灌裝生產線控制系統灌裝生產線控制系統01任務要求02任務目標03知識準備04任務實施05任務評價06知識拓展CONTENTS項目內容07思考與練習08實踐中常見問題解析灌裝生產線控制系統是將液體產品裝入固體容器中，并在容器外貼上標簽，此系統需高速高精確的灌裝工藝、傳輸帶連續給料、高速準確貼標等性能，一般應用于各種液體、膏體、半流體等物料的清洗、灌裝、旋蓋、貼標、噴碼等01任務要求其工作流程為：將空瓶放置到第一級傳輸帶上的A點，傳輸帶使空瓶向前，到達灌裝機的位置時對空瓶進行飲料的灌裝；灌裝完成后傳輸帶繼續使瓶子向前，到達壓蓋機的位置時對瓶子進行壓蓋處理；壓蓋完成之后傳輸帶繼續使瓶子向前直至到達整理平臺；機械手將整理平臺上的瓶子抓放到第二級傳輸帶上，當瓶子到達貼標機的位置時，貼標機對瓶子進行貼標處理；貼標處理完成后傳輸帶繼續使瓶子向前直至到達裝箱點；一個箱子裝滿后進行包裝，包裝完成后可以進行下一個箱子的裝箱。01任務要求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PLC程序并調試。02任務目標1.遞增指令遞增指令是對輸入值IN加1并將結果輸入OUT中。根據數據對象的不同，200SMART中共有3種遞增指令，分別是字節型遞增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：字節遞增(INC_B)運算為無符號運算，其數據范圍為0到255；字遞增(INC_W)運算為有符號運算，其數據范圍為-32768到+32767；雙字遞增(INC_DW)運算為有符號運算，其數據范圍為-2147483648到+2147483647。03知識準備

一、遞增指令和遞減指令03知識準備

電路工作原理如下：2.遞減指令遞減指令是對輸入值IN減1并將結果輸入OUT中。根據數據對象的不同，200SMART中共有3種遞減指令，分別是字節型遞減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：字節遞減(DEC_B)運算為無符號運算，其數據范圍為0到255；字遞減(DEC_W)運算為有符號運算，其數據范圍為-32768到+32767；雙字遞減(DEC_DW)運算為有符號運算，其數據范圍為-2147483648到+2147483647。03知識準備

1.光電式傳感器的基本工作過程

其主要由光發射器和光接收器構成。如果光發射器發射的光線因檢測物體不同而被遮掩或反射，到達光接收器的量將會發生變化。光接收器的敏感元件將檢測出這種變化，并轉換為電氣信號，進行輸出。大多使用可視光（主要為紅色，也用綠色、藍色來判斷顏色）和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同，光電式接近開關可分為對射式、反射式和漫射式3種03知識準備

二、傳感器的基本工作過程和使用方法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、藍色線接DC24V電源的負極、黑色線接PLC的輸入端。03知識準備

3.磁性開關的安裝及使用

磁性開關是用于檢測氣缸的活塞桿位置，磁性開關動作時，輸出信號“1”，LED亮；磁性開關不動作時，輸出信號“0”，LED不亮。磁性開關的安裝位置可以調整，調整方法是松開它的緊定螺栓，讓磁性開關順著氣缸滑動，到達指定位置后，再旋緊緊定螺栓。03知識準備

4.磁性開關的接線方法

磁性開關是二線制傳感器，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、藍色線接PLC輸入的公共端（輸入DC24V電源負極）。03知識準備

1.任務分析（1）第一級傳輸帶傳輸帶由三相異步電動機來驅動，使瓶子由A點向B點方向輸送。傳輸帶的首端（A點）、灌裝點（B點）、壓蓋機的壓蓋點和傳輸帶末尾端各安裝了一只傳感器用于檢測瓶子的位置。（2）第二級傳輸帶傳輸帶由三相異步電動機來驅動，使瓶子由C點向D點方向輸送。傳輸帶的首端（C點）、貼標機的貼標點、末端（D點）各安裝了一只傳感器用于檢測瓶子的位置。（3）灌裝機飲料的灌裝由灌裝機完成，當空瓶到達灌裝點時，灌裝機的料閥打開將飲料灌裝到空瓶中，灌裝完成后料閥自動關閉。灌裝是由時間來控制的，通過調節料閥打開的時間來改變灌裝的量。04任務實施

（4）壓蓋機由壓蓋機完成瓶蓋的安裝，當瓶子到達壓蓋點時，壓蓋機伸出對瓶子進行壓蓋。壓蓋機是一個氣缸，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傳感器用于檢測氣缸的位置。（5）機械手機械手的任務是將整理平臺上的瓶子搬運到第二級傳輸帶上。它可以是工業機器人，本系統中只需要給它一個命令信號即可，具體運行過程不在本次任務之內。（6）貼標機由貼標完成瓶子標貼的貼標，當瓶子到達貼標點時，貼標機伸出對瓶子進行標貼的貼標。貼標機是一個氣缸，伸出是向下、縮回是返回。該氣缸的上、下位置各安裝了一個傳感器用于檢測氣缸的位置。04任務實施

2.準備元器件04任務實施

序號名稱型號規格數量1可編程控制器200SMARTSR301只2開關電源輸入AC220V，輸出DC24V1只3空氣開關DZ47-C32/2P20A1只4空氣開關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網孔板通用1塊10電工工具

1套11端子排TD20/153節3.輸入/輸出點分配04任務實施

輸入輸出PLC地址元器件符號功能說明PLC地址元器件符號功能說明I0.0S1一級傳輸帶A點光電傳感器Q0.0KM1一級傳輸帶運行I0.1S2一級傳輸帶B點光電傳感器Q0.1KM2二級傳輸帶運行I0.2S3壓蓋機壓蓋點光電傳感器Q0.2KA1灌裝機料閥打開I0.3S4二級傳輸帶C點光電傳感器Q0.3YV1壓蓋機氣缸伸出I0.4S5二級傳輸帶D點光電傳感器Q0.4YV2壓蓋機氣缸縮回I0.5S6貼標機貼標點光電傳感器Q0.5YV3貼標機氣缸伸出I0.6S7壓蓋機氣缸上限傳感器Q0.6YV4貼標機氣缸縮回I0.7S8壓蓋機氣缸下限傳感器Q0.7KA2機械手動作信號I1.0S9貼標機氣缸上限傳感器Q1.0

I1.1S10貼標機氣缸下限傳感器Q1.1

I1.2S11一級傳輸帶末端光電傳感器Q1.2

4.電氣原理圖04任務實施

4.電氣原理圖04任務實施

5.電氣線路的安裝與測量04任務實施

（1）安裝元器件的技術規范1).安裝前必須檢查元器件有無損壞。2).安裝要橫平豎直，各器件留有一定的間距。3).不同電壓等級的器件要分開安裝。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量04任務實施

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

（3）測量電路測量電路正確性的目的是為通電調試做好準備，排除接線可能出現的錯誤，杜絕安全事故的發生。應測量的部位：電源部分、終端電路部分、輸入電路部分、輸出電路部分。6.組態觸摸屏04任務實施

6.組態觸摸屏04任務實施

序號控件名稱PLC地址數據類型1“啟動系統”按鈕M10.0位2“停止系統”按鈕M10.1位3“已灌裝瓶數”數據顯示VW112整型4“已壓蓋瓶數”數據顯示VW114整型5“已貼標瓶數”數據顯示VW116整型6“已裝箱瓶數”數據顯示VW108整型7“已裝箱箱數”數據顯示VW110整型8灌裝參數設置VW100整型7.PLC程序解析04任務實施

（1）圖8-11為系統啟動程序，M10.0是觸摸屏中“系統啟動”按鈕、M10.1是觸摸屏“系統停止”按鈕。圖8-11啟動控制程序7.PLC程序解析04任務實施

（2）圖8-12為一級傳輸帶和二級傳輸帶的驅動程序，系統啟動后Q0.0和Q0.1同時得電，一級傳輸帶和二級傳輸帶同時運行。當系統處于灌裝（M1.0得電）、壓蓋（M1.1得電）、貼標（M1.2得電）時，線圈斷電、傳輸帶停止。

圖8-12一級傳輸帶和二級傳輸帶的驅動程序7.PLC程序解析04任務實施

（3）圖8-13為統計一級傳輸帶上的瓶數，首端（A點）光電傳感器檢測到瓶放入后VW104加一、末端光電傳感器檢測到瓶到達整理平臺后VW104減一。

圖8-13統計一級傳輸帶上的瓶數程序7.PLC程序解析04任務實施

（4）圖8-14為灌裝程序，B點光電傳感器檢測到空瓶達到灌裝位置后，打開料閥進行灌裝，灌裝的容量由觸摸屏進行設置（VW100），用時間繼電器T37控制灌裝的時間，灌裝完成后VW112加一。

圖8-14灌裝控制程序7.PLC程序解析04任務實施

（5）圖8-15為壓蓋程序，壓蓋機壓蓋點傳感器檢測到瓶子后，驅動壓蓋機氣缸下降對瓶子進行壓蓋。壓蓋氣缸到達下限后，延時2秒再自動返回到上限，完成壓蓋工作。

7.PLC程序解析04任務實施

圖8-15壓蓋機壓蓋控制程序7.PLC程序解析04任務實施

（6）圖8-16為整理平臺的瓶數統計及機械手的控制程序。當整理平臺上的瓶數大于0且二級傳輸帶上的瓶數小于10時，機械手即動作開始搬運瓶子。Q0.7是送給工業機器人的控制信號，每3秒一個控制周期。

7.PLC程序解析04任務實施

圖8-16整理平臺的瓶數統計及機械手的控制程序7.PLC程序解析04任務實施

（7）圖8-17為統計二級傳輸帶上的瓶數，首端（C點）光電傳感器檢測到瓶放入后VW106加一、末端光電傳感器檢測到瓶到達整理平臺后VW106減一。

圖8-17整理平臺的瓶數統計及機械手的控制程序7.PLC程序解析04任務實施

（8）圖8-18為貼標程序，貼標機貼標點傳感器檢測到瓶子后，驅動貼標機氣缸下降對瓶子進行貼標。貼標氣缸到達下限后，延時2秒再自動返回到上限，完成貼標工作。

7.PLC程序解析04任務實施

圖8-18貼標程序7.PLC程序解析04任務實施

（9）圖8-19為裝箱數量監控程序，每6瓶裝1箱。

圖8-19裝箱數量監控程序1.檢查內容05任務評價

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行情況。06知識拓展1.我國灌裝生產線控制系統的發展歷程

我國灌裝生產線控制系統的發展歷程可以追溯到20世紀70年代，當時主要是引進和仿制國外先進的灌裝設備和技術。隨著技術的不斷發展，我國的灌裝生產線控制系統也逐漸向著自動化、智能化、高效化、綠色化的方向發展。目前，我國灌裝生產線控制系統已經取得了一些重要的發展成果，主要包括：1.自動化程度不斷提高。隨著我國工業技術的不斷進步，灌裝生產線控制系統也逐漸實現了自動化，提高了生產效率和產品質量。2.技術創新不斷涌現。隨著科技的不斷進步，灌裝生產線控制系統也在不斷進行技術創新，例如引入了物聯網技術、機器視覺技術等，提高了生產線的智能化水平。3.產業鏈逐步完善。我國灌裝生產線控制系統產業鏈已經逐步完善，包括傳感器、控制器、執行器等部件的制造和供應，以及系統的集成和調試等環節。06知識拓展2.灌裝生產線控制系統的典型應用領域1.飲料行業：飲料生產線控制系統是灌裝生產線控制系統的典型應用之一。在飲料生產過程中，灌裝生產線控制系統需要完成瓶子、罐子的輸送、清洗、消毒、灌裝、密封、檢驗等多個環節，確保生產效率和產品質量。2.制藥行業：藥品生產線控制系統也是灌裝生產線控制系統的應用之一。在藥品生產過程中，灌裝生產線控制系統需要完成藥品的配制、灌裝、密封、檢驗等多個環節，確保藥品質量和安全。3.化工行業：化工生產線控制系統同樣涉及到灌裝生產線控制系統的應用。在化工生產過程中，灌裝生產線控制系統需要完成化工產品的配制、灌裝、密封、檢驗等多