1、摘 要本文闡述了可編程控制器(以下簡稱PLC)從產生到現在，實現了接線邏輯到存儲邏輯的飛躍；。其功能從弱到強，實現了邏輯控制到數字控制的進步。隨著科技的是新月異的飛速發展，社會經濟的發展步伐需要不斷加快，更加需要現代化工業的不斷進步。一系列自動化生產設備便出現在生產車間，提高了生產效率，提高了經濟效益，帶動了整個社會經濟發展，故在此開展了“罐裝機系統設計”的課題。下面介紹該系統設計的內容。文中所述的PLC程序設計已經過多次的實驗。按其生產步驟、穩定性等方面，所設計的PLC程序已驗證其正確性了。該系統充分利用了學習中的可編程控制器（PLC）的多方面知識和方法，。本設計作為畢業設計題目，主要價值在

2、于運用理論與實際相結合，雖然沒有百分百的實現，但也不失這樣的價值。如前所述，全球都需要高新科技，來帶動整個經濟的發展。自動罐裝機是自動化生產技術的代表之一是必不可少的。這一控制系統的實現和應用，充分體現了PLC系統在工業的現場的應用，以及根于設計和不同的需求改變數據和狀態，還可以使其應用的范圍更加廣泛，總之PLC在工業生產上起著很大的作用關鍵詞：罐裝機系統 、可編程控制器（PLC）、 程序設計 、梯形圖 ABSTRACTThe paper its describe design project of the pure water automatic can, system its mainly

3、 designs for automatic system of the product line. Following the principle that the theory combines with the practice, base on the principle of the thread of PLC controlling, on the premise of easuring and program the design, recommend every project of systematic design process of whole automatic ca

4、n to realize from the superficial to the deep. With the science and the technology developing at full speed of crescent, improve production efficiency, have increase economic efficiency, have driven the whole social economic development. So launched the subject that " the designed of Automatic

5、Can System ". Now content that the introduction should be designed systematically.The full text is divided into seven chapters. Chapter I describes the scope and application of the automatic canned functional significance. Chapter III described the Plc control system design of the basic princip

6、les, main contents, the general steps Chapter IV on the main power lines to the principles of the components, characteristics and parameters and purchase. the design, Plc instructions table. profiles. Originally design as the graduation project topic, chief value lies in using the theory to combine

7、with reality, though there is no 100% realization, does not lose such value either. As noted previously, the whole world needs new and high technology, to drive the development of the whole economy. Automatic can automatic representative of production technology one of essential, it plays a role in

8、holding the balance in industrial production.Keywords: Automatic Can System The PLC control Program design Ladder-shaped diagram目 錄第一章 引言1第二章 PLC概念12.1 PLC的定義12.2 PLC的主要特點22.3 PLC的功能32.4 PLC的應用范圍和發展趨勢32.4.1 PLC的應用32.4.2 PLC的發展趨勢4第三章 PLC的系統設計53.1 PLC控制系統設計的基本原則53.2 PLC控制系統設計的基本內容和一般步驟53.2.1 PLC控制系統設計

9、的基本內容53.2.2 PLC控制系統設計的一般步驟63.3 PLC機型的選擇6第四章 線路保護與生產步驟74.1 開關線路保護部分74.2 開關的選擇74.3 自動罐裝機系統總的控制面板74.4流水線生8第五章 檢測系統與硬件圖95.1 檢測部分95.2 檢測部分的元器件105.2.1 霍爾傳感器105.2.2 光電傳感器115.2.3 電磁閥125.2.4 浮力式液位計135.2.5 氣動閥135.2.6 熱繼電器145.2.7 熔斷器145.2.8 接觸器145.2.9 電動機155.3自動罐裝機系統總的硬件剖面15第六章 PLC程序設計166.1 自動罐裝機系統設計的PLC控制器的輸入

10、輸出點總括166.2 自動罐裝機系統設計的PLC控制器的梯形圖18結 論19致 謝20參考文獻2019第一章 引言自動罐裝機在許多生產企業都得到廣泛使用，特別是用PLC來控制的自動罐裝機系統，自動罐裝機應用范圍很廣，例如：奶粉生產，化妝品，飲料行業，純凈水等等，總而言之，生產領域中有液體或是顆粒狀的，自動罐裝機在那都有用武之地。可想而知，自動罐裝機在生產工業方面起著舉足輕重的作用。在市場經濟的刺激下，許多商家為了取得更大的利益，不斷要求要提高生產效率，所以需要把自動罐裝機設計得更加完善、更加有效率、更加安全和耐用。本設計為純凈水的自動罐裝機系統設計，共分為七章：第一章引言部分，簡單介紹現在我國

11、罐裝機的狀況。第二章PLC的一些相關概念，內容包括PLC的定義，主要特點，以及其應用范圍和發展趨勢。第三章介紹PLC的系統設計，內容包括PLC設計的基本原則，主要內容及一般步驟，PLC機型的選擇。第四章自動罐裝機系統的線路保護和生產步驟，內容包括開關線路的保護，開關的選擇，自動罐裝機系統總的控制面板，按鈕指示燈選型說明，流水線生產過程控制。第五章介紹自動罐裝機系統的檢測系統與硬件圖，內容包括檢測部分，檢測部分的元氣件，自動罐裝機系統總的硬件表，自動罐裝機系統總的硬件剖面圖。第六章介紹自動罐裝機系統的PLC程序設計，內容包括自動罐裝機系統設計的PLC控制器的輸入輸出點總括，自動罐裝機系統設計的P

12、LC控制器的梯形圖，自動罐裝機系統設計的PLC指令表及其注釋。第七章介紹系統組態王仿真主要是仿真軟件-組態王6.5的簡介。在設計時充分考慮到現代罐裝機的特點和要求，充分注意到了在生產過程中遇到突發性事件時，系統應作出的動作，各個環節都可以獨立出來運行進行調試，做到安全生產，把生產中有可能遇到的危險減到最低。本設計在設計和寫論文時得到了指導老師龔運新老師的指導，他耐心地，詳盡地講述了現代罐裝機系統的每一個環節，和現在工廠對罐裝機系統的要求，使自動罐裝機系統設計和論文得以順利完成。由于我們的水平有限，設計和論文中難免存在不當之處，懇請各位老師批評指正。第二章 PLC概念2.1 PLC的定義PLC問

13、世以來，盡管時間不長，但發展迅速。為了使其生產和發展標準化，美國電氣制造商協會NEMA（National Electrical Manufactory Association）經過四年的調查工作，于1984年首先將其正式命名為PC（Programmable Controller），并給PC作了如下定義：“PC是一個數字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執行諸如邏輯，順序，計時，計數與演算等功能，并通過數字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機械或工作程序。一部數字電子計算機若是從事執行PC之功能著，亦被視為PC，但不包括鼓式或類似的機械式

14、順序控制器。”以后國際電工委員會(IEC)又先后頒布了PLC標準的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。”總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業環境應用而設計制造的計算機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不

15、針對某一具體工業應用，在實際應用時，其硬件需根據實際需要進行選用配置，其軟件需根據控制要求進行設計編制。2.2 PLC的主要特點1高可靠性，抗干擾能力強（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業現場的外電路與PLC內部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數一般為1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優良的開關電源。（5）對采用的器件進行嚴格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統或有三CPU構成表決系統,使可靠

16、性更進一步提高。2.豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業現場信號，如：交流或直流；開關量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應的I/O模塊與工業現場的器件或設備，如：按鈕；行程開關；接近開關；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊; 為了組成工業局部網絡，它還有多種通訊聯網的接口模塊，等等。3.采用模塊化結構為了適應各種工業控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電 纜將各模塊連接起來，系統的規模和功能可根據用戶的

17、需要自行組合。4.編程簡單易學，深受工程技術人員歡迎PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。5.系統設計周期短，安裝簡單，維修方便PLC不需要專門的機房，可以在各種工業環境下直接運行。使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統迅速恢復運行。2.3 PLC的功能1.邏輯控制2.定時控制3.計數控制4.步進(順序)控制5.PID控制

18、6.數據控制：PLC具有數據處理能力。7.通信和聯網8.其它：PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。2.4 PLC的應用范圍和發展趨勢2.4.1 PLC的應用在發達的工業國家，PLC已經廣泛地應用在所有的工業部門。隨著其性能價格比的不斷提高，應用范圍也在不斷擴大，主要有以下幾個方面。1數字量的邏輯控制PLC具有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，可以實現觸點和電路的串、并聯，代替繼電器進行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。數字量邏輯控制可以用于單臺設備，也可以用于自動生產線，其應用領域已遍及各行各業，甚至深入到家庭。2運動控制PLC使用專用的運動

19、控制模塊，對直線運動或圓周運動的位置、速度、和加速度進行控制，可實現單軸、雙軸、3軸和多軸位置控制，使運動控制與順序控制功能有機地結合在一起。PLC的運動控制功能廣泛地用于各種機械，如金屬切削機床，從屬成形機械、裝配機械、機器人，電梯等場合。3閉環過程控制過程控制是對溫度、壓力、流量等連續變化的模擬量的閉環控制。PLC通過模擬量I/O模塊，實現模擬量和數字量之間的A/D轉換和D/A轉換，并對模擬量實行PID控制。現代的大中型PLC一般都有PLD閉環控制功能，這一功能可以用PID子程序或專用的PID模塊來實現。其PID閉環控制功能已經廣泛地應用于塑料擠壓成形機、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設備，以及

20、輕工、化工、機械、冶金、電力、建材等行業。4數據處理現代的PLC具有數學運算，、數據傳送、轉換、排序、和查表等到功能，可以完成數據的采集、分析和處理。這些數據可以與儲存在存儲器中的參考值比較，也可以用通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人柔性制造系統，也可以用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。5通信及聯網PLC的通信包括主機與遠程I/O之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設備（如計算機、變頻器、數控裝置）之間的通信。PLC與其他智能設備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統。必須指出，并不是

21、所有的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述的部分功能，但是價格較低。2.4.2 PLC的發展趨勢長期以來，PLC始終處于工業自動化控制領域的主戰場，為各種各樣的自動化控制設備提供了非常可靠的控制應用。其主要原因，在于它能夠為自動化控制應用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業企業對自動化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業PC所帶來的沖擊。PLC需要解決的問題依然是新技術的采用、系統開放性和價格。PLC技術展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。大多數人認為，PLC將會繼續失去市場份額；更有甚者認為，在工業PC面前，

22、PLC將會一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業應用領域仍將為PLC提供一定的市場份額。在全球工業計算機控制領域，圍繞開放與再開放過程控制系統、開放式過程控制軟件、開放性數據通信協議，已經發生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續發展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態軟件技術的誕生與進一步完善和發展，安裝有SoftPLC組態軟件和基于工業PC控制系統的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統PLC供應商在思想上已經發生了戲劇性的變化，他們必須面對現實，在傳統PLC的技術發展與提高方面作出更加開放的高姿態。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應商

23、正在向工業用戶提供開放式的編程組態工具軟件，而且對于工業用戶表現得非常積極。此外，開放式通信網絡技術也得到了突破，其結果是將PLC融入更加開放的工業控制行業。總的說來，PLC的發展趨勢可以概括為：1、向高性能、高速度、大容量發展2、向微型PLC發展3、大力開發智能型I/O模塊和分布式I/O子系統4、PLC編程語言的標準化6、PLC通信的易用化和“傻瓜化”7、PLC的軟件化與PC（個人計算機）化8、PLC與現場總線的結合第三章 PLC的系統設計3.1 PLC控制系統設計的基本原則PLC控制系統的設計應遵循以下基本原則：1PLC控制系統控制被控對象最大限度地滿足工藝的要求。設計前，應深入現場進行調

24、查研究，搜索資料，并與機械部分的設計人員和實際操作人員密切配合，共同制定控制方案，協同解決設計中出現的各種問題。2. 在滿足工藝要求的前提下，力求使控制系統應安全、可靠、實用，且易于維修。3. 在滿足控制要求的前提下，系統應力求簡單、經濟，性能價格比高。4. 考慮到今后的發展和工藝的改進，在硬件配置上應留有一定的裕量。3.2 PLC控制系統設計的基本內容和一般步驟3.2.1 PLC控制系統設計的基本內容PLC控制系統是由PLC與用戶輸入、輸出設備連接而成的。因此，PLC控制系統設計的基本內容應包括以下內容。1. 選擇用戶輸入設備、輸出設備以及由輸出設備驅動的控制對象。2. PLC的選擇。PLC

25、是PLC控制系統的核心部件。正確選擇PLC對于保證整個控制系統的技術經濟性能指標起著重要的作用。3. 分配I/O點，繪制I/O連接圖。4. 控制程序設計。包括控制系統流程圖、梯形圖、語句表等的設計。5. 必要是還需設計控制臺。6. 編制控制系統的技術文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細表。 3.2.2 PLC控制系統設計的一般步驟PLC控制系統的設計一般可分為以下幾個步驟：1. 根據生產的工藝過程分析控制要求，需要完成的動作（動作順序、動作條件、必須的保護和連鎖等）、操作方式（手動、自動；連續、單周期、單步等）。2. 根據控制要求確定所需要的輸入、輸出設備。據此確定PLC的I/O點數。3.

26、選擇PLC機型及容量。4. 定義輸入、輸出點名稱，分配PLC的I/O點，設計I/O連接圖。5. 根據PLC所要完成的任務及應具備的功能，進行PLC程序設計，同時可進行控制臺的設計和現場施工。3.3 PLC機型的選擇這是PLC應用設計中很重要的一步，目前，國內外生產的PLC種類很多，在選用PLC是應考慮以下幾方面。1規模要適當輸入、輸出點數以及軟件對PLC功能及指令的要求是選擇PLC機型規模大小的重要依據。首先要確保有足夠的輸入、輸出點數，并留有一定的余地（要有10%的備用量）。2. 功能要相當，結構要合理對于以開關量進行控制的系統，一般的低檔機就能滿足要求。對于以開關量控制為主，帶少量模擬量控

27、制的系統，應選用帶A/D、D/A轉換，加減運算、數據傳送功能的低檔機。3. 輸入、輸出功能及負載能力的選擇選擇哪一種功能的輸入、輸出形式或模塊，取決于控制系統中輸入和輸出信號的種類、參數要求和技術要求，選用具有相應功能的模塊。此外，還應考慮輸入、輸出的負載能力，要注意承受的電壓值和電流值。4 使用環境條件在選擇PLC是，要考慮使用現場的環境條件是否符合它的規定。一般考慮的環境條件有：環境溫度、相對濕度、電源允許的波動范圍和抗干擾等指標。第四章 線路保護與生產步驟本次設計是針對工廠流水生產線的自動化生產。在生產的過程中線路的保護是必不可少的。所以本章分別對開關線路保護部分的元器件，開關的選擇以及

28、按鈕指示燈的型號選擇說明作介紹。同時對流水生產線過程控制也作了詳細的說明。4.1 開關線路保護部分為了使設備更好安全地正常工作，所以電路的設計上要增加保護電路的元件，因而選擇以下一些元器件1 空氣開關，用于接通或分斷電路。QS2 主電路上裝低壓熔斷器，實現低壓配電系統的短路保護。PLC電路上同樣也要安裝低壓熔斷器。FU3 低壓斷路器，既能帶負荷通斷電路，又能在短路，過負荷和低電壓（或失壓）時自動跳閘。QF4.2 開關的選擇根據不同的情況，可以選擇不同的開關，在實際的應用中，用戶可以選擇自己所需要的開關類型。本次設計選用下面類型的開關。1 PLC供電開關按鈕，使用旋轉式開關，通過中間繼電器來接通

29、主電路2 手動/自動切換按鈕，使用旋轉式開關3 系統啟動/停止按鈕，使用旋轉式開關4 緊急停機按鈕，使用旋轉式開關5 手動前擋板的彈出收回按鈕，使用旋轉式開關6 手動后擋板的彈出收回按鈕，使用旋轉式開關7 手動抽/注水動作按鈕，使用旋轉式開關8 手動升降架的上升下降按鈕，使用旋轉式開關9 手動漏水槽的前進后退按鈕，使用旋轉式開關10 手動槍頭堵水裝置的堵槍動作按鈕，使用旋轉式開關11 手動總進水電磁閥的開關動作按鈕，使用旋轉式開關12 手動復位按鈕，使用觸點式開關4.3 自動罐裝機系統總的控制面板上面已經介紹過開關類型選擇，下面顯示一下控制面板指示板(見圖4-1) 控制面板指示板啟動顯示部分系

30、統啟動/停機手動/自動切紐帶啟動/停PLC供電開/關 關電源指示燈 故障及后擋板進/出前擋板進/出總進水閥動抽/注水動作故障指示燈復 位緊急停機堵槍動作漏水漕進/出升降架升/降 調試部分4.4流水線生產過程控制從產品的元器件到產品的成型，都經過很多步驟的，而且是一步一步來的，有次序的。所以本次設計講求的是有嚴謹的邏輯生產次序，如果次序亂了，產品就不能生產出來。PLC自動化控制動作如下：1、電機的啟動：由起動按鈕啟動接觸器并發出信號給PLC。傳送帶電機采用變頻調速，帶動傳送帶恒速運行。2、進瓶：當位于傳送帶最前端的光電檢測器傳送信號給PLC計數，當內部計數C2達到一時（一排共有六個光電傳感器）前

31、擋板彈出，當PLC內部計數器C1達到六時后擋板彈出截止進瓶，進瓶結束，且其它四個光電檢測傳感器檢測到當前位置有瓶與否并相“與”后傳送給PLC。3、后擋板動作：當位于傳送帶最前端的光電檢測器傳送信號給PLC計數，當內部計數C1達到六時后擋板彈出。4、抽水：抽水活塞的動作,（水槍已經堵住） 與水缸相連的電磁閥打開，由PLC控制氣動電磁閥作用下，大活塞向上移進行抽水，當活塞到達活塞桿上端的傳感器時，抽水動作結束。5、漏水槽前進：當抽水動作和進瓶結束后，在PLC的連續動作控制下，氣動閥動作，漏水槽前移離開原位置，在后端的傳感器檢測位置到位后，漏水槽前進動作結束。6、升降架下降：漏水槽前進動作結束后，由

32、PLC控制氣動閥動作，升降架下降，水槍插入對應的空瓶子中，由活塞桿下端的傳感器檢測到位后，升降架下降動作結束。7、注水：升降架下降動作結束后，PLC發出指令控制電磁閥令水槍動作，接著水槍口的活塞上移，水槍活塞上移到活塞桿上端的傳感器位置后，接著PLC發出指令大活塞開始下移注水，當活塞下移到活塞桿下端的傳感器位置時，注水動作結束。8、堵槍：注水動作結束后，水槍活塞下移進行堵槍，當下移到水槍活塞桿下端的傳感器位置，堵槍動作結束。9、漏水槽后退：堵槍動作結束，由PLC控制氣動閥動作，漏水槽后退返回原來位置，傳感器檢測到位后，漏水槽后退動作結束。10、升降架上升：漏水槽后退動作結束，接著由PLC進行的

33、連動作控制氣動閥，升降架上升，傳感器檢測到位后，升降架上升動作結束。11、放瓶: 空瓶注水結束并提高注水槍后，前擋板縮回放瓶。12、PLC內部計數器清零:由前擋板光電傳感器傳送信號，PLC內部計數器C0計數達到六時，PLC內部計數清零。 13、重復：當所有光電檢測傳感器發信號給PLC內部計數達到要求時，重復以上動作。第五章 檢測系統與硬件圖在流水線連續性自動化生產過程中，系統的檢測是重要的一部分。本章介紹檢測部分，檢測部分的元器件以及自動罐裝機系統總的硬件圖。5.1 檢測部分在現實的生產過程中，尤其作用于流水線連續性自動化生產過程中，如果出現問題，沒有及時發現，不僅影響正常的生產，還有可能做成

34、安全事故，所以PLC系統檢測是比較重要的。主要的檢測分為三部分，具體如下：1、由于PLC控制應用于流水線連續性生產過程中，一連串的動作不能有差錯，否則影響正常的生產。所以，如果有問題就應及時發出報警信號。在PLC控制的每一個動作，都設有故障檢測的PLC內部定時器，如果在限定的時間內PLC控制下的活塞和氣動閥沒有動作，就發出報警信號，并停止工作。工作人員可以通過PLC內部預設的PLC手動程序來調試，進行故障檢測。2、大水缸內有液位浮標作標記，當液位下降到一個設定值時，通過傳感器發信號給PLC，PLC控制電磁閥打開，便會開始往水缸內注水，當液位達到大水缸上湍的傳感器位置時，停止注水。3、水泵注水的

35、份量采用傳感器位置式定量控制，即通過配對傳感器的位置不同，活塞移動的位移來確定抽水注水的體積。由PLC控制，活塞向上移，到達上端的傳感器時，剛好抽出設定的容量；活塞向下移，到達下端的傳感器時，剛好注出設定的容量。從而達到預定的要求。5.2 檢測部分的元器件5.2.1 霍爾傳感器霍爾傳感器適用于氣動、液動、氣缸和活塞泵的位置測定亦可作限位開關用。當磁性目標接近時，產生霍爾效應經放大輸出開關信號。與電感式開關比較有以下優點，可安裝在金屬中，可并排緊密安裝，可穿過金屬進行檢測。缺點是：距離受磁場強度的影響及檢測體接近方向的影響，有可能出現二個工作點，固定時不允許使用鐵質材料。用2個霍爾位置傳感器控制

36、水槍的堵塞，位于連接水槍桿的活塞上下位置，兩個霍爾傳感器位于豎直下的同一直線上，最上的霍爾傳感器A是用來檢測水槍的活塞是否完全上移打開注水。而下面的霍爾傳感器B則是檢測水槍活塞是否堵住，并向PLC發出信號注水完畢，可以抽水。而抽水裝置上則有兩個霍爾傳感器。兩個霍爾傳感器也是在豎直方向下的同一直線上，位于桿上的最上端霍爾傳感器C，則是用來檢測抽水的容量和向PLC發出信號抽水完畢，于是PLC動作電機停止。升降架上需要兩個霍爾傳感器。也是位于桿上豎直方向下同一直線上，上端霍爾傳感器E是為了檢測架上移水槍已經離開瓶子，下端霍爾傳感器是為了檢測加下移水槍到達瓶口，可以開始注水。（上升下降架由兩個活塞控制

37、）本設計采用103SR12A-1型開關型霍爾位置傳感器，共需要8個103SR12A-1型開關霍爾位置傳感器。103SR12A-1的特點：l 電流沉或源輸出l 堅固、密封螺紋封裝，NEMA3，3R，3S，4 ，12 和13l 20 ,6 英寸長多股紋合線，顏色編號或1 米護套線l 可調式安裝方法l 不銹鋼外殼型號可選103SR12A-1的技術參數見表5-1。 表5-1 103SR12A-1的技術參數供電電壓（VDC）6-24供電電流（mA 最大值）10輸出電壓（V 最大值）（Vs-1.5）輸出電流（mA 最大值）20磁類型單極磁特性與溫度關系G mT0 7025°C （典型值）最大動作

38、點495 49.5最小釋放點120 12.0最小回差40 4.0最大動作點350 35.0最小釋放點245 24.5最小回差85 光電傳感器光電開關是一種具有開關量輸出的位置傳感器。它是利用被檢測物體，對紅外線光束的遮光或反射來檢物體的有或無、光電開關檢測不局限于金屬對其他物體均可檢測。它可與微機聯網、也可直接驅動繼電器、計數器、接觸器、達到自動控制目的。在傳送帶上，需要六個光電傳感器。由左至右分別為#1、#2、#3、#4、#5、#6，光電傳感器#1、#6單獨與PLC相連，而#2、#3、#4、#5則相“與”與PLC相連。所有光電傳傳感器都負責檢測瓶子是否到位，而#1且發出信號

39、讓PLC內部計數，計數達到一時前檔板彈出，計數達到六時后檔板彈出截止進瓶，然后清零。而#6則使PLC內部計數達六時，后檔板收回,開始進瓶。本設計采用鏡面反射傳感器OG5046，本設計共需要6個OG5046型鏡面反射傳感器。鏡面反射式光電傳感器，它的發光器和接收器裝在同一個機殼中，使用一只反射鏡把發光器產生的光線反射到接收器上。當目標物體阻擋了光電傳感器送往反射鏡的光線時，便把目標物體檢測出來。一般地講，與漫射型傳感器相比，鏡面反射式傳感器的敏感距離比較大，這是因為，與大多數目標物體的反射率相比，反射鏡的反射效率很高。在鏡面反射式傳感器中，目標物體的顏色和表面光潔度不會影響敏感距離，然而在漫射型

40、傳感器中，目標物體的顏色和表面光潔度會影響敏感距離。在安裝鏡面反射傳感器時應先將傳感器和反射鏡面對面安裝后，連接電源；后再調節傳感器或反射鏡面的上下左右位置，使傳感器的指示燈變亮；最后可靠安裝兩者后，并校對使其檢測到目標；如果被測物的反射率比發射鏡面高，它會發生誤動作，因此，在傳感器和被測物留有足夠的空間，或把被測物和光軸成30-45度的角度。OG5046的技術參數見表3-2表3-2 OG5046的技術參數光點直徑(mm)262 (RW = max.)工作電壓 V24DC電流負載開關輸出 mA 功能控制輸出 mA20010短路保護脈沖的反極保護是超載保護是電壓降開關輸出 V 功能控制輸出 V&

41、lt; 2,5< 3,5耗用電流 mA< 32開關頻率 Hz500Lichtart反射器 紅光 660 nmEMVEN 60947-5-2外殼材料PC Copolymer保護等級IP 67 材料 外殼 / 鏡組PMMA5.2.3 電磁閥電磁閥的工作原理：當卷繞在鐵心上的線圈中流過電流時，電磁鐵有磁性，吸引閥芯向左移動，流體的通路被接通。當切斷線圈中電流，電磁鐵失去磁性，在彈簧的作用下，閥芯向右移動，流體的通路被切斷。 抽水裝置需要1個電磁閥，當需要抽水時，電磁閥打開，而注水時電磁閥關閉。大水缸需要1個電磁閥，用來控制儲水缸與外部水管連接。當儲水缸液位低于液位下限時，電磁閥打開注水，

42、水滿時，由浮力式液位計來控制電磁閥關閉。抽水裝置與水槍相連的軟管也需要1個電磁閥，當抽水時閥門關閉，注水時打開。本設計采用ZCF-1F進口大通徑耐腐蝕電磁閥，共需要3個ZCF-1F進口大通經耐腐蝕電磁閥。該電磁閥用于各種常溫、高溫、低壓、高壓場合,適用于食用超凈流體、腐蝕性流體。ZCF-1F的特點：l 不銹鋼閥體采用熱鍛成型工藝、體積小、外形精細美觀l 所需部件全部采用數控機床加工，確保電磁閥的精度與可靠性l 不同的使用介質,采用針對性的密封, 更加提高電磁閥合理性l 特殊場合可持續長時間通電，采用耐高溫密封材料，介質流體溫度可達220l 采用新穎巧妙的活塞結構，使其原理更富有科學性，壽命長是

43、同類產品的十倍以上l 合理設計主閥帶有中心軸、給每次動作增加同心度，達到穩定性高、無錘沖、長壽命 表3-3ZCF-1F技術參數工作壓力 (Mpa)00.6 0.031.6介質種類空氣、煤氣、水、超凈流體、腐蝕氣體 、 中高溫蒸汽、中高溫液體、油品等介質溫度 () 60額定電壓（ V ）DC：24V公稱通徑（ mm）40流量系數（ Kv 值 ）26閥體材質304不銹鋼和316不銹鋼5.2.4 浮力式液位計浮力式液位計用來檢測儲水缸的液位高低。本設計采用1個FLYW 浮力式液位變送器：這一產品適用于絕大多數液體介質的液位測量，廣泛應用于石油、化工等行業。工作原理：通過檢測作用在垂直懸掛在力傳感器2

44、上的具有恒定的截面積，且平均密度大于被測介質密度的測量桿1上的浮力，來算出液面的高度。FLYW浮力式液位變送器的特點：l 由于測量桿與力傳感器被耐腐的隔離膜隔開，測量桿可以用任何材料制成，因此可以測量任何液體（酸、堿、鹽或溶劑）；l 測量桿可以制成多節的（螺紋連接），所以量程可以做得較大，而且在運輸、儲存、安裝時都較方便；標定十分容易，即可用法碼標定；l 耐腐蝕、壽命長。安裝和使用條件：l 安裝時桿系必須垂直；l 不適用于液面波動較大，或者振動較大的介質，也不適用于強粘滯或能在測量桿上析出結晶的介質中工作。5.2.5 氣動閥本設計中所有到的活塞都用氣動的。氣動閥接到輸出的氣壓信號，氣源信號壓力

45、分別輸入執行機構活塞左、右二氣室，由于輸入活塞左、右二氣室的氣源壓力不同，形成壓差，推動活塞作直線運動。本設計采用Q641F型氣動球閥，本設計共用了6個Q641F型氣動球閥。用 途：系列氣動球閥廣泛適用于天然氣、油品、化工、冶金、造紙 電辦、礦業，印染、生物制藥，日用化工，食品飲料，水處理 及空氣處理等行業的流體自動控制或調節控制，與自動化氣動儀表配套使用。氣動執行器：采用新型系列GT型氣動執行器，有雙作用式和單作用式（彈簧復位），齒輪齒條傳動，安全可靠；大口徑閥門采用系列AW型氣動執行器拔叉式傳動，結構合理，輸出扭矩大，有雙作用式和單作用式（彈簧復位）。獨特的閥座密封結構：浮動式球閥采用唇型

46、彈性密封圈結構設計，保證密封的可靠性對于低壓、超低壓或真空工況用球閥，采用板簧加載的閥座密封結構，能確保球閥長期可靠的密封。中、高溫球閥的閥座材料可選用對位聚苯或金屬材料。 固定式球閥根據壓力的大小、介質性質及密封要求的不同而選擇球前密封結構、球后密封結構或前后雙密封結構。中、高溫球閥的閥座材料可選用對位聚苯或金屬材料。表5-5 Q641F技術參數壓力等級公稱壓力PN（Mpa）磅級（Class）6.410.0150300400600實驗壓力（Mpa）殼體實驗2.43.756.09.815.03.037.510.215.0密封實驗1.762.754.47.0411.02.25.

47、57.4811.0氣密封實驗0.6(Mpa)適用介質閥體材質CRP水，蒸汽，油品，液化氣等硝酸類腐蝕性介質等醋酸類腐蝕性介質等特殊介質含有硫化氫的天然氣介質；用于鋼鐵及有色金屬冶煉的煤粉，鋁粉輸送系統；用造紙行業的紙漿輸送及其它含有顆粒，短纖維的介質等。5.2.6 熱繼電器熱繼電器是利用電流的熱效應原理來工作的保護電器，它在電路中主要用作電動機的過載保護。JRS5(TH-K)系列熱繼電器適用于交流50Hz，電壓至660V，電流至105A的長期工作或間斷長期工作的一般交流電動機的過載及斷相保護。該熱繼電器具有斷相保護，溫度補償，脫扣指示功能，并能自動與手動復位，動作可靠。本設計采用JRS5-12

48、/Z(TH-K12)，整定電流范圍(A)為9135.2.7 熔斷器熔斷器是一種最簡單有效的保護電器，廣泛應用于低壓配電系統和各種控制系統中，主要用作短路保護，同時也是單臺電氣設備的重要保護元件之一。熔斷器與開關電器組合可構成各種熔斷器組合電器，使開關電器附加短路保護功能。RL6系列螺旋式熔斷器適用于交流50Hz，額定電壓至500V，額定電流至63A的線路中作電氣設備的短路或過載保護之用本設計采用RL6-25系列熔斷器，額定電壓為380V，額定電流為10A。5.2.8 接觸器接觸器是一種用來自動接觸和斷開主電路，大容量控制電路的控制電器，其主要控制對象是電動機，也可用于其它電力負載。接觸器不僅可

49、用來頻繁地接通或斷開帶負荷電路，而且能實現遠距離控制，還具有失壓保護功能，因而被廣泛使用。本設計采用LG接觸器9-22（A）l 特點：機械壽命2500萬次，電氣壽命250萬次。l 額定電流：9Al 額定電壓：380V5.2.9 電動機本設計中采用的電機是萊州市玉龍橡塑制品有限公司生產的60KTY(J)系列單相可逆永磁同步電機，它是一種電機與減速箱可分合，能控制正反運轉的永磁爪極式同步電機。該產品具有體積小、重量輕、功耗小、力矩大、安裝方便等特點。電機在額定頻率下轉速不受電壓的影響，保持恒定不變。該產品可廣泛應用于：電動窗簾、電動晾衣架、冷暖通閥門、電動廣告、監控設備、自動化儀器儀表等。60KT

50、Y（J）的技術參數見表5-6表5-6 60KTY（J）技術參數額定電壓AC/V24，220電源頻率Hz50適配電容uf1525/450V ， 0.270.4/450V起動電壓AC/V 18，150 額定功率 W25空載電流 mA300，80絕緣耐壓 ACV/1S  1500 額定轉速r.p.m 2.55815203050額定轉距kg.cm130 704525 18 1275.3自動罐裝機系統總的硬件剖面圖模擬工廠實際生產需要的設計要求，劃出了一個自動罐裝機

51、系統總的硬件剖面圖，具體到每一個元器件的型號，活塞移動的位移，罐的大小和水缸的容量。自動罐裝機系統的總硬件剖面圖見圖5-3。 圖5-3 系統總的硬件圖第六章 PLC程序設計這一章是本次自動罐裝機系統設計的重點,也是本次設計的核心部分.將通過PLC編程將罐裝機實現自動化。6.1 自動罐裝機系統設計的PLC控制器的輸入輸出點總括PLC控制器有輸入點和輸出點，本次設計，信號通過以下的輸入點輸入到PLC控制器內部，然后發出控制信號從以下的輸出點輸出，從而達到PLC自動化控制的目的。具體到每一個輸入點和輸出點的作用如下：（1）PLC控制器的輸入點X0: 傳送帶上的光電傳感器#1（即靠近后擋板的）輸入點X

52、1: 傳送帶上的光電傳感器#2、#3、#4、#5 四個相“與”后的輸入點X2: 傳送帶上的光電傳感器#6（即靠近前擋板的）輸入點X3: 抽水裝置上的上端霍爾傳感器CY1輸入點X4: 抽水裝置上的下端霍爾傳感器CY2輸入點X5: 升降架上的活塞桿上的上端霍爾傳感器SJ1輸入點X6: 升降架上的活塞桿上的下端霍爾傳感器SJ2輸入點X7: 漏水槽動作裝置上的后方霍爾傳感器DY1輸入點X10: 漏水槽動作裝置上的前方霍爾傳感器DY2輸入點X11: 槍頭堵水裝置動作用的活塞桿上的上端霍爾傳感器D1輸入點X12: 槍頭堵水裝置動作用的活塞桿上的下端霍爾傳感器D2輸入點X13: 用于大水缸液位計測量液位附在缸壁外邊的上端霍爾傳感器YY1輸入點X14: 用于大水缸液位計測量液位附在缸壁外邊的下端霍爾傳感器YY2輸入點X21: 手動前擋板的彈出收回控制輸入點X22: 手動后擋板的彈出收回控制輸入點X23: 手動抽水注水動作的活塞