永城职业学院。
项目设计。饮料罐装生产流水线的plc控制。
班级 专业矿山机电
学生姓名 指导教师
日期 2023年 6 月 10 日。
摘要：日前在饮料灌装机设备方面，世界发达国家像美国、德国、日本、意大利和英国的制造水平相对较高。可通过这些国家的饮料灌装机的新趋势来确定我国与他们之间的差别，应该向哪些方面发展才能缩小之间的差别，使我国的灌装机尽快挤进世界先进行列。
其先进性可体现在以下几个方面：
1.功能性。
具体就同一台设备，可进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳饮料和果汁饮料等多种饮料的热灌装；均可进行玻璃瓶与聚酯瓶的罐装，尽量减少企业的生产成本。
2.高速度化、高产量化。
红牛饮料公司新上市的72000罐/小时自动化灌装生产线便是先进的罐装技术。国外碳酸饮料灌装机的罐装速度可达2000罐/分。还有一些非碳酸饮料灌装机的灌装阀50-100头，罐装速度最高达1500罐/分。
3.技术含量高、可靠性高。
全自动化的水平高和全线效率高。**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。
实现自动控制的可编程控制器（programmable controller）是计算机家族中的一员，是为工业发展控制应用而设计制造的。它运行采用的梯形图是目前最为广泛、最受欢迎的一种编程语言。目前，大多数plc仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”，还有更广阔的发展空间。
plc采用了软件来取代继电气控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时，plc的用户程序可在实验室模拟调试，更减少了现场的调试工作量。并且，由于plc低故障率及很强的监视功能，模块化等等，维修更为方便，plc是将微电子技术应用于工业生产的设备产品，其结构紧凑、坚固、体积小、质量轻、功耗低，且plc的抗干扰能力强，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
关键词：plc 自动化饮料灌装生产线硬件电路
首先介绍一下可编程控制器（plc）和plc控制系统的基本知识，包括plc的产生和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及plc控制系统等相关知识。
可编程控制器(programmable controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(programmable logic controller)，简称plc，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称pc。
但是为了避免与个人计算机(personal computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称plc
plc自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而**则不断下降。
目前，世界上有200多个厂家生产plc，较有名的：美国：ab通用电气、莫迪康公司；日本：
三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：te 施耐德公司；韩国：
三星、lg公司等。
1. 产品规模向大、小两个方向发展。
大：i/o点数达14336点、32位为微处理器、多cpu并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。
2. plc在闭环过程控制中应用日益广泛。
3. 不断加强通讯功能。
4. 新器件和模块不断推出。
高档的plc除了主要采用cpu以提高处理速度外，还有带处理器的eprom或ram的智能i/o模块、高速计数模块、远程i/o模块等专用化模块。
5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化。
有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的plc指令系统。
6. 发展容错技术。
采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7.追求软硬件的标准化。
1） 系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作。
2） 当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警。
3） 用一个传感器和若干个计数器检测并记满瓶数，一旦系统启动，必须记录满瓶数，设最多不超过30000瓶。
4） 可以手动对计数值清零（复位）
整个灌装流水线的基本结构如图所示，其有主传动带（三相电动机）、灌装设备（b电磁阀）、光电（红外线）传感器、压力传感器、打空瓶器（a电磁阀）、指示灯、报警器、定时器和计数器等组成。电动机启停、a、b电磁阀动作与停止（打空瓶和灌装饮料）都是由plc控制的。流水线由传感器实时监控，由plc控制，控制准确，自动化程度高。
饮料罐装流水线的运作是通过电磁阀和电动机来控制的，电磁阀采用比例电磁阀，其原理是利用比例电磁铁的输出电磁力，使液流压力和流量连续的、按比例跟踪控制信号而变化。直动式电磁阀，通电时电磁线圈产生电磁力把关闭件从阀座上提起，阀门打开；断电时，电磁力消失，弹簧把关闭件压在阀座上，阀门关闭。
plc机型的选择方法有。
1）plc的类型。
plc按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按cpu字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型plc的i/o点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型plc提供多种i/o卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的i/o点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
2）输入输出模块的选择。
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有**低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但**较贵，过载能力较差。
输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程i/o机架等。
3）电源的选择。
plc的供电电源，除了引进设备时同时引进plc应根据产品说明书要求设计和选用外，一般plc的供电电源应设计选用220vac电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。如果plc本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。
为防止外部高压电源因误操作而引入plc，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
4）存储器的选择。
由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的**已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求plc的存储器容量，按256个i/o点至少选8k存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
5) 经济性的考虑。
选择plc时，应考虑性能**比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。
输入输出点数对**有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对cpu选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能**比。
松下plc电气是日本松下公司推出的系列，是松下厂家的典型产品。常见输入继电器用“x”表示、输出用电器用“y”表示；另外有数字，为该类器件的序号。根据所需用户输入输出设备及i/o点数，选择型plc就可满足控制系统的要求。
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