1、引言隨著工業自動化水平日益提高，眾多工業企業均面臨著傳統生產線的改造 和重新設計問題。目前，飲料的灌裝伸長已經實現自動化，為了提高產品質 量，縮短生產周期，適應產品迅速更新換代的要求，產品生產正向縮短生產周 期、降低成本、提高生產質量等方面發展。因此，飲料廠的自動化灌裝生產線 中有越來越多的及其在使用先進的灌裝技術來提高及其的自動化電氣控制水平 和生產效率。PLC （可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業控制裝置，它 將傳統的繼電器控制系統與計算機技術結合在一起，近年來在工業自動控制、 機電一體化、改造傳統產業等方面得到普遍應用。作為通用工業控制計算機， 其實現了工業控制領域接線邏輯到存儲邏

2、輯的飛躍，在世界工業控制中發揮著 越來越重要的作用。鑒于此，設計者利用 PLC的功能和特點設計出了一款飲料 灌裝生產流水線控制系統。我國的飲料灌裝自動化相對于西方發達國家來講還有很大的差距。設備陳 舊，技術落后，成為阻礙我們灌裝行業發展的一個嚴重問題。鑒于這些問題， 我國企業不斷發展自身的實力，逐步朝著生產高速化、設備結構合理化、設備 的多功能化、設備的綠色化、控制的智能化等方向發展。（一）設計題目飲料灌裝生產流水線PLC梯形圖控制程序設計與調試（二）情況簡介.為自動操作模式，一旦啟動，則傳送帶的驅動電機啟動并一直保持到停 止開關動作或灌裝設備下的傳感器檢測到一個瓶子時停止；瓶子裝滿飲 料后，

3、傳送帶驅動電機必須自動啟動，并保持到又檢測到一個瓶子或停 止開關動作.定位在灌裝設備下時，停頓1s,灌裝設備開始工作，灌裝過程為 5s 鐘，灌裝過程應有報警顯示，5s后停止并不再顯示報警；報警方式為紅 燈以0.5s間隔閃爍.和若干個加法器檢測并記錄空瓶數和滿瓶數，一旦系統啟動，必須記錄 空瓶數和滿瓶數，設最多不超過 99999999瓶.動對計數器清零（復位）（三）設計要求.計顯示電路圖，并按圖連接。.PLC I/O端口接線圖，并按圖接線。.控制程序，并畫出梯形邏輯圖。.系統調試，實現控制要求。（四）設計步驟.飲料灌裝系統的基本介紹：（1）通過PLC系統控制整個飲料灌裝流水線的啟動、關閉、進行灌

4、裝及其計 數。（2）飲料的灌裝流水線系統示意圖如下所示：空瓶檢測傳感器L灌裝設備啟動按鈕停止按鈕驅動芭麗I瓶子檢測傳感器圖1-1飲料罐裝生產流水線示意圖(3)生產流水先的工作原理飲料灌裝生產流水線的運作是通過 PLC來控制傳送的電機和灌裝設備來運 行的。通過傳送電動機的運轉來帶動流水線的工作，而灌裝設備的開通則直接 控制飲料流的灌裝。載入PLC軟件程序，就可以直接控制電機及流水線的運 作.。流水線由傳感器實時監控，通過 PLC的控制，實現控制準確，自動化程 度局0.確定I/O點數，選擇PLC的型號，并根據需要進行硬件系統配置。I/O點數的分配I/O點數的分配如下面表格2-1所示控制信號信號名稱

5、元件名稱元件符號地址編碼輸入啟動信號常開按鈕SB110.0停止信號常閉按鈕SB210.1定位信號光電傳感器SL10.2空瓶計數光電傳感器SR10,3滿瓶計數重量傳感器SE210,4手動清零常開按鈕SB30,5輸出佶送帶電機驅動信號傳送帶電動機EM100,0港裝電動機嶇動信號灌裝電機KM2Q0,1報警信號警示燈HLQ0. 2圖表2-1 I/O的分配表(2)PLC型號的選擇及傳感器的選擇S7-200系列PLC是西門子公司20世紀90年代推出的整體式小型可編程控 制器，早些時候稱為CPU21X其后的改進型稱為CPU224結構緊湊、功能強， 塌油很高的性能價格比，在中小規模控制系統中應用廣泛。S7-2

6、2X像此類PLC可提供5種不同的基本單元和多種規格的擴展單元。其 系統構成除基本單元。擴展單元外，還有編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示 器等。22X系列CPLM有很強的功能，如自帶高速計數器、通訊口、具有脈沖輸 出功、實時時鐘、能進行浮點運算等。此外嗎，S7-200系列PLC允許在程序中立即讀寫輸入、輸出口，允許在程序中使用終端，允許設定通訊人物的處理時 問，允許設置停止模式數字量輸出狀態，可以有用戶自己定義存儲器的掉電保 護區，可以允許數字量時間，允許設置停止模式數字量輸出狀態，可以允許數 字量及模擬量輸入加濾波器，還具有窄脈沖捕捉功能，為復雜的工業控制提供 方便。按照本課題的控制的要求，在

7、設計中選用了兩個光電傳感器(空瓶檢測傳感器、灌裝設備處的有無瓶傳感器)用來檢測有無飲料瓶通過；還選用了一個重量 傳感器來檢測瓶子是否灌滿。.繪制外部I/O接線圖及相關的電氣原理圖。(1)PLC外部接線圖CPU222SE2SE3川10 010.110 210.32M10.4/10.510.610.711LQ0.01Q0.22LQ0.3Q0.430.5illKHni mKM sL hIII9|L12D220圖3-1 PLC外部接線圖(2)電氣控制電路設計圖3-2中斷路器QF1 QF2 QF3 QF4 QF5將三相電源引入，同時 QF1 QF2 QF3 QF4 QF5為電路提供短路保護。電動機的過載

8、保護分別由三個熱繼 電器提供。24V圖3-2電氣控制原理圖.編程的梯形圖程序I程序法釋同瑞1|iu.脂動，ion停止，啟前后傳送帶電機開始工作T37IN TONPT 1 口口 ns網第2|口淀位傳感器接收到信號TR開蛤計時I0 21 IIt -網絡m太后行講始計時 TOC o 1-5 h z T37T381|in ton50-PT 100 ms網絡4T3的始計時的同時QtH灌裝電機開焙工作進行灌裝一T37T36I0JQ01T I1，I1 / IC)網絡5I警報燈閃爍INTONPT100 msT39Q0.1T40T40IN TON45- PT 1 1。ms網絡7警報燈閃爍T33T39101Q0.

9、2M1 IPIC )網絡8空瓶計數網籍9空瓶計數C1C2|CUCTUC2IHqRI0.510000-PV網絡10滿順計數10.4C310 5CUCTURFVC310000-網絡11I滿瓶計數5.程序的調試I0.0起點，傳送帶電機Q0.0開始工作SIEMENSSHAMS7-2Q0I0.2 一有信號，傳送停止，1秒后開始灌裝，并且警示燈閃爍。 1 2 34 5 6了SM日 28 |102 ilIN電M0Tle :PLSUPLSl|6灌裝完成，傳送帶電機又繼續工作I0.3是空瓶的計數傳感器，有信號一次便加 1,最高計數1千萬I0.4是滿瓶的計數的重量傳感器，有信號一次便加1,最高計數1千萬I0.5為

10、空瓶和滿瓶計數的清零按鈕EMB2H I102 IINe-tsix 1FT |I0.2是系統的停止按鈕，能夠停止所有電機和警示燈的工作0 12 34 5 6 7（五）設計總結通過飲料罐裝生產流水線的PLC控制課程設計，掌握了什么是設計程序, 設計程序工作的基本過程及各階段的基本任務，熟悉了設計程序總流程圖，加 深了對PLC的理解，課本上的知識是機械的，表面的。通過努力把課本上的知 識變得更為簡單，對實驗原理也有了更深的理解。通過這次課程設計，使我更 為全面系統的了解PLC的構造原理和基本實現方法。把課本的知識變得生動有 趣，激發了我們的學習積極性，把學過的原理加以強化，把課堂學過的知識通 過自己

11、的設計程序表示出來，加深了對理論知識的理解。現在通過自己的動對 手做實驗，理論聯系實際，對 PLC的原理認識更加深刻。在調試時應該很仔 細，一步一步調試下來，做到準確無誤。這次課程使我意識到只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識 與實踐相結合起來，才是正確的，才能提高自己動手能力和獨立思索的能力。 同時對于PLC發展歷史、強大功能、應用領域以及系列知識得到了大概的系統 認識，也初步了解了一個完整的系統開發的過程，本次課設，對于創造思維的 培養和開發能力的鍛煉有很大的幫助。在編程過程中，領略到了熟能生巧的含義。編程不僅要求有良好的基礎， 而且要求對各種程序有深刻的了解，同時深切感受到團隊合作的重要性，尤其是在查資料的過程中，人多力量大，大家一起努力，查找資料的效率就提高了 許多，大家在一起探討，相互學習，分工細化，互相提高，解決問題的速度就 快多了 參考文獻.1廖常初，S7-200PLC編程級應用.北京：機械工業出版社，2007.2漆漢宏，PLC電氣控制技術.北京：機械工業出版社，2006.3羅宇航，流行PLC實用程序及設計.西安：電子科技大