PLC课程设计-啤酒灌装空瓶箱输送皮带控制装置.doc

摘要 现代社会对灌装食品的安全要求越来越高，为保证灌装出的啤酒等食品整齐美观，并且具有良好的包装质量，要求灌装机具有精确的动作、定位精度和较高的效率。空瓶等材料的快速使用及回收决定了整条生产线的效率。因此对于灌装机的要求越来越高，对于皮带等控制系统及其外部器件的要求也越来越高。传统的继电器已经不能满足现代生产的需求了，所以研制高效、经济且有一定柔性的皮带输送控制系统是市场的迫切需要。本文着重设计了一款基于PLC的空瓶传送带控制系统，对于控制系统的硬件及软件设计做了详细的介绍。 关键词：定位精度；继电器；PLC；控制系统 第一章 绪论 1.1 设计背景 随着我国啤酒行业的不断发展，啤酒品牌呈现出种类不断增多、丰富的局面。尤其是啤酒的生产产量的不断提高，对啤酒箱的传送技术提出了更高的要求，特别是对啤酒灌装箱传送带系统提出了更新更高的要求。在当前各种多功能传送带控制设备逐渐进入各企业的情况下，我们有必要对国产传送带控制系统的应用现状及发展做进一步讨论。 在工业生产过程中，常常需要对啤酒瓶进行计数、传送。如果用人工完成不但麻烦，而且效率低，劳动强度大。随着微型计算机控制的普及，特别是PLC的应用，给该类系统的设计带来了极大的便利，在本次设计中，将主要介绍PLC控制传送系统的设计方法。 1.2 国内外发展现状 我国早期的矿产资源传送带输送工序主要是采用手工传送，后来随着科学技术的发展，人们逐渐采用机械化装箱。我国最早使用的传送带输送机主要是从国外进口的，20世纪70年代中期，天津力生制药厂就曾经进口过意大利生产的全传送输送机，但由于当时我国传送材料的质量及其制作工艺都达不到机器传送的要求，使得传送带输送机一直无法正常使用。所以，全传送带输送机在我国的应用一直无法得到广泛的推进，以致我国矿产资源生产在很长的一段时间内不得不放弃传送带输送机而采用手工操作，使生产效率极端底下。20世纪80年代后，相关技术水平获得了飞速发展，传送材料的质量及箱子制作工艺等方面的技术有了明显的进步，全传送带输送机开始得到了应用与推广。也正是此时，矿产资源传送带输送机改变了国外矿资源一统天下的局面，国产矿产资源传送带输送机开始面市并获得了广泛的应用。20世纪90年代末期，一些生产量大的生产企业相继开始采用国产的全传送带输送机来代替手工传送，同时国内一些相关的企业也在研制与生产功能更加全面的全自动传送带输送机。 第二章 课程设计的方案 2.1 设计任务 本次设计的任务主要是运用所学的可编程控制器和其他电子元件的原理及技术，设计一款基于PLC和变频器技术的啤酒灌装空瓶箱输送皮带控制装置，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够全面的运用PLC课程中所学的基本知识和和基本技能，并初步掌握PLC系统设计的基本方法。 2.2 设计规格 本设计主要是应用所学的PLC和传感器以及变频器等所学知识的综合应用。设计啤酒灌装空瓶箱输送皮带控制装置，由一个二级皮带传送，并且两条皮带同步运行，速度0.05-0.5m/s可调。控制电机采用交流22kW，额定电流为42.2A的三相电机，最大转速2940r/min，调速采用变频器。 2.3 使用器件及其规格 两台控制电机：三相电机，额定电流42.2A，交流22kW，最大转速2940r\min； 一台光电传感器：精度1级； 一台LED显示屏； 两条传送皮带； PLC可编程控制器及其外部接线和扩展模块； 一台变频器。 2.4 设计思路 两条传输皮带由两台控制电动机控制，由同一个开关控制启动或者停止，当皮带运行时，变频器可以调节传送皮带的速度。在第二条传送皮带的末尾处上方有一台机械手，用来抓取空瓶。机械手上装有感应是否有空瓶箱的光电传感器，当光电传感器感应到空瓶箱到达皮带末尾处的时候，传感器开始工作，并且通过电路使电动机停止工作，皮带也随之停止。然后机械手抓起空瓶，一般需要2~3秒钟，可以通过定时器来延时。当2~3秒后，电动机恢复启动工作，皮带继续运行，以此类推。 2.5 方案论证 2.5.1 PLC选型 （1）西门子S7-200系列： S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性极丰富的指令集易于掌握便捷的操