（天地壹号饮料股份有限公司）
摘要：本文主要介绍了基于三菱FX2N-16MRPLC的饮料易拉罐灌装头生产线控制系统的设计。该系统的设计包括硬件设计和软件设计。硬件设计包括三菱FX2N-16mrplc外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的设计和调试。
关键词：PLC；饮料罐装；生产；流水线
1、生产流水线简介
生产流水线也称生产流水线，是生产企业最常用的商品制造形式，经手工操作或电脑控制，按照加工流程和顺序完成半成品产品或成品加工、检验和包装工作。它之所以被称为流水线生产，是因为它是一种使用流水线输送带来运送和输送加工产品的装置。
2.PLC改造在生产线控制系统中的用途和意义
自动生产线是一种机器系统，可以实现产品生产过程的自动化，缩短产品制造周期。通过运行一套自动化加工、装卸、检测和运输的机械设备，使各部分高度连续工作，形成全自动化加工生产线，实现产品生产。因此，提高工作效率，降低生产成本，提高加工质量，快速更换产品，是机械制造业发展和创新的基础。这也是机械制造业技术水平提升的一个标志。硬件设计包括三菱FX2N-16mrplc外部电路的设计和安装，软件部分包括程序设计和调试。PLC编程，不需要专门的计算机程序语言知识，其程序建立更直观的图像和方便易学，采用一套继电器梯形图作为基础简单的指令形式，并进行调试和错误检查也非常方便。该方法克服了传统继电器接触控制系统中机械触头复杂连接、通用性差、灵活性差等缺点，可靠性低、功耗高的优点。它充分利用微处理器的优点，照顾现场维护操作员的技能和习惯。只有在用户购买所需型号的PLC时，才能根据使用说明书的说明进行少量接线和简单的用户编程工作，从而将所需类型的PLC灵活方便地应用到生产实践中。
3、系统总体设计方案
罐装流水线的运作是通过驱动电机和罐装设备来进行控制的。易拉罐的运动是通过电动机的启动，带动传送带向前运动，从而驱动流水线工作。饮料的流通则由灌装设备的开通直接操作控制。将PLC软件程序输入操作系统后，达到控制电机及流水线运作的目的。饮料的灌装动作由传感器实时监控，将灌装信号传递到PLC操作系统，经过处理后直接控制。
自动化生产线除了在正常工作情况下自动控制生产线之外，还需要满足设备的调试与计数系统的复位功能。故需设计两种工作模式，手动工作状态和自动工作状态。
1）手动控制工作状态。在手动工作模式下，可以通过点动按钮控制传送带电动机正转或反转，用于调试设备。除此之外还可以通过复位按钮对计数统计值进行清零。
2）自动控制工作状态。按下启动按钮后，系统启动，电动机正传，生产线进入自动工作状态，具备工作条件后，瓶子随着传送带进入工序。当瓶子随着输送带到达灌装设备下时，空罐检测传感器检测为空瓶，停顿1s，电动机停转，将灌装信号送给PLC，灌装阀门打开，灌装驱动装置开始工作。5s后罐装时间到，灌装阀门关闭，通过满瓶检测传感器检测为满瓶时，将传动信号送给PLC，电动机正转，传送带继续向前运行。在自动工作模式下，按下停止按钮，电动机停止转动，传送带停止运行，系统停止运转。
4、硬件控制系统设计
4.1驱动部分设计
易拉罐生产线是一种多功能自动控制装置，它根据一定的控制要求，将驱动电机、电控装置、检测装置等组成一个整体。易拉罐生产线的驱动部分，是指通过阀门控制开关在饮料罐顶部、底部由阀控饮料的罐装作用的装置，并实现了饮料的自动灌装。标题。输送带的电机带动输送带实现饮料的空瓶，空瓶检测装置控制空罐驱动部分在空罐检测后进行灌装工作。灌装装置的驱动部分由清水泵，无菌泵，清洗输送装置，灌装输送装置和灌装泵组成。当满瓶检测传感器检测到满瓶时，将传输信号发送给PLC，电机向前旋转，输送带继续向前运行。当发射天线发出的微波碰到瓶子中的液体时，它会进行反射，使功率改变并转换成电信号，然后由测量电路处理，即微波检测是实现.。当传感器检测到空瓶信号时，它会将灌装信号传送到罐装泵，用于饮料的灌装动作，当传感器检测到完整的瓶子信号时，将传输信号传递给马达，使传送带继续往前跑。
4.2传动部分设计
易拉罐灌装头生产线的传动部分是指输送带上易拉罐的运动装置的控制。根据标题要求，输送带受电机控制，同时电机由变频器进行平滑。传送带是一种材料处理机器，它可以在一定的生产线上连续输送物料，也称为连续输送机。通常根据是否存在牵引元件来分类：具有牵引装置的带装置和不具有牵引装置的带装置。
5.软件控制系统的设计
5.1I/O分析与处理FlowChart
通过对灌装生产线的控制过程和要求，该系统的控制任务是明确操作是按启动按钮，系统启动，电机为true，生产线进入自动工作条件，瓶子进入过程与传送带。当瓶子到达带传送带的灌装设备时，空瓶检测传感器检测到一个空瓶子。暂停1秒后，电机停止旋转，将灌装信号发送到PLC，并打开罐装阀。经过5s罐装时间，停止灌装饮料，灌装阀门关闭。当全瓶检测传感器检测到整瓶时，将传输信号发送到PLC，电机向前旋转，传送带继续向前运行。在自动操作模式下，按下停止按钮，电机停止旋转，输送机停止运行，系统停止运行。
5.2PLC的选择
FX2N系列PLC是FX系列中最高档次的程序装置模块。它拥有高速度、高性能、逻辑选件以及定位控制等特点。除了输入输出16~25点的独立用途外，还可扩大控制点数，以适用于在多个基本组件间的连接、定位控制、模拟控制等特殊用途，是一套可满足多样化广泛需求的PLC装置。
通过上文对该系统PLC输入输出设备及I/O点数的分析与确定，选用三菱PLCFX2N-16MR型号，八个输入点（X000-X007）和八个输出点（Y000-Y007）即可满足要求。
5.3I/O分配表及外部接线图设计
通过对PLC控制系统外部接线图的分析，可以确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件。安装接线图以及现场器件及PLC输入输出对照表见表1。
6、结语
近年来，饮料行业不断发展壮大，市场需求不断提高。为了满足日益增长的市场需求，有必要提高生产效率。采用plc控制饮料灌装生产线，实际生产操作，生产线模型和PLC控制程序设计，可实现对灌装流水线的全自动生产控制，系统性能更稳定，设备的可靠性也得到提高，产品更新换代迅速，程序调整和修改容易扩大，从而提高生产率，这不仅节省了大量人力，而且提高了工作工人的环境。然而，随着产品在饮料市场的多样化，其自动化生产技术也需要进一步完善。
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