控制系统集成技术专题设计.doc

? 天津理工大学 ?自动化学院 专题设计报告 ? ? 课程名称：控制系统集成技术专题设计 啤酒线灌瓶机控制系统设计 班 级 12-自动化卓越二班 姓 名 常涛 学 号 指 导 教 师 贾超 自动化学院 2015年12月 一、课程设计目的、意义 通过学习啤酒线控制系统集成技术，结合和利时LM系列PLC和组态控制软件，特别是啤酒线酿酒工艺流程，培养自动化专业学生的独立思考和动手能力，使学生对控制系统集成技术有基本的认识，掌握系统设计的方法、步骤、设备选型、电气原理、工艺文件、调试方法等方面的基本技能。 二．设计任务 了解啤酒线生产的工艺流程。 设计啤酒线生产控制电气原理图 掌握啤酒线酿造过程参数的整定和设置方法。 掌握和利时LM系列PLC建立工程和编程的步骤。 掌握啤酒线罐装工艺流程的控制方法。 三、设计进度计划 序号 日期 计划完成内容 1 第13周 布置课程设计任务和分组，完成控制系统电气原理设计 2 第14周 编写PLC设计程序 3 第15周 编写计算机组态画面 4 第16周 撰写设计报告和课程设计答辩 课程设计正文 总体设计方案 1、啤酒线生产的工艺流程 自动化啤酒罐装部分是指在不直接进行人工处理的情况下,?自动地完成啤酒的理瓶、洗瓶、灌装、旋盖、贴标的系统,?它以传送带和伺服电机机械手为主体,?以成套灌装设备为基础,?是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率、大容量灌装机构。自动化啤酒罐装的出现,?实现了啤酒罐装功能从多人工、长工时向高效率，高质量的转变。用PLC控制的自动化啤酒罐装生产线达到灌装技术的全面自动化。 啤酒罐装部分基本由以下部分组成: 理瓶机:主要用于对杂乱摆放的啤酒瓶进行整理，并使其有次序有方向的排列在输送带上，高速高效的经传送带输送到下一个工段。 冲瓶机:通过成套冲瓶机设备，由电机带动通过机械方式对空瓶进行翻转冲洗，然后空行滴定，排除瓶内的残留水分。 灌装机:灌装机通过贮液缸内的压力高于瓶中压力即压力差的原理，使液体靠压差流入啤酒瓶内。 旋盖机:主要用于对灌装好的啤酒瓶进行旋盖或者压盖，本次毕业设计是采用安全可靠地瓶口带螺纹的塑料瓶进行啤酒罐装，所以采用旋盖方式进行封装。 贴标机:主要用于对灌装旋盖好的啤酒瓶进行圆周贴标，是啤酒罐装部分的最后一道工序。 输送带系统:是啤酒灌装部分重要的外围设备，负责将啤酒瓶运送到各个单独工段。输送机种类非常多，常见的有履带输送机，辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机，皮带机等。 自动控制系统:驱动啤酒罐装部分各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。 组态控制系统:通过对控制系统进行组态，能够实现对自动化设备和过程进行监视和控制。它能从自动化过程和设备中采集各种信息，并将信息以图形化等更易于理解的方式进行显示，将重要的信息以各种方式传给有关人员，对信息进行有关的存储和处理，并发出控制指令。 2、灌装部分设计基本步骤 啤酒灌装部分系统设计与调试的主要步骤，如下图1所示： 在啤酒罐装部分控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点： 1.深入了解和分析啤酒罐装部分的工艺条件和控制要求。 2.确定I/O设备。根据啤酒罐装部分控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。 3.根据I/O点数选择合适的PLC类型。 4.分配I/O点，分配PLC的输入输出点。 5.设计啤酒灌装部分系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个啤酒罐装部分系统控制设计的核心工作。 6.将程序输入PLC进行软件测试，查找错误，使系统程序更加完善。 图1 灌装部分系统设计流程图 二．设计内容 （1）分析当前啤酒生产线灌装部分的理论发展状况，国内外灌装控制设备的整体建设状况以及在啤酒灌装部分的应用情况； (2)掌握PLC的使用方法，熟悉PLC编程工具[1]； (3)基于实物建立灌装工段的模型，采用恰当的控制方法，设计灌装部分的控制策略； (4)根据设计的灌装部分控制策略编制该部分的控制程序，并编制用于显示和控制的组态界面，完成灌装部分控制系统的实际运行。并实现与啤酒生产线灌装部分的联动运行。 三．实验结果和分析 1、灌装机介绍 灌装机:啤酒灌装机采用等压灌装方式，灌