_畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-自動(dòng)灌裝壓蓋機(jī)的plc自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（全套圖紙）

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告(論文)</p><p>　報(bào)告(論文)題目自動(dòng)灌裝壓蓋機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　作者所在系部機(jī)械工程系</p><p>　作者所在專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　作者所在班級(jí)</p><p>　作 者 姓 名</p><p>　作

2、者 學(xué) 號(hào)</p><p>　指導(dǎo)教師姓名</p><p>　完 成 時(shí) 間2012年6月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著灌裝行業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，PLC在灌裝機(jī)械中的應(yīng)用也越來越廣。研究設(shè)計(jì)應(yīng)用PLC控制灌裝壓蓋機(jī)，要從了解此機(jī)械的工作流程開始，通過分析機(jī)械在何時(shí)產(chǎn)生什么樣的

3、動(dòng)作，來布置傳感器和分配PLC的接口。了解機(jī)械裝置部分可以為控制設(shè)計(jì)作鋪墊，是實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。PLC程序編寫主要采用梯形圖，程序功能主要有：主機(jī)的關(guān)停，點(diǎn)動(dòng)調(diào)試，碎瓶的清理，開關(guān)的控制，故障停機(jī)。程序要經(jīng)過仿真試驗(yàn)并記錄仿真過程及結(jié)果。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)改用了一些傳感器，將一些光電開關(guān)換成了電磁式接近開關(guān)，減少了工作環(huán)境中的干擾，保證了工作的穩(wěn)定性。自動(dòng)灌裝壓蓋機(jī)利用灌裝過程中“有瓶開閥灌裝，無瓶不開

4、閥”的工作原理，使用PLC實(shí)現(xiàn)灌裝壓蓋全過程自動(dòng)控制，使得一些自動(dòng)化程度不高的工序有所提高，提高了生產(chǎn)效率，對(duì)于灌裝行業(yè)的發(fā)展有重要的意義。</p><p>　　關(guān)鍵詞：灌裝機(jī) 壓蓋機(jī) 接近開關(guān) 可編程序控制器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With increasing degree of auto

5、mation in filling industry, PLC are used in the filling machines more widely. The study of using PLC to control filling machine is start with understanding the workflow, and are to layout and distribution of PLC interfac

6、e to the sensor. Learn some mechanism is to pave the way for control design and is the foundation to achieve control. PLC programming are mainly ladder, the function of the program are mainly the host shut down, to move

7、commissioning, cleaning up bro</p><p>　　In this design a number of sensors are replaced, some of the photoelectric switch magnetic proximity switches are replaced, reducing the interference in the work envir

8、onment to ensure the stability of the work. Filling and capping machine automatically filling process using the "open valve filling a bottle, no bottle no open valve " works, using the PLC to achieve automatic

9、control of the whole process of filling and capping, has increase the degree of automation some process which are not high.</p><p>　　Key word: filling machine capping machine proximity switch PLC </p&g

10、t;<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景1</p><p&

11、gt;　　1.2 主要研究?jī)?nèi)容1</p><p>　　第2章 灌裝壓蓋機(jī)2</p><p>　　2.1 主要工作流程2</p><p>　　2.2 機(jī)械裝置部分3</p><p><b>　　2.2.1電機(jī)3</b></p><p>　　2.2.2 傳感器5</p>&l

12、t;p>　　2.2.3 動(dòng)力傳遞5</p><p>　　2.2.4 灌裝缸液位控制器7</p><p>　　2.2.5 灌裝缸及瓶托8</p><p>　　2.2.5 灌裝閥開閥機(jī)構(gòu)9</p><p>　　2.3 控制原理部分10</p><p>　　2.3.1 PLC的工作原理10</p>

13、;<p>　　2.3.2 PLC編程語言12</p><p>　　2.3.3 PLC控制的設(shè)計(jì)方法13</p><p>　　2.3.4 PLC基本指令簡(jiǎn)介15</p><p>　　2.3.5 “有瓶開閥，無瓶不開閥”的工作原理16</p><p>　　2.3.6 PLC的連接17</p><p>

14、;　　2.3.7 “有瓶開閥，無瓶不開閥”的物理實(shí)現(xiàn)17</p><p>　　2.3.8 理蓋器的工作原理19</p><p>　　2.3.9 調(diào)速控制原理19</p><p>　　2.3.10 梯形圖20</p><p>　　2.3.11 實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作23</p><p><b>　　第3章 總

15、結(jié)30</b></p><p><b>　　致 謝31</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p>

16、<p>　　灌裝機(jī)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，企業(yè)要在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳步，需要不斷的改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量，向自動(dòng)化、高效化發(fā)展?？删幊炭刂破鱌LC以其抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，編程簡(jiǎn)單，性能價(jià)格比高等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到越來越廣泛應(yīng)用，利用PLC實(shí)現(xiàn)灌裝壓蓋機(jī)的自動(dòng)控制，結(jié)構(gòu)靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、體積小，可大幅度節(jié)約使用成本，而且設(shè)備運(yùn)行安全平穩(wěn)。</p><p>　　20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工

17、業(yè)需求。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和小型機(jī)；從控制能力來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。</p><p>　　利用PLC實(shí)現(xiàn)飲料行業(yè)自動(dòng)灌裝封口機(jī)的控制，能

18、夠?qū)崿F(xiàn)很好的經(jīng)濟(jì)效益，主要分析研究產(chǎn)品生產(chǎn)流程的數(shù)據(jù)采集，PLC接線，程序編制，整個(gè)過程的控制協(xié)調(diào)以保證生產(chǎn)的持續(xù)性和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的保證。</p><p>　　通過PLC控制大大提高生產(chǎn)的自動(dòng)化控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的無菌包裝和定量包裝，從而使得食品生產(chǎn)的質(zhì)量和效率能滿足更高的要求。</p><p>　　1.2 主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　主要研究的內(nèi)容有三部分：<

19、;/p><p>　　第一部分是了解灌裝機(jī)械部分，重點(diǎn)了解整個(gè)灌裝的工作流程，以便如何選擇控制方案，滿足整個(gè)機(jī)械裝置的工作要求。</p><p>　　第二部分是選擇PLC的型號(hào)，傳感器的種類，這一部分不僅要考慮所選型號(hào)既能滿足生產(chǎn)需要，又要考慮經(jīng)濟(jì)性要求。在技術(shù)層面上考慮最終目的，也就是生產(chǎn)的效益。</p><p>　　第三部分是整個(gè)設(shè)計(jì)中的重中之重，就是PLC的接口分配

20、及PLC程序的編寫，重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)有瓶開閥，無瓶不開閥。處于核心部分，既要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)要求，又要做到簡(jiǎn)單明了。</p><p><b>　　第2章 灌裝壓蓋機(jī)</b></p><p>　　2.1 主要工作流程</p><p>　　圖1 瓶子工作流程及接近開關(guān)布置圖</p><p>　　1-螺旋推進(jìn)器 2-進(jìn)瓶撥盤 3-導(dǎo)板

21、4-中間撥盤 5-導(dǎo)板 </p><p>　　6-出瓶撥盤 7-壓蓋機(jī) 8-灌裝機(jī)9-擋板 10-電控箱</p><p>　　灌裝壓蓋機(jī)是將液體物料灌入包裝容器內(nèi)并將容器封口的裝置。灌裝壓蓋二機(jī)合為一體，下面以玻璃瓶灌裝壓蓋機(jī)為例介紹灌裝壓蓋過程中的主要工作流程： </p><p>　　如圖1所示洗凈的瓶子由左邊輸入，進(jìn)入灌裝，壓蓋后從右邊輸送鏈輸出。在機(jī)器

22、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，洗凈的瓶子在進(jìn)入灌裝機(jī)之前必須單列緊密跟進(jìn)，經(jīng)過螺旋推進(jìn)器1，將瓶子一一定位，送入灌裝進(jìn)瓶撥盤2，進(jìn)瓶撥盤2再將瓶子轉(zhuǎn)換方向送上托瓶機(jī)構(gòu)的瓶托上，使瓶子與位于灌裝缸下面的灌裝閥對(duì)中，接著瓶托上升，使瓶口與灌裝閥緊緊密封，灌裝閥逐個(gè)被打開進(jìn)行等壓灌裝，然后關(guān)閥、排氣，裝滿液體的瓶子隨著瓶托的下降而被導(dǎo)入中間撥盤4，再進(jìn)入壓蓋主軸撥盤7，隨著壓蓋頭的下降，完成壓蓋后經(jīng)出瓶撥盤6將瓶子送到輸送機(jī)鏈板上，至此整個(gè)灌裝壓蓋工作完

23、畢。</p><p>　　2.2 機(jī)械裝置部分</p><p><b>　　2.2.1電機(jī)</b></p><p>　　本課題所研究的灌裝壓蓋機(jī)，共使用四個(gè)電機(jī)，分別是：M1(1.5KW、3.7A)、M2（40W、A02-5024）、M3（15W、Y90L-4）、M4(0.25KW、0.9A)。它們的作用分別是：主機(jī)，調(diào)速，輸瓶，送蓋。<

24、/p><p>　　如圖2所示，M1作為主機(jī)，主要是負(fù)責(zé)通過帶傳動(dòng)，鏈傳動(dòng)，減速器等設(shè)備實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，是整個(gè)灌裝壓蓋機(jī)的動(dòng)力裝置；M2是調(diào)速電機(jī)，通過調(diào)節(jié)與主機(jī)的軸向距離，改變主機(jī)的輸出轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行速度，以此來調(diào)節(jié)生產(chǎn)效率。由此可知，此電機(jī)一般情況下是不使用的，只是在生產(chǎn)任務(wù)有變化時(shí)對(duì)整個(gè)設(shè)備進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)速原理見下；M3是輸瓶電機(jī)，就是傳送帶的動(dòng)力裝置，負(fù)責(zé)輸送空瓶，并將灌裝壓蓋完畢的產(chǎn)品運(yùn)走，進(jìn)

25、行下一道工序；M4是理蓋器電機(jī)，受信號(hào)控制，當(dāng)供蓋不足時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)，進(jìn)行理蓋，供蓋充足時(shí)，延時(shí)停機(jī)。</p><p>　　M1、M2承擔(dān)著大部分的動(dòng)力供應(yīng)，兩者功率較大，都為1.5KW。M3、M4功率較小，兩者都小于500W。針對(duì)灌裝壓蓋設(shè)備需要運(yùn)行穩(wěn)定、不需要頻繁啟動(dòng)的要求，M1、M3選用Y90L-4電機(jī)，M4工作中需頻繁啟動(dòng)，選用A301，而M2不經(jīng)常使用，要求較低，故可以選用A02-5024。</p&

26、gt;<p>　　電動(dòng)機(jī)采用TN-C-S接線方法，主要有三相五項(xiàng)制和三相四線制。其中三相四線制要求PEN（地線）在規(guī)定范圍內(nèi)接地，也就是在入戶端就近接地，進(jìn)入入戶端后分為三相五線制到達(dá)用電設(shè)備。對(duì)設(shè)備直接使用者接線對(duì)號(hào)入座就可。</p><p><b>　　圖2 電機(jī)接線圖</b></p><p>　　導(dǎo)線分為入戶端前為黃、綠、紅、黃綠線，入戶端后分為黃

27、、綠、紅、淡藍(lán)、黃綠線。例如：RVV-(H/L)4*1.5 R-銅芯；V-聚氯乙烯絕緣；4-4-芯；1.5-導(dǎo)線的截面積；H-橡膠套；L-鋁。</p><p><b>　　2.2.2 傳感器</b></p><p>　　傳感器為機(jī)械設(shè)備和軟件控制搭建了橋梁，通過為控制裝置提供實(shí)時(shí)信號(hào)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的實(shí)時(shí)控制。</p><p>　　作為灌裝壓蓋使用

28、的傳感器，為了保證食品的衛(wèi)生要求，應(yīng)盡量減少與食品本身的接觸，故在經(jīng)濟(jì)條件和技術(shù)條件允許下選用傳感器。其中以電磁式接近開關(guān)與光電開關(guān)在適應(yīng)工作要求和性價(jià)比方面最為適合灌裝機(jī)使用。本課題研究的灌裝壓蓋機(jī)主要用到傳感器五個(gè)，分別標(biāo)號(hào)為：SQ10、SQ11、SQ12、SQ13、SQ14。其中SQ13位光電開關(guān)，SQ12、SQ14、SQ10、SQ11接近開關(guān)。</p><p>　　在選用傳感器的過程中，根據(jù)傳感器安裝的工

29、位，工作環(huán)境等因素考慮，SQ10、SQ11的安裝位置雖然光電開關(guān)和電磁式接近開關(guān)都適合，但是在工作中光電開關(guān)受到環(huán)境中光的干擾較大，故選用電磁式接近開關(guān)，以獲得穩(wěn)定的實(shí)時(shí)信號(hào)。SQ13由于安裝在送蓋滑道中，受到光的干擾很小，而且能精確地檢測(cè)到有無瓶蓋，選用光電開關(guān)非常合適。傳感器經(jīng)安裝之后要經(jīng)過精密的調(diào)試，以確保能夠準(zhǔn)確的獲得實(shí)時(shí)信號(hào)。</p><p>　　傳感器安裝位置見圖1。</p><p

30、>　　2.2.3 動(dòng)力傳遞</p><p>　　灌裝和壓蓋連個(gè)主要功能是通過執(zhí)行機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，傳動(dòng)部分的作用就是將電機(jī)輸出的動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)傳遞和分配給執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)灌裝和壓蓋，傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖如圖3所示。</p><p>　　灌裝與壓蓋工作的主電機(jī)是YMT132-4B1.5KW的普三相交流異步電機(jī)1，經(jīng)過變頻無級(jí)調(diào)速通過三角帶傳動(dòng)10到TPS-32蝸輪減速機(jī)13，渦輪減速機(jī)的上

31、輸出軸的齒輪14與壓蓋機(jī)傳動(dòng)齒輪15相嚙合，下輸出軸的齒輪通過介輪20與灌裝部分的中間撥盤鏈輪9嚙合，再與灌裝大齒圈3相嚙合，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)灌裝與壓蓋傳動(dòng)的功能，灌裝與壓蓋的轉(zhuǎn)動(dòng)均為順時(shí)針方向。進(jìn)瓶撥盤軸上裝有一主動(dòng)鏈輪5，螺旋推進(jìn)器部分的大錐齒輪軸上也有一相應(yīng)的被動(dòng)鏈輪8，通過套筒滾子鏈6將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給螺旋推進(jìn)器的立軸，再通過一對(duì)錐齒輪傳動(dòng)和，將豎直方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為水平方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)螺旋推進(jìn)器旋轉(zhuǎn)。</p>

32、<p>　　安裝時(shí)，首先要把各個(gè)齒輪所對(duì)應(yīng)的盤上的螺釘松開，進(jìn)行生產(chǎn)前的調(diào)試。其中調(diào)整同步性最為重要，就是一灌裝閥與瓶托的中心為基準(zhǔn)。即:進(jìn)瓶撥盤與灌裝瓶托對(duì)正，；螺旋器與進(jìn)瓶撥盤同步，中間星輪與灌裝瓶托對(duì)正，卸瓶星輪與壓蓋機(jī)主軸的定位星輪對(duì)正同步，中間星輪與壓蓋機(jī)定位星輪對(duì)正同步，如果產(chǎn)生誤差可以拆下蝸輪減速器下的齒輪來調(diào)整誤差直至同步為止。</p><p>　　圖3 DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)

33、傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1-電動(dòng)機(jī)；2-電動(dòng)機(jī)帶輪；3-灌裝大齒輪；4-進(jìn)瓶撥盤齒輪；5-主動(dòng)鏈輪；6-套筒滾子鏈；7-張緊鏈輪；8-螺旋推進(jìn)器鏈輪；9-輸出軸輪；10-三角帶A型；11-減速機(jī)帶輪；12-介齒輪；13-渦輪減速器；14-減速機(jī)輸出齒輪；15-壓蓋傳動(dòng)齒輪；16-下輸出軸齒輪</p><p>　　2.2.4 灌裝缸液位控制器</p><p&g

34、t;　　圖4 DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)液位自動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1-閥座；2-閥體；3-螺桿；4-調(diào)整螺釘；5-密封圈；6-密封圈；7-密封圈；8-進(jìn)氣閥芯；9-排氣閥芯；10-彈簧；11-杠桿；12-浮筒；13-灌裝缸上蓋；14-密封圈</p><p>　　為了保證灌裝過程中的平穩(wěn)，必須對(duì)灌裝缸內(nèi)的液體的液位的高低進(jìn)行自動(dòng)控制。圖4是DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)

35、液位自動(dòng)控制器結(jié)構(gòu)圖。其原理是利用液位控制來控制液料的進(jìn)液壓力與灌裝缸內(nèi)氣體的壓力之間的壓差，以保證缸內(nèi)液位的穩(wěn)定。閥座1固定在灌裝缸上蓋13上，閥體2固定在閥座1上，螺桿3用來調(diào)整閥體與閥座1中的上下位置看，浮筒12與杠桿11、進(jìn)氣閥芯8、排氣閥芯9剛性連接，杠桿11通過銷軸與閥體2相連，杠桿11可圍繞銷軸上下擺動(dòng)，從而帶動(dòng)進(jìn)氣閥芯和排氣閥芯上下移動(dòng)。在灌裝過程中缸內(nèi)液體下降時(shí)，浮筒12也隨著下降，因而帶動(dòng)杠桿11順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使排氣閥

36、芯9下移，密封圈5不起密封作用，便打開排氣閥，排出灌裝缸內(nèi)的反壓氣體，缸內(nèi)的氣壓隨之降低，所以液體便緩緩流入灌裝缸內(nèi)，杠桿11圍繞銷軸作緩緩的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)液位升至要求位置時(shí)，密封圈5便起密封作用，將排氣閥關(guān)閉。當(dāng)灌裝內(nèi)液位超過浮筒12控制的正常液位時(shí)，杠桿11逐漸帶動(dòng)進(jìn)氣閥芯8下移，使密封圈14不起密封作用，打開進(jìn)氣閥，使反壓氣體進(jìn)入缸內(nèi)（因?yàn)榉磯簤毫Ω哂谶M(jìn)液壓力0.05MPa），由于灌裝缸內(nèi)反壓壓力增長(zhǎng)即產(chǎn)生壓差，會(huì)使料液停止進(jìn)入缸

37、內(nèi)，以保證生產(chǎn)</p><p>　　2.2.5 灌裝缸及瓶托</p><p>　　圖5等壓灌裝壓蓋機(jī)灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖</p><p>　　1-中心進(jìn)液管；2-氣管；3-進(jìn)液支管；4-氣液分配器；5-軸承；6-升降轉(zhuǎn)軸；7-升降鏈輪；8-升降螺母；9-無油潤(rùn)滑軸承；10-升降支柱；11-瓶托；12-套筒；13-密封圈；14-鎖緊螺母；15-背母；16-氣缸筒；

38、17-凸輪；18-滾輪；19-軸承；20-軸用擋圈；21-灌裝大齒圈；22-四點(diǎn)接觸軸承；23-工作臺(tái)下平板；24-氣管；25-回轉(zhuǎn)盤</p><p>　　圖5為DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。16個(gè)瓶托機(jī)構(gòu)均布在轉(zhuǎn)盤25上，回轉(zhuǎn)盤25與灌裝大齒圈21剛性連接，四點(diǎn)接觸軸承22的內(nèi)徑與灌裝大齒圈的外凸緣相配合，四點(diǎn)接觸軸承22的外徑與工作臺(tái)下平板23相配合，在工作過程中，大齒圈與工作臺(tái)下平板

39、靜止不動(dòng)。在灌裝過程中，瓶子要通過灌裝閥和灌裝缸相接觸，并且要求在密封狀態(tài)下進(jìn)行灌裝，灌裝后的瓶子脫離灌裝閥，使瓶子與大氣相通，這就要求在灌裝過程中，瓶子有一個(gè)上升和下降的運(yùn)動(dòng)，這一升降運(yùn)動(dòng)，就是通過瓶托升降機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　?。?）瓶托升降機(jī)構(gòu) 等壓灌裝壓蓋機(jī)灌裝缸及瓶托升降機(jī)構(gòu)如圖5所示。瓶托升降機(jī)構(gòu)采用的是用氣缸將瓶托升起，靠凸輪17的斜面將氣缸筒16、瓶托11拉下。16個(gè)瓶托機(jī)構(gòu)固定在回

40、轉(zhuǎn)盤25上，隨同回轉(zhuǎn)盤一同旋轉(zhuǎn)。瓶托11固定在氣缸筒16的上部，滾輪18通過滾輪軸固定在氣缸筒16的下部，因有軸承19的作用，滾輪18可繞滾輪軸回轉(zhuǎn)。在工作時(shí)，壓縮空氣通過氣管24同時(shí)通入16個(gè)氣缸內(nèi)部，活塞桿固定不動(dòng)氣缸筒16可上下移動(dòng)。凸輪17的形狀是按灌裝時(shí)的工藝要求來設(shè)計(jì)的，有了凸輪17的作用則使16個(gè)瓶托處于不同的高度。壓縮空氣在16個(gè)氣缸和環(huán)形管中循環(huán)使用，進(jìn)氣與出氣的情況基本平衡，只需補(bǔ)充少量漏損量。</p>

41、<p>　?。?） 灌裝缸升降機(jī)構(gòu) 由于灌裝機(jī)要適應(yīng)不同類型、高度的瓶子，所以灌裝缸的高度要能夠調(diào)整。灌裝缸固定在三個(gè)升降支柱10的上部，調(diào)整螺母8和升降鏈輪7與升降轉(zhuǎn)軸6通過鍵連接，升降支柱10固定在回轉(zhuǎn)盤25上，升降轉(zhuǎn)軸6下部的體形外螺紋與升降支柱10下部的梯形內(nèi)螺紋相配合，三個(gè)升降支柱10通過鏈輪7和套筒滾子鏈相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)調(diào)整螺母8則三個(gè)升降轉(zhuǎn)軸同時(shí)旋轉(zhuǎn)，因升降轉(zhuǎn)軸6轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)升降支柱10固定不動(dòng)，所以升降轉(zhuǎn)軸6在轉(zhuǎn)

42、動(dòng)的同時(shí)還有垂直方向的升降運(yùn)動(dòng)。調(diào)整灌裝缸高度的方法是：在停機(jī)的情況下，首先卸下關(guān)閥機(jī)構(gòu)，調(diào)整泄壓板至脫離泄壓板閥觸頭為止，再用專用手柄插入灌裝缸下三根支柱10的調(diào)整螺母8的孔中，調(diào)整螺母8轉(zhuǎn)動(dòng)即可使灌裝缸上升或下降至所需高度，理想的高度是灌裝閥控位圈的最下沿距離瓶口約5~9mm。與此同時(shí)，將環(huán)形板的灌裝控位架及防護(hù)罩上升或下降相同的高度即可。先松開防護(hù)罩下四根支柱上的螺母，然后調(diào)整到相應(yīng)的高度后再鎖緊，一般為泄壓板與灌裝閥的泄壓閥排氣

43、塞的高度一致。</p><p>　　2.2.5 灌裝閥開閥機(jī)構(gòu)</p><p>　　它的作用是打開灌裝閥中氣閥和實(shí)現(xiàn)無瓶不開閥、不灌裝。圖6是DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)開閥機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖。支架6用螺釘固定在環(huán)形板上，角支架4與氣缸9、兩個(gè)側(cè)板5和氣缸9用螺釘剛性連接，角支架4在支架6上可通過長(zhǎng)孔調(diào)整位置，連桿7與活塞桿8剛性連接在一起，連桿7、角支架4和滑塊1之間用銷軸2來連接，彼此可以有相

44、對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)在進(jìn)瓶處檢測(cè)到有瓶時(shí)，信號(hào)送PLC處理，當(dāng)瓶子到灌裝工位時(shí)，自動(dòng)接通一電磁閥，氣路被自動(dòng)打開，壓縮空氣進(jìn)入到氣缸9的內(nèi)部，活塞桿8向上伸出，使得滑塊1向上傾斜一小角度，此時(shí)，灌裝閥的扳機(jī)正從滑塊1的上部經(jīng)過，扳機(jī)被轉(zhuǎn)動(dòng)一小角度將灌裝閥的氣門打開，灌裝閥開始灌裝工作。當(dāng)檢測(cè)到無瓶時(shí)，上述動(dòng)作不進(jìn)行，灌裝閥不被打開。</p><p>　　圖6 DGP16/6等壓灌裝壓蓋機(jī)開閥機(jī)構(gòu)示意圖</p>

45、;<p>　　2.3 控制原理部分</p><p>　　2.3.1 PLC的工作原理</p><p>　　最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的：</p><p>　　繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))在繼電器控制

46、線路的哪個(gè)位置上都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。</p><p>　　PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。在PLC存儲(chǔ)器內(nèi)開辟了I/O映像存儲(chǔ)區(qū)，用于存放I/O信號(hào)的狀態(tài)，分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，此外PLC其他編程元件也有相應(yīng)的映像存儲(chǔ)器，稱為元件映像寄存器。</p

47、><p>　　I/O映像區(qū)的大小由PLC的系統(tǒng)程序確定，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸入點(diǎn)總有一個(gè)輸入映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，對(duì)于系統(tǒng)的每一個(gè)輸出點(diǎn)也都有輸出映像區(qū)的某一位與之相對(duì)應(yīng)，且系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)的編址號(hào)與I/O映像區(qū)的映像寄存器地址號(hào)也對(duì)應(yīng)。</p><p>　　PLC工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在輸入映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上，運(yùn)算結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上，PLC在執(zhí)行用戶程序是所需描述輸入

48、繼電器的等效觸頭或輸出繼電器的等效觸頭、等效線圈狀態(tài)的數(shù)據(jù)取用于I/O映像區(qū)，而不直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。</p><p>　　I/O映像區(qū)的建立使PLC工作時(shí)只和內(nèi)存有關(guān)地址單元內(nèi)所存的狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)生關(guān)系，而系統(tǒng)輸出也只是給內(nèi)存某一地址單元設(shè)定一個(gè)狀態(tài)數(shù)據(jù)。這樣不僅加快了程序執(zhí)行的速度，而且使控制系統(tǒng)與外界隔開，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同

49、而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對(duì)于I/O響應(yīng)要求不高的場(chǎng)合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)

50、掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。</p><p>　　(一) 輸入采樣階段</p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，

51、如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　(二) 用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)

52、算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏

53、輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。</p><p><b>　　(三) 輸出刷新階</b></p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　

54、2.3.2 PLC編程語言</p><p>　　現(xiàn)代的可編程控制器一般備有多種編程語言，供用戶使用。IEC1131-3—可編程序控制器編程語言的國際標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)的說明了下述可編程控制器編程語言：</p><p><b>　　1、順序功能圖</b></p><p><b>　　2、梯形圖</b></p><p

55、><b>　　3、功能塊圖</b></p><p><b>　　4、指令表</b></p><p><b>　　5、結(jié)構(gòu)文本</b></p><p>　　其中梯形圖是使用的最多的可編程控制器圖形編程語言。梯形圖與繼電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠熟悉繼電器控制的電氣人

56、員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制，主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　(1)可編程控制器梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器等，但是它們不是真實(shí)的物理繼電器（即硬件繼電器），而是在軟件中使用的編程元件每一編程元件與可編程序控制器存儲(chǔ)器中元件映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。</p><p>　　(2)梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為公共母線（BUS

57、bar）。在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，當(dāng)圖中的觸點(diǎn)接通時(shí)，有一個(gè)假想的“概念電流”或“能流（Power flow）”從左到右流動(dòng)，這一方向與執(zhí)行用戶程序時(shí)的邏輯運(yùn)算的順序是一致的。</p><p>　　(3)根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。邏輯解算是按梯形圖中從上到下、

58、從左到右的順序進(jìn)行的。</p><p>　　(4)梯形圖中的線圈和其他輸出指令應(yīng)放在最右邊。</p><p>　　(5)梯形圖中各編程元件的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)均可以無限多次地使用。</p><p>　　2.3.3 PLC控制的設(shè)計(jì)方法</p><p>　　硬件設(shè)計(jì)是PLC控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性

59、、穩(wěn)定性。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般包括下面幾個(gè)基本步驟: </p><p>　　1: 確定控制對(duì)象和控制范圍。在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)之前，要詳細(xì)了解工藝過程的控制要求，例如:弄清哪些信號(hào)藉輸人PLC，是模擬愛還是開關(guān)盤，使用什么元件輸人信號(hào);哪些信號(hào)需輸出PLC外部，通過什么執(zhí)行元件去驅(qū)動(dòng)負(fù)載;弄清整個(gè)工藝過程各個(gè)環(huán)節(jié)相互的聯(lián)系;了解機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件的馭動(dòng)方式，是液壓、氣動(dòng)還是電動(dòng)，運(yùn)動(dòng)部件與各電氣執(zhí)行元件之間的聯(lián)系;

60、了解系統(tǒng)的控制是全自動(dòng)還是半自動(dòng)的，控制過程是周期性還是單周期運(yùn)行，是否有手動(dòng)調(diào)整要求等。另外要注意哪些愛齋要監(jiān)控、報(bào)警、顯示，是否需要故障診斷，需要哪些保護(hù)措施等。需要注意的是:各控制對(duì)象的驅(qū)動(dòng)要求，如馭動(dòng)電壓〔電流)、驅(qū)動(dòng)時(shí)間等;各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互之間的約束關(guān)系等，使用流程圖表示會(huì)顯得更加明確;所有控制參數(shù)的確定，如開關(guān)愛的點(diǎn)數(shù)、模擬愛的精度要求等。</p><p>　　2: 確定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案。要

61、在全面深人了解控制要求的基礎(chǔ)上確定電氣控制方案，要了解控制系統(tǒng)的全部功能、性能要求及指標(biāo)、控制方式、控制規(guī)模、控制范圍、輸入/輸出信號(hào)種類、信號(hào)用途、對(duì)信號(hào)的要求(如對(duì)模擬輸入量的精度要求、采樣速率等)和數(shù)量、檢測(cè)設(shè)備和控制設(shè)備的物理位置、有無特殊功能接口、與其他設(shè)備的關(guān)系、對(duì)其他設(shè)備驅(qū)動(dòng)的要求、通信內(nèi)容與方式等，以及對(duì)控制動(dòng)作過程的時(shí)序分析。</p><p>　　3: 確定輸入/輸出元件和PLC機(jī)型。選擇PLC

62、機(jī)型前，要選擇合適的輸入和輸出元件，確定主電路各電器及保護(hù)器件，選擇報(bào)警和顯示元件等。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計(jì)算所需PLC的輸人/輸出點(diǎn)數(shù)，并參照其他要求選擇合適的PLC機(jī)型。</p><p>　　（1） 分析系統(tǒng)類型是屬于單體控制的小系統(tǒng)，還是慢過程大系統(tǒng)，或者是實(shí)時(shí)控制的快速系統(tǒng)等；</p><p>　　（2） 分析有多少點(diǎn)開關(guān)量輸入，是直流電壓DC輸入還是交流電壓AC輸

63、入，電壓分別為多少；</p><p>　?。?） 確定有多少點(diǎn)開關(guān)量輸出，采用何種輸出方式，輸出功率分別有多大，常用的輸出方式有繼電器輸出、雙向晶閘管輸出及晶體管輸出等方式；</p><p>　?。?） 分析有多少模擬量輸人和多少模擬量輸出，各自的精度要求為多少，采樣的速率要求有多高； </p><p>　?。?） 是否需要擴(kuò)展配置，若需擴(kuò)展配置，是采用本地?cái)U(kuò)展配置

64、，還是遠(yuǎn)程擴(kuò)展配置，或是二者都要;若有遠(yuǎn)程擴(kuò)展配置，是接終端還是接模塊； </p><p>　　（6） 是否有特殊控制要求，如高速計(jì)數(shù)器、位控及運(yùn)動(dòng)控制單元、溫度單元、凸輪定位器PID單元、語音單元等； </p><p>　?。?） 對(duì)輸人、輸出單元及內(nèi)存容量等應(yīng)考慮一定的冗余配置，以備擴(kuò)展。</p><p>　　4: 程序設(shè)計(jì)在完成上述工作后可開始控制系統(tǒng)的程序設(shè)

65、計(jì)。程序設(shè)計(jì)的質(zhì)量關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜時(shí)，可將其分成多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的子任務(wù)，最后將各子任務(wù)的程序合理地連接在一起。</p><p>　?。?） PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)思想。由于生產(chǎn)過程控制要求的復(fù)雜程度不同，可將程序按結(jié)構(gòu)形式分為基本程序和模塊化程序。</p><p>　　基本程序:既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合模塊結(jié)構(gòu)中的單元程序;依

66、據(jù)計(jì)算機(jī)程序的設(shè)計(jì)思想，基本程序的結(jié)構(gòu)方式只有三種:順序結(jié)構(gòu)、條件分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　模塊化程序:把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。這種方法叫做模塊化程序設(shè)計(jì)。我們建議經(jīng)常采用這種程序設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡(jiǎn)單，程序易于調(diào)試修改。特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程。</p><

67、;p>　?。?） PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn)。PLC控制系統(tǒng)I/O分配，依據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后，I/O點(diǎn)數(shù)由小到大;盡可能把一個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備或部件的I/O信號(hào)集中編址，以利于維護(hù)。定時(shí)器、計(jì)數(shù)器要統(tǒng)一編號(hào)，不可重復(fù)使用同一編號(hào)，以確保PLC工作運(yùn)行的可靠性。</p><p>　　程序中大量使用的內(nèi)部繼電器或者中間標(biāo)志位（不是I/O位），也要統(tǒng)一編號(hào)，進(jìn)行分配。在地址分配完成后，應(yīng)列出I/O分配表和內(nèi)部繼電器

68、或者中間標(biāo)志位分配表。彼此有關(guān)的輸出器件，如電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)等，其輸出地址應(yīng)連續(xù)安排，如Q2.0/Q2.1等。</p><p>　　（3） PLC控制系統(tǒng)編程技巧。PLC程序設(shè)計(jì)的原則是邏輯關(guān)系簡(jiǎn)單明了，易于編程輸入，少占內(nèi)存，減少掃描時(shí)間，這是PLC 編程必須遵循的原則。下面介紹幾點(diǎn)技巧。</p><p>　　PLC各種觸點(diǎn)可以多次重復(fù)使用，無需用復(fù)雜的程序來減少觸點(diǎn)使用次數(shù)。同一個(gè)繼電器

69、線圈在同一個(gè)程序中使用兩次稱為雙線圈輸出，雙線圈輸出容易引起誤動(dòng)作，在程序中盡量要避免線圈重復(fù)使用。如果必須是雙線圈輸出，可以采用置位和復(fù)位操作（以S7-300為例如SQ4.0或者 RQ4.0）。</p><p>　　如果要使PLC多個(gè)輸出為固定值 1 （常閉），可以采用字傳送指令完成，例如 Q2.0、Q2.3、Q2.5、Q2.7同時(shí)都為1，可以使用一條指令將十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)0A9H直接傳送QW2即可。</p

70、><p>　　對(duì)于非重要設(shè)備，可以通過硬件上多個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)后再接入PLC輸入端，或者通過PLC編程來減少I/O點(diǎn)數(shù)，節(jié)約資源。例如:我們使用一個(gè)按鈕來控制設(shè)備的啟動(dòng)/停止，就可以采用二分頻來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　模塊化編程思想的應(yīng)用:我們可以把正反自鎖互鎖轉(zhuǎn)程序封裝成為一個(gè)模塊，正反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)封裝成為一個(gè)模塊，在PLC程序中我們可以重復(fù)調(diào)用該模塊，不但減少編程量，而且減少內(nèi)存占用量,有利于大型

71、PLC 程序的編制</p><p>　　5: 調(diào)試程序。對(duì)編好的程序，可以先利用模擬實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行初步調(diào)試。經(jīng)反復(fù)調(diào)試修改后，使程序基本滿足控制要求。</p><p>　　6: 連機(jī)調(diào)試。程序連機(jī)調(diào)試可以發(fā)現(xiàn)程序存在的實(shí)際問題和不足，通過調(diào)試和修改后，使程序完全符合控制要求。程序調(diào)試完畢必須運(yùn)行實(shí)踐一段時(shí)間，才能確認(rèn)程序是否達(dá)到控制要求。</p><p>　　7:

72、 編寫技術(shù)丈件這部分工作包括整理程序清單并保存程序，編寫元件明細(xì)表，繪制電氣原理圖。</p><p>　　2.3.4 PLC基本指令簡(jiǎn)介</p><p>　　S7-200的SIMATIC基本指令簡(jiǎn)表</p><p>　　2.3.5 “有瓶開閥，無瓶不開閥”的工作原理</p><p>　　灌裝壓蓋機(jī)的接近開關(guān)和電磁閥的位置見圖1（詳見附圖2）。

73、在螺旋推進(jìn)器部位有一個(gè)檢測(cè)接近開關(guān)SQ10，其所在位置是瓶子計(jì)數(shù)的第1工位，在機(jī)座下面有接近開關(guān)SQ11，它作為SQ10瓶子計(jì)數(shù)的同步信號(hào)，作用是將SQ10獲得的有無瓶子的信號(hào)在移位寄存器中向前移位。從SQ10第1工位算起，在第10工位有一接近開關(guān)SQ12，SQ12檢測(cè)在其下一工位即開閥灌裝工位之前是否有瓶子，SQ12所在工位叫驗(yàn)瓶位。如果在驗(yàn)瓶位檢測(cè)到瓶子時(shí)，其下位即開閥灌裝位在瓶子到位時(shí)動(dòng)作，一個(gè)電磁閥準(zhǔn)確開閥灌裝，否則，電磁閥不動(dòng)

74、作，灌裝閥不被打開。接近開關(guān)SQ10和SQ12的串聯(lián)邏輯信號(hào)經(jīng)PLC，判斷在它們兩個(gè)工位之間是否有瓶子破損，如果在灌裝工位之前有瓶子破損，在灌裝工位之后有一工位叫清理碎瓶工位，當(dāng)破損的瓶子到達(dá)此工位時(shí)，氣動(dòng)電磁閥被打開，將破碎的瓶子清理干凈。</p><p>　　2.3.6 PLC的連接</p><p>　　外部輸入信號(hào)、輸出信號(hào)和PLC輸入、輸出點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。</p>

75、;<p>　　表1 外部輸入信號(hào)和PLC輸入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)表</p><p>　　表2 外部輸出信號(hào)和PLC輸入點(diǎn)的對(duì)應(yīng)表</p><p>　　內(nèi)部移位寄存器：V100計(jì)瓶移位寄存器；V110開閥移位寄存器；V120清理碎瓶寄存器。</p><p>　　2.3.7 “有瓶開閥，無瓶不開閥”的物理實(shí)現(xiàn)</p><p>　　有瓶開閥、

76、無瓶不開閥的邏輯判斷表如表3詳見（附圖4）所示。</p><p>　　表3 有瓶開閥、無瓶不開閥的邏輯判斷表</p><p>　　注：SQ10有瓶時(shí)是1信號(hào)，無瓶時(shí)是0信號(hào)；</p><p>　　SQ12有瓶時(shí)是0信號(hào)，無瓶時(shí)是1信號(hào)；</p><p>　　YV1灌裝時(shí)是1信號(hào)，不灌裝時(shí)是0信號(hào)；</p><p>　

77、　YV2清理碎瓶時(shí)是1信號(hào)，不清理時(shí)是0信號(hào)。</p><p>　　從第1工位即SQ10所在位置算起，驗(yàn)瓶位SQ12的工位數(shù)是10，開閥灌裝工位數(shù)是11，清理碎瓶位的工位數(shù)是15，驗(yàn)瓶位和清理碎瓶位相差5個(gè)工位，這是清理碎瓶電磁閥動(dòng)作的計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。圖7為灌裝壓蓋機(jī)有瓶開閥、無瓶不開閥的移位寄存器狀態(tài)圖。移位寄存器為8位，而灌裝壓蓋機(jī)從SQ10到SQ12有10個(gè)工位，所以V100和V101兩個(gè)計(jì)瓶移位寄存器串聯(lián)起來使

78、用。最低位為L(zhǎng)SB，最高位為MSB，當(dāng)?shù)?工位有瓶子時(shí)，V100的0位為1，當(dāng)?shù)?工位有瓶子時(shí)，V100的第0和1位都為1（即11），當(dāng)?shù)?工位有瓶子時(shí)，V100的第0、1和2位都為1（即111）， 其它依此類推；當(dāng)?shù)?工位有瓶子時(shí)，V100的8位全為1的同時(shí)V101的第0位為1，當(dāng)?shù)?0工位有瓶子時(shí)，V100的8位全為1的同時(shí)V101的第0位和第1位都為1當(dāng)SQ10在第1工位檢測(cè)到有瓶子時(shí)，即I1.0=1時(shí)，移位同步信號(hào)SQ11將邏輯

79、“1”信號(hào)送入V100.0位，經(jīng)移位寄存器（V100）左移10位后，邏輯“1”信號(hào)到達(dá)V101.1位，此時(shí)V101.1=1。若瓶子在第1工位和第10工位之間沒有破損，此時(shí)I1.2=0（驗(yàn)瓶位有瓶子時(shí)，SQ12的檢</p><p>　　灌裝閥被準(zhǔn)確打開，開始灌裝。若在第1工位和第10工位之間瓶子破損，則I1.2=1，那么V101.1和I1.2=1的非邏輯相與等于0，即“0”信號(hào)移入V110.0位即V110.0=0，

80、在下一個(gè)移位脈沖到來時(shí)V110.1=0，灌裝閥不被打開。V101.1和I1.2的邏輯與結(jié)果送到清理碎瓶寄存器V120.0位，在移位脈沖的作用下左移，在V120.4位視V120.4位的值判斷是否清理碎瓶（原理同上）。</p><p>　　2.3.8 理蓋器的工作原理</p><p>　　灌裝壓蓋機(jī)的另一控制內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)理蓋，在送蓋滑道上有一光電開關(guān)SQ13，當(dāng)送蓋瓶蓋不足時(shí)即SQ13沒有被

81、瓶蓋遮擋，SQ13獲得一輸出信號(hào)，理蓋器電機(jī)被啟動(dòng)使理蓋器轉(zhuǎn)動(dòng)，瓶蓋在理蓋器的作用下沿送蓋滑道下落；當(dāng)送蓋滑道上瓶蓋足夠多使瓶蓋遮擋住SQ13時(shí)，經(jīng)一段時(shí)間（幾秒至十幾秒）的延時(shí)后，理蓋器電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。上述動(dòng)作反復(fù)執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)灌裝壓蓋機(jī)自動(dòng)理蓋的控制。</p><p>　　2.3.9 調(diào)速控制原理</p><p>　　主機(jī)采用變頻器在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)調(diào)速。變頻器調(diào)速方法是現(xiàn)代自動(dòng)控制過程中比

82、較常用的調(diào)速方法，可以節(jié)約能源、可靠性高、可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，在低頻下能獲得較大的輸出轉(zhuǎn)矩，運(yùn)行平穩(wěn)，在啟動(dòng)時(shí)對(duì)電機(jī)的沖擊小等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　在控制面板上設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)/停止按鈕，當(dāng)初次按下啟動(dòng)/停止時(shí)，啟動(dòng)信號(hào)被輸入PLC， 經(jīng)PLC運(yùn)算輸出一電信號(hào)控制一個(gè)中間繼電器動(dòng)作，中間繼電器的一組常開點(diǎn)閉合作為變頻器正轉(zhuǎn)控制信號(hào)，變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行；當(dāng)?shù)?次按下啟動(dòng)/停止按鈕時(shí)，PLC將正轉(zhuǎn)運(yùn)行信號(hào)中斷，變頻器就

83、停止輸出，主電機(jī)停止運(yùn)行。在控制面板上安裝一調(diào)速電位器，將調(diào)速電位器接到變頻器0～10V輸入點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)電位器器鈕，電機(jī)按變頻器給定頻率運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。等壓灌裝壓蓋機(jī)采用西門子S7-200系列S7-224型24點(diǎn)（14入、10出）PLC。圖8為等壓灌裝壓蓋機(jī)的PLC接線原理圖。</p><p>　　圖8 PLC接線原理圖</p><p>　　2.3.10 梯形圖</p>

84、<p>　　以下是灌裝壓蓋機(jī)PLC控制的梯形圖。</p><p>　　2.3.11 實(shí)驗(yàn)?zāi)M操作</p><p>　　在理論設(shè)計(jì)完成后，為了得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，我聯(lián)系了實(shí)驗(yàn)室的老師，選擇用THSMS-C型可編程控制器及單片機(jī)高級(jí)實(shí)驗(yàn)裝置來模擬實(shí)驗(yàn)。以下是調(diào)試及實(shí)驗(yàn)?zāi)M過程：</p><p><b>　　1 接線</b></p>

85、<p>　　在實(shí)驗(yàn)室老師指導(dǎo)下按PLC的I/O接線圖接線</p><p>　　選擇基本指令練習(xí)模塊作為輸出模擬，為保證標(biāo)號(hào)的一致性，輸入點(diǎn)選擇I0.0~I0.6，輸出點(diǎn)選擇Q0.0~Q0.3,Q0.5，Q0.6一一對(duì)應(yīng)，指示燈與輸出點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，即Q0.0：開閥灌裝，Q0.1：清理碎瓶，Q0.2：吹蓋，Q0.3：理蓋器，Q0.5：正轉(zhuǎn)，Q0.6：點(diǎn)動(dòng) </p><p>　　2

86、 實(shí)驗(yàn)調(diào)試并修改</p><p>　　在電腦上編好灌裝壓蓋機(jī)PLC控制的梯形圖，讓老師指導(dǎo)并加以修改程序</p><p><b>　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p>　　按下I0.5，對(duì)應(yīng)指示燈Q0.5亮，主機(jī)正轉(zhuǎn)</p><p>　　開始實(shí)驗(yàn)，I0.0和I0.1是同步信號(hào)，必須同時(shí)按下，連續(xù)按11下，此時(shí)不按I0

87、.2（即第一工位和第十工位間沒有破損），指示燈Q0.0亮，表示準(zhǔn)確開閥；</p><p>　　在連續(xù)按I0.0和I0.1時(shí)，按下I0.2（即第一工位和第十工位間有破損），再同時(shí)按5下（清理碎瓶電磁閥動(dòng)作的計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)）I0.0和I0.1時(shí)，指示燈Q0.1亮，表示清理碎瓶；</p><p>　　按住I0.3時(shí)，蓋是充足的，指示燈Q0.2亮，表示吹蓋；松開I0.3，蓋不足，理蓋器轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)理蓋

88、，指示燈Q0.3亮，但由于持續(xù)時(shí)間短，沒拍上；</p><p>　　按下I0.4，表示發(fā)生擠瓶現(xiàn)象，則主機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，即指示燈Q0.5息滅；</p><p>　　其他輸入點(diǎn)都不按，只按I0.6，則指示燈Q0.6亮，最后實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)</p><p><b>　　第3章 總結(jié)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)了利用PL

89、C滿足生產(chǎn)的要求，其中主要的是PLC的接口分配，程序的編寫。PLC的控制大大的提高了灌裝壓蓋機(jī)的自動(dòng)化程度，減少了產(chǎn)品受污染的可能，產(chǎn)品質(zhì)量有了更高的保障。整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，通過結(jié)合自己課堂學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)與工廠實(shí)地參觀，對(duì)灌裝機(jī)械有了一定的了解，對(duì)于控制設(shè)計(jì)有了一定的掌握。</p><p>　　利用PLC控制灌裝壓蓋過程，可以提高灌裝機(jī)的運(yùn)行穩(wěn)定性，增加企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。如果在此基礎(chǔ)上再配上數(shù)控系統(tǒng)，就可以靈活的對(duì)灌裝

90、量、灌裝壓力等參數(shù)進(jìn)行控制。隨著微電子技術(shù)發(fā)不斷發(fā)展，灌裝機(jī)也會(huì)朝著更自動(dòng)化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，從最初的開題報(bào)告，文獻(xiàn)綜述，外文翻譯到現(xiàn)在的畢業(yè)論文，過程中得到了我的導(dǎo)師劉立偉老師的關(guān)懷和幫助，多次幫我解疑答惑，并及時(shí)督促我的的進(jìn)度，體會(huì)到了將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐的快樂與不易，

91、受益匪淺。也要感謝華航機(jī)械系機(jī)電教研室的老師編寫的優(yōu)秀教材，在我的整個(gè)設(shè)計(jì)中起到了很重要的作用。還有要感謝機(jī)電實(shí)驗(yàn)室的康老師為我提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并不耐其煩的指導(dǎo)我的程序，指導(dǎo)我調(diào)試和修改程序，最后得到理想的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。</p><p>　　各位老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，誨人不倦的高尚師德，平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)最核心的部分就是PLC程序的設(shè)計(jì)，在和同學(xué)的討論和爭(zhēng)辯中反復(fù)更正自己的程序，

92、在實(shí)驗(yàn)過程中改進(jìn)程序，一次次善意的提醒，一次次尖銳的反駁都給我的論文完成帶來充實(shí)和完善。在繪制接線圖和排版校正中，同學(xué)們給予了很多的幫助在此向和自己朝夕相處的同學(xué)表示感謝。</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)代表著自己的學(xué)習(xí)成果，里面也包含著指導(dǎo)老師的辛勤勞動(dòng)，同學(xué)的真誠幫助，畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我們師生變的如此的緊密和融洽。最后對(duì)機(jī)電教研室所有老師，特別是劉立偉老師表示衷心的感謝。</p><p>&l

93、t;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張揚(yáng)、蔡春偉、孫明建編 《S7-200PLC原理與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社2007：8-27</p><p>　　[2] 馬蘭主編 《機(jī)械制圖》 機(jī)械工業(yè)出版社 2006:5-8</p><p>　　[3] 劉姍姍，宋秋紅.屋頂包飲品紙盒灌裝機(jī)氣動(dòng)理蓋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)研究[J]. 食品工業(yè).2

94、007:113-128</p><p>　　[4] 彭軍編著 《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》西安電子科技大學(xué)出版社2003：3-15</p><p>　　[5] 趙先仲主編 《機(jī)電一體化系統(tǒng)（第二版）》 高等教育出版社 2010：219-233</p><p>　　[6] 謝克明、夏路易主編 《PLC原理與程序設(shè)計(jì)》電子工業(yè)出版社2002:5-7</p><

95、;p>　　[7] 皮壯行 宮振鳴 等編著 可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2000:125-149</p><p>　　[8] 汪志峰 可編程控制器原理及應(yīng)用 西安：西安電子科技大學(xué)出版社 2004:94-175</p><p>　　[9] 劉冰、李小剛編著 《PLC在包裝機(jī)械上的應(yīng)用》機(jī)械工業(yè)出版社2004</p><p>　　[1

96、0] 周萬珍，高鴻斌 PLC分析與應(yīng)用 北京：電子工業(yè)出版社，2004：34-35.</p><p>　　[11] 鄭風(fēng)翼 鄭丹丹 趙春江 圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表 北京.人民郵電出版社2006:41-94</p><p>　　[14] China Engine bed Tool Industrial association Profession Development divis

97、ion.CIMT2001 tourism [J].The world technique of manufacture with equips the market, 2001(3):18-20.</p><p>　　[15] Liang Xunwang proclaims, The distribution blesses .Engine bed technological development new tr