基于工业组态软件的饮料灌装生产线设计

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1、基于工业组态软件的饮料灌装生产线设计1引言1.1课题背景近年来随着工业IT技术的成熟和不断的发展,它逐渐在工业自动化软件中占得一席之地，更深远的是给工业信息化、自动化和社会信息化带了很大的影响，为了满足人们对工业自动化的要求，多种多样的控制设备和监控装置越来越广地在工业领域应用。工业自动化组态软件的应用解决了传统工业控制软件的缺陷和不足，因为它能够很好地让用户任意组态自己要控制的对象和自动控制的目的。饮料灌装生产线设计的课题就是在这样的背景下提出来的。1.2饮料灌装技术在食品饮料行业中广泛采用容积泵式和蠕动泵式计量方式

2、的饮料灌装机，它们的缺点主要是:罐装精度不高、稳定性不好、更换灌装规格困难、生产效率不高等等。与国际相比，它们的技术水平和生产效能存在着很大的差距。当前，国际饮料灌装机技术的特点主要是:(1)灌装功能形式多样；(2)生产率高；(3)技术特征高新。1.3国内外饮料灌装生产线现状1.3.1国外饮料灌装生产线现状目前国外很多灌装生产线已经可以在不同环境和要求下使用，比如：玻璃瓶与塑料容器、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等，因为国外灌装与封口设备正快速向高速、高精度、多用方向发展[1]。灌装非碳酸饮料的灌装阀已达到50头

3、～100头，灌装的速度最高达到1500罐／分，灌装机料槽转速快至20r/min～25r/min，从而速度比原始的提高了1倍。并且可以进行饮料的热灌装，而且封口后不需要再次杀菌。44常温灌装碳酸饮料技术已酝酿了20多年，它的设计不但可以降低饮料成本，而且有利于环保。它采用加压的方式或液氮滴入的方式向铝罐或PET瓶中灌注碳酸饮料，不仅可以保护内容物，还可以减少营养素的损失。目前已开发了PET树脂成型灌装的简便式无菌包装机，同时也要开发冰咖啡等低酸性饮料的无菌包装技术，来实现薄壁罐的无菌包装，因为它可以降低灌装的温度，提高茶

4、的质量，并确保产品卫生安全。1.3.2国内饮料灌装生产线现状 国内灌装生产线全方面的发展是建立在引进了先进的设备和技术，从八十年代开始，引进了多种饮料灌装生产线，当中也包括了啤酒灌装线的500多条。它们主要分为以下几类：玻璃瓶饮料灌装线 八十年代引进了116条玻璃瓶饮料灌装线，着重应用在碳酸饮料。生产线上的设备主要有卸箱机、灌装机、洗瓶机、压盖机、喷码机、贴标机、气水混合机、装箱机等等。而且有在线检测的设备，如真空检测仪、液面检测仪。易拉罐饮料灌装线 德国SEN、美国迈耶公司的设备占多数，包括了卸罐机、洗罐机、灌装机、

5、封罐机、码垛机及混合机、薄膜收缩机等。灌装能力为150、300、400、500罐／分，最高575罐／分。目前的广东轻机和南京轻机都具有自己的易拉罐灌装生产线线。软包装饮料灌装线现全国引进有瑞典利乐包无菌包装机，它在我国北京、广东佛山、江苏昆山都设复合纸板制造线；美国屋顶形纸盒无菌包装机；法国百利包；德国BOSCH、日本印刷、日本东洋等制造的立袋饮料灌装机；德国zupack纸盒成形-灌装-封口饮料的热灌装线；德国PKL的预成形纸盒。以上的前三种是无菌灌装，后三种采用的是热灌装，灌装封口后运用喷淋冷水冷却[2]。1.4本课

6、题主要研究的内容和任务面向网络化制造环境，研究并建立车间生产监控系统的方案。利用实验室现有的MCGS组态软件平台、ADAM系列的数据采集模块、三菱PLC等硬软件资源，完成一个基于MCGS组态软件平台的饮料灌装生产线设计及部分开发工作，并进行实验的验证。具体设计任务如下：(1)基于MCGS组态软件平台的饮料灌装生产线的总体方案设计；(2)饮料灌装生产线硬件选型设计；(3)饮料灌装生产线软件设计；44(4)饮料灌装生产线的部分开发与调试。1.5论文的组织结构论文的内容安排及组织结构如下：第一章绪论主要阐述了饮料灌装技术的概

7、况，分析了国内外饮料灌装生产线的发展现状,介绍了论文的组织结构。第二章主要通过对数据采集组态软件的基本组成及功能的分析，提出论文主要内容和任务的研究。第三章主要分析和选择了饮料灌装生产设计中用到的软硬件的型号。第四章提出了总体的设计方案并对硬件部分进行合理设计的流程。第五章通过对饮料灌装传送带电动机和灌装的启动和停止调速监控系统软件部分的分析，设计出PLC的梯形图及其仿真。第六章主要通过选用合适的组态软件为开发平台，分析瓶流速度、瓶内液位和瓶子数量数据的采集系统的功能需求和技术指标的基础之上按照预定的功能实现设计程序，

8、实现相应的功能，整体地完成系统软件的设计。第七章通过硬软件的分析，简单介绍智能模块ADAM下位机的开发。442相关技术软件简介2.1工业组态软件在国内外发展现状2.1.1国外的组态软件(1)美国Intouch，被称作是组态软件的“鼻祖”，它领先推出的在16位Windows环境下的组态软件，曾在世界上有较高的市场占有率。但是Into