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一、课程设计目的、意义
通过学****啤酒线控制系统集成技术,结合和利时LM系列PLC和组态控制软件,特别是啤酒线酿酒工艺流程,培养自动化专业学生的独立思考和动手能力,使学生对控制系统集成技术有基本的认识,掌握系统设计的方法、步骤、设备选型、电气原理、工艺文件、调试方法等方面的基本技能。

了解啤酒线生产的工艺流程。
设计啤酒线生产控制电气原理图
掌握啤酒线酿造过程参数的整定和设置方法。
掌握和利时LM系列PLC建立工程和编程的步骤。
掌握啤酒线罐装工艺流程的控制方法。
三、设计进度计划
序号
日期
计划完成内容
1
第13周
布置课程设计任务和分组,完成控制系统电气原理设计
2
第14周
编写PLC设计程序
3
第15周
编写计算机组态画面
4
第16周
撰写设计报告和课程设计答辩
课程设计正文
总体设计方案
通过对和利时可编程控制器(PLC)的学****以及所学过的电气控制的巩固,并结合实验室的现有的设备,主要完成以下任务:
1、了解和利时LM3106A PLC的软硬件知识,熟悉并能使用PLC指令。
2、了解灌装部分的生产工艺流程,并针对冲瓶机工段作深入研究
3、掌握低压断路器、交流接触器、热继电器的工作原理和接线方法
4、能用和利时编程软件实现对冲瓶工段的基本控制控制
设计内容
1、首先了解所研究工段(冲瓶机)的工艺流程
2、理清冲瓶工段主控板的配电电路图
3、熟悉并掌握断路器、继电器和交流接触器在实际生产中的作用
4、学****和利时LM3106A PLC 的硬件知识,熟悉其编程环境,能够使用PowerPro编程软件编写相应的程序
实验结果和分析
冲瓶工段最重要的就是三轴(入瓶轴,出瓶轴和冲洗轴)同步,因为整个工艺入瓶,冲洗和出瓶三个动作是同时进行的,只有这样才能保证入瓶、冲瓶和出瓶协调进行。冲瓶机底下有一个电动机拖动一个大齿轮,大齿轮又带了两个小齿轮。需要控制的还有一个水泵,我们控制它的启停。冲洗瓶子的喷嘴也是经过机械结构设计的,只有通过特殊区域的时候还喷水洗瓶,所以整个构成中我们需要控制的只有两个电机和一个变频器。
设计步骤:
首先控制板的电力线是交流380V的,由实验室里的配电柜引入,然后经过断路器、开关电源、可编程控制器(和利时LM 3106A)、继电器、变频器,交流接触器和热继电器,最后至负载(两个电动机)。
控制原理图如图1所示
图1控制原理图
以下是断路器、继电器、交流接触器在实际生产中的应用:
断路器:主要作用是短路保护,也能起到过载保护的功能。
继电器:通过控制其线圈(上电与否)来控制线路的通断。在本实验中是利用可编程控制器来控制继电器的通断,来控制辅助触点的通断,从而实现24V通断控制交流220V通断的目的。同时继电器还有对可编程控制器起到保护作用(把高低电压分开)
交流接触器:同继电器原理相同,用来通断更大的电压电流。
接下来我们要做的就是从零开始学一个新的可编程控制器,它是由和利时集团生产的LM系列小型PLC。我们本次实验用的是LM3106A PLC。
LM3106A CPU是专为实现高速运动控制而设计的模块,直流24V供电,本机自带24个I\O点,(14路24VDC输入和10个晶体管输出)可扩张4个模块。与计算机通过RS232串口通信下载。
LM3106A的端子定义和接线图如图2 所示
图2 M3106A的端子定义和接线图
要实现对变频器的控制我们还需要模拟量输入模块,输出模块。LM3310为4路模拟量输入模块,LM3320为2路模拟量输出模块
。
LM3310的端子定义和接线图如图3所示
图3 LM3310的端子定义和接线图
LM3320的端子定义和接线图如图4所示:
图4 LM3320的端子定义和接线图
要实现对变频器的控制我们还需要模拟量输入模块,输出模块。LM3310为4路模拟量输入模块,LM3320为2路模拟量输出模块。
主要实验部分
理瓶机
理瓶机的作用是对杂乱堆放的饮料瓶进行整理,并使其有次序有方向排列在输送带上,高速高效的传到其它机械进行下一道工序,以提高整个生产线的生产效率。冲瓶机采用电磁调速电机经传动装置将动力传至转盘,通过转盘上的夹瓶机械手将转入的瓶子夹住,使瓶子转入冲洗区,同时在导轨的作用下自动完成180度翻转、冲洗、沥干等洗瓶工序,然后复位,瓶由出瓶拨轮拨出,由输送链送往灌装机。:
理瓶流程图如图5所示:
开始
启动理瓶机
启动传送带
是否有瓶子堆积
冲洗瓶子
沥干
拔出瓶子
结束
切断理瓶机电源
处理堆积瓶子
图5理瓶流程图
冲瓶机:
瓶子从理瓶机轨道经分瓶螺杆匀速等距离进入冲瓶机旋转喷头下方,依次由弹力机械手卡住瓶