灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)01任務(wù)要求02任務(wù)目標(biāo)03知識(shí)準(zhǔn)備04任務(wù)實(shí)施05任務(wù)評(píng)價(jià)06知識(shí)拓展CONTENTS項(xiàng)目?jī)?nèi)容07思考與練習(xí)08實(shí)踐中常見(jiàn)問(wèn)題解析灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是將液體產(chǎn)品裝入固體容器中，并在容器外貼上標(biāo)簽，此系統(tǒng)需高速高精確的灌裝工藝、傳輸帶連續(xù)給料、高速準(zhǔn)確貼標(biāo)等性能，一般應(yīng)用于各種液體、膏體、半流體等物料的清洗、灌裝、旋蓋、貼標(biāo)、噴碼等01任務(wù)要求其工作流程為：將空瓶放置到第一級(jí)傳輸帶上的A點(diǎn)，傳輸帶使空瓶向前，到達(dá)灌裝機(jī)的位置時(shí)對(duì)空瓶進(jìn)行飲料的灌裝；灌裝完成后傳輸帶繼續(xù)使瓶子向前，到達(dá)壓蓋機(jī)的位置時(shí)對(duì)瓶子進(jìn)行壓蓋處理；壓蓋完成之后傳輸帶繼續(xù)使瓶子向前直至到達(dá)整理平臺(tái)；機(jī)械手將整理平臺(tái)上的瓶子抓放到第二級(jí)傳輸帶上，當(dāng)瓶子到達(dá)貼標(biāo)機(jī)的位置時(shí)，貼標(biāo)機(jī)對(duì)瓶子進(jìn)行貼標(biāo)處理；貼標(biāo)處理完成后傳輸帶繼續(xù)使瓶子向前直至到達(dá)裝箱點(diǎn)；一個(gè)箱子裝滿后進(jìn)行包裝，包裝完成后可以進(jìn)行下一個(gè)箱子的裝箱。01任務(wù)要求1.掌握常用傳感器的基本工作原理及接線方法；2.掌握遞增、遞減等指令的使用方法；3.能完成電氣接線、編寫(xiě)PLC程序并調(diào)試。02任務(wù)目標(biāo)1.遞增指令遞增指令是對(duì)輸入值IN加1并將結(jié)果輸入OUT中。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)象的不同，200SMART中共有3種遞增指令，分別是字節(jié)型遞增INC_B、字型遞增INC_W和雙字型遞增INC_DW，如圖8-2所示。需要注意的是：字節(jié)遞增(INC_B)運(yùn)算為無(wú)符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為0到255；字遞增(INC_W)運(yùn)算為有符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為-32768到+32767；雙字遞增(INC_DW)運(yùn)算為有符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為-2147483648到+2147483647。03知識(shí)準(zhǔn)備

一、遞增指令和遞減指令03知識(shí)準(zhǔn)備

電路工作原理如下：2.遞減指令遞減指令是對(duì)輸入值IN減1并將結(jié)果輸入OUT中。根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)象的不同，200SMART中共有3種遞減指令，分別是字節(jié)型遞減DEC_B、字型遞減DEC_W和雙字型遞減DEC_DW，如圖8-4所示。和遞增指令一樣：字節(jié)遞減(DEC_B)運(yùn)算為無(wú)符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為0到255；字遞減(DEC_W)運(yùn)算為有符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為-32768到+32767；雙字遞減(DEC_DW)運(yùn)算為有符號(hào)運(yùn)算，其數(shù)據(jù)范圍為-2147483648到+2147483647。03知識(shí)準(zhǔn)備

1.光電式傳感器的基本工作過(guò)程

其主要由光發(fā)射器和光接收器構(gòu)成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測(cè)物體不同而被遮掩或反射，到達(dá)光接收器的量將會(huì)發(fā)生變化。光接收器的敏感元件將檢測(cè)出這種變化，并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào)，進(jìn)行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍(lán)色來(lái)判斷顏色）和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同，光電式接近開(kāi)關(guān)可分為對(duì)射式、反射式和漫射式3種03知識(shí)準(zhǔn)備

二、傳感器的基本工作過(guò)程和使用方法2.光電傳感器的接線方法

光電式傳感器是三線制傳感器，其接線方法采用漏型輸入。傳感器接線如圖所示，傳感器棕色線接DC2V電源的正極、藍(lán)色線接DC24V電源的負(fù)極、黑色線接PLC的輸入端。03知識(shí)準(zhǔn)備

3.磁性開(kāi)關(guān)的安裝及使用

磁性開(kāi)關(guān)是用于檢測(cè)氣缸的活塞桿位置，磁性開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“1”，LED亮；磁性開(kāi)關(guān)不動(dòng)作時(shí)，輸出信號(hào)“0”，LED不亮。磁性開(kāi)關(guān)的安裝位置可以調(diào)整，調(diào)整方法是松開(kāi)它的緊定螺栓，讓磁性開(kāi)關(guān)順著氣缸滑動(dòng)，到達(dá)指定位置后，再旋緊緊定螺栓。03知識(shí)準(zhǔn)備

4.磁性開(kāi)關(guān)的接線方法

磁性開(kāi)關(guān)是二線制傳感器，其接線方法采用漏型輸入。傳感器接線如圖所示，傳感器棕色線接PLC輸入端、藍(lán)色線接PLC輸入的公共端（輸入DC24V電源負(fù)極）。03知識(shí)準(zhǔn)備

1.任務(wù)分析（1）第一級(jí)傳輸帶傳輸帶由三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，使瓶子由A點(diǎn)向B點(diǎn)方向輸送。傳輸帶的首端（A點(diǎn)）、灌裝點(diǎn)（B點(diǎn)）、壓蓋機(jī)的壓蓋點(diǎn)和傳輸帶末尾端各安裝了一只傳感器用于檢測(cè)瓶子的位置。（2）第二級(jí)傳輸帶傳輸帶由三相異步電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)，使瓶子由C點(diǎn)向D點(diǎn)方向輸送。傳輸帶的首端（C點(diǎn)）、貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)點(diǎn)、末端（D點(diǎn)）各安裝了一只傳感器用于檢測(cè)瓶子的位置。（3）灌裝機(jī)飲料的灌裝由灌裝機(jī)完成，當(dāng)空瓶到達(dá)灌裝點(diǎn)時(shí)，灌裝機(jī)的料閥打開(kāi)將飲料灌裝到空瓶中，灌裝完成后料閥自動(dòng)關(guān)閉。灌裝是由時(shí)間來(lái)控制的，通過(guò)調(diào)節(jié)料閥打開(kāi)的時(shí)間來(lái)改變灌裝的量。04任務(wù)實(shí)施

（4）壓蓋機(jī)由壓蓋機(jī)完成瓶蓋的安裝，當(dāng)瓶子到達(dá)壓蓋點(diǎn)時(shí)，壓蓋機(jī)伸出對(duì)瓶子進(jìn)行壓蓋。壓蓋機(jī)是一個(gè)氣缸，伸出是向下壓蓋、縮回是返回。該氣缸的上、下位置各安裝了一個(gè)傳感器用于檢測(cè)氣缸的位置。（5）機(jī)械手機(jī)械手的任務(wù)是將整理平臺(tái)上的瓶子搬運(yùn)到第二級(jí)傳輸帶上。它可以是工業(yè)機(jī)器人，本系統(tǒng)中只需要給它一個(gè)命令信號(hào)即可，具體運(yùn)行過(guò)程不在本次任務(wù)之內(nèi)。（6）貼標(biāo)機(jī)由貼標(biāo)完成瓶子標(biāo)貼的貼標(biāo)，當(dāng)瓶子到達(dá)貼標(biāo)點(diǎn)時(shí)，貼標(biāo)機(jī)伸出對(duì)瓶子進(jìn)行標(biāo)貼的貼標(biāo)。貼標(biāo)機(jī)是一個(gè)氣缸，伸出是向下、縮回是返回。該氣缸的上、下位置各安裝了一個(gè)傳感器用于檢測(cè)氣缸的位置。04任務(wù)實(shí)施

2.準(zhǔn)備元器件04任務(wù)實(shí)施

序號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量1可編程控制器200SMARTSR301只2開(kāi)關(guān)電源輸入AC220V，輸出DC24V1只3空氣開(kāi)關(guān)DZ47-C32/2P20A1只4空氣開(kāi)關(guān)DZ47-C32/3P32A1只5熔斷器RT18-32/201只6交流接觸器CJX2-09102只7中間繼電器線圈電壓DC24V2只8電磁閥線圈電壓DC24V4只9網(wǎng)孔板通用1塊10電工工具

1套11端子排TD20/153節(jié)3.輸入/輸出點(diǎn)分配04任務(wù)實(shí)施

輸入輸出PLC地址元器件符號(hào)功能說(shuō)明PLC地址元器件符號(hào)功能說(shuō)明I0.0S1一級(jí)傳輸帶A點(diǎn)光電傳感器Q0.0KM1一級(jí)傳輸帶運(yùn)行I0.1S2一級(jí)傳輸帶B點(diǎn)光電傳感器Q0.1KM2二級(jí)傳輸帶運(yùn)行I0.2S3壓蓋機(jī)壓蓋點(diǎn)光電傳感器Q0.2KA1灌裝機(jī)料閥打開(kāi)I0.3S4二級(jí)傳輸帶C點(diǎn)光電傳感器Q0.3YV1壓蓋機(jī)氣缸伸出I0.4S5二級(jí)傳輸帶D點(diǎn)光電傳感器Q0.4YV2壓蓋機(jī)氣缸縮回I0.5S6貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)點(diǎn)光電傳感器Q0.5YV3貼標(biāo)機(jī)氣缸伸出I0.6S7壓蓋機(jī)氣缸上限傳感器Q0.6YV4貼標(biāo)機(jī)氣缸縮回I0.7S8壓蓋機(jī)氣缸下限傳感器Q0.7KA2機(jī)械手動(dòng)作信號(hào)I1.0S9貼標(biāo)機(jī)氣缸上限傳感器Q1.0

I1.1S10貼標(biāo)機(jī)氣缸下限傳感器Q1.1

I1.2S11一級(jí)傳輸帶末端光電傳感器Q1.2

4.電氣原理圖04任務(wù)實(shí)施

4.電氣原理圖04任務(wù)實(shí)施

5.電氣線路的安裝與測(cè)量04任務(wù)實(shí)施

（1）安裝元器件的技術(shù)規(guī)范1).安裝前必須檢查元器件有無(wú)損壞。2).安裝要橫平豎直，各器件留有一定的間距。3).不同電壓等級(jí)的器件要分開(kāi)安裝。4).PLC要原理干擾源。5).元器件的安裝要牢固可靠。

5.電氣線路的安裝與測(cè)量04任務(wù)實(shí)施

（2）電氣線路安裝的要求1）.布線橫平豎直、不凌亂、不架空，導(dǎo)線連接可靠、不松動(dòng)；2）.導(dǎo)線顏色、線徑使用正確；3）.導(dǎo)線兩端均使用冷壓插針、不傷線芯、不破皮、不露銅；4）.連接的導(dǎo)線套有寫(xiě)有編號(hào)的號(hào)碼管；5）.導(dǎo)線正確進(jìn)線槽，線槽外過(guò)長(zhǎng)的要使用纏繞管；6）.接地可靠、完整。

（3）測(cè)量電路測(cè)量電路正確性的目的是為通電調(diào)試做好準(zhǔn)備，排除接線可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，杜絕安全事故的發(fā)生。應(yīng)測(cè)量的部位：電源部分、終端電路部分、輸入電路部分、輸出電路部分。6.組態(tài)觸摸屏04任務(wù)實(shí)施

6.組態(tài)觸摸屏04任務(wù)實(shí)施

序號(hào)控件名稱PLC地址數(shù)據(jù)類型1“啟動(dòng)系統(tǒng)”按鈕M10.0位2“停止系統(tǒng)”按鈕M10.1位3“已灌裝瓶數(shù)”數(shù)據(jù)顯示VW112整型4“已壓蓋瓶數(shù)”數(shù)據(jù)顯示VW114整型5“已貼標(biāo)瓶數(shù)”數(shù)據(jù)顯示VW116整型6“已裝箱瓶數(shù)”數(shù)據(jù)顯示VW108整型7“已裝箱箱數(shù)”數(shù)據(jù)顯示VW110整型8灌裝參數(shù)設(shè)置VW100整型7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（1）圖8-11為系統(tǒng)啟動(dòng)程序，M10.0是觸摸屏中“系統(tǒng)啟動(dòng)”按鈕、M10.1是觸摸屏“系統(tǒng)停止”按鈕。圖8-11啟動(dòng)控制程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（2）圖8-12為一級(jí)傳輸帶和二級(jí)傳輸帶的驅(qū)動(dòng)程序，系統(tǒng)啟動(dòng)后Q0.0和Q0.1同時(shí)得電，一級(jí)傳輸帶和二級(jí)傳輸帶同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)處于灌裝（M1.0得電）、壓蓋（M1.1得電）、貼標(biāo)（M1.2得電）時(shí)，線圈斷電、傳輸帶停止。

圖8-12一級(jí)傳輸帶和二級(jí)傳輸帶的驅(qū)動(dòng)程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（3）圖8-13為統(tǒng)計(jì)一級(jí)傳輸帶上的瓶數(shù)，首端（A點(diǎn)）光電傳感器檢測(cè)到瓶放入后VW104加一、末端光電傳感器檢測(cè)到瓶到達(dá)整理平臺(tái)后VW104減一。

圖8-13統(tǒng)計(jì)一級(jí)傳輸帶上的瓶數(shù)程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（4）圖8-14為灌裝程序，B點(diǎn)光電傳感器檢測(cè)到空瓶達(dá)到灌裝位置后，打開(kāi)料閥進(jìn)行灌裝，灌裝的容量由觸摸屏進(jìn)行設(shè)置（VW100），用時(shí)間繼電器T37控制灌裝的時(shí)間，灌裝完成后VW112加一。

圖8-14灌裝控制程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（5）圖8-15為壓蓋程序，壓蓋機(jī)壓蓋點(diǎn)傳感器檢測(cè)到瓶子后，驅(qū)動(dòng)壓蓋機(jī)氣缸下降對(duì)瓶子進(jìn)行壓蓋。壓蓋氣缸到達(dá)下限后，延時(shí)2秒再自動(dòng)返回到上限，完成壓蓋工作。

7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

圖8-15壓蓋機(jī)壓蓋控制程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（6）圖8-16為整理平臺(tái)的瓶數(shù)統(tǒng)計(jì)及機(jī)械手的控制程序。當(dāng)整理平臺(tái)上的瓶數(shù)大于0且二級(jí)傳輸帶上的瓶數(shù)小于10時(shí)，機(jī)械手即動(dòng)作開(kāi)始搬運(yùn)瓶子。Q0.7是送給工業(yè)機(jī)器人的控制信號(hào)，每3秒一個(gè)控制周期。

7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

圖8-16整理平臺(tái)的瓶數(shù)統(tǒng)計(jì)及機(jī)械手的控制程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（7）圖8-17為統(tǒng)計(jì)二級(jí)傳輸帶上的瓶數(shù)，首端（C點(diǎn)）光電傳感器檢測(cè)到瓶放入后VW106加一、末端光電傳感器檢測(cè)到瓶到達(dá)整理平臺(tái)后VW106減一。

圖8-17整理平臺(tái)的瓶數(shù)統(tǒng)計(jì)及機(jī)械手的控制程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（8）圖8-18為貼標(biāo)程序，貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)點(diǎn)傳感器檢測(cè)到瓶子后，驅(qū)動(dòng)貼標(biāo)機(jī)氣缸下降對(duì)瓶子進(jìn)行貼標(biāo)。貼標(biāo)氣缸到達(dá)下限后，延時(shí)2秒再自動(dòng)返回到上限，完成貼標(biāo)工作。

7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

圖8-18貼標(biāo)程序7.PLC程序解析04任務(wù)實(shí)施

（9）圖8-19為裝箱數(shù)量監(jiān)控程序，每6瓶裝1箱。

圖8-19裝箱數(shù)量監(jiān)控程序1.檢查內(nèi)容05任務(wù)評(píng)價(jià)

1)檢查選擇的元器件是否齊全，熟悉各元器件功能及作用。2)熟悉電氣控制原理圖，并列出PLC的I/O表。3)檢查電氣線路安裝是否合理及運(yùn)行情況。06知識(shí)拓展1.我國(guó)灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程

我國(guó)灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的發(fā)展歷程可以追溯到20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)主要是引進(jìn)和仿制國(guó)外先進(jìn)的灌裝設(shè)備和技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，我國(guó)的灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)也逐漸向著自動(dòng)化、智能化、高效化、綠色化的方向發(fā)展。目前，我國(guó)灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)已經(jīng)取得了一些重要的發(fā)展成果，主要包括：1.自動(dòng)化程度不斷提高。隨著我國(guó)工業(yè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)也逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2.技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)。隨著科技的不斷進(jìn)步，灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)也在不斷進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，例如引入了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、機(jī)器視覺(jué)技術(shù)等，提高了生產(chǎn)線的智能化水平。3.產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善。我國(guó)灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐步完善，包括傳感器、控制器、執(zhí)行器等部件的制造和供應(yīng)，以及系統(tǒng)的集成和調(diào)試等環(huán)節(jié)。06知識(shí)拓展2.灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用領(lǐng)域1.飲料行業(yè)：飲料生產(chǎn)線控制系統(tǒng)是灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的典型應(yīng)用之一。在飲料生產(chǎn)過(guò)程中，灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)需要完成瓶子、罐子的輸送、清洗、消毒、灌裝、密封、檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)，確保生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。2.制藥行業(yè)：藥品生產(chǎn)線控制系統(tǒng)也是灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的應(yīng)用之一。在藥品生產(chǎn)過(guò)程中，灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)需要完成藥品的配制、灌裝、密封、檢驗(yàn)等多個(gè)環(huán)節(jié)，確保藥品質(zhì)量和安全。3.化工行業(yè)：化工生產(chǎn)線控制系統(tǒng)同樣涉及到灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的應(yīng)用。在化工生產(chǎn)過(guò)程中，灌裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)需要完成化工產(chǎn)品的配制、灌裝、密封、檢驗(yàn)等多