PLC在飲料灌裝機(jī)的應(yīng)用

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，飲料灌裝生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化運(yùn)行，這不僅僅極大的縮短了生產(chǎn)周期，還在產(chǎn)品質(zhì)量提高和生產(chǎn)成本降低等方面發(fā)揮著積極作用。文章以飲料灌裝機(jī)的應(yīng)用為切入口，對于PLC技術(shù)在飲料灌裝機(jī)中的使用進(jìn)行探析。

關(guān)鍵詞：PLC 飲料灌裝機(jī) 應(yīng)用

中圖分類號：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-5336（2014）14-0093-02

1 飲料灌裝生產(chǎn)線PLC的介紹

所謂可編程控制器控制系統(tǒng)，是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動化技術(shù)，通訊技術(shù)融入進(jìn)去，構(gòu)成全新的工業(yè)控制裝置。不僅僅能夠發(fā)揮傳統(tǒng)繼電器控制技術(shù)優(yōu)勢，還可以展現(xiàn)出現(xiàn)代計(jì)算機(jī)信息技術(shù)處理的優(yōu)勢，是工業(yè)自動化生產(chǎn)過程中的理想控制設(shè)備。此項(xiàng)系統(tǒng)技術(shù)還關(guān)注于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，運(yùn)行可靠，能夠避免任何形式的干擾；共鞥齊全，組合靈活多樣，編程便捷，安裝維修難度較小，因此，將其最為替代繼電器控制模式，是很不錯(cuò)的選擇，這也是自動化發(fā)展的趨勢。但從飲料灌裝機(jī)設(shè)備生產(chǎn)水平來講，國際上的美國，德國，日本，意大利以及英國的制造水平相對較高，對于這些國家的灌裝飲料生產(chǎn)技術(shù)的研究，可以看清未來飲料灌裝機(jī)設(shè)備的發(fā)展趨勢，以此為切入點(diǎn)，促進(jìn)本國飲料灌裝機(jī)設(shè)備的發(fā)展和進(jìn)步，是我們研究PLC技術(shù)的重要契機(jī)。這不僅僅可以監(jiān)會縮短兩者之間的差異，還能夠使得自身行業(yè)的發(fā)展方向更加明確。

2 PLC的基本結(jié)構(gòu)

從本質(zhì)來講，PLC是一臺更加容易控制的計(jì)算機(jī)，其主要特點(diǎn)在于：接口能力比較強(qiáng)，可以與控制對象實(shí)現(xiàn)連接，并且可以進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)，以滿足不同生產(chǎn)過程需求。圖1、2為可編程控制器基本組成結(jié)構(gòu)示意圖。

（1）CPU模塊：是整個(gè)可編程系統(tǒng)的核心部分，由微處理器和存儲器組成，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。（2）輸入/輸出模塊：此模塊的主要效能在于實(shí)現(xiàn)可編程控制器與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接，以便達(dá)到相應(yīng)輸入和輸出效果。（3）編程設(shè)備：作為外圍設(shè)備發(fā)揮效能，可以在進(jìn)行用戶程序輸入，檢查，修改和調(diào)試編程設(shè)備方面發(fā)揮效能，并且可以對于控制器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督。（4）電源模塊：起到電能供應(yīng)的作用，將交流電源轉(zhuǎn)化為可以使用的直流電源，以便空氣器可以順利進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 飲料灌裝生產(chǎn)線控制要求

（1）以啟動按鈕操作方式進(jìn)行自動化運(yùn)行，生產(chǎn)流水線傳送帶會使得驅(qū)動處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且可以對其執(zhí)行停止操作，以便實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的控制和管理；（2）瓶子處于定位區(qū)域的時(shí)候，此時(shí)就會延遲一秒，當(dāng)灌裝設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)候，期間會有五秒的自動停止時(shí)間；（3）在瓶子內(nèi)部體積被填充之后，傳送帶驅(qū)動電機(jī)被激活，啟動后檢測到新的空瓶子，并且可以進(jìn)行停止按鈕操作。

4 軟件設(shè)計(jì)

梯形圖編程，在模塊化原則的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)其獨(dú)立功能塊的建立，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本思路。從軟件設(shè)計(jì)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的角度來講，處于設(shè)定狀態(tài)下，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和在線設(shè)備應(yīng)該達(dá)到相應(yīng)的連鎖條件。尤其在開機(jī)狀態(tài)下，檢測工作為先，選擇狀態(tài)按鈕之后，無論在何種狀態(tài)下都可以使用緊急按鈕，對其進(jìn)行相應(yīng)的操作，這是避免突發(fā)事件的重要舉措。

（1）軟件總體功能。以菜單形式進(jìn)行編制，是控制程序構(gòu)建的基本思想。其總體效能主要涉及到：自動功能；初始值設(shè)定功能；運(yùn)行監(jiān)事功能。（2）PLC編程。采用STEP7-Micro/WIN32軟件，在梯形圖和控制算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相應(yīng)的編程，在結(jié)束相應(yīng)編程之后，以連接上位機(jī)和PLC的PC/PPI電纜的方式，將相對應(yīng)的程序依次納入到PLC系統(tǒng)中去，這就是編程的過程。

5 硬件設(shè)計(jì)

5.1 系統(tǒng)框架

從控制方式的角度來看，兼?zhèn)溟_關(guān)量控制和模擬量變頻調(diào)速控制，能夠使得設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，達(dá)到人工電動操作狀態(tài)，并且使得輸入點(diǎn)，輸出點(diǎn)達(dá)到相應(yīng)的操作規(guī)范。上述的信號信息會以電器按鈕，指示燈的方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)作，可以使得硬件模塊得以增加，丙炔故障率也會增加。為了能夠解決這樣的問題，積極采用PLC與觸摸屏相結(jié)合的方案。在這樣的方案中，觸摸屏以組態(tài)設(shè)計(jì)方式運(yùn)作，并且在計(jì)算機(jī)串行通訊基礎(chǔ)上實(shí)行下載，由此實(shí)現(xiàn)通訊接口的相互連接，是很簡潔的操作模式。

5.2 I/O控制的設(shè)計(jì)

灌裝設(shè)備共設(shè)計(jì)有數(shù)字量輸入點(diǎn)13個(gè)，其中：氣缸運(yùn)動傳感器10個(gè)，液位傳感器2個(gè)，光電開關(guān)1個(gè)；數(shù)字量輸出點(diǎn)35個(gè)，其中：灌裝頭電磁閥控制24個(gè)，氣缸運(yùn)動電磁閥控制10個(gè)，儲液罐電磁閥控制1個(gè)。變頻調(diào)速系統(tǒng)需要一個(gè)模擬量輸入點(diǎn)和一個(gè)模擬量輸出點(diǎn)。測速電機(jī)測量電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電壓值信號接入模擬輸入點(diǎn)，經(jīng)過與給定值比較和PID運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果從模擬量輸出點(diǎn)輸出，作為變頻器的控制信號可實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。主控單元采用S7-200系列的PLC產(chǎn)品CPU224，外加兩個(gè)數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM 223和一個(gè)模擬量擴(kuò)展模塊EM235。觸摸屏采用PW S3260型。

6 結(jié)語

文章利用PLC自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢，設(shè)計(jì)了飲料灌裝生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)，系統(tǒng)硬件組成簡單、靈活，投資少，軟件有豐富的指令，可以完成各種復(fù)雜的控制功能。

參考文獻(xiàn)

[1]廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2002.

[2]方承遠(yuǎn).工廠電氣控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.