立体车库垂直循环式

一、课程设计目的、意义
二．设计任务
三、设计进度计划
课程设计正文
一、总体设计方案
通过对和利时可编程控制器（PLC）的学习以及所学过的电气控制的巩固，并结合实验室的现有的设备，主要完成以下任务：
1、了解和利时LM3106A PLC的软硬件知识，熟悉并能使用PLC指令。

2、了解灌装部分的生产工艺流程，并针对冲瓶机工段作深入研究
3、掌握低压断路器、交流接触器、热继电器的工作原理和接线方法
4、能用和利时编程软件实现对冲瓶工段的基本控制控制
二、设计内容
1、首先了解所研究工段（冲瓶机）的工艺流程
2、理清冲瓶工段主控板的配电电路图
3、熟悉并掌握断路器、继电器和交流接触器在实际生产中的作用
4、学习和利时LM3106A PLC 的硬件知识，熟悉其编程环境，能够使用PowerPro 编程软件编写相应的程序
三、实验结果和分析
冲瓶工段最重要的就是三轴（入瓶轴，出瓶轴和冲洗轴）同步，因为整个工艺入瓶，冲洗和出瓶三个动作是同时进行的，只有这样才能保证入瓶、冲瓶和出瓶协调进行。

冲瓶机底下有一个电动机拖动一个大齿轮，大齿轮又带了两个小齿轮。

需要控制的还有一个水泵，我们控制它的启停。

冲洗瓶子的喷嘴也是经过机械结构设计的，只有通过特殊区域的时候还喷水洗瓶，所以整个构成中我们需要控制的只有两个电机和一个变频器。

四、设计步骤：
首先控制板的电力线是交流380V的，由实验室里的配电柜引入，然后经过断路器、开关电源、可编程控制器（和利时LM 3106A）、继电器、变频器，交流接触器和热继电器，最后至负载（两个电动机）。

控制原理图如图1所示
图1控制原理图
以下是断路器、继电器、交流接触器在实际生产中的应用：
断路器：主要作用是短路保护，也能起到过载保护的功能。

继电器：通过控制其线圈（上电与否）来控制线路的通断。

在本实验中是利用可编程控制器来控制继电器的通断，来控制辅助触点的通断，从而实现24V通断控制交流220V通断的目的。

同时继电器还有对可编程控制器起到保护作用（把高低电压分开）
交流接触器：同继电器原理相同，用来通断更大的电压电流。

接下来我们要做的就是从零开始学一个新的可编程控制器，它是由和利时集团生产的LM系列小型PLC。

我们本次实验用的是LM3106A PLC。

LM3106A CPU是专为实现高速运动控制而设计的模块，直流24V供电，本机自带24个I\O点，（14路24VDC输入和10个晶体管输出）可扩张4个模块。

与计算机通过RS232串口通信下载。

LM3106A的端子定义和接线图如图2 所示
图2 M3106A的端子定义和接线图
要实现对变频器的控制我们还需要模拟量输入模块，输出模块。

LM3310为4路模拟量输入模块，LM3320为2路模拟量输出模块。

LM3310的端子定义和接线图如图3所示
图3 LM3310的端子定义和接线图
LM3320的端子定义和接线图如图4所示：
图4 LM3320的端子定义和接线图
要实现对变频器的控制我们还需要模拟量输入模块，输出模块。

LM3310为4路模拟量输入模块，LM3320为2路模拟量输出模块。

五、主要实验部分
1.理瓶机
①理瓶机的作用是对杂乱堆放的饮料瓶进行整理，并使其有次序有方向排列在输送带上，高速高效的传到其它机械进行下一道工序，以提高整个生产线的生产效率。

冲瓶机采用电磁调速电机经传动装置将动力传至转盘，通过转盘上的夹瓶机械手将转入的瓶子夹住，使瓶子转入冲洗区，同时在导轨的作用下自动完成180度翻转、冲洗、沥干等洗瓶工序，然后复位，瓶由出瓶拨轮拨出，由输送链送往灌装机。

：
②理瓶流程图如图5所示：
图5理瓶流程图
2.冲瓶机:
①瓶子从理瓶机轨道经分瓶螺杆匀速等距离进入冲瓶机旋转喷头下方，依次由弹力机械手卡住瓶颈，同时对应的喷头开始对瓶内冲洗，外置喷头对瓶身外侧冲洗，在旋转喷头座的带动下瓶子沿着U型轨道做360度翻转冲洗，同时将瓶内的积水倾倒干净，瓶子清洗干净后恢复直立状态进入输送带到达下一个步骤—灌装。

②冲瓶机实际图如图6所示
图6冲瓶机实际图
③冲瓶瓶机主程序
(DI)
X000 AT %IX0.0: BOOL; (理瓶机瓶满)
X001 AT %IX0.1: BOOL; (主机故障)
X002 AT %IX0.2: BOOL; (理瓶机故障)
X003 AT %IX0.3: BOOL; (喷冲泵故障)
(DO)
Y000 AT %QX0.0: BOOL; (主机)
Y001 AT %QX0.1: BOOL; (理瓶机)
Y002 AT %QX0.2: BOOL; (喷冲泵)
Y003 AT %QX0.4: BOOL; (输送)
（中间点）
M000 AT %MX500.0: BOOL; (主机启动)
M001 AT %MX500.1: BOOL; (主机停止)
M002 AT %MX500.2: BOOL; (理瓶机启动)
M003 AT %MX500.3: BOOL; (理瓶机停止)
M004 AT %MX500.4: BOOL; (喷冲泵启动)
M005 AT %MX500.5: BOOL; (喷冲泵停止)
M006 AT %MX500.6: BOOL; (输送启动)
M007 AT %MX500.7: BOOL; (输送停止)
YM000 AT %MX10.0: BOOL; (主机启动)
YM001 AT %MX10.1: BOOL; (主机停止)
YM002 AT %MX10.2: BOOL; (理瓶机启动)
YM003 AT %MX10.3: BOOL; (理瓶机停止)
YM004 AT %MX10.4: BOOL; (喷冲泵启动)
YM005 AT %MX10.5: BOOL; (喷冲泵停止)
YM006 AT %MX10.6: BOOL; (输送启动)
YM007 AT %MX10.7: BOOL; (输送停止)
DCSCTR AT %MX10.6: BOOL; (DCS控制)
该段为冲瓶机顺序功能图主程序：该段程序是当按下启动按钮YM004和DCS远控后逻辑与才能输出，后面接逻辑或，然后触发置位复位触发器，此时处于远程控制状态，DCS在该状态下置1，同时在就地控制状态下取非，则DCS为0，这时只有远控起作用，启动喷冲泵。

当进行本地控制时，按下启动按钮M004，DCS 取非结果也为1，这时，触发器置位，冲瓶泵启动。

当按下启动按钮YM005和DCS 远控后逻辑与才能输出，后面接逻辑或，然后触发复位，此时处于远程控制状态，DCS在该状态下置1，同时在就地控制状态下取非，则DCS为0，这时只有远控起作用，喷冲泵停止。

当进行本地控制时，按下启动按钮M005，DCS取非结果也为1，这时，触发器复位，冲瓶泵停止。

④冲瓶机组态界面及数据词典如图7和图8所示
图7冲瓶机组态界面
图8冲瓶机数据词典六、程序
图9程序单1
图10 程序段2
图11程序段3
七、总结：
通过本次课程设计，使我更多的参与和接触到原本不是很熟悉的和利时PLC，并对啤酒罐装部分的硬件和软件进行设计。

包括伺服电机、接近开关、交流接触器等进行了选型和介绍，然后绘制出了流程图，并进行了灌装部分的程序编写和调试，并根据控制要求制作了组态界面，一个良好的组态界面设计可以很好地节省人力物力，同时使控制变得简单更易操作。

在这次课程设计学习的过程中，学会了新的程序语言，也锻炼了自己的动手和理解能力，通过张老师的细心教导，能够了解PLC中不同模块的功能以及基本可以理解和设计程序。

正是由于张老师帮助和支持，我才能克服一个又一个的困难，解决一个又一个疑惑。

八、参考文献
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2012.5
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