PLC在自動化飲料生產(chǎn)線中的應(yīng)用
發(fā)布時間：2013-11-07
PLC在自動化飲料生產(chǎn)線中的應(yīng)用 傳統(tǒng)的飲料灌裝生產(chǎn)線的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的繼電器—— 接觸器控制方式，在使用過程中，生產(chǎn)效率低，人機(jī)對話靠指示燈+按鈕+揚聲器的工作方式，響應(yīng)慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)只能憑經(jīng)驗被動的去查故障點。且在生產(chǎn)過程中容易產(chǎn)生二次污染，造成合格率低，生產(chǎn)成本增加。而自動化生產(chǎn)線在眾多領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛，其控制部分常常采用可編程控制器(PLC)控制，它使得生產(chǎn)線運行更加平穩(wěn)，定位更加**，功能更加完善，操作更加方便。
可編程控制器(PLC)是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)和現(xiàn)代計算機(jī)信息處理兩者的優(yōu)點結(jié)合起來，成為工業(yè)自動化領(lǐng)域中*重要、應(yīng)用*多的控制設(shè)備。國際電工委員會(IEC)1987年2月頒布的可編程序控制器第三稿中定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入／輸出(I／O)，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌渫鈬O(shè)備都按易于與工業(yè)系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計”。簡單說，可編程序控制器是一個專門用于工業(yè)控制的通用計算機(jī)。
PLC顧及了工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境，具有可靠性高、抗干擾能力強；功能完善、組合靈活；編程方便；安裝、維修簡單等特點。因此，在生產(chǎn)流水線，機(jī)床設(shè)計改造等復(fù)雜系統(tǒng)中，PLC代替繼電接觸控制已成為必然。
在飲料灌裝機(jī)設(shè)備方面，美國、德國、日本、意大利和英國的制造水平相對較高。我們可以通過這些國家的飲料灌裝機(jī)的發(fā)展趨勢來確定我們國家于他們之間的差距，應(yīng)該向哪方面發(fā)展才能縮小之間的差距，是我國的飲料灌裝機(jī)盡快躋身世界先進(jìn)行列。本文在研究了PLC的特點、基本結(jié)構(gòu)和控制方法的基礎(chǔ)上，將PLC技術(shù)引入了飲料灌裝生產(chǎn)線，設(shè)計了基于PLC的飲料灌裝設(shè)備，并在杭州娃哈哈公司得到了初步應(yīng)用。
1 PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC本質(zhì)上是一臺用于控制的專用計算機(jī)，因此，它與一般的控制機(jī)在結(jié)構(gòu)上有很大的相似性。PLC的主要特點是與控制對象有更強的接口能力，也就是說，它的基本結(jié)構(gòu)主要是圍繞適于過程控制的要求來進(jìn)行設(shè)計。
一個可編程序控制器系統(tǒng)的基本組成如圖1所示，它包括以下幾個部分。 
(1)CPU模塊：CPU模塊是可編程的核心模塊，它主要由微處理器和存儲器兩部分組成。
(2)輸入／輸出模塊：輸入／輸出模塊是可編程控制器與現(xiàn)場設(shè)備連接的接口。
(3)編程設(shè)備：編程設(shè)備是可編程控制器系統(tǒng)中*重要的外圍設(shè)備，利用它可以輸入、檢查、修改、調(diào)試用戶程序，也可以在線監(jiān)視可編程控制器的工作情況。
(4)電源模塊：電源模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成可編程控制器所需要的直流電源，是可編程控制器能夠正常工作。
2 飲料灌裝生產(chǎn)線控制要求
(1)系統(tǒng)通過啟動按鈕設(shè)定為自動操作模式，啟動后生產(chǎn)流水線傳送帶的驅(qū)動電機(jī)啟動并一直保持到停止按鈕動作或灌裝設(shè)備下的傳感器檢測到一個空瓶子時停止；
(2)當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時，延時1秒，灌裝設(shè)備開始工作，5秒后自動停止；
(3)瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動電機(jī)必須自動啟動，并保持到又檢測到一個新的空瓶子或停止按鈕動作。系統(tǒng)工作流程圖如圖2所示。 
圖2 飲料灌裝生產(chǎn)線PLC控制系統(tǒng)工作流程
3 軟件設(shè)計
軟件采用梯形圖編程，由模塊化原則劃分為相對獨立的功能塊。由于初始啟動電流較大，若以直接通過電流大小判斷電機(jī)工作狀況，則會發(fā)生報警誤動作。我們采用速動保護(hù)，使系統(tǒng)通過軟件實現(xiàn)，當(dāng)啟動初始避開報警判斷，再進(jìn)入電流保護(hù)檢測狀態(tài)。
軟件設(shè)計規(guī)定了在設(shè)定方式下，不同設(shè)備的運行狀態(tài)和在線設(shè)備的連鎖起／停條件。系統(tǒng)開機(jī)后，先檢測工作狀態(tài)選擇按鈕，任何情況，急停按鈕均可停止全部設(shè)備，以備突發(fā)事故時使用。
4 結(jié)束語
本文利用PLC自身的特點和優(yōu)勢，設(shè)計了飲料灌裝生產(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。 |
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