饮料罐装生产流水线电气控制.doc

电气与PLC控制技术 课 程 设 计 题 目 饮料罐装生产流水线电气控制系统 专 业 电气工程及其自动化专业 姓 名 王阶频 班 级 1206073 学 号 120607324 指导教师 孙标 专业 郑 州 航 空 工 业 管 理 学 院 机 电 工 程 学 院 2014 年 12 月 摘要：文章探讨了如何利用德国西门子PLC S7-200 进行饮料灌装生产流水线的控制，重点分析了系统软硬件设计部分，并给出了系统硬件接线图、PLC 控制I/O 端口分配表以及整体程序流程图等，实现了饮料灌装的自动化，提高了生产效率，降低了劳动强度。 关键词：PLC；自动化饮料灌装生产线；；系统硬件接线图；I/O 端口分配表 传统的饮料罐装生产线的电气设备控制系统是传统的继电器——接触器控制方式,在使用的过程中，生产工效低，人机对话靠指示灯+按钮+讯响器的工作方式，响应慢，故障率高，可靠性差，系统的工作状态、故障处理、设备监控与维护只能凭经验被动的去查找故障点。且在生产过程中容易产生二次污染，造成合格率低，生产成本增加。为适应发展，故提出下面的PLC控制技术改造现有生产线。 一、系统概况 饮料灌装生产流水线是指按一定控制要求将有关驱动电机、电气控制装置、检测装置等组合为一体的多功能自动控制装置。 本系统电镀生产线采用了传送带，传送带用一台电动机控制，同时用变频器对电机平滑调速。 1、生产工艺及流程　　该罐装生产线为人工/自动操作的工作程序，由2只电磁阀控制托瓶架的升降，2只电磁阀控制压盖的行程。驱动部分有：清水泵、无菌泵、清洗输送、灌装输送、灌装泵。1.1、手动控制工作状态将操作台上旋钮置手动，各工位工作状态如下：（1）按按钮，送带把洗过的空瓶送到托瓶架上；托瓶架启动，把洗过的空瓶送到罐装机的罐装口；罐装泵启动，罐满后自动停止；（2）按按钮，送带1.2、自动控制工作状态（1）按下自动按钮后，生产线进入自动工作状态，具备工作条件后，瓶子随着送带进入工序。（2）罐装：当瓶子随着输送带平稳的进入托瓶架时，托瓶架的限位开关信号送给PLC，翻瓶架的一组气动电磁阀打开，汽缸开始工作，将瓶子送到罐装口的下部，这时汽缸上限信号送入PLC，罐装泵开始启动，在罐装的过程中翻瓶架自动落下，罐装到一定的时间（及罐满）后自动停止（罐装时间3/5加仑的设定时间不同），罐装结束后，经过一定的延时时间，罐装输送带开始启动。断路器的作用：断路器的作用是切断和接通负荷电路，以及切断故障电路，防止事故扩大，保证安全运行。而高压断路器要开断1500V，电流为1500-2000A的电弧，这些电弧可拉长至2m仍然继续燃烧不熄灭。故灭弧是高压断路器必须解决的问题。 吹弧熄弧的原理主要是冷却电弧减弱热游离，另一方面通过吹弧拉长电弧加强带电粒子的复合和扩散，同时把弧隙中的带电粒子吹散，迅速恢复介质的绝缘强度。断路器选用原则； 1空开额定工作电压大于等于线路额定电压 2空开额定电流大于等于线路负载电流 3空开电磁脱扣器整定电流大于等于负载最大峰值电流（负载短路时电流值达到脱扣器整定值时，空开瞬时跳闸。一般D型代号的空开出厂时，电磁脱扣器整定电流值为额定电流的8-12倍。）也就是说短路跳闸而电机启动电流是可以避开的。 为 式中， 为发射天线的发射功率；为发射天线的增益；为接收天线的增益；d为两天线与被测表面间的垂直距离。 当发射功率、波长、增益均恒定时，上式可改写为 图4 微波液位仪原理图 式中， 为取决于发射功率、天线增益与波长的常数；为取决于天线安装方法和安装距离的常数。由上式可知，只要测到接收功率，就可得到被测液面的高度。 （5）红外发光二极管 常用的红外发光二极管（如SE303·PH303），其外形和发光二极管LED相似，发出红外光（近红外线约0.93 m ）。当红外线接收管受到红外线的照射时，其本身的电阻很小，呈低阻值，电路导通。当红外发射头与接收头中间没有物品挡住时红外接收到红外线照射，呈现低电阻，发出一个高电平信号。当有物体经过红外发射与接收的中间时，由于红外线被挡住，红外接收管呈现大的阻值，电路断开，这时红外接收管发出一个低电平信号。当物体过完之后又回到原来的状态。 电器元件及其型号如表1所示。 表 1 电器元件明细表 符 号 名 称 型 号 数 量 M1 主传送带电动机 Y132M—4 1 M2 灌装装置电动机 Y90S—4 1 QF1 断路器 NS100N 1 QF2 断路器 NS80N 1 QF3 断路器 NS80N １ QF4 断路器 NS2