饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

引言

随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。目前，饮料的灌装伸长已经实现自动化，为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方面发展。因此，饮料厂的自动化灌装生产线中有越来越多的及其在使用先进的灌装技术来提高及其的自动化电气控制水平和生产效率。PLC（可编程序控制器）是以微处理器为核心的工业控制装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，近年来在工业自动控制、机电一体化、改造传统产业等方面得到普遍应用。作为通用工业控制计算机，其实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃，在世界工业控制中发挥着越来越重要的作用。鉴于此，设计者利用PLC的功能和特点设计出了一款饮料灌装生产流水线控制系统。

我国的饮料灌装自动化相对于西方发达国家来讲还有很大的差距。设备陈旧，技术落后，成为阻碍我们灌装行业发展的一个严重问题。鉴于这些问题，我国企业不断发展自身的实力，逐步朝着生产高速化、设备结构合理化、设备的多功能化、设备的绿色化、控制的智能化等方向发展。

（一）设计题目

饮料灌装生产流水线PLC梯形图控制程序设计与调试

（二）情况简介

1.为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停

止开关动作或灌装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶子装满饮

料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子或停

止开关动作

2.定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，灌装过程为5s

钟，灌装过程应有报警显示，5s后停止并不再显示报警；报警方式为红灯以0.5s间隔闪烁

3.和若干个加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录

空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶

4.动对计数器清零（复位）

（三）设计要求

1.计显示电路图，并按图连接。

2.PLC I/O端口接线图，并按图接线。

3.控制程序，并画出梯形逻辑图。

4.系统调试，实现控制要求。

（四）设计步骤

1.饮料灌装系统的基本介绍：

(1)通过PLC系统控制整个饮料灌装流水线的启动、关闭、进行灌装及其计数。

(2)饮料的灌装流水线系统示意图如下所示:

图1-1 饮料罐装生产流水线示意图

(3)生产流水先的工作原理

饮料灌装生产流水线的运作是通过PLC来控制传送的电机和灌装设备来运行的。通过传送电动机的运转来带动流水线的工作，而灌装设备的开通则直接控制饮料流的灌装。载入PLC软件程序，就可以直接控制电机及流水线的运作.。流水线由传感器实时监控，通过 PLC的控制，实现控制准确，自动化程度高。

2.确定I/O点数，选择PLC 的型号，并根据需要进行硬件系统配置。

(1)I/O点数的分配

I/O点数的分配如下面表格2-1所示

图表2-1 I/O的分配表

(2)PLC型号的选择及传感器的选择

S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器，早些时候称为CPU21X,其后的改进型称为CPU22X,其结构紧凑、功能强，焗油很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛。

S7-22X像此类PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元。其系统构成除基本单元。扩展单元外，还有编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。22X系列CPU具有很强的功能，如自带高速计数器、通讯口、具有脉冲输出功、实时时钟、能进行浮点运算等。此外吗，S7-200系列PLC允许在程序中立即读写输入、输出口，允许在程序中使用终端，允许设定通讯人物的处理时间，允许设置停止模式数字量输出状态，可以有用户自己定义存储器的掉电保护区，可以允许数字量时间，允许设置停止模式数字量输出状态，可以允许数字量及模拟量输入加滤波器，还具有窄脉冲捕捉功能，为复杂的工业控制提供方便。

按照本课题的控制的要求，在设计中选用了两个光电传感器（空瓶检测传感器、灌装设备处的有无瓶传感器）用来检测有无饮料瓶通过；还选用了一个重量传感器来检测瓶子是否灌满。

3.绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。

(1)PLC外部接线图

图3-1 PLC外部接线图

(2)电气控制电路设计

图3-2中断路器QF1、QF2、QF3、QF4、QF5将三相电源引入，同时QF1、QF2、QF3、QF4、QF5为电路提供短路保护。电动机的过载保护分别由三个热继电器提供。

图3-2 电气控制原理图

4.编程的梯形图程序

5.程序的调试

I0.0起点，传送带电机Q0.0开始工作

I0.2一有信号，传送停止，1秒后开始灌装，并且警示灯闪烁。

灌装完成，传送带电机又继续工作

I0.3是空瓶的计数传感器，有信号一次便加1，最高计数1千万

I0.4是满瓶的计数的重量传感器，有信号一次便加1，最高计数1千万

I0.5为空瓶和满瓶计数的清零按钮。

I0.2是系统的停止按钮，能够停止所有电机和警示灯的工作。

（五）设计总结

通过饮料罐装生产流水线的PLC控制课程设计，掌握了什么是设计程序，设计程序工作的基本过程及各阶段的基本任务，熟悉了设计程序总流程图，加深了对PLC的理解，课本上的知识是机械的，表面的。通过努力把课本上的知识变得更为简单，对实验原理也有了更深的理解。通过这次课程设计，使我更为全面系统的了解PLC的构造原理和基本实现方法。把课本的知识变得生动有趣，激发了我们的学习积极性，把学过的原理加以强化，把课堂学过的知识通过自己的设计程序表示出来，加深了对理论知识的理解。现在通过自己的动对手做实验，理论联系实际，对PLC的原理认识更加深刻。在调试时应该很仔细，一步一步调试下来，做到准确无误。

这次课程使我意识到只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才是正确的，才能提高自己动手能力和独立思索的能力。同时对于PLC发展历史、强大功能、应用领域以及系列知识得到了大概的系统认识，也初步了解了一个完整的系统开发的过程，本次课设，对于创造思维的培养和开发能力的锻炼有很大的帮助。

在编程过程中，领略到了熟能生巧的含义。编程不仅要求有良好的基础，而且要求对各种程序有深刻的了解，同时深切感受到团队合作的重要性，尤其

是在查资料的过程中，人多力量大，大家一起努力，查找资料的效率就提高了许多，大家在一起探讨，相互学习，分工细化，互相提高，解决问题的速度就快多了

参考文献.

[1]廖常初，S7-200PLC编程级应用.北京：机械工业出版社，2007.

[2]漆汉宏，PLC电气控制技术.北京：机械工业出版社，2006.

[3]罗宇航，流行PLC实用程序及设计. 西安:电子科技大学出版社，2006 .

[4]张万忠，电器与PLC控制技术第二版. 北京: 化学工业出版社，2007.

[5]范永胜，电气控制与PLC应用.北京：中国电力出版社，2007.

[6]李道霖，电气控制与PLC原理及应用[M]．北京:电子工业出版社，2004.

（六）列出设计参考资料目录设计时间

2013 年 6 月 17 日至 2013 年 6 月 30 日（2周）

指导教师 x x x

2013 年 7 月 3 日

PLC梯形图基本基本原理

前言、PLC的发展背景及其功能概述 PLC，(Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。 而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI (Digital Input)、AI (Analog Input)、PI (Pulse Input)及NI (Numerical Input)，DO (Digital Output)、AO (Analog Output)、PO (Pulse Output)及NO (Numerical Output)，因此PLC在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。 1.1 梯形图工作原理 梯形图为二次世界大战期间所发展出来的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，最初只有A（常开）接点、B（常闭）接点、输出线圈、定时器、计数器等基本机构装置（今日仍在使用的配电盘即是），直到可程控器PLC出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、保持线圈等装置以及传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。 无论传统梯形图或PLC梯形图其工作原理均相同，只是在符号表示上传统梯形图比较接近实体的符号表示，而PLC则采用较简明且易于计算机或报表上表示的符号表示。在梯形图逻辑方面可分为组合逻辑和顺序逻辑两种，分述如下： 1. 组合逻辑： 分别以传统梯形图及PLC梯形图表示组合逻辑的范例。 传统梯形图PLC梯形图 X0 Y0 X1 Y1 Y2 X2 X3 X4 行1：使用一常开开关X0（NO：Normally Open）亦即一般所谓的〝A〞开关或接点。其特性是在平常（未按下）时，其接点为开路（Off）状态，故Y0不导通，而在开关动作（按下按钮）时，其接点变为导通（On），故Y0导通。 行2：使用一常闭开关X1（NC：Normally Close）亦即一般所称的〝B〞开关或接点，其特性是在平常时，其接点为导通，故Y1导通，而在开关动作时，其接点反而变成开路，故Y1不导通。

基于PLC的电动机顺序起动停止控制设计汇总

物理与电子工程学院 《PLC原理与应用》 课程设计报告书 设计题目：基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计专业：自动化 班级：XX 学生姓名:XX 学号:XXXX 指导教师：XX 2013年12月17日

物理与电子工程学院课程设计任务书 专业：自动化班级： 2班

本文介绍了基于电力拖动的3台电动机的顺序启动停止的设计方案。我们运用其原理的思路是：用三套异步电机M1、M2和M3，顺序启动、停止控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动运行的一种控制方法，常用于主、辅设备之间的控制，我们使用了PLC进行控制，当按下SB1时，电动机M1会立即启动，而M2会延迟几秒启动，再延迟几秒M3启动。当按下SB2时。电动机M3会停止，而M2会延迟几秒钟停止，再延迟几秒M1会停止。用PLC进行控本设计两台电动机的顺序启动/停止可以运用到生活的各个方面这也充分体现了PLC在当今社会对生活的重要之处。本设计在顺序控制的基础上采用PLC对电动机的控制通过合理的选择和设计提高了电动机的控制水平使电动机达到了较为理想的控制效果。根据顺序功能图的设计法联系到现实做出了本设计两台电动机顺序启动/停止控制的PLC系统设计。 关键词：接触器；PLC控制；顺序启停

1 课程设计背景 (1) 1.1 课程设计的定义 (1) 1.2 课程设计的目的及意义 (1) 1.3 可编程逻辑控制器简介 (1) 2 基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计的硬件设计 (3) 2.1 控制对象及要求 (3) 2.2 硬件选型 (3) 2.3 系统I/O分配 (5) 2.4 PLC端子接线图 (5) 3基于PLC的电动机顺序起动/停止控制设计的软件设计 (5) 3.1 编程软件介绍 (5) 3.2 程序流程图 (8) 3.3程序调试 (8) 4心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (11)

PLC顺序控制梯形图的四种方式

PLC顺序控制设计法编制梯形图的四种方式 季汉棋 江苏省盐城市中等专业学校224005 摘要：本文通过一个实例,归纳总结了顺序控制设计法四种编程方式的思路和特点,并对它们进行了比较。 关键词：PLC,梯形图,顺序控制,起保停电路,步进梯形指令,移位寄存器,置位复位指令。 可编程控制器PLC外部接线简单方便,它的控制主要是程序的设计,编制梯形图是最常用的编程方式,使用中一般有经验设计法,逻辑设计法,继电器控制电路移植法和顺序控制设计法,其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法,功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法,对于复杂系统,可以节约60%--90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6—86）。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是：起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。 例如：某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是：当回转工作台不转且钻头回转时,若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4秒后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。功能表图见图1。 一、使用起保停电路的编程方式 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。 二、使用步进梯形指令的编程方式 步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器S来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令SET置位，

PLC顺序控制梯形图的四种方式

PLC顺序控制设计法编制梯形图的四种方 式 季汉棋 江苏省盐城市中等专业学校224005 摘要：本文通过一个实例,归纳总结了顺序控制设计法四种编程方式的思路和特点,并对它们进行了比较。 关键词：PLC,梯形图,顺序控制,起保停电路,步进梯形指令,移位寄存器,置位复位指令。 可编程控制器PLC外部接线简单方便,它的控制主要是程序的设计,编制梯形图是最常用的编程方式,使用中一般有经验设计法,逻辑设计法,继电器控制电路移植法和顺序控制设计法,其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法,功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法,对于复杂系统,可以节约60%--90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准（GB6988.6—86）。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是：起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱公司F1系列PLC为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。 例如：某PLC控制的回转工作台控制钻孔的过程是：当回转工作台不转且钻头回转时,若传感器X400检测到工件到位，钻头向下工进Y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关X401时，计时器T450计时，4秒后快退Y431到上接近开关X402,就回到了原位。功能表图见图1。 一、使用起保停电路的编程方式 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号PLC的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的PLC改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。 二、使用步进梯形指令的编程方式

三菱plc实现顺序控制的四种编程方法

三菱plc实现顺序控制的四种编程方法 plc外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(gb6988.6-86)。有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。本文以三菱plc为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。 例如:某plc控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若传感器x400检测到工件到位，钻头向下工进y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关x401时，计时器t450计时，4s后快退y431到上接近开关x402，就回到了原位。功能表图见图1: 图1 功能表图 1 使用起保停电路的编程方式 起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号plc的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的plc改造过程中应用较多。如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。 图2 起保停电路实现顺序控制 2 使用步进梯形指令的编程方式 步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器s来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令set置位，这样才具有控制功能，状态寄存器s才能提供stl触点，否则状态寄存器s与一般的中间继电器m

PLC梯形图地基本原理

前言、PLC 的发展背景及其功能概述 PLC ，(Programmable Logic Controller)，乃是一种电子装置，早期称为顺序控制器“Sequence Controller”，1978 NEMA(National Electrical Manufacture Association)美国国家电气协会正式命名为Programmable Logic Controller ，PLC)，其定义为一种电子装置，主要将外部的输入装置如：按键、感应器、开关及脉冲等的状态读取后，依据这些输入信号的状态或数值并根据内部储存预先编写的程序，以微处理机执行逻辑、顺序、定时、计数及算式运算，产生相对应的输出信号到输出装置如：继电器(Relay)的开关、电磁阀及电机驱动器，控制机械或程序的操作，达到机械控制自动化或加工程序的目的。并藉由其外围的装置(个人计算机/程序书写器)轻易地编辑/修改程序及监控装置状态，进行现场程序的维护及试机调整。而普遍使用于PLC 程序设计的语言，即是梯形图(Ladder Diagram)程序语言。 而随着电子科技的发展及产业应用的需要，PLC 的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等，输出/入信号也包含了DI (Digital Input)、AI (Analog Input)、PI (Pulse Input)及NI (Numerical Input)，DO (Digital Output)、AO (Analog Output)、PO (Pulse Output)及NO (Numerical Output)，因此PLC 在未来的工业控制中，仍将扮演举足轻重的角色。 1.1 梯形图工作原理 梯形图为二次世界大战期间所发展出来的自动控制图形语言，是历史最久、使用最广的自动控制语言，最初只有A （常开）接点、B （常闭）接点、输出线圈、定时器、计数器等基本机构装置（今日仍在使用的配电盘即是），直到可程控器PLC 出现后，梯形图之中可表示的装置，除上述外，另增加了诸如微分接点、保持线圈等装置以及传统配电盘无法达成的应用指令，如加、减、乘及除等数值运算功能。 无论传统梯形图或PLC 梯形图其工作原理均相同，只是在符号表示上传统梯形图比较接近实体的符号表示，而PLC 则采用较简明且易于计算机或报表上表示的符号表示。在梯形图逻辑方面可分为组合逻辑和顺序逻辑两种，分述如下： 1. 组合逻辑： 分别以传统梯形图及PLC 梯形图表示组合逻辑的范例。 传统梯形图 PLC 梯形图 X0X1Y0X4 Y1X2X3 Y2 X0 Y0 X1Y1Y2 X2X3 X4 行1：使用一常开开关X0（NO ：Normally Open ）亦即一般所谓的〝A 〞开关或接点。其特性是在平常（未 按下）时，其接点为开路（Off ）状态，故Y0不导通，而在开关动作（按下按钮）时，其接点变为导通（On ），故Y0导通。 行2：使用一常闭开关X1（NC ：Normally Close ）亦即一般所称的〝B 〞开关或接点，其特性是在平常时， 其接点为导通，故Y1导通，而在开关动作时，其接点反而变成开路，故Y1不导通。