PLC的啤酒生产线剔除器自动控制系统设计

济城学院毕业设计题目基于PLC的啤酒生产线剔除器自动控制系统设计专业机械设计制造及其自动化班级班学生学号201306指导教师吕魏二〇一五年四月二十五日济南大学泉城学院毕业设计I摘要随着啤酒消费量的增长，生产啤酒的速度也因此而加速。在啤酒生产线整个过程中有多个单元，有冲洗、灌装、封盖等。在如此高速的生产环境中，人工灯光检验空瓶质量的速度很难跟上去，并且当人工劳累时会出现漏检、错捡等情况，因此研制出符合验瓶要求的机器至关重要。本文针对啤酒生产线进行了啤酒瓶剔除器的设计，内容主要分为以下几个方面：首先，介绍出剔除器的硬件组成结构，将其组成和工作原理进行设计。计算出剔除器的输入输出点数，选择出合适型号的PLC。在剔除系统中将光电传感器、旋转编码器和电磁阀的型号进行了选择。然后将剔除器的软件流程图进行了设计。最后，对系统设置了防干扰措施。设计出的系统可将不符合要求的瓶子剔除出去，让合格的瓶子进入到灌装过程。本系统经检验符合期望的要求，可推广使用。关键词：剔除器；PLC；光电传感器济南大学泉城学院毕业设计IIABSTRACTAsthegrowthofthebeerconsumption,thusacceleratethespeedoftheproductionofbeer.Inthewholeprocessofbeerproductionlinewithmultipleunits,suchaswashing,fillingandcapping.Insuchahighspeedproductionenvironment,artificiallightinginspectionemptybottlemassvelocityisdifficulttofollowup,andwhentheartificialtiredwhenaleak,wrongtopickup,etc.,thusdevelopedtomeettherequirementsoftestbottlemachineisveryimportant.Basedonbeerproductionlineofbeerbottleseliminatingdesign,maincontentisdividedintothefollowingseveralaspects:first,introducethehardwarestructureofexcluding,itscompositionandworkingprincipleofthedesign.Calculateoutofinputandoutputpoints,choosetherighttypeofPLC.Photoelectricsensors,rotaryencoderineliminatingsystemandselectionmodelofsolenoidvalve.Thenoutofflowchartofsoftwaredesign.Finally,thesystemsetstheantijammingmeasures.Designofthesystemcannotmeettherequirementsthebottle,letqualifiedintothebottlefillingprocess.Thissystemaccordwiththerequirementofexpectationsafterinspection,canpromotetheuse.Keywords：Excludingdevice；PLC；Photoelectricsensor济南大学泉城学院毕业设计-III-目录摘要...............................................................IABSTRACT............................................................................................................................................II1前言......................................................................................................................................................11.1啤酒生产线剔除器概述.....................................................................................................11.2啤酒生产线剔除器的国内外发展及研究意义............................................................12啤酒生产线剔除器原理分析........................................................................................................22.1啤酒生产线剔除器的工作原理......................................22.2啤酒生产线剔除器工作的流程......................................33剔除器的硬件结构......................................................33.1剔除器的结构概述................................................33.2基本组成结构....................................................43.3电气控制........................................................53.4控制单元设计的原则及要求........................................53.5控制单元硬件选型................................................63.5.1电气控制PLC..............................................73.5.2传感器选型...............................................103.5.3旋转编码器选型...........................................113.5.4电磁阀选型...............................................124剔除器的软件设计.....................................................124.1进瓶检测介绍及结构设计.........................................124.2进瓶单元软件流程图设计.........................................135抗干扰措施...........................................................135.1软件抗干扰.....................................................135.2硬件抗干扰.....................................................146结论............................................................15参考文献...........................................................16致谢..............................................................17附录..............................................................18济南大学泉城学院毕业设计-1-1前言1.1啤酒生产线剔除器概述有需求就有创造，目前啤酒产量日益上升，在高速的生产线上，用人工灯光验瓶的速度难以提高效率，由此生产出符合验瓶质量的机器油然而生，国外率先进行了研制，目前已经成熟，经实践啤酒生产线剔除器能够完全代替人工，并且验瓶的质量符合要求，由此啤酒生产线剔除器逐渐发展起来。啤酒生产线剔除器是啤酒生产线中得关键组成部分，它是一种集各种知识于一体的高科技产品，可以检测出生产线上不合格的瓶子并自动将其剔除。啤酒生产线剔除器可以对不同的瓶型进行检测，主要是通过显示屏里面的设置将参数设置成所测瓶子的参数即可。在输送带上有可调节皮带通道的宽度的设置，然后再配上探测光电管传感器组件就可以对瓶型进行检测。参数的设定至关重要，因此在设置参数时要非常的重视，准确的设定是非常关键的。在啤酒生产线中剔除器它有专门的计时器可以对不合格的瓶子进行计数，快速的计算出剔除率。当系统出现故障的时候，在显示屏上会有专门的故障提示，并且外部会有相应的指示灯闪烁，可以通知操作者第一时间发现并且第一时间的知故障原由并且处理。在目前来讲，啤酒生产线剔除器某些功能还有待于提高，对一些有大面积形状图案的瓶子难以对这些检测。[6]随着企业生产产品数量的不断提高，也促使着这方面机械智能化的发展，传统的人工检测瓶也逐渐的被替带，啤酒生产线剔除器的出现使得产品的质量和数量都有所提高。1.2啤酒生产线剔除器的国内外发展及研究意义就目前来说，剔除器的发展在国外是较为完善的。在美国某公司很早就研制出空瓶检测系统并且投入工厂中进行使用。在很快的时间内就遍及了各个工厂中。在国外有多家有名的工厂研制出了属于自己的机型，这些工厂包括德国克朗斯、德国海富等等。他们所生产的设备都采用了机器视觉的原理，将光、机、电合理的结合到了一起，大都采用的直线式的传动结构形式。此技术的设计是复杂精巧的，就目前来说，我国还没有生产出完全符合要求的机型来，有实力的企业都是用的国外的设备。由于价格方面由此限制了中小企业的使用。我国目前的研制水平在总体上落后于国外，虽然是已经有一些成型的产品，但是不符合企业家们的要求，在功能完善、检测速度、检测精度等各方面都还有待于提高，一些科研机构对空瓶的研究也进行了努力，但是突破性不大，一些关键的核心技术还需要引进。目前国家和企业对产品质量的保证非常的重视，由于人民生活水平的提高，啤酒济南大学泉城学院毕业设计-2-的产量也是逐年的增加，人工检测啤酒瓶质量的速度已跟不上机械运转的速度，为了提高生产速度，企业家们不得不引进国外的先进设备，但是引进先进设备费用高后期的维护费用也高，只有一些有经济实力的大企业有能力引进此设备，而国内的中小啤酒厂因无法承担高额的费用而无法引进。因此，空瓶检测设备在国内中小企业的应用较少。由于中国的中小企业数量庞大，因此研制出属于中国人自己的啤酒生产线剔除器至关重要，将节省几亿的引进国外设备的费用。终上所述，我们在这里进行研究了啤酒生产线剔除器的剔除部分的设计开发。2啤酒生产线剔除器原理分析2.1啤酒生产线剔除器的工作原理目前国内中需要安装剔除器设备的工厂，都安装了一般带有高度检测、瓶底瓶身检测和瓶口密封面检测较常见功能的设备。1、高度检测高度检测瓶子主要用高度探测光电传感器组件来进行探测,当传感组件检测到瓶子的信息后会与内存中标准数据进行对比，当瓶子不合格时，机器会根据程序的要求让剔除器进行次瓶的剔除(图2.l)为高度检测示意图。