饮料灌装机的PLC程序设计

摘要

作为通用工业控制计算机，可编程控制器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。

本课题主要用了三菱PLC，传感器，继电器等。采用PLC是用了它的自动控制能力好的特点，这样可以在生产过程中无需有人控制。

文章刚开始介绍了PLC的相关知识，给出了PLC的定义、功能、特点及应用范围，并引申到在本系统的应用中。文章对系统中所用到的元器件的原理也做了详细介绍，在对系统设计的说明中，文章详细的给出了系统实现的功能及其控制方法。最后对系统的软件编程及程序编辑做了说明。

关键词可编程控制器饮料灌装生产流水线系统

元器件 PLC 软件系统

目录

绪论 (1)

第一章可编程控制器概述 (2)

1.1 PLC的定义 (2)

1.2 PLC的基本组成 (2)

1.3 PLC的主要特点 (3)

1.4 PLC的功能 (4)

1.5 PLC的应用范围 (4)

第二章元器件工作原理 (5)

2.1 PLC工作原理 (5)

2.2 传感器的工作原理 (8)

2.3 中间继电器的工作原理 (9)

第三章PLC控制系统设计方法 (10)

3.1 PLC课程设计原则、方法 (10)

3.2 PLC常用编程元件 (11)

3.3 PLC软件使用 (13)

第四章饮料罐装设备的PLC控制设计 (19)

4.1 控制系统分析 (19)

4.2 I/O端口分配 (19)

4.3 梯形图 (19)

4.4语句表 (22)

第五章程序调试 (23)

5.1 调试方法 (23)

5.2 调试过程 (24)

第六章结论和展望 (26)

致谢 (27)

参考文献 (28)

绪论

一、课题研究背景

几年前。自动化技术只占包装机械设计的30%，现在已占50%以上，大量使用了微电脑设计和机电一体化控制。提高包装机械自动化程度的目的，一是为了提高生产率：二是为了提高设备的柔性和灵活性；三是为了提高包装机械完成复杂动作的能力。

本设计的目的是利用“PLC”技术平台自主开发创新，将机械、电气和自动化等技术有机结合，构成实用的饮料灌装生产线模拟系统。

二、课题研究内容

饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停止开关动作

（2）当瓶子定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁（3）以每24瓶为一箱，记录产品箱数

（4）每隔8小时将记录产品箱数的计数器当前值转存至其他寄存器，然后对计数器自动清零，重新开始计数。

（5）可以手动对计数器清零

三、课程研究意义

通过课程的设计，使我们能够建立PLC控制系统总体的设计思路；了解PLC控制系统设计的基本原则。掌握PLC控制系统设计的步骤和设计方法。

软件上：更加熟悉PLC软件的应用。编程能力上得到进一步提升，不在象以前那样只能编一些小程序。编程思路比以前清晰，掌握更多的编程方法，能够为将来学习PLC打下一个坚实的基础。

硬件上：以前的PLC都在实验台上进行调试，做了好几次，都不知PLC如何接线很正常，太过于理论化了，很难适用应用。通过本次设计，能够真正学会PLC的接线方法。对电路的设计及连接的能力有了进一步提高。硬件设计中，能够接触到一些传感器及其他电子元件，在应用它们的过程中，学到了许多书本上没有的东西。更加巩固所学知识。

四、课程研究方法

理论部分研究以书本知识为主，把一些关于PLC、电气控制、电路分析、传感器等一系列的知识整和在一起，通过对知识的拓展来完成课程的理论部分的研究，其中有关PLC的知识占有很大的比重。系统的硬件部分是建立在理论知识的基础上的，硬件系统的设计是根据理论的要求来设定的，同时也考虑到了一些实际的情况。固本课程是对理论和实际的双重研究。

第一章可编程控制器概述

1.1PLC的定义

可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会（International Electrical Committee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”

总之可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机，它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力，但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时其硬件需根据实际需要进行选用、配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。

具体一款FX—2N系列PLC实物如下图:

图1-1 FX—2N系列PLC实物图

1.2 PLC的基本组成

PLC的基本组成可归为四大部件：

1．中央处理单元（CPU板）——控制器的核心；

2. 输入部件（I/O部件）——连接现场设备与CPU之间的接口电路；

3. 输出部件——送出PLC运算后得出的控制信息；

4. 电源部件——为PLC内部电路提供能源。