基于PLC的矿泉水自动瓶装控制系统设计

目 录
1 绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2研究现状 2
1.2.1 可编程序逻辑控制器 2
1.2.2 我国自动瓶装存在的问题 2
1.3研究主要内容 3
2 矿泉水自动瓶装总体设计 5
2.1任务的分析 5
2.2硬件方案设计 5
2.3软件方案设计 6
2.3.1经验设计法 6
2.3.2逻辑设计法 6
3 元件器件选择 8
3.1 PLC控制要求和内容及选型 8
3.1.1基础PLC 8
3.1.2可编程控制器的特点 8
3.1.3 PLC的安装与接线 9
3.1.4设计PLC控制时，应遵循以下基本原则 9
3.1.5 PLC的工作原理 10
3.1.6 PLC选型与硬件配置 11
3.1.7 PLC的性能指标 11
3.2电动机的选型 12
3.3接触器的选型 12
3.4热继电器的选型 13
3.5开关电器、熔断器的选型 13
3.6传感器的选型 13
4 硬件电路设计 15
4.1系统硬件结构框图 15
4.2主电路的设计 15
4.3控制电路的设计 16
4.4操作面板的设计 17
5 软件程序设计 18
5.1控制要求和控制过程分析 18
5.1.1 I/O端口分配 19
5.1.2梯形图 20
5.1.3初始化程序 20
5.1.4装箱选择程序 21
5.1.5流水线主控程序 23
5.1.6闪烁报警程序 24
5.1.7记数程序 24
5.1.8数据传送程序 25
6 程序仿真调试 27
6.1装箱选择程序仿真 27
6.2主控制程序的仿真 27
6.3闪烁报警程序的仿真 30
6.4记数程序的仿真 31
总 结 32
参考文献 33
致 谢 34
2 矿泉水自动瓶装总体设计
2.1任务的分析
本次设计以FX2N系列PLC作为处理核心，用行程开关、传感器等外部设备将生产过程中的信号（如空瓶运行的位置、矿泉水瓶的大小等等）处理后送到处理器将其处理，由PLC对数据进行运算，然后输出驱动信号（如接触器、电磁阀等等）来完成矿泉水自动瓶装生产流水线的自动化高效、准确的操作。
系统的整体思路：此生产线是全自动控制的，生产线一经上电，PLC将通过软件程序对生产线进行控制：通过输出继电器的动作来控制传送带的停转和对矿泉水瓶的选择自动瓶装，实现完成对系统状态的显示，并且通过PLC内部的计数器对所生产的产品进行计数。
2.2硬件方案设计
矿泉水的自动瓶装是运用了矿泉水自动瓶装机，它将矿泉水自动瓶装装置以及封盖装置集合在一起，实现矿泉水的自动瓶装与上盖，使矿泉水的自动瓶装能稳定、高效的完成。对于矿泉水瓶大小的区分是通过反射式光电传感器工作来实现的。利用辅助继电器对计数器进行正电平触发来完成对产品的计数。自动瓶装生产流水线模型如图1所示，生产流水线结构如图2所示。

系统的工作原理：系统一经上电，传送带将驱动电动机运转，待空矿泉水瓶行至行程开关处，行程开关闭合，电动机停转，自动瓶装设备通过阀门的关断来控制矿泉水自动瓶装的时间，矿泉水自动瓶装过程完成后电动机恢复转动，如此循环实现生产线的自动控制。对于传送带上的矿泉水瓶大小的分辨，利用了通过下图的反射式光电传感器。

图2矿泉水自动瓶装生产流水线结构