基于PLC的自动饮料灌装机.doc
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1、- 工业职业技术学院 毕业设计说明书题目 基于PLC的自动 饮料灌装机控制系统设计 系别 自动化工程系 班级 12电气99 马先生 * 129999999 指导教师 先生 2015年 3月 10日目录摘要3关键字3一、概述41.1 课题意义41.2 设计任务5二、功能需求分析52.1 技术背景与现状52.2 功能需求分析62.3 功能需求6三、具体设计73.1 系统设计73.2 设备选型103.3 I/O分配123.4 工作流程图设计133.5 顺序功能图设计143.6 程序设计15四、总结15参考文献16基于PLC的自动饮料灌装机控制系统设计摘要本次课设主要介绍全自动灌装生产线的根本概念。全
2、自动灌装生产线是由数台自动灌装机械经控制系统进展集中控制,并按照各自功能完成一定任务进展顺序、连续生产的一系列机器组合。通过对饮料罐装自动控制的介绍,使我们对灌装这个行业有了更深的了解,也对自动化这个名词有了进一步的了解。我国的饮料罐装自动化相对于西方兴旺国家来讲还有很大的差距。设备旧,技术落后,成为阻碍我们灌装行业开展的一个严重问题。鉴于这些问题,我国企业不断开展自身的实力,逐步朝着生产高速化、设备构造合理化、设备的多功能化、设备的绿色化、控制的智能化等方向开展。推出适合自己需求的产品来。本次课设就是朝着这个方向进展研究和设计。关键词:可编程控制器PLC 灌装机 自动化 智能化一、概述1.1
3、 课题意义随着全球经济的迅速开展,人们在日常生活中对包装品的需求越来越大,而且与传统包装工业相比,准确、节约、高效成了现代包装技术的开展方向,从而使得包装机械不管在制造水平还是技术上都需要不断的创新。美国和日本在包装机械上无论是技术、产品或者市场占有情况的诸多方面在世界上都是名列前茅的。世界工业的领头羊美国,其包装工业起步较早,开展到现在已具又完备的包装工业体系。其包装设备通常都以高、精、尖著称,而且由于可编程控制器PLC技术比其他国家领先,所以可编程控制器PLC在工业中的使用和普及比其他国家都早,可编程控制器PLC被广泛应用于包装机械中较早地形成了自动化控制生产模式。日本与美国相比,起步虽然
4、相对较晚,但60年代至90年代,日本包装业大量引进先进技术,并在此根底上消化吸收而且取得了非常显著的成果,使其包装工业的制造水平能持续快速的开展。日本小型和微型电子技术较为成熟,所以其包装工业虽然起步较晚,但在消化他国技术中,将其擅长的微电子技术应用其中,为包装工业的开展提供了更多的空间,至今仍影响着包装机械的走向。我国制造工业还处在低谷时,美国和日本等兴旺工业国家却在告速开展工业,而且我国都是在新中国成立之后才开场开展包装机械与其他工业产品,包装工业开展期主要是改革开放之后。随着我国经济开场迅速开展,人们的消费水平也大大提高,从而使的生产设备特别是包装机械的需求变得空前紧缺。这就逼迫我们要提
5、高包装工业的技术水平,其中不乏通过进口国外的先进技术和生产线,回来慢慢研究消化吸收并改进,开展自己的包装工业。我国的饮料包装设备还存在自动化程度低、速度慢、破瓶率高、系统运行不稳定等缺陷。随着集散控制系统的日益完善,PLC在工业控制领域应用的日益广泛,使我们利用先进控制技术改进自动饮料灌装机的控制系统,弥补其缺乏成为可能。目前进口一台全自动液体灌装生产线大概需要400万元人民币,这大大提高了本钱,根据这一状况,我们参照国外全自动液体灌装机的先进机型和技术结合国液体灌装的实际情况,独立开发设计并制造出新型全自动液体灌装生产线,并根据测算,与国外同类产品相比价格仅是进口设备的35%并完全可以代替进
6、口同类产品,具有良好的价格性能比,所以开发优质的灌装成套设备取代进口设备,在医药、饮料和酒类等灌装也具有很深远的意义和广阔的前景。1.2设计任务本设计主要完成以下任务:1、深入了解自动饮料灌装机的工作原理,运行过程及控制要求。2、控制系统设计:包括PLC的选择,各种硬件模块的介绍,软件设计编程方法。3、列出I/O地址分配表。4、画出PLC外部硬件接线图。5、绘制自动饮料灌装机工作流程图。6、根据控制流程设计出顺序功能图、梯形图。二、功能需求分析2.1技术背景与现状近几年,由于PET/HDPE塑料瓶被越来越多地应用到液态食品包装领域,扩大了其在液态食品包装领域中的应用围,据不完全统计,全球每年用
7、于饮料瓶的塑料容器消费量为1000多万吨,并且其产销量正在以每年10%19%的速度增长。茶饮料、果汁饮料以及功能性饮料经过几年的苦心经营,已经成为饮料市场上稳定、成熟的产品,现在高速中温热灌装技术为众多饮料企业提供了最正确的解决方案,既满足了产品的增长率和平安性,又降低了饮料企业的包材本钱和运行本钱。随着高速中温热灌装机技术的日臻成熟,将为更多的国大、中型饮料生产企业提供先进、稳定、可靠的饮料灌装机设备,带来更为直接的本钱效益。灌装机主要是包装机中的一小类产品,随着我国酒业的快速开展,啤酒、葡萄酒、黄酒、白酒等酒类产量持续增长,我国饮料酒(不含果露酒、发酵酒精)总产量已达2878万千升,同比增
8、长8.2%。有关专家指出,我国饮料行业是高成长性的行业,成熟饮品增长稳定,新的热点和增长点不断涌现,新兴饮品的增长更快。同时,中国包装机械已开展成世界液态食品行业中有重大影响和极大市场占有率行业。因此,液体灌装机市场开展潜力巨大。要把灌装机产品国产化,要走相当一段的路程,国现状是“互仿-互相仿造,在国仿造,也叫做“仿。水平大概一致,今天你有的,明天别人就仿去了。一个灌装机行业也就则几家有自己的机械设计能力来开发新产品。其他的制造商就跟进过来。所以在互联网上我们查找灌装时机看到很多产品,但大多雷同。相比拟而言,在国外的一些灌装机械厂家,他们的产品不管是在外观还是的设计原理上都有比拟大的区别。这就
9、是很多国一些想创新的厂家努力去学习国外产品的原因,操作方法是到国外参加展会,拍些设备图片或直接购置一个设备样品,拿来仿造就可以了。这就是“外仿,仿造国外的。不管是“仿还是“外仿 都是在仿造。自己没有太多的创新和设计。产品就会一直在跟进,跟着别人前进。我国的饮料罐装自动化相对于西方兴旺国家来讲还有很大的差距。设备旧,技术落后,成为阻碍我们灌装行业开展的一个严重问题。鉴于这些问题,我国企业不断开展自身的实力,逐步朝着生产高速化、设备构造合理化、设备的多功能化、设备的绿色化、控制的智能化等方向开展。推出适合自己需求的产品来。我国企业参照国外全自动液体灌装机的先进机型和技术结合国液体灌装的实际情况,发
10、现国外灌装机械制造商都在致力于产品构造的优化,不断的在对老产品进展优化的同时开发出新的产品以适合市场的变化。一方面是零部构造的优化,设备可靠性的提高,另一方面则围绕设备本钱降低,以及操作方便和可维护性进展研究,并独立开发设计并制造出新型全自动液体灌装生产线,并根据测算,与国外同类产品相比价格仅是进口设备的35%并完全可以代替进口同类产品,具有良好的价格性能比,所以开发优质的灌装成套设备取代进口设备,在医药、饮料和酒类等灌装也具有很深远的意义和广阔的前景。2.2功能需求分析根据要求和目前生产线的具体情况,并结合目前先进装配系统的设计方案,确定了以下总体设计思路。采用可编程控制器(PLC)作为控制
11、系统的主控制元件,传感器作为检测元件构成生产、控制系统。整条自动饮料灌装机控制系统由一台PLC、灌装机以及次品捡出器和指示灯等其它元件构成。同时生产线上的各种检测状态传感器全部接入到PLC中,由PLC根据传感器的检测状态通过编制好的程序控制整个系统工作。系统采用的饮料分装计量是通过时间和单位时间流量来确定的,计量精度由可编程控制器PLC控制确定。并且在本系统还具有数据统计和故障报警功能,能够准确的将生产情况告知用户,使用户能灵活的调整生产方式和方便的了解到设备的即时运行状态。操作时,在PLC上编制好的程序作为系统工作的条件。通过PLC上的开关和指示灯等进展对系统功能的操作和监控系统的工作过程。
12、2.3功能需求系统采用了国际上较为先进的灌装设备直线型全自动灌装机。设计的灌装过程是:洗瓶机将瓶子的里外洗净并经检查后,由传送带送入自动灌装机的限位机构,根据规定的要求按一定的距离排列好,限位机构准确地将瓶送入灌料传送带。灌料口检测设备准确地将瓶子送入灌料设备下灌料,灌料完成后,灌料传送带将瓶子送入正品检测设备,正品检测设备检测是正品,则送入正品传送带,反之是次品,则送入次品传送带。三、具体设计3.1系统设计工作原理自动饮料灌装机工作原理:本机通过光电传感器检测空瓶到达,开启灌装传送带电机,传送空瓶至灌料口位置,通过泵机灌装饮料,完成后,传送至正品传送带或次品传送带。通过传感器控制电动机运行,
13、自动检测正、次品并分拣出次品,全程自动控制无需人工干预。运行过程按下启动按钮之后,灌装传送带等待空瓶检测检测到空瓶时启动,空瓶通过传送带到达灌料检测口时停顿1S,1S后灌装机启动,开场灌装时间为1S,1S后停顿,传送带启动将灌装的饮料送至正、次品检测口,正品则启动正品传送带,传送至压盖检测口时停顿1S,1S后压盖机压盖时间为1S,1S后启动传送带,传送至正品到达检测位置,计数,计数24瓶整箱,计数完成报警。检测为次品则通过推进装置,推至次品传送带并启动传送带,送至次品到达检测位置,停顿并计数,计数10瓶,计数完成报警见下列图3-1、3-2、3-3、3-4。控制要求:1系统通过开关设定为自动操作
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