基于plc的灌装系统设计

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1、第1章基于PLC的灌装系统设计的原理1・1灌装系统的设计分析把蕃茄浆装入储存罐是其加工储存过程中一个重要工序。人工完成这工序是一个繁重的过程，效率非常低。为了提高产量，节省人力，同时保障人身安全，蕃茄浆加工厂家需要一个自动化程度很高的灌装控制系统。可编程控制器（即PLC）可靠性高，组合灵活，编程简单，维修方便，因此，设计一套由PLC组成的蕃茄浆灌装控制系统。托盘放在输入辘道上，依靠辘子转动到达输入辘道末端，等待任务呼叫。某位发出任务呼叫，小车在原位的情况下（小车不在原位，必须等到小车回到原位），由输入辘道和小车辘道一起作用把托盘移到小车上，然后小车沿轨道移向任务呼叫位。到达任务呼叫位之后

2、，再由小车车昆道和输出辘道一起作用把托盘移到灌装头下面，开始灌装，同时小车返回原位。待装满浆后,铲车把托盘移出灌装线，该位再次发出任务呼叫。3个工位的工作流程一样。小车在返冋原位和移向任务请求位的过程中要经过减速和定位。当小车碰到减速开关时通过变频器实现电机的减速，处于低速的电机碰到定位开关时马上断电，在电机机械制动的作用下立即停止移动，实现定位。其屮SKI〜SK4是每位的定位开关，SK5〜SK8是减速开关，S1〜S5检测托盘是否到位，S6〜S7检测轨道上是否有障碍物。整个系统通过辘子的转动和小车在轨道上的移动实现罐子的输送。该控制系统，运行稳定，安全可靠，操作方便，自动化程度高，大大提

3、高生产效率，充分发挥了PLC功能强、编程简单、故障率低、易维护保养等优点。1.2灌装系统的设计特点1、控制系统结构简单，通用性强PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种犬小和不同要求的控制系统。用PLC改造要比实际电路接线节省许多成本。2、编程方便，易于使用PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。3、体积小，维护操作方便PLC体积小，质量轻

4、，便于安装。PLC的输入/输出系统能够直观的反映现场总线信号的变化状态，还能通过各种方式直观的反映控制系统的运行状态。第2章基于PLC的灌装系统的硬件设计CPU单元负责控制整个生产过程，输岀模块向外部设备传送输岀信号，使不同的执行机构动作。对执行机构状态的改变，通过行程开关或光电传感器将其信号反馈给输人模块，CPU单元乂从输人模块读取数据，根据数据的变化执行不同的控制操作，由此构成了整个控制回路。根据系统控制要求、所需的I/O点数、工作环境等因素，可编程控制器选用日本三菱公司的FX-2N系列可编程控制器。2.1FX-2N系列可编程控制器简介2.1.1可编程控制器的产生20世纪20年代起，

5、人们把各种继电器，定时器，接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统由于它结构简单，容易掌握，价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广在工业控制领域中一直占主导地位•但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大靠性差，动作速度慢,功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硕连线逻辑成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差。20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随Z改变，以及对整个开展

6、系统重新配置•为抛弃传统的继电接触器控制系统的朿缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提岀具体要求，归纳起来是：(1)编程方便，可现场修改程序(2)维修方便，采用插件式结构(3)可靠性高于继电器控制装置(4)体积小于继电器控制盘(5)数据可直接送入管理计算机(6)成本可与继电器控制盘竞争(7)输入可以是交流150V以上(8)输出为交流115V,容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等(9)扩展时原系统改变最小(10)用户存储器至少能扩张到4KB(适应当时汽车装配过程的需要)十项指标的核心要求是采用软布线(编程)方式代替继电控制的

7、硕接线方式，实现大规模生产线的流程控制。2.1.2可编程控制器的定义美国国际电工委员会(1EC)在1987年对可编程序控制器做出如下定义：可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部进行存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算等功能的面向用户的指令,并通过数字式或模拟式的输入或输击，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器极其相关外部设备，都应按照易于与工业控制