e-works数字化企业网  »  文章频道  »  工业自动化控制  »  PLC/DCS

基于三菱PLC的饮料灌装生产流水线的设计

2019/12/13    来源:《轻工科技》2017年第8期    作者:马登峰  刘红梅  胡晨  王航      
关键字:PLC  SFC编程图  生产流水线  饮料灌装  
本文主要介绍基于三菱FX2N-16M PLC的饮料灌装生产流水线控制系统的设计,使用GX works软件,设计程序采用SFC图编程方式,实现了饮料的自动灌装与计数。
    近年来,饮料在休闲生活中备受欢迎,市场需求增加,因此,实现饮料的高线率生产极为重要。饮料灌装生产流水线是一种高效率、全自动化的常用生产线,能实现饮料的自动灌装与产量计数。生产流水线是典型的顺序控制,采用 PLC(Programmable Logic Controller)来构成系统的控制核心,实现自动化,从而提高工作效率,满足市场需求,节省大量人力劳力。设计了三菱FX2N-16M系列的PLC I/O分配表和外部接线图,并按实际的工作过程及要求,对所编程序进行现场调试,实现饮料生产的自动化。
 
工作示意图
图1 工作示意图
 
1 分析系统结构和控制要求
 
    该饮料生产流水线可实现多种饮料的自动灌装,更高效地生产出饮料出产品。其工作流程为:按下启动按钮时(SB1),传送带在驱动电机带动下运送瓶子,当灌装设备下的瓶子检测传感器检测定位到瓶子时(P0),传送带停止工作,1S后灌装设备与报警显示灯开始工作,工作5S 后,满瓶检测传感器开始检测其是否为满瓶,若为满瓶,一次灌装完成;若不为满瓶,灌装设备继续灌装至传感器检测为满瓶为止,一次灌装完成,传送带继续开始传送,直至瓶子检测传感器再次检测到瓶子时停止,再次灌装。当按下停止开关(SB2)时,流水线停止工作。其中空瓶计数器和满瓶计数器可手动复位,设最多不超过99999999瓶。
 
2 I/O点的确定与分配
 
    2.1 I/O点的估算
 
    根据前文中系统控制所述的要求,估算出该系统约有6个输入端子,3个输出端子。
 
    2.2 PLC的选型
 
    三菱PLC作为编程控制器全国销量最多的硬件设备,具有小型化、高速度、高性能、范围广的优点,除输入输出点的独立用途外,还可用于多个组件间的连接,模拟控制、定位控制等特殊用途,是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。
 
为满足要求,点数上进行预留大约20%的估计,选用 FX2N-16M PLC 便能满足要求(8个输入点,8个输出点),并且为继电器输出,可以满足饮料灌装生产的需求。
 
    2.3 I/O分配表的设计
 
 I/O分配表及说明
表1 I/O分配表及说明
 
3 外部接线图的设计
 
PLC外部接线图
图2 PLC外部接线图
 
    电气控制线路有如下优点:
 
    (1)按下按钮 SB1,即可实现饮料的自动灌装生产,提高了灌装效率;
 
    (2)设计了检测传感器,使流水线运作更精准、更高效;
 
    (3)设计了热继电器,将触头 FR 直接连在接触器线圈控制链路中,用于生产线的过载保护。
 
4 程序流程图
 
    根据前文中所述的控制要求,为了更直观地了解系统运行流程,设计了如下流程图:
 
剪切机流程图
图3 剪切机流程图
 
5 系统的程序设计
 
    控制程序基于三菱 FX2N-16M PLC,使用了三菱GX Works编程软件,采用了SFC编程方式,如图4所示。

SFC编程图
图4 SFC编程图
 
    程序描述如下:
 
    (1)传送带运行
 
    当按下启动按钮SB1,对应内部继电器地址X000置1,传送带驱动电机的内部继电器地址Y000置1,电机驱动传送带运行,运送空瓶。
 
    (2)传送带停止运行
 
    当灌装设备下的瓶子检测传感器检测到瓶子时,对应内部继电器地址X004置1,驱动电机内部继电器地址Y000置0,传送带停止运行。
 
    (3)灌装设备与报警显示灯工作
 
    当灌装设备下的瓶子检测传感器检测到瓶子时,传送带停止运行1S后,灌装设备与报警显示灯对应的内部继电器地址Y001、Y002置1,开始工作5S。
 
    (4)灌装设备与报警显示灯停止工作
 
    灌装设备灌装5S后,当满瓶检测传感器检测到饮料为满瓶时,对应的内部继电器地址X005置1,灌装设备停止工作;若检测饮料不为满瓶,则灌装设备继续工作直至检测饮料为满瓶,灌装设备才停止工作,一次灌装完成。
 
    (5)传送带运行
 
    当灌装设备停止工作时,一次灌装完成,传送带继续运送瓶子,开始下一次灌装循环。
 
    (6)传送带停止运行
 
    当按下停止按钮时,对应内部继电器地址X001置1,驱动电机对应内部继电器地址Y000置0,传送带停止运行,流水线停止生产。
 
6 结束语
 
    PLC电气控制系统是强电、弱电混合系统,因此在控制柜的元件布置和走线上应该有相应的考虑,动力线与PLC的输入、输出弱电线分开,接触器、空气开关应该与 PLC 相隔一段距离,以减少电磁干扰。
 
    近年来,人们生活逐渐改善,饮料行业日益扩大发展,市场需求增加,因此提高生产效率极为重要。该PLC控制程序可实现对灌装流水线的全自动化生产控制,系统性能稳定,可靠性强,大大提高了生产效率,节省了人力,促进了工业化发展。
责任编辑:杨培
本文来源于互联网,e-works本着传播知识、有益学习和研究的目的进行的转载,为网友免费提供,并已尽力标明作者与出处,如有著作权人或出版方提出异议,本站将立即删除。如果您对文章转载有任何疑问请告之我们,以便我们及时纠正。联系方式:editor@e-works.net.cn tel:027-87592219/20/21。
e-works
官方微信
掌上
信息化
编辑推荐
新闻推荐
博客推荐
视频推荐