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1、1 桶装水生产工艺流程介绍首先将自来水储存起来，经过纯净水制水机加工，加工好的纯净水，矿泉水或蒸馏水，经过臭氧杀菌后，储存在纯水箱内，将纯水箱用导管与灌装机合理连接。将回收回来的空桶经过拔盖机进行拔该处理。拔盖后的空桶进行冲刷，风干后的空桶放在灌装机传送带上分组装水，水被装满后经过压盖机封口，封口后的桶装水经人工在灯检处检查水内是否存在明显异物，合格无异物的桶装水套上塑料膜后经高温进行热收缩。本次设计主要针对以下几部分1拔盖工序2冲洗工序3灌装工序4压盖工序5热膜收缩机工序。其中，拔盖工序、灌装工序、压盖工序，分别用PLC松下FP1C16、松下FP1C24、松下FP1C16。冲洗工序、热膜收缩
2、机工序为简单的电路设计。 空气压缩机 臭氧杀菌 图1 桶装水生产工艺流程图 2 桶装水生产线所选器件2.1 PLC选择PLC机型选择的基本原则是，在功能满足要求的前提下，选择可靠、维护使用方便以及性能价格比的优化机型。根据I/O口多少本设计选用：拔盖工序松下FP1C16灌装工序松下FP1C24压盖工序松下FP1C16。2.1 自动空气开关自动空气开关的特点，自动空气开关具有操作安全、使用方便、工作可靠、安装简单，动作后(如短路故障排除后)不需要更换元件（如熔体）等优点。因此，在工业、住宅等方面获得广泛应用。本次设计选用梅兰日空气开关梅兰日兰断路器C654P16A 。2.2 交流接触器交流接触器
3、是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。本次设计选用CJ10-20的接触器，三相，电压380伏，电流20安。2.3 热继电器热继电器常用来对电动机进行过载保护。电动机在运行过程中，如长期过载、频繁启动、欠压运行、断相运行等均会使电动机的电流超过额定值。若过电流的数值不足以使电路中的熔断器熔断，电动机绕组就会因过电流而导致发热，影响电动机的寿命，甚至烧毁电动机。这时就需要热继电器进行过载保护。通常热继电器的动作电流应等于电动机的额定电流。本
4、次设计采用JR10系列热继电器。2.4 时间继电器时间继电器是一种能延时动作的控制器件，其特点是电磁线圈通电后其触头经过一定时间间隔动作。选用时间继电器应注意其线圈（电源）的电流种类和电压等级，按控制要求选择延时方式。常用的时间继电器有JS7系列空气阻尼式、JS17系列电动式、JSJ系列晶体管式、JS20系列单结晶体管式。本设计采用JS7系列空气阻尼式时间继电器（0.4s180s）。2.5 熔断器的选择熔断器是低压配电系统和电力拖动系统中的保护电器，在使用时串接在所保护的电路中。当电路出现短路或严重过载是，其内部低熔点的熔丝或熔片将自动熔断，将电路切断。本设计采用RL1系列螺旋式熔断器。2.6
5、 气缸节流阀为了使气缸的动作平稳可靠，气缸的作用气口都安装了限出型气缸截流阀。气缸截流阀的作用是调节气缸的动作速度。截流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。图2.6是安装了带快速接头的限出型气缸截流阀的气缸外观。图2.6安装上气缸节流阀的气缸2.7 磁感应接近开关及漫反射式接近开关从图2.6上可以看到，气缸两端分别有缩回限位和伸出限位两个极限位置，这两个极限位置都分别装有一个磁感应接近开关。磁感应接近开关的基本工作原理：当磁性物质接近传感器时，传感器便会动作，输出传感器信号。若在气缸的活塞（或活塞杆）上安装上磁性物质，在气缸缸筒外面的
6、两端位置各安装一个磁感应式接近开关，就可以用这两个传感器分别标识气缸运动的两个极限位置。当气缸的活塞杆运动到哪一端时，哪一端的磁感应式接近开关就动作，发出电信号。在 PLC的自动控制中，可以利用该信号判断气缸的运动状态或所处的位置，以确定工件是否被推出或气缸是否返回。漫射式光电接近开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置，且为一体化结构。在工作时，光发射器始终发射检测光，若接近开关前方一定距离内没有物体，则没有光被反射到接收器，接近开关处于常态而不动作，反之若接近开关的前方一定距离内出现物体，
7、只要反射回来的光强度足够，则接收器接收到足够的漫射光就会使接近开关动作而改变输出的状态。 2.8 电磁阀及气缸电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器。本次设计采用CPV10阀。气缸将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。本设计采用DNC型气缸。3 拔盖工序3.1 拔盖机系统分析 拔盖机是专供桶装水生产线的配套生产设备,适宜于回收桶清洗前自动拔盖，显著提高了劳动效率，更大程度的减少了人工拔盖的二次污染并降低了作业人员的劳动强度。整体采用优质不锈钢制作，耐腐蚀，易清洗。本系统采用三个DNC型气缸，分别作为夹紧气缸、推料气缸、伸缩气缸，它们由单电控电磁阀控制
8、，一般电磁阀可选用紧凑型CPV10阀。当工作人员，把收回的带盖空桶放在如图所示位置，接通电源即可工作，废盖会拔下并从废料口落出。图3.1拔盖机外观图3.2 I/O地址分配检测有无料：X0 X7夹紧气缸松开磁感应限位开关SQ1：X1夹紧气缸夹紧磁感应限位开关SQ2：X2推料气缸推料磁感应限位开关SQ3：X3推料气缸缩回磁感应限位开关SQ4：X4伸缩气缸伸磁感应限位开关SQ5：X5伸缩气缸缩磁感应限位开关SQ6：X6夹紧电磁阀YV0：Y0推料电磁阀YV1：Y1伸缩电磁阀YV2：Y23.3 执行机构及过程分析根据图3.3自动拔盖机气动原理图可知，PLC上电后当X0检测到有料时，YV0夹紧电磁阀通电，
9、夹紧气缸动作，到达SQ2处（夹紧状态）YV2伸缩电磁阀通电（YV0保持夹紧状态）伸缩气缸动作缩回到SQ6处，并X7检测到有料时，YV1推料电磁阀通电，推料气缸动作到SQ4处，完成一次工作过程。3.4 功能表图及PLC程序拔盖机工序功能表图如下图3.4.1 拔盖机工序功能表图拔盖机工序PLC程序梯形图如下图3.4.2 拔盖机工序PLC程序梯形图3.5 PLC硬件接线图PLC型号：松下FP1C16图3.5 拔盖机PLC接线图4 冲洗工序4.1 冲洗工序系统分析冲洗工序刷桶机由不锈钢机架、封板、滚筒式旋转毛刷、桶内旋转毛刷、小型电动机、DNC型气缸、双电控电磁阀、交流接触接触器、时间继电器、热继电器
10、、中间继电器、熔断器、按钮、拨轮结构、冲洗水泵、喷淋室等组成。消毒水可循环使用。工人需要将拔盖后的空桶放进刷桶机内即可等60秒，工作停止后方可拿出空桶进行下道风干工序。图4.1 冲洗工序刷桶机外观图4.2 示意图及过程分析图4.2 冲洗工序刷桶机分析图当按下启动按钮SB时，双电控电磁阀夹紧方向YV0通电，夹紧气缸动作到SQ1处，桶内旋转毛刷，滚筒式旋转毛刷M1,M2电动机同时运行且方向相反，与此同时时间继电器接通，时间大于等于10秒。双电控电磁阀松开方向YV1通电，夹紧气缸动作，M1,M2电动机断电。工作过程完成。4.3 电路图分析图4.3冲洗工序电路图5 灌装工序5.1 灌装工序系统分析小型
11、桶装水灌装机，由不锈钢钢机架，采用4个DNC型气缸分别作为4个注水口的伸缩气缸。每个气缸均由一个单电控电磁阀控制，电磁阀选用紧凑型CPV10阀。图5.1灌装工序外观图5.2 I/O地址分配启动按钮SB1:X0停止按钮SB2:X11号桶位限位检测开关 X52号桶位限位检测开关 X63号桶位限位检测开关 X74号桶位限位检测开关 X8计数检测开关X9 XB位置检测开关X21号桶位电磁阀YV0:Y0 2号桶位电磁阀YV1:Y1 3号桶位电磁阀YV2:Y2 4号桶位电磁阀YV3:Y3传送带电动机M:Y45.3执行机构及过程分析图5.3 灌装工序执行机构示意图由上图5.3可知工作过程，首先由工人把刷完风
12、干后的空桶，放在传送带上按按钮启动SB1要求一个个空桶摆放整齐，空桶在传送带上向灌装机方向传送，通过X9检测开关计数4次后，位置检测X2收到接通信号后，传动带电动机Y4断电。1号、2号、3号、4号电磁阀同时接通，气缸同时动作，打开注水开关，向桶内注水。1号、2号、3号、4号分别设有水位限位开关，X5、X6、X7、X8，当X5检测到水位后，1号桶位电磁阀YV0断电，1号桶位气缸动作关闭注水开关。2桶位电磁阀YV1电，2桶位气缸动作关闭注水开关. X5、X6、X7、X8都有信号时，传送带电动机Y4通电，XB检测开关计数4次后，延时3秒后，下组空桶接通。完成一次注水过程。5.4功能表图及PLC程序灌
13、装机功能表图如下图2.3.4灌装机功能表图灌装机PLC程序梯形图图2.3.5 灌装机功能表图2.3.5 PLC硬件接线图 PLC型号：松下FP1C242.4自动压盖机2.4.1自动压盖机的系统分析自动压盖机由不锈钢机架封板，供料桶。本系统采用三个DNC型气缸分别作为挡料气缸，推料气缸，压盖气缸。它们分别由单电控阀控制，电磁阀可选用紧凑型CPV10阀。2.4.2 I/O地址分配到位检测X0 有无料检测X5夹紧气缸松开限位开关SQ1：X1夹紧气缸夹紧限位开关SQ2：X2推料气缸推料限位开关SQ3：X3推料气缸缩回限位开关SQ4：X4压盖气缸压盖限位开关SQ6：X6压盖气缸缩回限位开关SQ7：X7夹紧电磁阀YV0：Y0推料电磁阀YV1：Y1伸缩电磁阀YV2：Y2传送带电动机M：Y42.4.3 执行机构及过程分析图2.4.3 压盖机执行机构示意图由上图动作原理可知，当装满水的桶到达X0时传送带电动机Y4停止运动，夹紧电磁阀YV0通电，夹紧气缸动作到达SQ2时，推料电磁阀YV1通电（YV0保持通电状态）推料气缸动作，到达SQ4时（YV0保持通电状态被推到指定位置）压盖电磁阀YV2通电压盖气缸动作SQ6，压盖成功，回到位X7时，传送带电动机Y4接通，开始运行。2.4.4功能表图及PLC程序压盖机功能表图如下图2.4.4A 压盖机功能表图图2.4.4B 压盖机PLC程序2.4.5 P
