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1、河北化工医药职业技术学院论文（设计）河北化工医药职业技术学院论文（设计） 河北化工医药职业技术学院论文（设计）河北化工医药职业技术学院论文（设计） 1 基于基于 PLCPLC 矿泉水自动灌装系统的设计矿泉水自动灌装系统的设计 摘摘 要要 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
2、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：关键词：自动控制,PLC,灌装,传感器,生产线 河北化工医药职业技术学院论文（设
3、计）河北化工医药职业技术学院论文（设计） 1 BASED ON PLC MINERAI WATER AUTOMATIC FILLING SYSTEM DESIGN ABSTRACT With the development of The Times, the progress of science and technology, more and more industry is moving towards the direction of automation. In 1913, the ford in his factory set first automated production
4、line. After automated production line production pattern is rapid popularization, medical, automotive, food industry etc scramble to use high efficiency, low cost automated production line. In beverage industry, automated production line mode of production is to promote the most popular a kind of pr
5、oduction mode, it causes the filling speed increases, but make the filling a higher precision, to bring enterprise cannot small gaze of productivity. This paper involves the mineral water filling automation production line adopts PLC control, flowmeter metering, insure the filling speed and precisio
6、n. The design USES mitsubishi FX series PLC and more motor control, automatic production lines sprayer, conveyors and intercept stem more action operation. From the perspective of our countrys basic conditions, the states strategic needs of national economy market demand oriented, in order to improv
7、e 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 in China can dominate automatic production lines and support the industrialization development and key technology su
8、pporting technologies, supporting technology as research and development, the contents of the automation line of developing by leaps and bounds KEY WORDS： automatic control, plc, filling, sensors, production line 基于基于 PLC 矿泉水自动灌装系统的设计矿泉水自动灌装系统的设计 2 摘要摘要.1 第一章、绪论第一章、绪论.3 11 自动化灌装生产线的发展 3 12 本课题设计的内容
9、3 13 本课题设计的目的和意义 3 第二章、方案总设计第二章、方案总设计.5 2.1 控制方案设计 .5 2.2 记量控制设计 .6 2.3 传送带电气控制设计 .7 第三章、硬件设计第三章、硬件设计.8 3.1 PLC 的选择8 3.2 流量计选择 11 3.3 电磁阀选型 11 3.4 微型电动机 12 3.5 传感器选择 13 3.6 硬件清单 14 3.7 PLC I/O 分配表设计.14 3.8 PLC 外部接线图.15 第四章、软件设计第四章、软件设计16 4.1 控制系统流程图设计 16 4.2 控制功能图设计 17 4.3 程序设计 18 第五章、系统维护与常见故障分析第五章
10、、系统维护与常见故障分析19 5.1 自动化生产线的保养 19 5.2 自动化生产线常见故障分析 19 结论结论21 参考文献参考文献22 致谢致谢23 河北化工医药职业技术学院论文（设计）河北化工医药职业技术学院论文（设计） 3 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 自动化灌装生产线的发展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
11、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
12、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。 1.21.2 本课题设计的内容本课题设计的内容 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
13、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。 1.31.3 本课题设计的目的和意义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
14、，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 基于基于 PLC 矿泉水自动灌装系统的设计矿泉水自动灌装系统的设计 4 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。
15、河北化工医药职业技术学院论文（设计）河北化工医药职业技术学院论文（设计） 5 第二章第二章 方案方案总体设计总体设计 2.12.1 控制方案设计控制方案设计 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
16、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，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。 空空 水水 瓶瓶 前前 拦拦 截截 杆杆 后后 拦拦 截截 杆杆 喷喷 口口 喷喷 口口 喷喷 口口 喷喷 口口 流流 量量 计计 流流 量量 计计 流流 量量 计计 贮水箱 电电磁磁阀阀 传传 送送 带带 光光电电传传感感器器汽汽 缸缸 汽缸电 磁阀 空压机 流流 量量 计计 行程开关 运行方向 图 2-1 控制
