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1、 XXXXXXXX大学课 程 设 计计题 目目：饮料料灌装生生产流水水线的PPLC控控制班级： 姓名名： 指导教师师： 完成日期期： 一、设计计题目饮料灌装装生产流流水线的的PLCC控制二、设计计要求（1）系系统通过过开关设设定为自自动操作作模式，一一旦启动动，则传传送带的的驱动电电机启动动并一直直保持到到停止开开关动作作或罐装装设备下下的传感感器检测测到一个个瓶子时时停止；瓶子装装满饮料料后，传传送带驱驱动电机机必须自自动启动动，并保保持到又又检测到到一个瓶瓶子或停停止开关关动作.（2）当当瓶子定定位在罐罐装设备备下时，停停顿1秒秒，罐装装设备开开始工作作，罐装装过程为为5秒钟钟，罐装装过程
2、应应有报警警显示，55秒后停停止并不不再显示示报警.（3）用用两个传传感器和和若干个个加法器器检测并并记录空空瓶数和和满瓶数数，一旦旦系统启启动，必必须记录录空瓶数数和满瓶瓶数，设设最多不不超过99999999999瓶.（4）可可以手动动对计数数值清零零（复位位）.三、上交交材料（1）开开题报告告（2）说说明书四、进度度安排第1周：（1）熟熟悉题目目，查找找资料，整理资料，完成开题报告。（2）进进行PLLC控制制系统的的硬件部部分设计计（PLLC选型型及外部部接线图图）。第2周：进行PPLC控控制系统统的软件件部分设设计（控控制顺序序功能和和梯形图图设计）。第3周：查找不不足，整整理说明明书。
3、总总体分析析，准备备答辩。五、指导导教师评语语成 绩绩： 指导教师师日期期摘要随着工业业自动化化水平日日益提高高，众多工工业企业业均面临临着传统统生产线线的改造造和重新新设计问问题。PPLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。作为通用工业控制计算机，其实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，在世界工业控制中发挥着越来越重要的作用。鉴于此，设计者利用PLC的功能和特点设计出了一款饮料灌装生产流水线控制系统。文章刚开开始介绍绍了PLLC的相相关知识识，接着着以饮料灌
4、装装流水线线为例，采用三菱菱公司的的FX系系列可编编程序控控制器，介绍了PPLC 在饮料灌装装流水线线中的应应用，给出了详细的的程序设设计过程程。利用PLLC控制制饮料灌装装生产过过程，可有效效提高灌灌装生产产效率，并显著著增加控控制系统统的可靠靠性和柔柔性。关键词：可编程程控制器器、灌装流流水线、顺序功功能图、梯形图图 AbsttracctWithh thhe iincrreassingg leevell off inndusstriial auttomaatioon, manny iinduustrriall ennterrpriisess arre ffaceed wwithh thhe
5、 ttrannsfoormaatioon oof ttradditiionaal pprodducttionn liine andd ree-deesiggn pprobblemm. PPLC (prrogrrammmablle llogiic cconttrolllerr) iis aa miicrooproocesssorr ass thhe ccoree off inndusstriial conntrool ddeviicess, iit wwilll reelayy thhe ttradditiionaal cconttroll syysteem ccombbineed wwithh
6、 coompuuterr teechnnoloogy in reccentt yeearss inn inndusstriial auttomaatioon, mecchannicaal aand eleectrricaal iinteegraatioon, thee trranssforrmattionn off trradiitioonall inndusstriies succh aas ggeneerallly appplieed. As a ggeneerall-puurpoose inddusttriaal cconttroll coompuuterr, tthe reaalizz
7、atiion of inddusttriaal cconttroll wiirinng llogiicall leeap in loggic to stooragge, inddusttriaal cconttroll inn thhe wworlld iis pplayyingg ann inncreeasiinglly iimpoortaant rolle. In vieew oof tthiss, tthe dessignnerss off thhe uuse of PLCC fuuncttionns aand feaaturres dessignned a bbeveeragge ff
8、illlingg prroduuctiion linne cconttroll syysteem. Thhe aartiiclee inntrooducced thee PLLC bbegiinniing of thee reelevvantt knnowlledgge, andd thhen to driink botttliing linne aas aan eexammplee, tthe usee off Miitsuubisshi FX serriess prrogrrammmablle llogiic cconttrolllerr, PPLC, inntrooducced in t
9、hee beeverragee boottllingg liine in thee apppliicattionn, ggiveen aa deetaiiledd prrogrram dessignn prroceess. PLLC cconttroll off thhe uuse of bevveraage filllinng pprodducttionn prroceess, whhichh caan eeffeectiivelly iimprrovee thhe pprodducttionn effficcienncy of filllinng, andd siigniificcantt
10、ly inccreaase thee reeliaabillityy off coontrrol sysstemms aand fleexibble. Keey wwordds: proograammaablee loogicc coontrrolller, fiilliing linnes, Seequeentiial Funnctiion Chaart, Laaddeer DDiaggramm目 录前言55第一章 可编编程控制制器概述述61.1 PLCC的定义义61.2 PLCC的基本本组成61.3 PLCC的功能能与特点点71.4 PLCC的应用用范围7第二章 系统统总体设设计8第三章
11、系统统硬件设设计93.1 传感器器的选择择93.2 PLCC控制部部分硬件件设计93.2.1 PPLC控控制系统统外部接接线图103.2.2 输输入/输出接接口（II/O）功功能量10第四章 系统统软件设设计114.1 控制系系统顺序序功能图图114.2 梯形图图124.3 指令表表13第五章 程序序调试14第六章 结论论和展望望17参考文献献18前言一、 课课题研究究背景几年前，自自动化技技术只占占包装机机械设计计的300%，现现在已占占50%以上，大大量使用用了微电电脑设计计和机电电一体化化控制。提提高包装装机械自自动化程程度的目目的：一是为为了提高高生产率率；二是为为了提高高设备的的柔性
12、和和灵活性性；三是是为了提提高包装装机械完完成复杂杂动作的的能力。本设计的的目的是是利用“PLCC”技术平平台自主主开发创创新，将将机械、电电气和自自动化等等技术有有机结合合，构成成实用的的饮料灌灌装生产产线模拟拟系统。二、课题题研究内内容根据控制制要求，以PLC为核心，设计出一款饮料灌装生产流水线控制系统。设计系统控制硬件电路，编写软件控制系统程序，实现对饮料灌装流水线的控制。三、课程程研究意意义本设计鉴鉴于PLLC可靠靠性高、耐耐恶劣环环境能力力强、使使用极为为方便三三大特点点，利用用PLCC技术平平台自主主开发创创新，将将机械、电电气和自自动化等等技术有有机结合合，将传统统的继电电器-接
13、接触器控控制功能能用PLLC代替替，构成成实用、可可靠的饮饮料灌装装生产线线PLCC控制系系统。该该控制系系统可节节省大量量电气元元件、导导线与原原材料,缩短设设计周期期,减少少维修工工作量, 提高加加工零件件合格率率,进而而提高生生产率，而且程序调整修改方便灵活，提高了设备的柔性和灵活性。具有整体技术经济效益。四、课题题研究方方法步骤如下下：1.控制制系统总总体设计计：分析控控制要求求，了解解系统工工作过程程。2.控制制系统硬硬件的设设计：PPLC型型号、相相关元器器件的选选择以及及外部接接口电路路的设计计。3.控制制系统软软件设计计：绘制顺序序功能图图和梯形形图4.系统统调试：利用仿仿真软
14、件件对所编编制的程程序进行行软件调调试。第一章 可编编程控制制器概述述1.1 PLCC的定义义可编程控控制器，简简称PLLC（PProggrammmabble loggic Conntroolleer）,是指以以计算机机技术为为基础的的新型工工业控制制装置。在在19887年国国际电工工委员会会（Innterrnattionnal Eleectrricaal CCommmitttee）颁颁布的PPLC标标准草案案中对PPLC做做了如下下定义：“PLLC是一一种专门门为在工工业环境境下应用用而设计计的数字字运算操操作的电电子装置置。它采采用可以以编制程程序的存存储器，用用来在其其内部存存储执行行逻
15、辑运运算、顺顺序运算算、计时时、计数数和算术术运算等等操作的的指令，并并能通过过数字式式或模拟拟式的输输入和输输出，控控制各种种类型的的机械或或生产过过程。PPLC及及其有关关的外围围设备都都应该按按易于与与工业控控制系统统形成一一个整体体，易于于扩展其其功能的的原则而而设计。”具体一款款FX2N系系列PLLC实物物如下图图:图1-11 FFX2N系系列PLLC实物物图1.2 PLCC的基本本组成PLC的的基本组组成可归归为四大大部件：1中央央处理单单元（CCPU板板）控制器器的核心心；2. 输输入部件件连接接现场设设备与CCPU之之间的接接口电路路；3. 输输出部件件送出出PLCC运算后后得
16、出的的控制信信息；4. 电电源部件件为PPLC内内部电路路提供能能源。另外，还还必须有有编程器器将用用户程序序写进规规定的存存储器内内。PLC的的基本组组成框图图如图11-2所所示：图1-22 PPLC的的基本组组成框图图1.3 PLCC的功能能与特点点功能：11.逻辑辑控制2.定时时控制3.计数数控制4.步进进(顺序序)控制制、5.PIID控制制、数据控控制6.PLLC具有有数据处处理能力力、通信和和联网7.其它它PLCC还有许许多特殊殊功能模模块，适适用于各各种特殊殊控制的的要求，如如定位控控制模块块、CRRT 模模块。特点：11.可靠性性高，抗抗干扰能能力强2.功能能完善，适适用性强强3
17、.易学学易用，深深受工程程技术人人员欢迎迎4.系统统的设计计、建造造工作量量小，维维护方便便，容易易改造五五.体积积小，重重量轻，能能耗低1.4 PLCC的应用用范围目前，在在国内外外PLCC已广泛泛应用冶冶金、石石油、化化工、建建材、机机械制造造、电力力、汽车车、轻工工、环保保及文化化娱乐等等各行各各业，随随着PLLC性能能价格比比的不断断提高，其其应用领领域不断断扩大。从从应用类类型看，PPLC的的应用大大致可归归纳为以以下几个个方面：1.开关关量逻辑辑控制 2.运动控控制 3.过过程控制制 44.数据据处理第二章 系统统总体设设计 系系统通过过开关设设定为自自动操作作模式，一一旦启动动，
18、则传传送带的的驱动电电机启动动并一直直保持到到停止开开关动作作或灌装装设备下下的传感感器检测测到一个个瓶子时时停止；瓶子装装满饮料料后，传传送带驱驱动电机机必须自自动启动动，并保保持到又又检测到到一个瓶瓶子或停停止开关关动作。当瓶子子定位在在灌装设设备下时时，停顿顿1s，灌灌装设备备开始工工作，灌灌装过程程为5ss，灌装装过程应应有报警警显示，55s后停停止并不不再显示示报警。用用两个传传感器和和两个计计数器检检测并记记录空瓶瓶数和满满瓶数，一一旦系统统启动，便便开始记记录空、满满瓶数，且且空、满满瓶数都都最多不不超过99999999999瓶。可可以手动对对计数值值清零。设计中包包括PLLC硬
19、件件结构设设计及PPLC控控制软件件部分设设计。硬件设计计部分：1.分析析控制要要求，选择对对应的传传感器及及其他部部件、并并写出II/O量量功能表表；2.选选择合适适的PLLC机型型；3.画画出PLLC控制制系统外外部接线线图。软件设计计部分：1.控制制系统顺顺序功能能图；2.梯梯形图；3.指指令表。灌装流水水线示意意图如下下：第三章 系统统硬件设设计3.1 传感器器的选择择信息处理理技术取取得的进进展以及及微处理理器和计计算机技技术的高高速发展展，都需需要在传传感器的的开发方方面有相相应的进进展。微微处理器器现在已已经在测测量和控控制系统统中得到到了广泛泛的应用用。随着着这些系系统能力力的
20、增强强，作为为信息采采集系统统的前端端单元，传传感器的的作用越越来越重重要。传传感器已已成为自自动化系系统和机机器人技技术中的的关键部部件。广义地说说，传感感器是一一种能把把物理量量或化学学量转变变成便于于利用的的电信号号的器件件。它获获得的信信息正确确与否，直直接关系系到整个个系统的的精度。外界进入入传感器器的信号号幅度是是很小的的，而且且混杂有有干扰信信号和噪噪声。为为了方便便随后的的处理过过程，首首先要将将信号整整形成具具有最佳佳特性的的波形，有有时还需需要将信信号线性性化，该该工作是是由放大大器、滤滤波器以以及其他他一些模模拟电路路完成的的。成形形后的信信号随后后转换成成数字信信号，并
21、并输入到到微处理理器。传感器的的组成如如图2-2所示示：敏感元件转换元件接口电路辅助电源电信号非物理量图2-2 传感器组成针对本课课题的控控制要求求，在设设计中我我选用了了两个光光电传感感器（空空瓶检测测传感器器、灌装装设备处处的有无无瓶传感感器）用用来检测测有无饮饮料瓶通通过；还还选用了了一个重重量传感感器来检检测瓶子子是否灌灌满。3.2 PLCC控制部部分硬件件设计分析对象象的控制制要求，确确定输入入/输出出接口（II/O）数数量，选择适适合的PPLC机机型及外外设，完完成PLLC硬件件结构配配置，并并绘制PPLC控控制电路路硬件接接线图，编编制I/O接口口功能表表。3.2.1 PPLC控
22、控制系统统外部接接线图如图4-2所示示：图4-22 饮饮料罐装装流水线线控制系系统的PPLC控控制电路路硬件接接线图3.2.2 输输入/输输出接口口（I/O）功功能量如下表44-1、44-2所所示： 表4-1 饮饮料罐装装生产流流水线控控制系统统的PLCC输入接接口功能能表序号工位名称称文字符号号输入口1起动按钮钮SB1X00002停止按钮钮SB2X00113空瓶检测测传感器器开关信信号P0X00224瓶子检测测传感器器开关信信号P1X00335满瓶检测测传感器器开关信信号P2X00446空瓶计数数器手动动复位开开关SB3X00557满瓶计数数器手动动复位开开关SB4X0066表4-22 饮料
23、料罐装生生产流水水线控制制系统的PLCC输出接接口功能能表序号工位名称称文字符号号输入口1电机驱动动传送带带工作KM1Y00002灌装设备备工作KM2Y00113灌装过程程报警显显示灯L0Y0022根据确定定后的输入入/输出出接口（II/O）数数量，本本设计选选择的PPLC机机型为FFX2NN-166MR-0011。第四章 系统统软件设计计根据控制制要求，建建立饮料料罐装生生产流水水线PLLC控制制系统的顺序功功能图，表达出出各控制制对象的的动作顺顺序，并并画出梯梯形图，写写出指令令表。4.1 控制系统统顺序功功能图顺序功能能图如4-1图所所示：图4-11 饮料罐罐装流水水线控制制系统的顺顺序
24、功能能图定时器选选择：根据据已确定定的PLLC型号号FX22N-116MRR-0001以及及题目要要求，该该设计中中的定时时器选用用T0、TT1计数器选选择：控制制要求中中提到计数数器最大大计数值值9999999999，可可见必须须选择332位计计数器，再再根据已已确定的的PLCC型号FFX2NN-166MR -0001可选选择C2200、CC2011。4.2 梯形图图手动复位位部分梯梯形图：4.3 指令表表第五章 程序序调试启动系统统：当按下启启动按钮钮X0，则则程序由由S0步步变换到到S200步，图图中准确确地表示示出此时时S200变为活活动步，并并驱动传传送带电电机运行行，而SS0则变变
25、为不活活动步。空瓶计数数器计数数：设置位置置传感器器检测到到达预定定罐装位位置：当灌装设设备下的的光电传传感器检检测到有有瓶子到到达预定定位置时时则传送送带驱动动电机停停转，定定时器TT0定时时1s,为灌装装做准备备，与图图中相符符。灌装过程程、定时时器T11定时、满满瓶计数数器计数数及报警警灯闪：定时器TT1定时时时间到到传送带带自动启启动：当定时器器T1定定时5ss时间到到，则程程序跳转转到S220步即即实现了了传送带带自动启启动。第六章 结论论和展望望用PLCC控制饮料料灌装生生产流水水线，考虑了了工业现现场的环环境，性能较较稳定，极大地地提高了了设备的的可靠性性，而且程程序调整整修改方
26、方便灵活活。 以上程程序可根根据控制制要求的的改变很很方便地地做出调调整与扩扩充，能适应应控制要求的的不断更更新变化化，具有良良好的应应用前景景。近年来，饮饮料工业业发展迅迅猛，碳碳酸饮料料、果汁汁饮料、蔬蔬菜汁饮饮料、含含乳饮料料、瓶装装饮用水水、茶饮饮料等品品种不断断丰富，产产量上的的“飘红红”使得得对设备备市场的的需求也也呈“牛牛市”。因此，这方面的计术还要进一步发展和完善，以适应现代工业的需要。 参考文献献1廖廖常初.FX系系列PLLC编程程及应用用M.北京京：机械械工业出出版社，220055.2谢谢克明.可编程程控制器器原理与与程序设设计MM.北北京：电电子工业业出版社社，20002.3戴戴一平.可编程程控制器器技术及及应用M.北北京：机机械工业业出版社社，20004.4阮阮友德.电气控控制与PPLC实实训教程程M.北京：人民邮邮电出版版社，2200115高高安邦.机电传传动控制制M.北京：高等教教育出版版社，2200336黄黄明琪.冯济缨缨，王福福平.可可编程控控制器M.重庆：重庆大大学出版版社，2200337王王延才.电子技技术MM.北京：高等教教育出版版社，2200118胡胡学林.可编程程控制器器教程（实实训篇）M.北京：电子工工业出版版社，220044