机械毕业设计1608饮料灌装生产流水线PLC控制系统设计论文主体 .pdfVIP

第1章绪论

设计目的

近年来，饮料工业发展迅猛，碳酸饮料、果汁饮料、蔬菜汁饮料、含乳饮料、瓶

装饮用水、茶饮料等品种不断丰富，产量上的不断需求使得对设备市场的需求也不断

增加。

目前饮料灌装生产线的控制过程主要是继电器接触控制，这种电路接线复杂，可

靠性低，使得工业生产的效率得不到提高。不过，随着时代的发展，饮料灌装生产线

的控制过程正朝着智能化和自动化的方向发展。PLC是微机技术与传统的继电接触控

制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统重的机械触点的接线复杂、可靠性

低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场

电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程

语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制

形象、直观、方便易学，调试与查错也很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说

明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用

于生产实践。

设计意义

本设计鉴于PLC可靠性高、耐恶劣环境能力强、使用极为方便三大特点，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，将传统的继电

器-接触器控制功能用PLC代替，构成实用、可靠的饮料灌装生产线PLC控制系统。

采用PLC控制饮料灌装生产线，实现了饮料生产线的自动化、智能化。对劳动生产率

的提高，饮料质量和产量的提高具有深远的意义。

国内外发展趋势

近年来，饮料工业发展迅猛，碳酸饮料、果汁饮料、蔬菜汁饮料、含乳饮料、瓶

装饮用水、茶饮料等品种不断丰富，产量上的飘红使得对设备市场的需求也呈牛市。

国外灌装与封口设备高速、多用、高精度方向发展，目前部分灌装生产线已可以

在玻璃瓶与塑料容器（聚酯瓶）、碳酸饮料与非碳酸饮料、热灌装与冷灌装等不同要

求和环境下作用。目前碳酸饮料灌装机灌装速度最高已达2000罐/分，德国H＆K公

司灌装机的灌装阀多达165头，SEN公司144头，Krones公司178头，灌装机直径大

至5米，灌装精度以下。

非碳酸饮料灌装机灌装阀50～100头，灌装速度最高达1500罐/分，灌装机料槽

转速20～25转/分，速度提高1倍。可以进行茶饮料、咖啡饮料、豆乳和果汁饮料等

多种饮料的热灌装，国外热灌装饮料封口后不再进行二次杀菌。

碳酸饮料常温灌装已酝酿20多年，常温碳酸化可以降低饮料成本，有利环保。非

碳酸饮料充氮系统采用加压方式或液氮滴入方式向铝罐或PET瓶内灌注液氮惰性气

体，可以保护内容物，减少营养素的损失。

目前PET瓶装茶饮料通常采用热灌装方法，为了降低灌装温度，提高茶饮料风味，

确保产品卫生安全，已开发PET树脂成型使用130℃蒸汽杀菌和特殊灌装头灌装的简

便式无菌包装机，同时正在开发冰咖啡等低酸性饮料两片薄壁罐的无菌包装技术，以

实现薄壁罐的无菌包装。

国内灌装生产线全方位发展我国饮料灌装设备基本是在引进设备和技术的基础上

发展起来的，八十年代，引进各种饮料灌装生产线300多条，包括啤酒灌装线达500

多条。引进灌装生产线主要分为以下几类：

玻璃瓶饮料灌装线80年代引进116条玻璃瓶饮料灌装线，主要用于碳酸饮料，其

中80多条是以记账贸易方式从东欧国家引进的，包括罗马尼亚35条、西德30条、波

兰、捷克8条。以外汇方式引进的灌装线包括西德23条、日本3条、美国6条、意大

利1条。生产线主要设备有卸箱机、洗瓶机、灌装机、压盖机、贴标机、喷码机、气

水混合机、装箱机等。在线检测设备有真空检测仪、液面检测仪、灌装能力150、200、

300～400瓶/分。设备主要生产厂家有德国SEN、H＆K、O＋H、日本三菱重工、意大

利希莫拉兹（Simonazzi）、美国迈耶等。

1984年广东轻机厂引进德国SEN公司和H＆K公司啤酒灌装线制造技术，制造

每小时2万瓶的瓶装啤酒灌装线，南京轻机厂和合肥轻机厂以日本三菱重工技术，制

造每小时1．8万瓶/分的汽水灌装线。其他还有重庆轻机厂（测绘三菱重工32/8设备，

14000瓶/分）和廊坊包装设备制造总公司（测绘德国SEN公司24/6设备，6000～8000

瓶/时）的灌装线。

易拉罐饮料灌装线八五期间，我国引进易拉罐