基于PLC的饮料灌装生产线的控制系统设计djzj.docx

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1、泰 山 学 院院本科毕业业论文基于PLLC的饮饮料灌装装生产线线的控制制系统设设计所 在 学 院院机械与与工程专 业 名 称称机械设设计制造造及其自自动化申请学士士学位所所属学科科工学年 级二二一一一级（33+2）学生姓名名、学号号张艳红红2011117703000指导教师师姓名、职称陈宏圣圣 副教授授完 成 日 期二二一三三年五月月摘要计算机网网络和通通讯技术术的日益益提高，使企业对对生产的的自动控控制和通通讯提出出了高层次的要要求。饮饮料生产产线也较繁琐，环环节也增增加了许许多。其其中灌装装饮料就就是其上上首要的的生产环环节。文中主要要讲述了了基于FXX2N-32MMR PPLC的的饮料灌

2、灌装生产产线的控控制系统统的设计计。该系系统的设设计包括括硬件和和软件方方面。其其中硬件件部分的设计主要要包括了三菱FXX2N-32MMR PPLC外外部电路路的设计计、安装；软件部部分包括括程序的的设计、调试。设计系统统最终能能够实现现下面几几项功能能：(11)对空空瓶进行行运送、灌灌装，灌灌装量依依照空瓶瓶大小设设计确定；（2）对满满瓶进行行传送及及统计数量，计数数内容包括括累计、单单位包装装计数，单单位包装装计数量量可依照照包装大大小设计计确定；（3）能够够确保手动动式复位。该该系统采采用了三三菱可编编程序控控制器、传传感器、继继电器、行行程开关关等电器器元件，利利用PLLC良好好的自动

3、动控制，实实现饮料料罐装生生产过程程的自动动化控制制。运用PLLC来控制饮饮料灌装装，实现现了生产产线的自自动高效效化、智智能灵敏敏化。对对提高劳动动效率，饮饮料质量量和产量量影响远远大，意意义非凡凡。关键词：饮料灌灌装，生产流流水线，无人控控制ABSTTRACCTWithhthee addvanncedd coompuuterr annd nnetwworkk coommuuniccatiion tecchnoologgy, bussineess-to-prooducctioon pproccesss auutommatiion andd innforrmattionn annd ccomm

4、muniicattionn puut fforwwardd hiigheer rrequuireemennts. Beeverragee prroduuctiion linne mmoree coompllex prooducctioon pproccessses aree allso nummeroous. Onne ddrinnk iis aa beeverragee fiilliing prooducctioon llinees mosst iimpoortaant prooducctioon aareaas. Thiss paaperr maainlly iintrroduucess

5、thhe cconttroll syysteem oof bbeveeragge ffilllingg prroduuctiion linne bbaseed oon MMitssubiishii FXX2N-32MMR PPLC.Thee syysteem ddesiign connsissts of harrdwaare andd sooftwwaree deesiggn. Thee haardwwaree deesiggn iinclludees MMitssubiishii FXX2N-32MMR PPLCs eexteernaal ccirccuitt deesiggn aand i

6、nsstalllattionn; ssofttwarre ddesiign inccluddes thee deesiggn aand debbugggingg off prrogrram.The sysstemm caan aachiievee thhe ffolllowiing funnctiionss: (1) Thee boottlles cann bee trranssporrtedd annd ffillled andd thhe ffilllingg voolumme ccan be sett acccorrdinng tto tthe sizze oof bbotttless;

7、 (2) thee fuull botttlees ccan be traanspportted andd coountted, thhe ccounnt iinclludees ttotaal ccounnt aand thee coountt off unnit pacckagge aand thee tootall nuumbeer oof uunitt paackaaginng ccan be sett acccorrdinng tto ppackkagee siize; (33) tthe sysstemm caan aachiievee maanuaallyy reesett. T

8、The sysstemm maainlly uusess thhe MMitssubiishii PLLC, sennsorrs, rellayss, sswittchees aand so on andd usses thee goood auttomaaticc coontrrol perrforrmannce of PLCC too acchieeve thee noo coontrrol of bevveraage filllinng pprodducttionn liine Use of PLCC coontrrol bevveraage filllinng pprodducttio

9、nn liine, too acchieeve thee sooft driink prooducctioon llinee auutommatiion andd inntellliggencce. On labbor prooducctivvityy gaainss, iimprrovee beeverragee quualiity andd yiieldd faar-rreacchinng ssignnifiicannceKEY WORRDS: Beeverragee fiilliing, Prroduuctiion linne,NNo cconttroll目录1 引言言11.1本本论文研

10、研究的内内容及意意义11.2报报告设计计大纲221.3论论文研究究的内容容22 饮料料罐装生生产流水水线总体体设计332.1任任务的分分析32.2硬硬件方案案设计332.3软软件方案案设计332.3.1经验验设计法法42.3.2逻辑辑设计法法43 系统统元件的的选择53.1 PLCC控制要要求和内内容及选选型53.1.1基础础PLCC53.1.2可编编程控制制器的特特点53.1.3 PPLC的的安装与与接线663.1.4设计计PLCC控制时时，应遵遵循以下下基本原原则63.1.5 PPLC的的工作原原理73.1.6 PPLC选选型与硬硬件配置置73.1.7 PPLC的的性能指指标83.2电电动

11、机的的选型993.3接接触器的的选型993.4热热继电器器的选型型103.5开开关电器器、熔断断器的选选型1003.6传传感器的的选型1102 系统统的硬件件电路1124.1系系统硬件件结构框框图1224.2主主电路的的设计1124.3控控制电路路的设计计124.4操操作面板板的设计计135 系统统程序的的设计1155.1控控制要求求和控制制过程分分析1555.1.1 II/O端端口分配配155.1.2梯形形图1665.1.3初始始化程序序165.1.4装箱箱选择程程序1775.1.5流水水线主控控程序1195.1.6闪烁烁报警程程序1995.1.7记数数程序2205.1.8数据据传送程程序2

12、116 程序序的调试试246.1装装箱选择择程序仿仿真246.2主主控制程程序的仿仿真246.3闪闪烁报警警程序的的仿真2276.4记记数程序序的仿真真287 结论论与展望望298 总结结30参考文献献31致谢3221 引言言1.1本本论文研研究的内内容及意意义纵观近年年来，国国内外饮饮料工业业蓬勃发发展，各种饮饮料如碳碳酸饮料料、果汁汁饮料、饮用水、茶饮料等种类日益繁多，较高的产量需求同时使得对设备的需求也逐渐提高。目前国外外的灌装与与封口设设备正向向高效、多多功能、高高精确度方向向前进，目目前有的的生产线线已可以以在玻璃璃瓶与塑塑料容器器（聚酯酯瓶）、果汁饮料与果汁饮料、热灌装与冷灌装等场

13、合下工作。目前一般灌装饮料效率高达到2010罐分，德国HK公司灌装机的灌装阀可达160多头，SEN公司 140多头，Krones公司170多头，灌装机直径大至5米，灌装精度可以达到05ml以下。一般饮料灌装阀有50100头，实现最高达1500罐每分，料槽转速2025转每分，可提高1倍的速度。可完成茶饮料、乳酸和果汁饮料等数种饮料的热性灌装，与此对外国热性灌装其封口后可不再进行二次杀菌处理。当前饮料料灌装生生产线的的控制过过程大部部分是继继电接触触控制实实现，但但这种控控制电路路接线过过于复杂杂，可靠靠程度不不太高，进而使使工业生生产效率率得不到到较好提高高。然而而，随着着信息时代代的蓬勃勃迅速

14、发发展，饮饮料灌装装生产线线的控制制过程正正向着智智能化，高高效化，自自动化的的方向迈迈进。PLCC将原有有的微机机技术与与传统的的继电接接触控制制技术结结合了起起来，因而它既既弥补了了继电接接触控制制系统中中的机械械触点的的接线复复杂、可可靠度低低、功率率损耗高高、通用用性和灵灵活性差差的缺点点，又较较好地利利用了微微处理器器具有的特特殊优点点，又充充分考虑虑到现场场电气操操作维修修人员的的技术能力与习惯惯，特别别是它的程序序编制，PLC有多种程序设计语言可以选择，不必要专业的电脑编程语言技能，而是采用了一套以继电器为核心的梯形图为基础的简单指令形式，使编程人员程序编制直观、使用方便易学；调

15、试与查错也都很方便。PLC所具有的自我诊断功能对维修人员的技术要求降低。使用者只要按说明书的提示，做很少的接线和简单的程序编制工作，就可灵活方便地使其应用于生产实践中，实现理论联系实际的目标。1.2报报告设计计大纲1.3论论文研究究的内容容本论文对对饮料罐罐装生产产流水线线控制系系统的硬硬件和软软件方面面进行了了设计。其其中硬件件设计部部分包括括FX22N-332MRR PLLC外部部电路的的设计与与安装；软件部部分包括括程序的的设计与与调试。根根据系统统的实现现要求对对PLCC、电动动机、传传感器、继继电器等等外部设设备进行行选择型型号。设设计完成成的饮料料灌装生生产流水水线能够够实现以以下

16、功能能：（11）通过开开关将系统设为自动动操作模模式，一一经启动动，则传传送带的的驱动电电机启动动并一直直持续到停停止开关关动作或或待饮料料瓶传送送至灌装装设备下下时停止止运转；瓶瓶子装满满饮料并并上了盖后，传传送带驱驱动电机机必须自自动启动动，并保保持到下下一个饮饮料瓶被被传送至至灌装设设备下或或停止开开关动作作；（22）当瓶瓶子传送送并定位位在灌装装设备下下时，停停1s，灌灌装设备备开始工工作，对对于大瓶瓶灌装88秒钟，小小瓶则55秒钟，灌灌装过程程完毕后后对饮料料瓶进行行上盖操操作，上上盖时间间约为2秒钟。整整个灌装装和上盖盖过程应应设有报报警显示示，待上上盖完毕毕后不再再显示报报警；报

17、报警方式式为红灯灯0.55s间隔隔闪烁；（3）包装装过程，对对于小瓶瓶：400瓶为一一大包，30瓶为一中包，20瓶为一小包；对于大瓶：20瓶为一大包，15瓶为一中包，10瓶为一小包；（4）能够实现对生产产品进行自动记数并可以手动对计数器清零。2 饮料罐装装生产流流水线总总体设计计2.1任任务的分分析本次设计计以FX22N系列列PLCC作为处处理核心心，用行行程开关关、传感感器等外外部设备备将生产产过程中中的信号号（如空空瓶运行行的位置置、饮料料瓶的大大小等等等）处理理后送到到处理器器将其处处理，由由PLCC对数据据进行运运算，然然后输出出驱动信信号（如如接触器器、电磁磁阀等等等）来完完成饮料料

18、罐装生生产流水水线的自自动化高高效、准准确的操操作。系统的整整体思路路：此生生产线是是全自动动控制的的，生产产线一经经上电，PPLC将将通过软软件程序序对生产产线进行行控制：通过输输出继电电器的动动作来控控制传送送带的停停转和对对饮料瓶瓶的选择择灌装，实现完完成对系系统状态态的显示示，并且且通过PPLC内内部的计计数器对对所生产产的产品品进行计计数。2.2硬硬件方案案设计饮料的灌灌装是运运用了饮饮料灌装装机，它它将饮料灌装装装置以以及封盖盖装置集集合在一一起，实实现饮料料的灌装装与上盖盖，使饮饮料的灌灌装能稳稳定、高高效的完完成。对对于饮料料瓶大小小的区分分是通过过反射式式光电传传感器工工作来

19、实实现的。利利用辅助助继电器器对计数数器进行行正电平平触发来来完成对对产品的的计数。灌装生产流水线模型如图1所示，生产流水线结构如图2所示。图1饮料灌装生产流水线模型系统的工工作原理理：系统统一经上上电，传传送带将将驱动电电动机运运转，待待空饮料料瓶行至行程开开关处，行程程开关闭闭合，电电动机停停转，灌灌装设备备通过阀阀门的关关断来控控制饮料料灌装的的时间，饮饮料灌装装过程完完成后电电动机恢恢复转动动，如此此循环实实现生产产线的自自动控制制。对于于传送带带上的饮饮料瓶大大小的分分辨，利利用了通通过下图图的反射射式光电电传感器器。图2饮料料灌装生生产流水水线结构构2.3软软件方案案设计PLC软软

20、件方案案设计有有经验设设计法，逻逻辑设计计法等2.3.1经验验设计法法梯形图的的经验设设计法是是运用比较较广泛的的一种方方法。该该方法的的核心是是输出线线圈。以以下是梯梯形图经经验设计计法的基基本步骤骤：1.了解解和熟悉悉被控设设备的工工艺过程程和机械械的动作作情况。2.确定定PLCC的输入入信号和和输出负负载，画画出PLLC的外外部接线线图。3.确定定继电器器电路图图的中间间继电器器，时间间继电器器对应的的梯形图图中的辅辅助继电电器（MM）和定定时器（T）的元件号。4.根据据对应关关系画出出梯形图图。2.3.2逻辑辑设计法法逻辑设计计法的理理论基础础是逻辑辑代数。而而继电器器控制系系统的本本

21、质是逻逻辑线路路。在电电气控制制线路中中会发现现,线路的的接通和和断开,都是由继电器器等元件件的触点点来控制制决定的的,故控制制线路的的所有功能能必定取取决于这这些触点点的开，合合两种状状态。因因此电气气控制电电路从根根上说是是一种逻逻辑性线路,它满足足逻辑运运算的基基本规律律。具体体步骤如如下图33所示:图3 PPLC逻逻辑设计计步骤图图3 系统元件件的选择择3.1 PLCC控制要要求和内内容及选选型3.1.1基础础PLCC可编程控控制器是是工业自自动化的的基础。在在工业现现场中用用于对大大量的数数字量和和模拟量量进行控控制，例例如电磁磁阀的开开闭，电电动机的的启停，温度、压力、流量的设置与

22、控制，产品的计数与控制等。3.1.2可编编程控制制器的特特点(1) 可靠性性高，抗抗干扰能能力强微机虽然然具有很很强的功功能，但但单抗干干扰能力力差，工工业现场场环境的的电磁干干扰、电电源波动动、机械械振动、温温度和湿湿度的变变化等都都可能使使一般通通用微机机不能实实现正常常工作。而而PLCC是专为为工业环环境应用用而设计计的，故故对可能能受到的的电磁干干扰、高高低温及及电源波波动等影影响，其其已在PPLC硬硬件及软软件的设设计上采采用了一一定的措措施。如如在硬件件方面采采用了电电和磁的的屏蔽，对对I/OO接口采采用了光光电隔离离技术，对对电源及及I/OO接口线线采用了了数种滤滤波等。而而在软

23、件件方面采采用了故故障监测测、诊断断、信息息防护和和复位等等手段，一一旦发生生非正常常状况，CPU立马进行行之有效的方案，防止故障向更糟的方向发展，使PLC的可靠度大为提高。(2) 机构简简单，应应用灵活活PLC在在硬件结结构上采采用模块块化中的的类似积积木式的的结构，输输入和输输出信号号模块、通通信模块块及一些些特别功功能模块块类型繁繁多。面面对不同同的控制制对象，可可以方便便、快速速灵活地地组合成成完成其其功能的的控制系系统。(3) 编程方方便，易易于使用用PLC采采用了与与继电器器控制电电路有许许多相似似之处的的梯形图图作为主主要的编编程语言言，形象象直观的的程序，简单易易学指令令，容易

24、易理解和和掌握编编程步骤骤和方法法，不需需要具备备专门的的计算机机知识，使具有一定的电工和工艺知识的人员可以在短时间内学会。(4) 功能完完善，适适用性强强PLC具具有强大大的对数数字量和和模拟量量处理的的功能，如如一般逻辑辑、算术术运算、常见特殊函数运算等。PLC具有多种常用的功能，如PID闭环回路控制、中断控制等。PLC还可以扩展好多特殊功能，如高速计数、电子凸轮控制、伺服电动机定位、多轴运动插补控制等。PLC组成的多种工业网络，可实现数据传送、上位监测控制等功能。3.1.3 PPLC的的安装与与接线PLC一一般要求求安装在在环境温温度为00到555摄氏度度，相对对湿度小小于855%，无无

25、粉尘、油油烟，无无腐蚀性性及可燃燃性气体体的场合合中。为为了达到到这一目目的，其其不要安安装在发发热器件件附近，不不能安装装在结露露，雨淋淋的场所所，在粉粉尘多，油油烟大、有有腐蚀性性气体的的场合安安装时要要采取封封闭措施施，在封封闭的电电器柜中中安装时时，要注注意解决决通风问问题。另另外，PPLC要要安装在在远离强强烈振动动和电磁干干扰源的的场合，否否则需要要对其采取取减震及及屏蔽措措施。PLC的的安装固固定常有有两种方方式，一一是直接接利用机机箱上的的安装孔孔，用螺螺钉把机机箱固定定在控制制柜的背背板或面面板上；二是利利用DIIN导板板安装，这这需先将将DINN导板先先固定好好，再将将PL

26、CC与各种种扩展单单元卡上上DINN导板。并注意在PLC周围留足散热及接线的空间。PLC在在工作前前必须正正确地接接入控制制系统，和和其连接接的主要要有PLLC的电电源接线线，输入入输出器器件的接接线，通通信线，接接地线。3.1.4设计PLLC控制制时，应应遵循以以下基本本原则（1）最最大限度度地满足足被控对对象的要要求（1）最最大限度度地满足足被控对对象的要要求充分发挥挥PLCC的功能能，最大大限度地地满足被被控对象象的要求求，被称称为设计计系统的的居于第第一的目目标和任任务，这这也是设设计中最最该铭记记的一条条原则。这这就要求求设计人人员在设设计前就就要深入入现场进进行细致致的调查查研究，

27、收收集有关关控制现现场的资资料，收收集相关关先进的的中国、外外国资料料。同时时还要留留心和在在场的管管理人员员、监管管人员、现现场操作作维修人人员密切切配合，相相互深入入沟通，定定制相关关控制方方案，共共同解决决设计中中的重点点问题和和疑难问问题，力力求方案案准确高高效的实实施。(2) 确保PLLC控制制系统安安全可靠靠保证PLLC控制制系统能能够长期期安全、可可靠、稳稳定运行行，是设设计控制制系统的的最为重重要原则则。这就就要求设设计者更更加全面面考虑系系统总体体设计、元元器件选选择、软软件编程程，以确确保控制制系统安安全可靠靠。例如如：应该该保证PPLC程程序不仅仅在正常常条件下下运行，而

28、而且在特特殊非正正常条件件下（如如突然停停电再上上电、按按钮按错错，继电电器不动动作等），也也能正常常工作。(3) 力求简简单、经经济、使使用及维维修方便便在充分满满足被控控制要求求的基础础上，一一方面要要注意不不断地扩扩大工程程的效率率与利益益，另一一方面也也要注意意不断地地降低其其成本，力力求工程程的经济济性。这这就要求求设计者者不仅应应该使控控制系统统较简易易、实惠惠，而且且要使系系统的使使用及维维护更简简单、花花费更低低，不宜宜盲目地地追求过过程的自自动化和和高指标标。(4) 适应生产产发展的的需要这就要求求在选择择PLCC、输入入输出模模块、输输入输出出点数和和内部存存储器容容量时，

29、要要适当留留有一定定的裕量量，以满满足今后后生产的的发展和和工艺的的改进。事实上PPLC控控制系统统的设计计：首先先考虑的的是应是是系统的的安全性性、可靠靠性设计计，然后后才是根根据控制制工艺要要求进行行控制流流程的设计，最最后就是是编写切切实可行行、简单单、高效效的PLLC程序序，安全全性、可可靠性设设计要求求的前提提下，编编写相应应的PLLC程序序非常重重要，硬硬件上保保证的安安全性与与可靠性性，以及及软件PPLC程程序中的的安全性考虑应应该同步步进行。3.1.5 PLLC的工工作原理理（1）PPLC的的工作方方式PLC采采用的是是周期性性循环扫扫描的工工作方式式。（2）PPLC的的工作过

30、过程PLC用用户程序序的工作作过程可可分为输输入采样样、程序序执行、输输出刷新新三个阶阶段。PLC的的工作过过程包括括初始化化，CPPU自诊诊断，通通信信息息处理，PPLC与与外部设设备交换换信息，执执行用户户程序，输输入输出出信息处处理等六六步。3.1.6PLLC选型型与硬件件配置选择PLLC,主主要是确确定它的的生产厂厂家与型型号。挑挑选生产产厂家，用户的要求、设计使用者的习惯、熟悉程度、配套产品的一致性是主要应考虑的几个方面，编程器等附加设备的通用性、技术服务等方面的因素也应加以考虑。在生产厂厂家确定定后，它它的型号号主要决决定于控控制要求求，在满满足设备备控制要要求的前前提下，必必须考

31、虑虑生产成成本。选择PLLC型号号时应注注意以下下指标：1.CCPU性性能2.输出输输入总数数3.功能能模块的的配套44.通信能能力。考虑到生生产规模模的扩大大、生产产工艺的的改进、控控制任务务的增加加以及维维护重接接线的需需要，在在选择硬硬件模块块时要留留有适当当的余量量。根据已经经确定的的I/OO设备统统计所需需要的II/O信信号的点点数和类类型，预预留100%至15%的空间间，选择择I/OO信号模模块。根据特殊殊功能要要求选择择智能单单元.根据通信信要求选选择通信信接口模模块。依据饮料料罐装自自动生产产线的工工艺流程程图，PPLC控控制系统统有均为为开关量量的9个输人信信号。PPLC控控

32、制系统统的有10个输出信信号。FX2NN系列的的PLCC有继电电器输出出方式，晶晶体管输输出方式式和双向向晶闸管管输出方方式三种种, 继电电器输出出方式其其特点是是：可接接通交、直流流电源，其其反应慢慢，但有有干结点点，安全全性及其其隔离性性好，可可靠性高高；晶体体管输出出方式其其特点是是：只能能接入直直流电源源，无干干接点，其其响应速速度最快快场效效应管输输出模块块的工频频可达200kHzz，但过过度负载载能力较较差；双双向晶闸闸管输出出方式其其特点是是：只能能接入交交流电源源，无干干接点。综合以上上相关信息息，并结结合经济济实用性性的考虑虑，系统统选用FFX2NN-322MR型型号的PPL

33、C：继电器器输出方方式,输人点点数输出出点数均均为166点，可可以满足足工艺要要求，且且留有一一定的余余量。便便于以后后的修改改和扩展展。根据据系统的的性能与与要求，PLC输入/输出端口地址的分配如表4所示。3.1.7 PPLC的的性能指指标1.用户户程序存存储容量量2.输入输输出总点点数3 .扫描速速度4.指令种种类5.内部寄寄存器的的配置及及容量66.特殊功功能。表1 PLCC I/O端地地址编号号对照表表输入信号号输出信号号名称功能编号名称功能编号SB0启动按钮钮X0KM1传送带电电动机Y0SB1停止按钮钮X1YV1灌装电磁磁阀Y1ST0行程开关关X2YV2小瓶封盖盖Y2S0光电传感感器

34、X3YV3大瓶封盖盖Y3SB4大包X4HL4大包指示示灯Y4SB5中包X5HL5中包指示示灯Y5SB6小包X6HL6小包指示示灯Y6SB7散装X7HL7散装指示示灯Y7SB100手动复位位X10HL100系统上电电显示Y10HL111灌装过程程显示Y113.2电电动机的的选型目前市面面上的电电动机类类型多种种多样，用用于驱动动传送带带传送的的电动机机的类型型也数不不胜数。基基于该系系统的控控制要求求与各类类型电动动机的结结构特点点和工作作场合，并并考虑到到经济性性和实用用性，本本系统选选择的电电动机型型号为YY1322M-44，其性性能参数数如表55所示。表2Y1132MM-4型型电动机机的性

35、能能参数电流电压堵转转矩矩最大转矩矩额定转速速极数频率额定功率率15.44 A380VV2.2 n.mm2.3 n.mm14400 r/minn450 HHz7.5KKW3.3接接触器的的选型接触器是是一种用用来接通通或断开开带负载载的交、直直流主电电路或大大型控制制电路的的切换器器，主要要控制目目标是电电动机。通用接触器可大致分以下两类。1）交流流接触器器。主要要有电磁磁机构、触触头系统统、灭弧弧装置等等组成。常常用的是是CJ11、CJ112、CJ112B等等系列。2）直流流接触器器，一般般用于控控制直流流电器设设备，线线圈中通通以直流流电，直直交流接触触器有几几乎相同同的动作作原理和和结构

36、。接触器的的选型有有诸多因因素外与与负载密密切相关关一般三三相异步步电机的的起动电电流为额额定电流流的3-5倍。综上上所述，本本系统选选用CJJ10-40接接触器：额定电电流为440A,额定电电压为3380VV。3.4热热继电器器的选型型热继电器器由安装装的位置置不同的的两部分组组成。一一部分是是主触点点，接在在电动机机与接触触器KMM之间。另另一部分分是接在在控制电电路中，与与接触器器KM的线圈电电路相串串联。热热继电器器在控制制线路中中起过载载保护的的功能。热热继电器器采用双双金属热热元件，动动作执行行机构，常常闭触头头和常开开触头，复复位按钮钮及整定定电流调调节旋钮钮等。根根据双金金属热

37、元元件的数数目可分分为两极极和三极极型热继继电器，而而三极型型又分带带断相保保护和不不带断相相保护两两种。主电动机机M1的额额定电流流15AA，FR11可以选选用JRR16，热热元件电电流为220A，电电流整定定范围为为14-22AA工作时时将额定定电流调调整为115A。3.5开开关电器器、熔断断器的选选型行程开关关是一种种由物体体的位移移来决定定电路通通断的开开关，选选用型号号为LXXK2-1311型。熔断器选选用RLL1-115型熔熔点器，熔熔体的额额定电流流为300A。3.6传传感器的的选型系统中运运用传感感器对饮饮料瓶的的大小进进行分辨辨，根据据设计需需要选择择反射式式光电传传感器。反

38、反射式光光电传感感器的工工作原理理如图44所示。图4反射射式光电电传感器器原理图图该系统选选择的反反射式光光电传感感器型号号为PMM2-LLF100,其性性能参数数如表33所示。表3 PPM2-LF110反射射式光电电传感器器的性能能参数性能参数检测距离离2.58mmm(中心心：5mmm)白白色无光光泽纸(1515mmm)最小检测测物体 0.05mmm铜线线(设定距距离：55mm)应差使用白色色无光泽泽纸(115115mmm)工作作距离的的20%以下重复精度度(垂直于于检测轴轴)0.088mm以以下电源电压压5244V DDC110% 脉动P-P5%以下消耗电流流平均：225mAA以下，峰峰值

39、：880mAA以下输出NPN开开路集电电极晶体体管最大流流入电流流：1000mAA外加电电压：330V DC以以下(输出和和0V之间间)剩余电电压：11V以下下(流入电电流为1100mmA时)0.44V以下下(流入电电流为116mAA时)反应时间间 0.8mss以下4系统的的硬件电电路4.1系系统硬件件结构框框图系统的主主电路、控控制电路路、辅助助电路三三大部分分组成了了硬件系系统，硬件中中的主要要部分是是主电路路，主电电路和辅辅助电路路由控制电电路控制制，起辅辅助信号号显示作作用的是是辅助电电路。4.2主主电路的的设计传送带用用电动机机M1来运运行，并并用接触触器KMM1来控控制电动动机的运

40、运行与停停止。由由热继电电器FRR1实现现过载保保护。断断路器QQF1、QF22、QF33将三相相电源引引入，同同时QFF1、QF22、QF33为电路路提供短短路保护护。饮料料罐装生生产的主主控制电电路如图图5所示。图5主控控制电路路图4.3控控制电路路的设计计PLC控控制系统统有9个均为开开关量的输人人信号。其其中各种种单操作作按钮开开关6个，分分别 SSB0 启动按按钮、SSB1 停止按按钮、SSB4 大包、SSB5 中包、SSB6 小包、SSB7 散装、SSB100 手动动复位按按钮。行行程开关关1个，传传感器开开关1个。PLC控控制系统统的输出出信号有有10个，其其中1个用于于驱动传传

41、送带电电动机的的接触器器KM11, 33个电磁磁阀分别别用于大大瓶和小小瓶的封封盖及饮饮料罐装装，6个用于于生产线线上的状状态显示示。如图图6所示。图6三菱菱PLCC外部接接线图4.4操操作面板板的设计计操作简单单，直观观明了的的，对饮饮料罐装装自动生生产线的的每一步步都能准准确显示示，方便便工作人人员的工工作是操操作面板板的设计计原则。面面板如图图7所示。面板中的的按钮有有停止、启启动和手手动复位位按钮，以以及选择择大包、中中包、小小包和散散装的按按钮。显显示灯有有大包、中中包、小小包和散散装的显显示灯，还还有上电电显示和和灌装过过程显示示。本系统还还设置了了两种灌灌装模式式即大瓶瓶、小瓶瓶

42、灌装，四四种包装装方式即即大瓶的的大、中中、小包包装和散散装及小小瓶的大大、中、小小包装和和散装。这这样做有有利于不不同层次次的需要要。图7操作作面板5 系统统程序的的设计5.1控控制要求求和控制制过程分分析系统将开开关设定定为自动动操作模模式，一一经启动动，传送送带的驱驱动电机机启动并并一直保保持到停停止开关关实现停停止动作作或传感感器检测测到下一一个瓶子子时停止止；饮料料将瓶子子装满后，驱驱动电机机必须自自行启动动，并保保持到再再次检测测到一个个瓶子或或停止开开关工作作。当瓶瓶子传送送定位于于灌装的设备下下时，停停顿1秒，设设备开始始灌装，灌灌装过程程为小瓶瓶装5秒钟，大大瓶装88S钟，然

43、然后均上上盖时间间为2秒，灌灌装和上上盖过程程有报警警，上盖盖过程停停止并不不再显示示报警；报警方方式为红红灯以00.5ss间隔性闪闪烁。与与此同时时对生产产的料进进行打包包计数，对对于小瓶瓶：400瓶为一一大包，30为一中包，20为一小包；对于大瓶：20瓶为一大包，15瓶为一中包，10瓶为一小包。在生产过程中可以对各计数器手动清零，系统每7小时将所记数据送入指定的存储器中，然后将记数器清零。在电动机运转时按下停止按钮，系统会马上停止：而在系统进行灌装和加盖时按下停止按钮，系统不会马上停止，而要待加盖工作完成后，系统最终停止工作。系统过程流程图和顺序功能图分别如下图11。5.1.1 II/O端

44、端口分配配X0：启启动Y00：驱动动电动机机转动X1：停停止 Y11：灌装装饮料X2：行行程开关关 YY2：小小瓶上盖盖X3：传传感器 Y3：大瓶上上盖X4：选选择大包包包装 Y4：显示大大包包装装X5：选选择中包包包装 Y5：显示中中包包装装X6：选选择小包包包装 Y6：显示小小包包装装X7：选选择散装装 YY7：显显示散装装X10：手动复复位 Y110：系系统上电电显示Y11：灌装和和上盖过过程显示示图8系统统流程图图5.1.2梯形形图5.1.3初始始化程序序初始化，启启动时、按按下复位位钮和77小时将将程序中中用到的的计数器器置零5.1.4装箱箱选择程程序装箱选择择生产好好的饮料料：X4

45、4 X55 X66 X77所对应应的按钮钮SB44 SBB5 SSB6 SB77分别是：大包包中包小包包散装等包装的的类型。5.1.5流水水线主控控程序生产流水水线主控控电路的的自动控控制：系系统将开关设设定为自自动操作作模式，一一经启动，驱驱动电机机启动并并一直保保持到停停止开关关动作或或灌装设设备下的的传感器器检测到到一个瓶瓶子时停停止；瓶瓶子被装满饮饮料并完完成上盖盖后，驱驱动电机机必须自自行启动，并并保持到到又检测测到一个个瓶子或或停止开开关动作作；当瓶瓶子定位位在灌装装设备下下时，停停顿1秒，灌装装设备开开始工作作进行灌灌装，对对于大瓶瓶8秒钟，小小瓶则灌灌装5秒钟，待待灌装过过程完毕毕再对饮饮料瓶进进行上盖盖，上盖盖时间为为2秒钟。当当系统正正在运行行装罐时时，按下下停止按按钮，系系统并不不会马上上停止，待待上盖工工作结束束后，系系统最终终停止运运转。5.1.6闪烁烁报警程程序罐装和上上盖过程程中闪烁烁报警5.1.7记数数程序小瓶：440为一一大包，30为一中包，20为一小包；大瓶：20为一大包，15为一中包10为一小包。并且对所装箱和所生