制作過程中能夠把所學(xué)的知識系統(tǒng)的、有條理的連接起來，并能在自己的腦海中得以鞏固，還加強(qiáng)了我對系統(tǒng)各部分內(nèi)在關(guān)系的認(rèn)識，這能培養(yǎng)我們適應(yīng)新器件、新技術(shù)不斷更新的能力，從而開發(fā)我們的創(chuàng)新能力。它是一座由校園到社會的橋梁，從一個按課本聽課寫作業(yè)的學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€在崗位工作的技術(shù)人員，這是一個突變，往往會面臨許多的新問題，帶來許多的不適

24、應(yīng)，所以在這次課題設(shè)計中的種種問題和生活中的常規(guī)工作，對我能夠平穩(wěn)過度這一階段有著非常重要的意義，將為以后的工作打下扎實的基礎(chǔ)。</p><p>　　第二章 方案總體設(shè)計</p><p><b>　　2.1控制方案設(shè)計</b></p><p>　　本次灌裝礦泉水自動化生產(chǎn)線是根據(jù)四口灌裝礦泉水自動化生產(chǎn)線的原理來設(shè)計的。其工作流程及原理如下：&

25、lt;/p><p>　　首先，人工將礦泉水瓶放置在自動化生產(chǎn)線上（自動化生產(chǎn)線的寬度僅夠一個瓶身通過，且兩端空隙不超過2毫米，瓶與瓶之間無空隙），啟動機(jī)器，傳送帶將瓶子往前移，移至光電傳感器下端時，傳感器自動計數(shù)。瓶子前端有一鐵桿攔住所有瓶子，當(dāng)光電傳感器計數(shù)至4個時，傳感器此時傳輸信號給PLC，PLC控制后攔截桿，后攔截桿攔截第五個瓶子。延時2S后，傳送帶停止工作。PLC傳輸信號給氣缸上的電磁閥，電磁閥開通，氣泵對

26、氣缸充氣，下壓噴口到瓶口內(nèi)，行程開關(guān)打向另一側(cè)，傳輸信號給PLC，PLC傳輸信號給噴口上的電磁閥，電磁閥開通，橢圓齒輪流量計開始計算流量，噴口注水。灌裝至流量計顯示流量達(dá)成（一般為1L），此時，流量計傳輸信號給PLC，PLC關(guān)斷電磁閥，噴口停止灌水。之后PLC傳輸信號給氣缸電磁閥，噴口上抬置頂，行程開關(guān)復(fù)位。而后PLC控制主電機(jī)帶動傳送帶。前一鐵桿收回，而后攔截桿不收回，讓前面四個瓶子繼續(xù)傳送，第五個瓶子不傳送。延時4S后，前攔截桿伸出

27、，而后攔截桿桿收回，光電傳感器繼續(xù)計數(shù)，第五個瓶子繼續(xù)往前傳送至第一個鐵桿，而后往復(fù)此循環(huán)。如圖2.1所示。</p><p>　　圖2-1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖（框圖）</p><p><b>　　2.2計量控制設(shè)計</b></p><p>　　本設(shè)計的重點在于利用橢圓齒輪流量計控制PLC以達(dá)到計量控制的目的。</p><p&g

28、t;　　在這一步中，當(dāng)噴口下壓到底，PLC控制電磁閥打開出噴口，橢圓齒輪流量計開始計數(shù)，流量計計數(shù)至1L的時候（橢圓齒輪流量計的工作原理及二次儀表的選擇見3.2.1和3.2.2），流量計傳輸信號給PLC，PLC馬上關(guān)斷電磁閥，接下來才能進(jìn)行下一步驟。</p><p>　　此操作流程如圖2.2：</p><p>　　圖2-2 計量系統(tǒng)工作流程圖</p><p>　　2

29、.3傳送帶電氣控制設(shè)計</p><p>　　傳送帶主電路為簡單的正反轉(zhuǎn)控制電路（如圖2.3），傳送帶的要求的速度為勻速。如果速度過快，則水瓶在急停時容易出現(xiàn)瓶身跌倒，致使液體外泄。傳送帶過慢同樣不可取，因為過慢影響工作效率，將對工廠的產(chǎn)量產(chǎn)生影響。</p><p>　　圖2-3主電機(jī)電路接線圖</p><p><b>　　第三章 硬件設(shè)計</b>

30、;</p><p>　　3.1 PLC的選擇</p><p><b>　　一、選型規(guī)則</b></p><p>　　在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)?？删幊踢壿嬁刂破骷坝嘘P(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充

31、其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價

32、格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 </p><p>　　輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算 </p><p>　　I/O點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商可編程邏輯控制器的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。</p><p>　　存儲器容量的估算　　

33、</p><p>　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。 存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點

34、數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。</p><p><b>　　二、控制功能的選擇</b></p><p>　　該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 </p><p><b>　　1、運(yùn)算功能 </b

35、></p><p>　　簡單可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計時和計數(shù)功能；普通可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)

36、通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計時計數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 </p><p><b>　　2、控制功能 </b></p><p>　　控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值

37、控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定?？删幊踢壿嬁刂破髦饕糜陧樞蜻壿嬁刂疲虼?，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如采用PID控制單元、高速計數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。 </p><p><b>　　3、通信功能 </b></p><

38、p>　　大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足

39、裝置實際要求。 </p><p>　　可編程邏輯控制器系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式： </p><p>　　1）、PC為主站，多臺同型號可編程邏輯控制器為從站，組成簡易可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)； </p><p>　　2）、1臺可編程邏輯控制器為主站，其他同型號可編程邏輯

40、控制器為從站，構(gòu)成主從式可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)； </p><p>　　3）、可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)； </p><p>　　4）、專用可編程邏輯控制器網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用可編程邏輯控制器通信網(wǎng)絡(luò)）。 </p><p>　　為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點對點、現(xiàn)場總線、）通信處

41、理器。 </p><p><b>　　4、編程功能 </b></p><p>　　離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，

42、主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型可編程邏輯控制器中常采用。 </p><p>　　五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IE

43、C6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 </p><p><b>　　5、診斷功能 </b></p><p>　　可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對可編程邏輯控

44、制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 </p><p>　　可編程邏輯控制器的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。 </p><p><b>　　6、處理速度 </b></p><p>　　可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。從實時性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號持續(xù)時間小

45、于掃描時間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失。 </p><p>　　處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，可編程邏輯控制器接點的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時間不大于0.2ms

46、/K。</p><p>　　三、PLC輸入/輸出類型</p><p><b>　　1、開關(guān)量　　 </b></p><p>　　開關(guān)量主要指開入量和開出量，是指一個裝置所帶的輔助點，譬如變壓器的溫控器所帶的繼電器的輔助點（變壓器超溫后變位）、閥門凸輪開關(guān)所帶的輔助點（閥門開關(guān)后變位），接觸器所帶的輔助點（接觸器動作后變位）、熱繼電器（熱繼電器動

47、作后變位），這些點一般都傳給PLC或綜保裝置，電源一般是由PLC或綜保裝置提供的，自己本身不帶電源，所以叫無源接點，也叫PLC或綜保裝置的開入量。 </p><p><b>　　2、數(shù)字量 </b></p><p>　　在時間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量。把表示數(shù)字量的信號叫數(shù)字信號。把工作在數(shù)字信號下的電子電路叫數(shù)字電路。 </p><p

48、><b>　　3、模擬量 </b></p><p>　　在時間上或數(shù)值上都是連續(xù)的物理量稱為模擬量。把表示模擬量的信號叫模擬信號。把工作在模擬信號下的電子電路叫模擬電路。</p><p>　　本生產(chǎn)線選擇plc型號</p><p>　　本自動化生產(chǎn)線共有個輸入以及各輸出，結(jié)合實際需求與成本控制故采用三菱FX2N-48MR-001 型PLC

49、 。該款PLC價格適中，性能穩(wěn)定，適用于本設(shè)計。</p><p>　　● 內(nèi)置8K容量的RAM存儲器，</p><p>　　最大可以擴(kuò)展到16K</p><p>　　● CPU運(yùn)算處理速度0.08μS/基本指令</p><p>　　● 在FX2N系列右側(cè)可連接輸入輸</p><p>　　擴(kuò)展模塊和特殊功能模塊</

50、p><p><b>　　3.2流量計選擇</b></p><p>　　橢圓齒輪流量計的特點</p><p>　　流量測量與流體的流動狀態(tài)無關(guān)，這是因為橢圓齒輪流量計是依靠被測介質(zhì)的壓頭推動橢圓齒輪旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行計量的(如圖3.2.1)。</p><p>　　粘度愈大的介質(zhì)，從齒輪和計量空間隙中泄漏出去的量愈小，因此核測介質(zhì)的粘皮

51、愈大， 泄漏誤差愈小，對測量愈有利。</p><p>　　橢圓齒輪流量計計量精度高，適用于粘度較高的介質(zhì)流量的測量，但不適用于含有固體顆粒 </p><p>　　的流體(固體顆粒會將齒輪卡死，以致無法測量流量)。如果被測液體介質(zhì)中夾雜有氣體時，也會引起測量誤差。</p><p>　　橢圓齒輪流量計是容積式流量計的一種，用于精密的連續(xù)或間斷的測量管道中液體

52、的流量或瞬時流量．它特別適合于重油、聚乙烯醇、樹脂等粘度較高介質(zhì)的流量測量。</p><p>　　橢圓齒輪流量計的安裝</p><p>　　橢圓齒輪流量計在安裝前應(yīng)清潔管道．若液體內(nèi)含有固體顆粒，則必須在管道上游加裝過濾器；若含氣體應(yīng)安裝排氣裝置。</p><p>　　橢圓齒輪流量計對前后直管段沒有一定的要求。它可以水平或垂直安裝。安裝時，應(yīng)使流量計的橢圓齒輪轉(zhuǎn)動軸

53、與地面平行。 </p><p>　　橢圓齒輪流量汁的使用</p><p>　　按照要求正確安裝后的橢圓齒輪流量計，使用時即可保證足夠的精度，通常累計值的精度可達(dá)0.5級，是一種較為準(zhǔn)確的流量計量儀表。但是，如果使用時被測介質(zhì)的流量過小，儀表的泄漏誤差的影響就會突出，不能夠保證足夠的測量精度。因此，不同型號規(guī)格的橢圓齒輪流量計對最小使用流量有對應(yīng)的允許值，只有當(dāng)實際被測流量大于該下限流量允許

54、值時，測量精度才能得到保證。</p><p>　　其次，使用橢圓齒輪流量計時注意被測介質(zhì)的溫度不能過高，否則不僅會增加測量誤差，而且有使齒輪發(fā)生卡死的可能。為此，橢圓齒輪流量計在儀表所規(guī)定的使用溫度范圍內(nèi)使用。</p><p>　　長期使用后的橢圓齒輪流量計，其內(nèi)部的齒輪會被腐蝕和磨損，從而影響測量精度。因此，要經(jīng)常注意觀察，并定期拆下進(jìn)行檢查，若條件允許最好定期進(jìn)行標(biāo)定</p>

55、;<p><b>　　3.3電磁閥選型</b></p><p><b>　　電磁閥的特點</b></p><p>　　1.動作快遞，功率微小，外形輕巧。電磁閥響應(yīng)時間可以短至幾個毫秒，即使是先導(dǎo)式電磁閥也可以控制在幾十毫秒內(nèi)。由于自成回路，比之其它自控閥反應(yīng)更靈敏。設(shè)計得當(dāng)?shù)碾姶砰y線圈功率消耗很低，屬節(jié)能產(chǎn)品； 還可做到只需觸發(fā)動作

56、，自動保持閥位，平時一點也不耗電。電磁閥外形尺寸小，既節(jié)省空間，又輕巧美觀。</p><p>　　2.外漏堵絕，內(nèi)漏易控，使用安全。內(nèi)外泄漏是危及安全的要素。其它自控閥通常將閥桿伸出，由電動、氣 動、液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制閥芯的轉(zhuǎn)動或移動。這都要解決長期動作閥桿動密封的外泄漏難題；唯有電磁閥是用電磁 力作用于密封在電動調(diào)節(jié)閥隔磁套管內(nèi)的鐵芯完成，不存在動密封，所以外漏易堵絕。電動閥力矩控制不易，容 易產(chǎn)生內(nèi)漏，甚至拉斷

57、閥桿頭部；電磁閥的結(jié)構(gòu)型式容易控制內(nèi)泄漏，直至降為零。所以，電磁閥使用特別安全 ，尤其適用于腐蝕性、有毒或高低溫的介質(zhì)。</p><p>　　3.型號多樣，用途廣泛。電磁閥雖有先天不足，優(yōu)點仍十分突出，所以就設(shè)計成多種多樣的產(chǎn)品，滿足各種 不同的需求，用途極為廣泛。電磁閥技術(shù)的進(jìn)步也都是圍繞著如何克服先天不足，如何更好地發(fā)揮固有優(yōu)勢而展 開。</p><p>　　4.系統(tǒng)簡單，便接電腦，價

58、格低謙。電磁閥本身結(jié)構(gòu)簡單，價格也低，比起調(diào)節(jié)閥等其它種類執(zhí)行器易于安 裝維護(hù)。更顯著的是所組成的自控系統(tǒng)簡單得多，價格要低得多。由于電磁閥是開關(guān)信號控制，與工控計算機(jī)連 接十分方便。在當(dāng)今電腦普及，價格大幅下降的時代，電磁閥的優(yōu)勢就更加明顯。</p><p>　　國內(nèi)外的電磁閥從原理上分為三大類(即：直動式、分步直動式、先導(dǎo)式)，而從閥瓣結(jié)構(gòu)和材料上的不同與原理上的區(qū)別又分為六個分支小類(直動膜片結(jié)構(gòu)、分步膜片

59、結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)式膜片結(jié)構(gòu)、直動活塞結(jié)構(gòu)、分步活塞結(jié)構(gòu)、先導(dǎo)活塞結(jié)構(gòu)) 。 本設(shè)計主要采用的是直動勢電磁閥。</p><p><b>　　直動式電磁閥 </b></p><p>　　原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關(guān)閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧力把關(guān)閉件壓在閥座上，閥門關(guān)閉。</p><p>　　特點：在真空、負(fù)壓、零壓時能

60、正常工作，但一般通徑不超過25mm。</p><p><b>　　3.4微型電動機(jī)</b></p><p>　　體積、容量較小，輸出功率一般在數(shù)百瓦以下的電機(jī)和用途、性能及環(huán)境條件要求特殊的電機(jī)。全稱微型特種電機(jī)，簡稱微電機(jī)。常用于控制系統(tǒng)中，實現(xiàn)機(jī)電信號或能量的檢測、解算、放大、執(zhí)行或轉(zhuǎn)換等功能，或用于傳動機(jī)械負(fù)載，也可作為設(shè)備的交、直流電源。</p>

61、<p>　　微特電機(jī)門類繁多，大體可分為直流電動機(jī)、交流電動機(jī)、自態(tài)角電機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)、旋轉(zhuǎn)變壓器、軸角編碼器、交直流兩用電動機(jī)、測速發(fā)電機(jī)、感應(yīng)同步器、直線電機(jī)、壓電電動機(jī)、電機(jī)機(jī)組、其他特種電機(jī)等13大類。</p><p>　　微特電機(jī)在結(jié)構(gòu)上大體可分為3類 ：①電磁式?；窘M成與普通電機(jī)相似，包括定子、轉(zhuǎn)子、電樞繞組、電刷等部件，但結(jié)構(gòu)格外緊湊。②組合式。常見的有兩種：上述各種微電機(jī)的組合；微電

62、機(jī)與電子線路的組合。例如直流電動機(jī)與傳感器的組合，X方向與Y方向直線電動機(jī)的組合等。③非電磁式。外形結(jié)構(gòu)與電磁式一樣，如旋轉(zhuǎn)類產(chǎn)品作成圓柱形，直線類產(chǎn)品作成方形，但內(nèi)部結(jié)構(gòu)因其工作原理不同而差別很大。</p><p><b>　　3.5傳感器選擇</b></p><p><b>　　行程開關(guān)</b></p><p>　　行

63、程開關(guān)又稱限位開關(guān)或位置開關(guān)。它是一種根據(jù)運(yùn)動部件的行程位置而切換電路工作狀態(tài)的控制電器。行程開關(guān)的動作原理與控制按鈕相似，在機(jī)床設(shè)備中，事先將行程開關(guān)根據(jù)工藝要求安裝在一定的行程位置上，部件在運(yùn)行中，裝在其上撞塊壓下行程開關(guān)頂桿，使行程開關(guān)的觸點動作而實現(xiàn)電路的切換，達(dá)到控制運(yùn)動部件行程位置的目的。</p><p><b>　　光電傳感器</b></p><p>　

64、　本設(shè)計采用的是歐姆龍的光電傳感器(光電開關(guān)),E3JK-5M3,直流正負(fù)12~240V,交流24~240V。</p><p>　　該光電傳感器的特點：</p><p><b>　?、贆z測距離長</b></p><p>　　如果在對射型中保留10m以上的檢測距離等，便能實現(xiàn)其他檢測手段（磁性、超聲波等） 無法離檢測。</p>&l

65、t;p>　?、趯z測物體的限制少 </p><p>　　由于以檢測物體引起的遮光和反射為檢測原理，所以不象接近傳感器等將檢測物體限定在金屬，它可對玻璃.塑料.木材.液體等幾乎所有物體進(jìn)行檢測。</p><p><b>　?、垌憫?yīng)時間短</b></p><p>　　光本身為高速，并且傳感器的電路都由電子零件構(gòu)成，所以不包含機(jī)械性工作時間，響

66、應(yīng)時間非常短。 </p><p><b>　?、芊直媛矢?</b></p><p>　　能通過高級設(shè)計技術(shù)使投光光束集中在小光點，或通過構(gòu)成特殊的受光光學(xué)系統(tǒng)，來實現(xiàn)高分辨率。也可進(jìn)行微小物體的檢測和高精度的位置檢測。 </p><p>　?、菘蓪崿F(xiàn)非接觸的檢測</p><p>　　可以無須機(jī)械性地接觸檢測物體實現(xiàn)檢測，

67、因此不會對檢測物體和傳感器造成損傷。因此，傳感器能長期使用。 </p><p><b>　?、蘅蓪崿F(xiàn)顏色判別 </b></p><p>　　通過檢測物體形成的光的反射率和吸收率根據(jù)被投光的光線波長和檢測物體的顏色組合 而有所差異。利用這種性質(zhì)，可對檢測物體的顏色進(jìn)行檢測。 </p><p><b>　?、弑阌谡{(diào)整 </b>

68、</p><p>　　在投射可視光的類型中，投光光束是眼睛可見的，便于對檢測物體的位置進(jìn)行調(diào)整。</p><p><b>　　3.6硬件清單</b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　3.7 PLC I/O分配表設(shè)計</p><p>　　根據(jù)控

69、制要求所得的PLC輸入輸出情況，經(jīng)過合理的選擇與分配得出最佳的I/O分配</p><p><b>　　表3-2</b></p><p>　　3.8 PLC外部接線圖</p><p>　　圖3-7 PLC外部接線圖</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計</b></p><

70、p>　　4.1控制系統(tǒng)流程圖設(shè)計</p><p>　　圖4-1 控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　4.2控制功能圖設(shè)計</p><p>　　圖4-2 控制功能圖</p><p><b>　　4.3程序設(shè)計</b></p><p>　　圖4-3 PLC程序</p><

71、;p>　　第五章 系統(tǒng)維護(hù)與常見故障分析</p><p>　　5.1 自動化生產(chǎn)線的保養(yǎng)</p><p>　　自動化生產(chǎn)線是企業(yè)的中樞，也是整個企業(yè)中最為重要的組成部分。在日常維護(hù)中，除了必要的檢修外，對自動化生產(chǎn)線進(jìn)行日常保養(yǎng)也很重要。</p><p>　　潤滑油的添加對于機(jī)組的正常運(yùn)行也是非常重要的，在機(jī)組運(yùn)行后必須對自動化生產(chǎn)線的關(guān)鍵部位涂抹相對應(yīng)的潤滑

72、油，并對其污濁處加以清理和擦拭，這樣才能使整條自動化生產(chǎn)線的使用壽命和準(zhǔn)確率得到保障。</p><p>　　自動化生產(chǎn)線的保養(yǎng)關(guān)鍵問題是對傳送帶的擦拭確保干凈。如果，傳送帶有油漬或者水漬，這將造成傳送帶和其傳送的物料打滑，致使灌裝不準(zhǔn)確或者錯誤灌裝。所以，確保傳送帶的清潔沒有油漬是每日的保養(yǎng)例行工作。</p><p>　　對于水箱的清理也是每周必須的工作，因為常年的灌裝，水箱底部會有部分的

73、沉淀物。這些沉淀物的存在會導(dǎo)致水箱的容量下降，導(dǎo)致一次性加滿后灌裝數(shù)量減少，更嚴(yán)重的就是造成噴口的堵塞，致使自動化生產(chǎn)線癱瘓。所以，定期對水箱進(jìn)行清潔，也是必做的一份保養(yǎng)工作。</p><p>　　5.2 自動化生產(chǎn)線常見故障分析</p><p>　　常見故障的原因及處理方法： </p><p>　　一、 輸送帶的打滑及解決辦法 輸送帶在運(yùn)行中,打滑的原因是多方面的

74、,常見的原因及解決辦法有： </p><p>　　1、 初張力太小。輸送帶離開滾筒處的張力不夠造成輸送帶打滑。這種情況一般發(fā)生在啟動時,解決的辦法是調(diào)整拉緊裝置,加大初張力。 </p><p>　　2、 傳動滾筒與輸送帶之間的摩擦力不夠造成打滑。其不要原因多半是輸送帶上有水或環(huán)境潮濕。解決辦法是在滾筒上加些松香末。但要注意不要用手投加,而應(yīng)用鼓風(fēng)設(shè)備吹入,以免發(fā)生人身事故。</p&g

75、t;<p>　　3、 尾部滾筒軸承損壞不轉(zhuǎn)或上下托輥軸承損壞不轉(zhuǎn)的太多。造成損壞的原因是機(jī)尾浮塵太多,沒有及時檢修和更換已經(jīng)損壞或轉(zhuǎn)動不靈活的部件,使阻力增大造成打滑。</p><p>　　4、 啟動速度太快也能形成打滑。此時可慢速啟動。如使用鼠籠電機(jī),可點動兩次后再啟動,也能有效克服打滑現(xiàn)象。 </p><p>　　5、 輸送帶的負(fù)荷過大,超過電機(jī)能力也會打滑。此時打滑有利

76、的一面是對電機(jī)起到了保護(hù)作用。否則時間長了電機(jī)將被燒毀。但對于運(yùn)行來說則是打滑事故。 克服輸送帶打滑現(xiàn)象,首先要找到打滑原因,方可采取有效解決措施。</p><p>　　二、 輸送帶的跑偏及其處理 帶式輸送機(jī)運(yùn)行時輸送帶跑偏是最常見的故障之一。跑偏的原因有多種,其主要原因是安裝精度低和日常的維護(hù)保養(yǎng)差。 安裝過程中,頭尾滾筒、中間托輥之間盡量在同一中心線上,并且相互平行,以確保輸送帶不偏或少偏。另外,帶子接頭要正

77、確,兩側(cè)周長應(yīng)相同。 在使用過程中,如果出現(xiàn)跑偏,則要作以下檢查以確定原因,進(jìn)行調(diào)整。輸送帶跑偏時常檢查的部位和處理方法有：</p><p>　　1、檢查托輥橫向中心線與帶式輸送機(jī)縱向中心線的不重合度。如果不重合度值超過3mm,則應(yīng)利用托輥組兩側(cè)的長形安裝孔對其進(jìn)行調(diào)整。具體方法是輸送帶偏向哪一側(cè),托輥組的哪一側(cè)向輸送帶前進(jìn)的方向前移,或另外一側(cè)后移。 </p><p>　　2、檢查頭、尾

78、機(jī)架安裝軸承座的兩個平面的偏差值。若兩平面的偏差大于1mm,則應(yīng)對兩平面調(diào)整在同一平面內(nèi)。頭部滾筒的調(diào)整方法是：若輸送帶向滾筒的右側(cè)跑偏,則滾筒右側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動或左側(cè)軸承座后移；若輸送帶向滾筒的左側(cè)跑偏,則滾筒左側(cè)的軸承座應(yīng)當(dāng)向前移動或右側(cè)軸承座后移。尾部滾筒的調(diào)整方法與頭部滾筒剛好相反。</p><p>　　3、檢查物料在輸送帶上的位置。 物料在輸送帶橫斷面上不居中,將導(dǎo)致輸送帶跑偏。如果物料偏到右側(cè),

79、則皮帶向左側(cè)跑偏,反之亦然。在使用時應(yīng)盡可能的讓物料居中。為減少或避免此類輸送帶跑偏可增加擋料板,改變物料的方向和位置。</p><p><b>　　第六章 結(jié)論</b></p><p>　　自動化生產(chǎn)線的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)飲品行業(yè)帶來了革命性的變化，使飲品業(yè)生產(chǎn)力得到了空前的提升，而且隨著自動化生產(chǎn)線技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，它對國民生產(chǎn)的一些重要行業(yè)（IT、汽車

80、、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上自動化生產(chǎn)線技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：</p><p>　　一 高速、高精度技術(shù)及裝備的新趨勢，</p><p>　　二  效率、質(zhì)量是先進(jìn)自動化生產(chǎn)線的主體。</p><p>　　高速、高精度技術(shù)可極大地提高效率，提

81、高產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。世界上各個國家都非常重視它的開發(fā)與研究。智能化、簡易化、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代自動化生產(chǎn)線系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢、重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立。 從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟(jì)的市場需求為導(dǎo)向，以提高我國自動化生產(chǎn)線綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo)21世紀(jì)初期我國自動化生產(chǎn)線發(fā)展升級的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)

82、的內(nèi)容，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)線技術(shù)的跨躍式發(fā)展。PLC與自動化生產(chǎn)線的有機(jī)的連接起來。</p><p>　　現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對自動化技術(shù)提出越來越高的要求，同時也為自動化技術(shù)的革新提供了必要條件。70年代以后，自動化開始向復(fù)雜的系統(tǒng)控制和高級的智能控制發(fā)展，并廣泛地應(yīng)用到國防、科學(xué)研究和經(jīng)濟(jì)等各個領(lǐng)域，實現(xiàn)更大規(guī)模的自動化，例如大型企業(yè)的綜合自動化系統(tǒng)、全國鐵路自動調(diào)度系統(tǒng)、國家電力網(wǎng)自動調(diào)度系統(tǒng)、城市交通控

83、制系統(tǒng)、自動化指揮系統(tǒng)、國民經(jīng)濟(jì)管理系統(tǒng)等。自動化的應(yīng)用正從工程領(lǐng)域向非工程領(lǐng)域擴(kuò)展，如醫(yī)療自動化、人口控制、經(jīng)濟(jì)管理自動化等。自動化將在更大程度上模仿人的智能，機(jī)器人已在工業(yè)生產(chǎn)、海洋開發(fā)和宇宙探測等領(lǐng)域得到應(yīng)用，專家系統(tǒng)在醫(yī)療診斷、地質(zhì)勘探等方面取得顯著效果。工廠自動化、辦公自動化、家庭自動化和農(nóng)業(yè)自動化將成為新技術(shù)革命的重要內(nèi)容，并得到迅速發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&

84、gt;</p><p>　　[1] 戴焯. 傳感與檢測技術(shù)[J]. 武漢理工大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[2] 楊為民. 鄔齊斌 .過程控制系統(tǒng)及工程[J]. 西安電子科技大學(xué)出版社, 2007</p><p>　　[3] 戚新波. 檢測技術(shù)與智能儀器[M]. 電子工業(yè)出版社, 2006</p><p>　　[4] 湯自春.

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86、><p>　　[8] 肖軍. 可編程控制器原理及應(yīng)用[J]. 清華大學(xué)出版社, 2008</p><p>　　[9] 高鴻斌. PLC 分析與設(shè)計應(yīng)用[M].北京:電子工業(yè)出版社, 2004</p><p>　　[10] 牛文勇，王君，李建平. 基于工業(yè)PC和PLC的中厚板軋機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)[M]. 冶金自動化。 </p><p><b>　

87、　謝 辭</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計是在***老師精心指導(dǎo)下完成的，導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)求實的教學(xué)態(tài)度、兢兢業(yè)業(yè)的工作精神、正直坦蕩的為人風(fēng)范使我受益匪淺。謹(jǐn)在此向我的導(dǎo)師致以崇高的敬意和衷心的感謝。</p><p>　　在本課題的選題和研究的過程中，不僅有導(dǎo)師精心的指導(dǎo)，而且還得到了其他老師和同學(xué)的幫助。在此，對其他給予幫助的老師們和同學(xué)們表示我真摯的謝意和衷心的感謝。&l