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参考文献 29
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
目前，有越来越多的饮料厂在自动化灌装生产线中使用先进的灌装生产技术以提高设备的生产效率和自动化控制水平，而工业自动化控制的主要发展方向是通过PLC完成对电气部分的控制。我国的液体灌装自动化控制水平与发达国家相比还有很大的差距，设备相对陈旧，技术比较落后。鉴于出现的这些问题，我国企业正在不断地发展自身实力，逐步朝着合理化的设备结构、高速化的生产、设备功能的多样化、智能化控制等方向发展。
PLC是专门为应对在复杂和恶劣的工业环境下工作而设计的一种数字运算操作电子控制装置。它的存储器可以进行程序编制，用来在存储器内部进行存储并执行逻辑运算和顺序运算、计时计数等操作指令，并且能够通过模拟量和数字量的输入和输出，实现各种控制要求的生产过程。PLC及与其相关联的外围元器件都应该按照方便同工业控制系统形成一个整体、便于功能的扩展等原则而设计。
饮料灌装装置用来灌装各种各样的瓶装饮料，适合大中型的饮料生产厂家，早期的灌装装置大多数采用容积泵式、蠕动泵式等计量方式。通常这些方法都存在一些缺点，例如：灌装稳定性以及精度难以得到保证、更换灌装规格时过程复杂等。本次设计采用的饮料分装计量是通过控制灌装时间来确定的，计量的精度通过PLC进行控制确定。PLC 考虑了工业现场的复杂恶劣的环境，具有高可靠性、抗干扰能力强；功能完善、组合灵活；编程方便；安装、文修简单等特点。
物料灌装装置主要由两个部分构成：恒压储液罐灌装和传感器计数。在恒压储液罐上下位置分别设有上限液位传感器和下限液位传感器，物料通过加料电动机流入恒压储液罐，液面达到上限位传感器位置时进液电动机断电关闭，使液位文持在一定的范围内。
之前物料灌装生产线控制系统主要是由继电器等进行接触控制，但这种电路接线繁杂，可靠性低，难以改造，使得工业生产效率难以提高。随着科技的发展，物料灌装生产线的控制逐步向自动化和智能化的方向发展。PLC是现代微机技术与传统的继电接触控制相结合的控制方式，它克服了继电接触控制系统中接线复杂、功耗高、可靠性和精度低、灵活性差等缺点，充分地利用了微处理器的特点，并且考虑到现场电气操作文修人员的技能，尤其是PLC程序的编写，不需要专门的计算机编程语言，而是采用了以梯形图为基础的简单的操作指令形式，使用户的程序编制更为直观、方便易学，同时调试与查错也都很方便。
现在物料的灌装生产控制基本已经实现自动化，为了缩短生产周期、提高产品的质量、适应产品迅速更新换代的要求，产品的生产正向着降低生产成本、缩短生产工期、提高产品质量等方面发展。因此，越来越多的厂商在使用先进的灌装技术来提高自身的自动化控制和智能控制水平以提高生产效率。鉴于此，本课题将基于罗克韦尔公司的工业控制软件RSLogix500，对物料灌装生产线进行设计，满足工艺要求，达到设计目标。对提高企业生产效率和自动化控制水平具有很大的帮助，同时又提高了生产线的生产效率、使用寿命和质量，减少了产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。
1.2 课题研究内容
本课题对物料罐装生产线控制系统的硬件和软件进行了设计。其中硬件设计包括设备动力电路、辅助电路和罗克韦尔SLC500PLC外部电路的设计；软件部分包括梯形图的设计与程序调试。根据系统的控制要求对PLC的CPU、电动机、传感器、接触器等外部设备进行选型。