基于PLC矿泉水自动灌装系统的设计.doc

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1、 23基于PLC矿泉水自动灌装系统的设计摘 要随着时代的发展，科技的进步，越来越多的行业正在向着自动化的方向发展。1913年，汽车大王福特在他的工厂里设置第一条自动化生产线。之后自动化生产线的生产模式被迅速推广，医药、汽车、食品等行业争相使用高效率、低成本的生产自动化生产线。在饮料行业，自动化生产线的生产方式是推广的最普及的一种生产模式，它促使灌装的速度大幅提升，同时也使得灌装精度更高，给企业带来了不可小觑的生产力。本文所涉及的矿泉水灌装自动化生产线采用PLC控制，流量计计量，确保了灌装的速度和精度。本设计采用三菱FX系列PLC及多电动机控制，对自动化生产线的喷头、传送带以及拦截杆进行多动作的

2、操作。从我国基本国情的角度出发，国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国自动化生产线综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国自动化生产线关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现自动化生产线的跨跃式发展。关键词：自动控制,PLC,灌装,传感器,生产线BASED ON PLC MINERAI WATER AUTOMATIC FILLING SYSTEM DESIGNABSTRACT With the development of The Times, the progress of science and technolo

3、gy, more and more industry is moving towards the direction of automation. In 1913, the ford in his factory set first automated production line. After automated production line production pattern is rapid popularization, medical, automotive, food industry etc scramble to use high efficiency, low cost

4、 automated production line. In beverage industry, automated production line mode of production is 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. This paper i

5、nvolves 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 production lines sprayer, conveyors and intercept stem more action operation. From t

6、he perspective of our countrys basic conditions, the states strategic needs of national economy market 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 t

7、he early 21st century in China can dominate automatic production lines and support the industrialization development and key technology supporting technologies, supporting technology as research and development, the contents of the automation line of developing by leaps and boundsKEY WORDS： automati

8、c control, plc, filling, sensors, production line 摘要1第一章、绪论311自动化灌装生产线的发展312本课题设计的内容313本课题设计的目的和意义3第二章、方案总设计52.1控制方案设计52.2 记量控制设计6 2.3传送带电气控制设计7第三章、硬件设计83.1 PLC的选择83.2 流量计选择113.3电磁阀选型113.4微型电动机123.5传感器选择133.6硬件清单143.7 PLC I/O分配表设计143.8 PLC外部接线图15第四章、软件设计164.1控制系统流程图设计164.2 控制功能图设计174.3 程序设计18第五章、系统维

9、护与常见故障分析195.1自动化生产线的保养195.2自动化生产线常见故障分析19结论21 参考文献22致谢23第一章 绪 论1.1自动化灌装生产线的发展目前，就我国发展形势而言，自动化生产线的引进和快速发展是不可避免的其特点是高速度、高质量、高精度，而且向大型化发展 为了适应工业大生产，以获取最佳经济效益的需要，各个行业尤其是饮料行业其设备越来越趋向于大型化。商品的快速消耗，使我国必须加快商品生产的步伐并提高产品的质量。自动化生产线的发展，促使了我国的供求走向的健康有序的发展，也必然会慢慢渗透到我国的各个行业中。据调查统计表明，饮料行业自引进自动化生产线设备以来，生产力得到了大幅的提升，其产

10、能大致提升为未引进前的3-5倍。其中，灌装精度更是手工灌装所无法比拟的。由此可见，自动化生产线的引进必然是大大的利于行业的发展和进步。自动化生产线的发展前景是不容小视的，就我国目前各大领域来说，依然有很多行业还未触及到自动化生产线，也就是说，其产能还未得到有效的开发，而且机电一体化技术是当前饮料机械设备发展的最重要的趋势。可编程序控制器普遍应用于饮料机械设备的控制系统中，大型设备采用计算机控制，故障自我诊断，有信号显示，实现了智能化。生产设备的技术含量高、可靠性高，全生产线的自控水平高和全线效率高。在线检测装置和计量装置配套完备，能自动检测各项参数，计量精确。集机、电、气、光、磁为一体的高新技

11、术产品不断涌现。饮料包装设备的可靠性和包装线的协调性，直接影响到整条生产线的工作效率、生产成本和产品质量。那么，现在落实自动化生产线的普及和开发是当务之急，也与针对邓小平同志所提出的“科学技术是第一生产力”相呼应。1.2本课题设计的内容以PLC控制为核心，采用电动机、流量计等辅助手段来完成矿泉水自动灌装设计。内容及要求：1、利用PLC编程软件设计程序，对整个自动化生产线电路进行控制。2、设计拦截杆的电路图。（主要为电机的正反转以及延时动作电路）3、设计流量计的接线图，根据流量计来执行对拦截棒及传送带的开停。1.3本课题设计的目的和意义通过此次设计，是对我专业学习的总结和考验，也是学习成果的真实

12、体现和自身能力的提高，并且在这次综合的研究课题中又是一个新的学习过程，同时加强我的实际动手能力和操作能力。首先让我了解了灌装矿泉水自动化生产线基本构造、原理和运行过程，使自己对PLC的程序控制有了初步的认识和后续工作的设想。通过对灌装矿泉水自动化生产线的设计，让我融汇贯通我所学的理论知识和实践知识，以及综合分析问题、解决问题的能力有极大的提高和促进。在制作过程中能够把所学的知识系统的、有条理的连接起来，并能在自己的脑海中得以巩固，还加强了我对系统各部分内在关系的认识，这能培养我们适应新器件、新技术不断更新的能力，从而开发我们的创新能力。它是一座由校园到社会的桥梁，从一个按课本听课写作业的学生转

13、变为一个在岗位工作的技术人员，这是一个突变，往往会面临许多的新问题，带来许多的不适应，所以在这次课题设计中的种种问题和生活中的常规工作，对我能够平稳过度这一阶段有着非常重要的意义，将为以后的工作打下扎实的基础。第二章 方案总体设计2.1控制方案设计 本次灌装矿泉水自动化生产线是根据四口灌装矿泉水自动化生产线的原理来设计的。其工作流程及原理如下：首先，人工将矿泉水瓶放置在自动化生产线上（自动化生产线的宽度仅够一个瓶身通过，且两端空隙不超过2毫米，瓶与瓶之间无空隙），启动机器，传送带将瓶子往前移，移至光电传感器下端时，传感器自动计数。瓶子前端有一铁杆拦住所有瓶子，当光电传感器计数至4个时，传感器此

14、时传输信号给PLC，PLC控制后拦截杆，后拦截杆拦截第五个瓶子。延时2S后，传送带停止工作。PLC传输信号给气缸上的电磁阀，电磁阀开通，气泵对气缸充气，下压喷口到瓶口内，行程开关打向另一侧，传输信号给PLC，PLC传输信号给喷口上的电磁阀，电磁阀开通，椭圆齿轮流量计开始计算流量，喷口注水。灌装至流量计显示流量达成（一般为1L），此时，流量计传输信号给PLC，PLC关断电磁阀，喷口停止灌水。之后PLC传输信号给气缸电磁阀，喷口上抬置顶，行程开关复位。而后PLC控制主电机带动传送带。前一铁杆收回，而后拦截杆不收回，让前面四个瓶子继续传送，第五个瓶子不传送。延时4S后，前拦截杆伸出，而后拦截杆杆收回

15、，光电传感器继续计数，第五个瓶子继续往前传送至第一个铁杆，而后往复此循环。如图2.1所示。图2-1控制系统结构示意图（框图）2.2计量控制设计本设计的重点在于利用椭圆齿轮流量计控制PLC以达到计量控制的目的。在这一步中，当喷口下压到底，PLC控制电磁阀打开出喷口，椭圆齿轮流量计开始计数，流量计计数至1L的时候（椭圆齿轮流量计的工作原理及二次仪表的选择见3.2.1和3.2.2），流量计传输信号给PLC，PLC马上关断电磁阀，接下来才能进行下一步骤。此操作流程如图2.2：图2-2 计量系统工作流程图2.3传送带电气控制设计 传送带主电路为简单的正反转控制电路（如图2.3），传送带的要求的速度为匀速

16、。如果速度过快，则水瓶在急停时容易出现瓶身跌倒，致使液体外泄。传送带过慢同样不可取，因为过慢影响工作效率，将对工厂的产量产生影响。图2-3主电机电路接线图第三章 硬件设计3.1 PLC的选择一、选型规则在可编程逻辑控制器系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是可编程逻辑控制器工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。可编程逻辑控制器及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用可编程逻辑控制器应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，可编程逻辑控制器的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序

17、控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定可编程逻辑控制器的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的可编程逻辑控制器和设计相应的控制系统。 (一) 输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商可编程逻辑控制器的产品特点，对输入输出点数进行圆整。(二) 存储器容量的估算 存储器容量是可编

18、程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。二、控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 1、

19、运算功能 简单可编程逻辑控制器的运算功能包括逻辑运算、计时和计数功能；普通可编程逻辑控制器的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；较复杂运算功能有代数运算、数据传送等；大型可编程逻辑控制器中还有模拟量的PID运算和其他高级运算功能。随着开放系统的出现，目前在可编程逻辑控制器中都已具有通信功能，有些产品具有与下位机的通信，有些产品具有与同位机或上位机的通信，有些产品还具有与工厂或企业网进行数据通信的功能。设计选型时应从实际应用的要求出发，合理选用所需的运算功能。大多数应用场合，只需要逻辑运算和计时计数功能，有些应用需要数据传送和比较，当用于模拟量检测和控制时，才使用代数运算，数值转换和PID运

20、算等。要显示数据时需要译码和编码等运算。 2、控制功能 控制功能包括PID控制运算、前馈补偿控制运算、比值控制运算等，应根据控制要求确定。可编程逻辑控制器主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高可编程逻辑控制器的处理速度和节省存储器容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC码转换单元等。 3、通信功能 大中型可编程逻辑控制器系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，应是开

21、放的通信网络。 可编程逻辑控制器系统的通信接口应包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可编程逻辑控制器通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要求。 可编程逻辑控制器系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于1Mbps，通信负荷不大于60%。可编程逻辑控制器系统的通信网络主要形式有下列几种形式： 1）、PC为主站，多台同型号可编程逻辑控制器为从站，组成简易可编程逻辑控制器网络； 2）、1台可编程逻辑控制器为主站，其他同型号可编程逻辑控制器为从站，构成主从式可编程逻辑控制器网络； 3）、可编程逻辑控制器网络通过特定网络接

22、口连接到大型DCS中作为DCS的子网； 4）、专用可编程逻辑控制器网络（各厂商的专用可编程逻辑控制器通信网络）。 为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、）通信处理器。 4、编程功能 离线编程方式：可编程逻辑控制器和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线

23、编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型可编程逻辑控制器中常采用。 五种标准化编程语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD）三种图形化语言和语句表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言编程形式，如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。 5、诊断功能 可编程逻辑控制器的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内

24、诊断，通过软件对可编程逻辑控制器的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。 可编程逻辑控制器的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。 6、处理速度 可编程逻辑控制器采用扫描方式工作。从实时性要求来看，处理速度应越快越好，如果信号持续时间小于扫描时间，则可编程逻辑控制器将扫描不到该信号，造成信号数据的丢失。 处理速度与用户程序的长度、CPU处理速度、软件质量等有关。目前，可编程逻辑控制器接点的响应快、速度高，每条二进制指令执行时间约0.20.4Ls，因此能适应控制要求高、相应要求快的应用需要。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型可编程逻辑控

25、制器的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型可编程逻辑控制器的扫描时间不大于0.2ms/K。三、PLC输入/输出类型1、开关量 开关量主要指开入量和开出量，是指一个装置所带的辅助点，譬如变压器的温控器所带的继电器的辅助点（变压器超温后变位）、阀门凸轮开关所带的辅助点（阀门开关后变位），接触器所带的辅助点（接触器动作后变位）、热继电器（热继电器动作后变位），这些点一般都传给PLC或综保装置，电源一般是由PLC或综保装置提供的，自己本身不带电源，所以叫无源接点，也叫PLC或综保装置的开入量。 2、数字量 在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量。把表示数字量的信号叫数字信号。把工作在数字信号下的电

26、子电路叫数字电路。 3、模拟量 在时间上或数值上都是连续的物理量称为模拟量。把表示模拟量的信号叫模拟信号。把工作在模拟信号下的电子电路叫模拟电路。本生产线选择plc型号本自动化生产线共有个输入以及各输出，结合实际需求与成本控制故采用三菱FX2N-48MR-001 型PLC 。该款PLC价格适中，性能稳定，适用于本设计。 内置8K容量的RAM存储器，最大可以扩展到16K CPU运算处理速度0.08S/基本指令 在FX2N系列右侧可连接输入输扩展模块和特殊功能模块3.2流量计选择椭圆齿轮流量计的特点流量测量与流体的流动状态无关，这是因为椭圆齿轮流量计是依靠被测介质的压头推动椭圆齿轮旋转而进行计量的

27、(如图3.2.1)。粘度愈大的介质，从齿轮和计量空间隙中泄漏出去的量愈小，因此核测介质的粘皮愈大， 泄漏误差愈小，对测量愈有利。椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于粘度较高的介质流量的测量，但不适用于含有固体颗粒 的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。椭圆齿轮流量计是容积式流量计的一种，用于精密的连续或间断的测量管道中液体的流量或瞬时流量它特别适合于重油、聚乙烯醇、树脂等粘度较高介质的流量测量。椭圆齿轮流量计的安装椭圆齿轮流量计在安装前应清洁管道若液体内含有固体颗粒，则必须在管道上游加装过滤器；若含气体应安装排气装置。椭圆齿轮流量计对前

28、后直管段没有一定的要求。它可以水平或垂直安装。安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。 椭圆齿轮流量汁的使用按照要求正确安装后的椭圆齿轮流量计，使用时即可保证足够的精度，通常累计值的精度可达0.5级，是一种较为准确的流量计量仪表。但是，如果使用时被测介质的流量过小，仪表的泄漏误差的影响就会突出，不能够保证足够的测量精度。因此，不同型号规格的椭圆齿轮流量计对最小使用流量有对应的允许值，只有当实际被测流量大于该下限流量允许值时，测量精度才能得到保证。其次，使用椭圆齿轮流量计时注意被测介质的温度不能过高，否则不仅会增加测量误差，而且有使齿轮发生卡死的可能。为此，椭圆齿轮流量计在仪表所规定的使用

29、温度范围内使用。长期使用后的椭圆齿轮流量计，其内部的齿轮会被腐蚀和磨损，从而影响测量精度。因此，要经常注意观察，并定期拆下进行检查，若条件允许最好定期进行标定3.3电磁阀选型电磁阀的特点1.动作快递，功率微小，外形轻巧。电磁阀响应时间可以短至几个毫秒，即使是先导式电磁阀也可以控制在几十毫秒内。由于自成回路，比之其它自控阀反应更灵敏。设计得当的电磁阀线圈功率消耗很低，属节能产品； 还可做到只需触发动作，自动保持阀位，平时一点也不耗电。电磁阀外形尺寸小，既节省空间，又轻巧美观。2.外漏堵绝，内漏易控，使用安全。内外泄漏是危及安全的要素。其它自控阀通常将阀杆伸出，由电动、气 动、液动执行机构控制阀芯

30、的转动或移动。这都要解决长期动作阀杆动密封的外泄漏难题；唯有电磁阀是用电磁 力作用于密封在电动调节阀隔磁套管内的铁芯完成，不存在动密封，所以外漏易堵绝。电动阀力矩控制不易，容 易产生内漏，甚至拉断阀杆头部；电磁阀的结构型式容易控制内泄漏，直至降为零。所以，电磁阀使用特别安全 ，尤其适用于腐蚀性、有毒或高低温的介质。3.型号多样，用途广泛。电磁阀虽有先天不足，优点仍十分突出，所以就设计成多种多样的产品，满足各种 不同的需求，用途极为广泛。电磁阀技术的进步也都是围绕着如何克服先天不足，如何更好地发挥固有优势而展 开。4.系统简单，便接电脑，价格低谦。电磁阀本身结构简单，价格也低，比起调节阀等其它种

31、类执行器易于安 装维护。更显著的是所组成的自控系统简单得多，价格要低得多。由于电磁阀是开关信号控制，与工控计算机连 接十分方便。在当今电脑普及，价格大幅下降的时代，电磁阀的优势就更加明显。国内外的电磁阀从原理上分为三大类(即：直动式、分步直动式、先导式)，而从阀瓣结构和材料上的不同与原理上的区别又分为六个分支小类(直动膜片结构、分步膜片结构、先导式膜片结构、直动活塞结构、分步活塞结构、先导活塞结构) 。 本设计主要采用的是直动势电磁阀。直动式电磁阀 原理：通电时，电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧力把关闭件压在阀座上，阀门关闭。特点：在真空、负压、零压时

32、能正常工作，但一般通径不超过25mm。3.4微型电动机体积、容量较小，输出功率一般在数百瓦以下的电机和用途、性能及环境条件要求特殊的电机。全称微型特种电机，简称微电机。常用于控制系统中，实现机电信号或能量的检测、解算、放大、执行或转换等功能，或用于传动机械负载，也可作为设备的交、直流电源。微特电机门类繁多，大体可分为直流电动机、交流电动机、自态角电机、步进电动机、旋转变压器、轴角编码器、交直流两用电动机、测速发电机、感应同步器、直线电机、压电电动机、电机机组、其他特种电机等13大类。微特电机在结构上大体可分为3类 ：电磁式。基本组成与普通电机相似，包括定子、转子、电枢绕组、电刷等部件，但结构格

33、外紧凑。组合式。常见的有两种：上述各种微电机的组合；微电机与电子线路的组合。例如直流电动机与传感器的组合，X方向与Y方向直线电动机的组合等。非电磁式。外形结构与电磁式一样，如旋转类产品作成圆柱形，直线类产品作成方形，但内部结构因其工作原理不同而差别很大。3.5传感器选择行程开关行程开关又称限位开关或位置开关。它是一种根据运动部件的行程位置而切换电路工作状态的控制电器。行程开关的动作原理与控制按钮相似，在机床设备中，事先将行程开关根据工艺要求安装在一定的行程位置上，部件在运行中，装在其上撞块压下行程开关顶杆，使行程开关的触点动作而实现电路的切换，达到控制运动部件行程位置的目的。光电传感器本设计采

34、用的是欧姆龙的光电传感器(光电开关),E3JK-5M3,直流正负12240V,交流24240V。该光电传感器的特点：检测距离长如果在对射型中保留10m以上的检测距离等，便能实现其他检测手段（磁性、超声波等） 无法离检测。对检测物体的限制少 由于以检测物体引起的遮光和反射为检测原理，所以不象接近传感器等将检测物体限定在金属，它可对玻璃.塑料.木材.液体等几乎所有物体进行检测。响应时间短光本身为高速，并且传感器的电路都由电子零件构成，所以不包含机械性工作时间，响应时间非常短。 分辨率高 能通过高级设计技术使投光光束集中在小光点，或通过构成特殊的受光光学系统，来实现高分辨率。也可进行微小物体的检测和

35、高精度的位置检测。 可实现非接触的检测可以无须机械性地接触检测物体实现检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤。因此，传感器能长期使用。 可实现颜色判别 通过检测物体形成的光的反射率和吸收率根据被投光的光线波长和检测物体的颜色组合 而有所差异。利用这种性质，可对检测物体的颜色进行检测。 便于调整 在投射可视光的类型中，投光光束是眼睛可见的，便于对检测物体的位置进行调整。3.6硬件清单名称型号数量备注PLCFX2N-48MR-0011流量计LWGY4椭轮式附二次仪表电磁阀BS12C10直动式行程开关DCA1-5C106微型电动机TY83301三相AC 380V 50Hz光电传感器E3JK-5M3

36、1可视光束对射式表3-13.7 PLC I/O分配表设计根据控制要求所得的PLC输入输出情况，经过合理的选择与分配得出最佳的I/O分配输入输出X0 SB1 启动按钮Y0 KM1 传送带电机X1 SB2 停止按钮Y1 CT1 前挡杆伸出电磁阀X2 SQ1 喷头上限位Y2 CT2 前挡杆收回电磁阀X3 SQ2 喷头下限位Y3 CT3 后挡杆伸出电磁阀X4 SQ3 1号喷头信号Y4 CT4 后挡杆收回电磁阀X5 SQ4 2号喷头信号Y5 CT5 1号喷口电磁阀X6 SQ5 3号喷头信号Y6 CT6 2号喷口电磁阀X7 SQ6 4号喷头信号Y7 CT7 3号喷口电磁阀X10 SQ7 前挡杆前限位Y10

37、 CT8 4号喷口电磁阀X11 SQ8 前挡杆后限位Y11 CT9 喷头下压电磁阀X12 SQ9 后挡杆前限位Y12 CT10 喷头上抬电磁阀X13 SQ10 后挡杆后限位X14 LD 光电开关表3-23.8 PLC外部接线图图3-7 PLC外部接线图第四章 软件设计4.1控制系统流程图设计图4-1 控制系统流程图4.2控制功能图设计图4-2 控制功能图4.3程序设计启动按钮停止按钮前档杆前限位光电开关后档杆前限位喷头下限位，1号喷头信号，2号喷头信号，3号喷头信号，4号喷头信号喷头上限位前档杆后限位后档杆后限位图4-3 PLC程序第五章 系统维护与常见故障分析5.1 自动化生产线的保养自动化

38、生产线是企业的中枢，也是整个企业中最为重要的组成部分。在日常维护中，除了必要的检修外，对自动化生产线进行日常保养也很重要。润滑油的添加对于机组的正常运行也是非常重要的，在机组运行后必须对自动化生产线的关键部位涂抹相对应的润滑油，并对其污浊处加以清理和擦拭，这样才能使整条自动化生产线的使用寿命和准确率得到保障。自动化生产线的保养关键问题是对传送带的擦拭确保干净。如果，传送带有油渍或者水渍，这将造成传送带和其传送的物料打滑，致使灌装不准确或者错误灌装。所以，确保传送带的清洁没有油渍是每日的保养例行工作。对于水箱的清理也是每周必须的工作，因为常年的灌装，水箱底部会有部分的沉淀物。这些沉淀物的存在会导

39、致水箱的容量下降，导致一次性加满后灌装数量减少，更严重的就是造成喷口的堵塞，致使自动化生产线瘫痪。所以，定期对水箱进行清洁，也是必做的一份保养工作。5.2 自动化生产线常见故障分析常见故障的原因及处理方法： 一、 输送带的打滑及解决办法 输送带在运行中,打滑的原因是多方面的,常见的原因及解决办法有： 1、 初张力太小。输送带离开滚筒处的张力不够造成输送带打滑。这种情况一般发生在启动时,解决的办法是调整拉紧装置,加大初张力。 2、 传动滚筒与输送带之间的摩擦力不够造成打滑。其不要原因多半是输送带上有水或环境潮湿。解决办法是在滚筒上加些松香末。但要注意不要用手投加,而应用鼓风设备吹入,以免发生人身

40、事故。 3、 尾部滚筒轴承损坏不转或上下托辊轴承损坏不转的太多。造成损坏的原因是机尾浮尘太多,没有及时检修和更换已经损坏或转动不灵活的部件,使阻力增大造成打滑。 4、 启动速度太快也能形成打滑。此时可慢速启动。如使用鼠笼电机,可点动两次后再启动,也能有效克服打滑现象。 5、 输送带的负荷过大,超过电机能力也会打滑。此时打滑有利的一面是对电机起到了保护作用。否则时间长了电机将被烧毁。但对于运行来说则是打滑事故。 克服输送带打滑现象,首先要找到打滑原因,方可采取有效解决措施。 二、 输送带的跑偏及其处理 带式输送机运行时输送带跑偏是最常见的故障之一。跑偏的原因有多种,其主要原因是安装精度低和日常的

41、维护保养差。 安装过程中,头尾滚筒、中间托辊之间尽量在同一中心线上,并且相互平行,以确保输送带不偏或少偏。另外,带子接头要正确,两侧周长应相同。 在使用过程中,如果出现跑偏,则要作以下检查以确定原因,进行调整。输送带跑偏时常检查的部位和处理方法有： 1、检查托辊横向中心线与带式输送机纵向中心线的不重合度。如果不重合度值超过3mm,则应利用托辊组两侧的长形安装孔对其进行调整。具体方法是输送带偏向哪一侧,托辊组的哪一侧向输送带前进的方向前移,或另外一侧后移。 2、检查头、尾机架安装轴承座的两个平面的偏差值。若两平面的偏差大于1mm,则应对两平面调整在同一平面内。头部滚筒的调整方法是：若输送带向滚筒

42、的右侧跑偏,则滚筒右侧的轴承座应当向前移动或左侧轴承座后移；若输送带向滚筒的左侧跑偏,则滚筒左侧的轴承座应当向前移动或右侧轴承座后移。尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。 3、检查物料在输送带上的位置。 物料在输送带横断面上不居中,将导致输送带跑偏。如果物料偏到右侧,则皮带向左侧跑偏,反之亦然。在使用时应尽可能的让物料居中。为减少或避免此类输送带跑偏可增加挡料板,改变物料的方向和位置。第六章 结论自动化生产线的应用不但给传统饮品行业带来了革命性的变化，使饮品业生产力得到了空前的提升，而且随着自动化生产线技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国民生产的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发

43、展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上自动化生产线技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面：一 高速、高精度技术及装备的新趋势，二 效率、质量是先进自动化生产线的主体。高速、高精度技术可极大地提高效率，提高产品的质量和精度，缩短生产周期和提高市场竞争能力。世界上各个国家都非常重视它的开发与研究。智能化、简易化、网络化成为当代自动化生产线系统发展的主要趋势、重视新技术标准、规范的建立。从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国自动化生产线综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导

44、21世纪初期我国自动化生产线发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现自动化生产线技术的跨跃式发展。PLC与自动化生产线的有机的连接起来。现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、

45、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。参考文献1 戴焯. 传感与检测技术J. 武汉理工大学出版社, 20072 杨为民. 邬齐斌 .过程控制系统及工程J. 西安电子科技大学出版社, 20073 戚新波. 检测技术与智能仪器M. 电子工业出版社, 20064 汤自春. PLC原理及应用技术J. 高等教育出版社, 20055 许晓峰. 电机及拖动J. 高等教育出版社, 20076 王卫兵，高俊山，韩剑辉. 可编程控制器原理及应用M. 北京:机械工业出版社，20007 廖常初. PLC应用技术J. 北京.机械工业出版社, 20058 肖军. 可编程控制器原理及应用J. 清华大学出版社, 20089 高鸿斌. PLC 分析与设计应用M.北京:电子工业出版社, 200410 牛文勇，王君，李建平. 基于工业PC和PLC的中厚板轧机监控系统M. 冶金自动化。