研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计） 不包含其他

  个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做 出重要贡献的个人

  层次的要求。饮料生产线也较繁琐，环节也增加了许多。其中灌装饮 料就是其上首

  文中主要介绍了基于FX2N-32MR PLC 的饮料灌装生产线的控制管理系统的设 计。

  该系统的设计包括硬件和软件方面。其中硬件部分的设计最重要的包含了三 菱FX2N-

  依照空瓶大小设计确定；（2）对满瓶进行传送及统计数量，计数内容有 累计、

  单位包装计数，单位包装计数量可依照包装大小设计确定；（3）能够 确保手动式

  复位。该系统采用了三菱可编程序控制器、传感器、继电器、行 程开关等电器元件，

  运用PLC 来控制饮料灌装，实现了生产线的自动高效化、智能灵敏化。 对提高

  纵观近年来，国内外饮料工业蒸蒸日上，各种饮料如碳酸饮料、果汁饮料、 饮用水、

  目前国外的灌装与封口设备正向高效、多功能、高精确度方向前进，目前有 的生产

  线已可以在玻璃瓶与塑料容器（聚酯瓶）、果汁饮料与果汁饮料、热灌装与 冷灌装等场

  合下工作。目前一般灌装饮料效率高达到2010 罐/分，德国H&K 公 司灌装机的灌装阀可

  一般饮料灌装阀有50-100 头，实现最高达1500 罐每分，料槽转速20〜25 转每分，

  可提高1 倍的速度。可完成茶饮料、乳酸和果汁饮料等数种饮料的热性 灌装，与此对外

  当前饮料灌装生产线的控制过程大部分是继电接触控制实现，但这种控制电 路接线

  过于复杂，可靠程度不太高，进而使工业生产效率得不到较好提高。然而, 随着信息时

  代的蓬勃快速地发展，饮料灌装生产线的控制过程正向着智能化，高效 化，自动化的方向

  迈进。PLC 将原有的微机技术与传统的继电接触控制技术结合了 起来，因而它既弥补了

  继电接触控制管理系统中的机械触点的接线复杂、可靠度低、 功率损耗高、通用性和灵活性

  差的缺点，又较好地利用了微处理器具有的特殊优 点，又充分考虑到现场电气操作维修

  人员的技术能力与习惯，特别是它的程序编 制，PLC 有多种程序设计语言可以再一次进行选择，不

  必要专业的电脑编程语言技能，而是采 用了一套以继电器为核心的梯形图为基础的简单

  指令形式，使编程人员程序编制 直观、使用起来更便捷易学；调试与查错也都很方便。PLC 所

  具有的自我诊断功能对维修 人员的技术方面的要求降低。使用者只要按说明书的提示，做很少

  的接线和简单的程序 编制工作，就可灵活方便地使其应用于生产实践中，实现理论联系

  本论文对饮料罐装生产流水线控制管理系统的硬件和软件方面做了设计。其中 硬件设

  计部分包括FX2N-32MR PLC 外部电路的设计与安装；软件部分包括程序的 设计与调试。

  根据系统的实现要求对PLC、电动机、传感器、继电器等外部设备进 行选择型号。设计

  式，一经启动，则传送带的驱动电机启动并一直持续到停 止开关动作或待饮料瓶传送至

  灌装设备下时停止运转；瓶子装满饮料并上了盖后， 传送带驱动电机必须自动启动，并

  保持到下一个饮料瓶被传送至灌装设备下或停 止开关动作；（2）当瓶子传送并定位在

  灌装设备下时，停Is,灌装设备开始工作, 对于大瓶灌装8 秒钟，小瓶则5 秒钟，灌装过

  程完毕后对饮料瓶进行上盖操作， 上盖时间约为2 秒钟。整个灌装和上盖过程应设有报

  警显示，待上盖完毕后不再 显示报警；报警方式为红灯0.5s 间隔闪烁；（3）包装过程，

  对于小瓶：40 瓶为一 大包，30 瓶为一中包，20 瓶为一小包；对于大瓶：20 瓶为一大包，

  15 瓶为一中 包，10 瓶为一小包；（4）可以在一定程度上完成对生产产品做自动记数并可以手动对

  本次设计以FX2N 系列PLC 作为处理核心，用行程开关、传感器等外部设备将 生产

  过程中的信号（如空瓶运行的位置、饮料瓶的大小等等）处理后送到处理器 将其处理，

  由PLC 对数据来进行运算，然后输出驱动信号（如接触器、电磁阀等等） 来完成饮料罐装

  系统的整体思路：此生产线是全自动控制的，生产线一经上电，PLC 将通过软 件程

  序对生产线来控制：通过输出继电器的动作来控制传送带的停转和对饮料 瓶的选择灌

  装，实现完成对系统状态的显示，并且通过PLC 内部的计数器对所生 产的产品做计数。

  饮料的灌装是运用了饮料灌装机，它将饮料灌装装置以及封盖装置集合在… 起，实

  现饮料的灌装与上盖，使饮料的灌装能稳定、高效的完成。对于饮料瓶大 小的区分是通

  过反射式光电传感器工作来实现的。利用辅助继电器对计数器进行 正电平触发来完成对

  系统的工作原理：系统一经上电，传送带将驱动电动机运转，待空饮料瓶行 至行程

  开关处，行程开关闭合，电动机停转，灌装设备通过阀门的关断来控制饮 料灌装的时间，

  饮料灌装过程完成后电动机恢复转动，如此循环实现生产线的自 动控制。对于传送带上

  在电气控制线路中会发现，线路的接通和断开，都是由继电器等元件的触点来控制

  图2 饮料灌装生产流水线.确定PLC 的输入信号和输出负载, 画出PLC 的外部接线图。

  决定的，故控制线路的所有功能必定取决于这些触点的开，合两种状态。因此电气 控制电

  路从根上说是一种逻辑性线路，它满足逻辑运算的基本规律。具体步骤如下 图3 所示：

  可编程控制器是工业自动化的基础。在工业现场中用于对大量的数字量和模 拟量进行

  控制，例如电磁阀的开闭，电动机的启停，温度、压力、流量的设置与 控制，产品的计数

  微机虽然具有很强的功能，但单抗干扰能力差，工业现场环境的电磁干扰、 电源波动、

  机械振动、温度和湿度的变化等都可能使一般通用微机不能够实现正常 工作。而PLC 是专为

  工业环境应用而设计的，故对可能受到的电磁干扰、高低温 及电源波动等影响，其已在

  PLC 硬件及软件的设计上采用了一定的措施。如在硬 件方面采用了电和磁的屏蔽，对I/O

  接口采用了光电隔离技术，对电源及I/O 接 口线采用了数种滤波等。而在软件方面采用了

  故障监测、诊断、信息防护和复位 等手段，若发生非正常状况，CPU 立马进行行之有效

  PLC 在硬件结构上采用模块化中的类似积木式的结构，输入和输出信号模块、 通信模

  块及一些特别功能模块类型繁多。面对不同的控制对象，可以方便、快速 灵活地组合成完

  PLC 采用了与继电器控制电路有许多相似之处的梯形图作为主要的编程语言， 形象直

  观的程序，简单易学指令，容易理解和掌握编程步骤和方法，不需要具备 专门的计算机知

  PLC 具有强大的对数字量和模拟量处理的功能，如一般逻辑、算术运算、常见 特殊函

  数运算等。PLC 具有多种常用的功能，如PID 闭环回路控制、中断控制等。

  PLC 还可以扩展好多特殊功能，如高速计数、电子凸轮控制、伺服电动机定位、多 轴运动

  插补控制等。PLC 组成的多种工业网络，可实现数据传送、上位监测控制等 功能。

  PLC 一般要求安装在环境和温度为0 到55 摄氏度，相对湿度小于85%,无粉尘、 油烟，

  无腐蚀性及可燃性气体的场合中。为了达到这一目的，其不要安装在发热 器件附近，不能

  安装在结露，雨淋的场所，在粉尘多，油烟大、有腐蚀性气体的 场合安装时要采取封闭措

  施，在封闭的电器柜中安装时，要注意解决通风问题。 另外，PLC 要安装在远离强烈振动

  PLC 的安装固定常有两种方式，一是直接利用机箱上的安装孔，用螺钉把机箱 固定在

  控制柜的背板或面板上；二是利用DIN 导板安装，这需先将DIN 导板先固 定好，再将PLC

  与各种扩展单元卡上DIN 导板。并注意在PLC 周围留足散热及接 线的空间。

  PLC 在工作前必须正确地接入控制管理系统，和其连接的主要有PLC 的电源接线， 输入输

  充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的要求，被称为设计系统的 居于第一

  的目标和任务，这也是设计中最该铭记的一条原则。这就要求设计人员 在设计前就要深入

  现场进行细致的调查研究，收集有关控制现场的资料，收集相 关先进的中国、外国资料。