何靜

【摘 要】 PLC可編程序控制器具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)發(fā)展的自動控制中。據統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎設備之一。由于PLC具有對使用環(huán)境適應性強的特性，同時其內部定時器資源十分豐富，應用于灌裝機的發(fā)展很快，早已有人工手動灌裝發(fā)展實現為機械自動化灌裝，且自動化水平日益提高。隨著科學技術和生產的發(fā)展，現在越來越多的PLC應用于灌裝機系統(tǒng)中。

【關鍵詞】 PLC 自動灌裝 系統(tǒng)設計

引 言

當前國內灌裝主要存在的問題是灌裝效率低，灌裝機的自動化和集成化程度低，這大大降低了工業(yè)生產的效率。針對以上的問題，使用在工業(yè)領域內使用廣泛的PLC作為主控制器，實現灌裝系統(tǒng)的自動進瓶，按照瓶口的大小自動定位，按照瓶子的容積自動灌裝，自動出瓶等一系列功能，大大提高了工業(yè)灌裝效率。

一、PLC的發(fā)展

PLC在60年代末到70年代中期出現，這時期的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。從70年代中期到80年代中后期，微處理器的出現使PLC發(fā)生了巨大變化。美國，日本，德國等一些廠家開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元（CPU）。這樣，使PLC的功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數等功能以外，還增加了算術運算、數據處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數量增加，還提供了一定數量的數據寄存器，使PLC的應用范圍得以擴大。從80年代后期至今，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化，使PLC的功能更強大。

二、 PLC的應用領域

目前，PLC已經廣泛地應用于所有的工業(yè)部門，隨著PLC性能價格比的不斷提高，過去許多使用專用計算機控制設備的場合也可以使用PLC。PLC的應用領域不斷的擴大，主要有以下幾個方面：

1、開關量的邏輯控制；

2、運動控制；

3、閉環(huán)過程控制；

4、數據處理；

5、通信聯網。

并不是所用的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述部分的功

能，但是價格較低。

三、PLC控制自動灌裝機系統(tǒng)的優(yōu)點

將PLC用于對自動灌裝機系統(tǒng)的控制，主要是其具有對使用環(huán)境適應性強、無故障運行時間長的特性，同時其內部定時器、計時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的自動灌裝機系統(tǒng)進行精確控制，罐裝傳送帶控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設計目的是利用PLC和變頻器控制電動機轉動帶動皮帶傳動，然后將要灌裝的瓶傳送給灌裝機，達到瓶流速度和灌裝速度的協(xié)調，從而提高工作效率?；赑LC的這些好處，所以選擇PLC為邏輯控制元件。

四、PLC控制在自動灌裝系統(tǒng)中的應用

PLC對步進電機和伺服電機進行運動控制，主要應用于各種機床、自動化生產線和機器人等。PLC既可以進行單機控制，又可以進行多機聯網控制，正在逐漸取代繼電器電路控制，能夠實現邏輯控制和順序控制，在機床、自動生產線、電梯控制等領域應用廣泛。

灌裝系統(tǒng)最大的特點就是系統(tǒng)動作復雜、連貫性要求高、具有較多的執(zhí)行元件，不適合使用大量的中間繼電器來進行系統(tǒng)的控制，PLC具有上百點的內部輔助繼電器和大量的內部專用繼電器，能夠滿足系統(tǒng)的控制要求。PLC控制的使用壽命和可靠性也比繼電器控制方式要好很多，PLC應用在灌裝系統(tǒng)上比使用其他的控制方式具有一些明顯的優(yōu)勢，比如：PLC邏輯控制不需要進行硬件的修改。

五、自動灌裝系統(tǒng)的整體設計

首先根據系統(tǒng)的工藝流程和執(zhí)行機構進行整體分析，灌裝系統(tǒng)的機械機構主要由網帶進瓶機構、導瓶機構、傳送機構、灌裝跟蹤機構及灌裝機構等構成，執(zhí)行機構需要互相配合、相互協(xié)調，軟件和硬件相結合才能夠保證灌裝系統(tǒng)的順利進行。通過對執(zhí)行機構的工作流程進行分析，設計和編譯軟件的實現過程。通過對各個過程進行連續(xù)動作過程的銜接控制和速度控制，其電氣部分的控制系統(tǒng)主要包括輸入控件、PLC可編程控制器和輸出控件三部分。傳送帶的速度控制需要考慮的因素很多，灌裝瓶的水平和垂直跟蹤，灌裝停留的速度，灌裝的一個周期主要包括5個工步：限位、垂直下降、同步灌裝、垂直上升、回程；這5個工序配合傳送帶的速度控制和啟動與制動的操作，就能夠完成灌裝機的自動控制。

六、灌裝系統(tǒng)的調速系統(tǒng)設計

根據灌裝系統(tǒng)的自動化控制程序設計要求，進行灌裝系統(tǒng)的傳送帶調速系統(tǒng)分析，實際系統(tǒng)調速的閉環(huán)控制程序，完成系統(tǒng)對于傳送帶速度的設計要求。設計的思路為在皮帶高速穩(wěn)步運行段，通過測每秒編碼器發(fā)出的脈沖數來測得皮帶的實際速度，把這個速度與設定的目標速度進行比較，設置相應的加減速，即可使得皮帶穩(wěn)速運行。

結語

本文通過對自動灌裝系統(tǒng)的調研，PLC應用于自動灌裝系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢，通過對系統(tǒng)進行總體設計和不同功能單元的控制，重點對自動灌裝系統(tǒng)的傳送帶調速系統(tǒng)進行了設計分析，完成了自動灌裝系統(tǒng)的功能設計。

【參考文獻】

[1] 熊煥云.虛擬現實技術在灌裝生產線設計中的應用[D].武漢：廣東工業(yè)大學，2003.

[2] 李玉琳.灌裝機控制系統(tǒng)以及關鍵問題研究[D].武漢理工大學，2010.endprint