啤酒生产线的产品自动计数测量装置

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啤酒灌装生产线功能介绍

啤酒灌装生产线功能介绍啤酒灌装生产线是一种专门用于啤酒饮料的生产设备，通过对啤酒的自动化生产，实现了啤酒产品的高效率、高品质和大批量生产。

本文将介绍啤酒灌装生产线的功能，以期更好的了解啤酒生产线的工作原理和功能特点。

1. 清洗功能首先，啤酒生产过程包括灌装前的准备和物料的处理。

在实际的生产过程中，啤酒灌装生产线会自动完成灌装前的物料清洗、排水等操作。

通过清洗操作，可以有效保证啤酒生产线的物料卫生，避免啤酒被污染以及不良品的产生。

2. 回流控制随着生产过程的推进，运行过程中需要对啤酒进行呼吸、放气等处理，同时也需要对啤酒进行冷却、加热、好气等一系列操作。

在这里，啤酒灌装生产线也会自动完成对设备的回流控制，保证啤酒在生产过程中的稳定性和生产效率。

3. 设备监控啤酒灌装生产线是一个大型的自动化集中控制设备。

在生产过程中，设备监测是必不可少的一个方面。

因此，啤酒灌装生产线也会配备相应的传感器和监测设备，尤其是对设备的印刷、标签、追溯等管理，确保生产过程的透明度以及每一个环节的跟踪。

4. 自动化生产啤酒生产线自动化生产是整个生产过程的核心。

生产过程中的自动化包括了喂料、装盒、印刷、灌装、密封、打包等等一系列的动作，其中不同的环节都会完成不同的自动化设备。

这使得啤酒灌装生产线具有更高的灵活性，能够在不同的生产环境中完成相应的功能和任务。

5. 故障报警和维护在生产过程中，灌装设备时常会出现故障或者设备磨损，因此啤酒生产线需要配备相应的设备维护和监测。

同时，在设备故障或维护方面，啤酒灌装生产线也会提供相应的报警功能。

当设备发生问题时，对操作人员进行及时提示，确保设备运行的可靠性和安全性，塑造品牌的可信度。

创新率是任何行业的基础，啤酒灌装生产线通过自己的创新，灵活性和可扩展性的设计，实现生产过程的高效率、低成本和符合国际质量标准。

在未来，啤酒生产线也将不断改进和罗列更先进的技术和设备，并将继续保持其领先的竞争优势的领先地位。

啤酒灌装生产线PLC控制设计

（浙江东鹏船舶修造有限公司，浙江舟山３１６０２１）
摘要：文章在现有的啤酒灌装生产线控制系统的基础上，通过研究设计出一套基于ＰＬＣ控制的啤酒灌装生产线控制系统。介绍了啤酒灌装生产线的控制要求，以及ＰＬＣ控制系统硬件结构及设计、工作原理以及设计ＰＬＣ控制系统的基本原
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｏｆｂｅｅｒｉｆｌｌｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅｉｎｅｘｉｓｔｅｎｃｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｕｄｉｅｓａｓｅｔｏｆＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｆｏｒｂｅｅｒｉｌｆｌｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅ．Ｆｉｒｓｔ，ｉｔｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｏｆｂｅｅｒｉｆｌｌｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｌｉｎｅ，ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｓｔｅｐｓｏｆｓｔｒｕｃ — ｔｕｒｅ，ｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｔｈｅｉｒｄｅｓｉｇｎｏｆＰＬＣｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｈａｒｄｗａｒｅ．Ｔｈｅｎ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍｏｎｉｔｏｉｒｎｇｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｉｔａｌｓｏｄｅｓｉｎｓｇｔｈｅｅｌｅｃｔｉｃｒａｌａｎｄａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｃｉｒｃｕｉｔｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｔａｒｔａｎｄｓｔｏｐ，ｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｉｎａｇｌ，ｆａｕｌｔｓｉｎａｇｌ，ａｎｄｓｉｎａｇｌ

基于PLC的啤酒装箱自动生产线系统设计

1 引言啤酒生产过程分为麦芽制造、麦芽汁制造、前发酵、后发酵、过滤灭菌、包装等几道工序。

啤酒灌装、压盖机部分属于包装工序。

啤酒经膜过滤后由管路送入回转酒缸，再经酒阀进入瓶子中，压盖后获得瓶装啤酒。

啤酒灌装、压盖机的工作效率和自动化程度的高低直接影响啤酒的日产量。

为了满足我国啤酒行业日益扩大生产规模的需求和啤酒现代化灌装机械高速灌装的要求，国内各啤酒生产厂家都在积极寻求或改造本单位的啤酒灌装生产设备，使其成为具有良好的使用性能，先进的技术水平及高生产效率、运行稳妥可靠、维护成本低的啤酒现代化灌装机。

2 啤酒灌装、压盖机工作原理和控制部分构成液体灌装机按灌装原理可分为常压灌装机、压力灌装机和真空灌装机。

啤酒灌装、压盖机采用压力灌装方法，是在高于大气压力下进行灌装，贮液缸内的压力高于瓶中的压力，啤酒液体靠压差流入瓶内。

目前国内外实现灌装工艺路线基本上是:利用回转酒缸产生的旋转运动，使安放在酒缸槽位上的空瓶通过机械机构将固定在酒缸上部的欲抽真空阀打开，对已封好的瓶子进行抽真空处理，拨转外操作阀杆，打开气阀，对瓶内充填CO2气体，抽真空凸轮继续打开真空阀，将瓶内空气与CO2混合气体抽出，气阀再次打开，对瓶内充填CO2气体，灌装阀内的液阀在瓶内压力接近背压气体压力时打开，酒液顺瓶壁注入瓶内，通过气动或电动控制灌装阀实现啤酒的灌装。

当今国际先进的啤酒灌装、压盖机的控制系统主要由光电开关位置检测部分、走瓶带、酒缸转速的变频调速部分、主控由可编程控制器、触摸屏等组成。

灌装、压盖机的机械结构装置与PLC可编程控制、变频无级调速、人机界面等现代自动控制技术手段完整的结合，形成机电一体化。

3 控制部分改造方案国内很多啤酒厂家现使用的灌装、压盖机的控制系统的自动化程度参差不齐;所有手动按钮和工艺开关都设置在一个操作箱的面板上，PLC控制器大都为日本OMRON公司或三菱公司的早期产品，设备连锁控制、保护设置少，加之啤酒灌装的现场环境恶劣，潮湿度大，使开关等接触触点锈蚀严重，系统的信号检测部分故障率较高，造成设备控制系统运行的可靠性低，设备正常运行周期短等现象。

基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真

74智青春·创未来第十一届“三菱电机杯”全国大学生电气与自动化大赛论文集统通过开关设定为自动操作模式，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待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下时停止；罐装满啤酒后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到下一个待灌装的啤酒罐被传送至灌装设备下或停止开关动作；能够实现对生产产品进行自动记数并可以手动对计数器清零；（2）当易拉罐定位在灌装设备下时，停顿1s，灌装设备开始工作，当灌装到设定量时，停止灌装；（3）待灌装过程完毕将啤酒罐经流水线运送到指定位置，经传感器检测后，启动自动上盖机，将满罐的啤酒罐盖上铝盖；（4）上盖完毕后，启动机械手抓取满灌的啤酒罐到封口机平台上，开始对满罐啤酒进行封口；（5）封口完毕后，再次启动机械手将封口的啤酒罐放在流水线上；（6）将啤酒罐经流水线经过自动喷码机，将生产日期自动喷在罐子上；（6）喷码完毕的灌装啤酒经流水线至包装工序。

3　软件方案设计3.1　PLC外部接线安装I/O输入输出分配，如下表1所示。

表1 PLC I/O输入输出分配表输入分配输出分配输入点作用输出点作用X0起动Y0传动带X1停止Y1灌装机X2灌装机传感器Y2封口机基于PLC啤酒灌装生产流水线的模拟与仿真1　啤酒罐装生产流水线总体方案设计啤酒灌装自动生产线控制系统主要包括五个部分：啤酒自动灌装部分、自动上盖部分、机械手拿取啤酒罐部分、啤酒灌装自动封口部分、自动喷码部分。

系统的总体思路：此生产线为全自动控制的，生产线一旦上电，PLC将通过软件对生产线进行自动控制：通过开关控制传送带的停转和对啤酒罐的灌装控制，实现对系统状态的显示，并且通过PLC内部的计数器对所生产的产品进行计数。

本项目对啤酒罐装生产流水线的硬件和软件进行了设计。

其中硬件设计包括三菱FX3GA-60MR 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。

根据系统的要求对PLC、变频器、电动机、传感器等外部设备进行选型。

啤酒灌装生产线控制系统设计

毕业设计 [论文]题目：学院：专业：姓名：学号：指导老师：完成时间：摘要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。

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啤酒灌装生产流水线控制系统。

文章刚开始介绍了PLC的相关知识，接着以啤酒灌装流水线为例，采用三菱公司的FX系列可编程序控制器，介绍了PLC 在啤酒灌装流水线中的应用，给出了详细的程序设计过程。

利用PLC控制啤酒灌装生产过程，传送带调速系统，可有效提高灌装生产效率，并显著增加控制系统的可靠性和柔性。

最后提出了用控制方面较为成熟的PID 算法来控制全自动灌装压盖机贮液缸内液位和压力的想法。

关键词:可编程控制器；灌装流水线；顺序功能图；梯形图；PID调节AbstractWith the increasing level of industrial automation, many industrial enterprises are faced with the transformation of traditional production line and re-design problem. PLC (programmable logic controller) is a microprocessor as the core of industrial control devices, it will relay the traditional control system combined with computer technology in recent years in industrial automation, mechanical and electrical integration, the transformation of traditional industries such as generally applied. As a general-purpose industrial control computer, the realization of industrial control wiring logical leap in logic to storage, industrial control in the world is playing an increasingly important role. In view of this, the designers of the use of PLC functions and features designed a beverage filling production line control system.The article introduced the PLC beginning of the relevant knowledge, and then to drink bottling line as an example, the use of Mitsubishi FX series programmable logic controller, PLC, introduced in the beverage bottling line in the application, given a detailed program design process. PLC control of the use of beverage filling production process, which can effectively improve the production efficiency of filling, and significantly increase the reliability of control systems and flexible. and take out the idea of control the level and pressure in fully automated filling Gland with a more mature PID algorithm in thefield of control finally.Key words: filling lines; Ladder Diagram ；PID regulation1绪论1.1 啤酒包装工业的发展现状众所周知，从1979年至今，我国的啤酒工业经历了二次增长高潮。

啤酒装箱自动生产线的PLC控制

啤酒装箱自动生产线的PLC控制PLC Control Of Automatic Production Line Of Beer-encasement阎相环 Yan Xiang Huan(河北任丘渤海石油职业学院机电系，河北任丘062552) （Department Of Mechanical and Electrical Engineering,Bohai Petroleum Vocational College,HeBei Renqiu 062552)【内容摘要】利用PLC来控制啤酒装箱的自动生产线。

在装箱生产线上装设1个光电传感器，每当1个啤酒瓶经过时，会产生一个脉冲信号，可以用这个脉冲信号传给PLC进行记录已经经过的啤酒的个数，当啤酒数达到24个时，利用一只机械手来完成整个装箱动作过程，利用5个行程开关把机械手的机械位置信号传给PLC，由PLC经过处理控制机械手的运动。

【关键词】自动生产线机械手PLCAbstract：The design attempts to control the entire automatic production line of beer-encasement by using of PLC. A photoelectric sensor is installed on the line of encasement, such that when a beer bottle pass by, a impulse signal will be engendered, which can be used to memorize the number of bottles transmitted to PLC. When the number of bottles is up to 24, a manipulator will complete the entire bin-packing process. By using of 5 travel switch, the signal of manipulator’s mechanical location will be tranmitted to PLC, and after its machining, PLC contrlos the movement of the manipulator.Keywords：automatic production line, manipulator, PLC0总体方案的确定0.1啤酒装箱自动生产线中装好的啤酒瓶采用传输带传输。

光电计数器

电子系统课程设计设计报告设计题目：光电计数器小组成员所在学院指导教师年月日目录前言 (2)一、设计任务 (2)二、设计要求及技术指标 (3)三、设计方案比较 (3)四、主要元件介绍 (5)五、电路设计 (10)六、电路焊接与调试、故障分析与解决 (16)七、收获与体会 (17)八、参考文献 (17)九、附仿真图、元件清单和实物图 (17)光电计数器指导教师摘要：数字式电子计数器有直观和计数精确的优点，目前已在各种行业中普遍使用。

数字式电子计数器有多种计数触发方式，它是由实际使用条件和环境决定的。

有采用机械方式的接触式触发的，有采用电子传感器的非接触式触发的，光电式传感器是其中之一，它是一种非接触式电子传感器。

这种计数器在工厂的生产流水线上作产品统计，有着其他计数器不可取代的优点。

该例光电触发式电子计数器只有两位数，但通过级联可以扩展为四位，甚至多位。

本文针对光电计数器的设计要求，翻阅了一些资料，基本能实现其所要求的功能。

关键词：电子计数器计数触发光电式传感器Abstract:Digital electronic counter intuitive and counting accurate advantages, has currently in various industries commonly used. Digital electronic counter have multiple counts, it is triggered by the actual conditions of use and environments. Using the contact of mechanical way, have use trigger non-contact electronic sensors, photoelectric sensor trigger is one of these, it is a kind of non-contact electronic sensors. This counter on the factory production lines for product statistics, has the advantages of other counter irreplaceable. This example photoelectric trigger type electronic counter only two digits, but through the cascade can be extended for four, even more. Aiming at the design requirements of photoelectric counter, looked up some material, basic can realize its the required functions.KEY WORDS: electronic counters counting trigger photoelectric sensor前言在啤酒、汽水和罐头等灌装生产线上，常常需要对随传送带传送到包装处的成品瓶进行自动计数，以便统计产量或为计算机管理系统提供数据。

【最新版】啤酒灌装机毕业论文

摘要现如今啤酒及其他碳酸饮料在人们的生活中已占据了重要的地位，从而也带动了灌装机械的发展。

啤酒灌装是啤酒生产的最后工序，其装备水平直接影响到啤酒的成品质量、成本、销售效果和企业的经济效益。

论文重点围绕啤酒的运送和灌装进行了机构的设计与零件校核。

本文首先对所给技术参数包括生产能力、流量、体积等技术参数进行了整理和计算。

考虑到加工过程的高效性和可行性，对整体灌装系统进行了初步的机械结构设计，包括运输机构和灌装机构。

然后，针对各个零件的配合关系、强度要求以及寿命要求，对各个机构的零件进行结构以及尺寸的设计，并进行了校核，各个零件均符合要求。

最后，对啤酒灌装机系统的安装要求和维护措施进行了简要的阐述，保证系统运行的可靠与稳定性，满足生产任务的要求。

关键词：啤酒灌装机；机构设计；尺寸；校核；安装；维护各位如果需要此设计的全套内容（包括二维图纸、中英文翻译、完整版论文、程序、答辩PPT）可加解。

AbstractNowadays, beer and other carbonated drinks have occupied an important position in the people's life, which led to the development of filling machine. Beer filling is the last process in beer production, and the level of equipment affects product quality, cost, beer sales and economic benefit of the enterprise directly. This article designs a mechanism focusing on the beer delivery and filling.Firstly, the technical parameters including the production capacity, flow rate, volume and other technical parameters are organized and calculated. The mechanical structure of the whole filling system is designed considering the feasibility and efficiency of the machining process, including the transport mechanism and the filling mechanism.Then, the structure and size of each body parts are designed and checked for the cooperation of each part and meeting strength requirements and life requirements, all parts fit the bill.Finally, the installation and maintenance measures of the beer filling machine system are briefly described in order to ensure the reliability and stability of system operation, to meet the production requirements.Key-words: beer filling machine; design; size; check; installation;maintenance目录摘要 (I)Abstract (III)第1章绪论 (1)1.1 课题来源及研究的目的和意义 (1)1.2 国内外在该方向现状及分析 (1)1.3 主要研究内容 (2)1.4 技术要求 (3)第2章机构整体设计 (4)2.1 设计思想 (4)2.2 灌装机构设计 (4)2.2.1 灌装阀设计 (4)2.2.2 导轨滑块机构设计 (5)2.2.3 辅助零件设计 (7)2.3 运输机构设计 (7)2.3.1 减速机构设计 (8)2.3.2 传送机构设计 (8)2.4 本章小结 (8)第3章零件设计及校核 (10)3.1 主轴设计及校核 (10)3.1.1 主轴尺寸设计计算 (10)3.1.2 主轴材料设计 (10)3.1.3 主轴校核 (11)3.2 电动机的选择 (11)3.3 减速机构带传动设计............................................ 错误！未定义书签。

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1摘要：介绍了啤酒包装线上的智能计算器的工作原理,在对各种计数方法进行分析后提出了基于光电传感器的计数测量系统，并给出了智能计数器控制的硬件电路设计和程序流程图。

详细分析了系统的组成及工作原理，给出了系统中各硬件模块设计方法及系统软件设计方法，给出了部分程序流程图和程序清单。

该计数系统安装维护方便，工作稳定，运行可靠，具有较大的推广应用价值。

目录1 引言 (4)2 自动计数系统组成及工作原理 (4)2.1计数测量原理 (4)2.2计数测量系统结构组成 (4)3 自动计数系统硬件电路的设计 (5)3.1 生产线自动计数总框图 (5)3.2传感器及信号调理的电路设计 (5)3.2.1 光电传感器简介 (5)3.2.2 光电转换及信号调理电路设计 (6)3.3 单片机小系统的设计 (9)3.3.1 单片机 (9)3.3.2键盘显示模块计 (10)3.3.3电源模块设计 (13)4 系统软件设计 (14)4.1 程序原理框图 (14)4.2 程序设计与调试 (16)5 实验及结果分析 (16)结论 (18)参考文献 (19)致谢 (20)111引言一般啤酒厂日产啤酒几十万瓶, 为及时掌握啤酒瓶子的破碎率、日产量等指标,需要在灌装生产线的多个环节上安装计数器, 每当酒瓶通过计数器时,就会被计数器的传感器检测到,酒瓶个数自动加1。

接近开关通过检测金属瓶盖计数。

光电开关有光束发射端和接受端, 如发射端与接受端位于同一侧, 酒瓶通过时就会将发射的光束反射回来, 被接受端接受到, 开关状态改变, 计数电路检测到状态变化而计数; 如发射端与接受端相对, 酒瓶通过他们之间时, 光线被遮, 也会改变开关状态。

2 系统组成及工作原理系统组成及工作原理系统组成及工作原理系统组成及工作原理2.1计数测量原理计数测量原理计数测量原理计数测量原理如图1 所示,四只管子位于同一平面内,发射管A、B 分别对准接受管A、B ,瓶颈的直径应大于发射管A 与接受管B 之间的距离。

计数器内部设一标志, 酒瓶未进入发射管A与接受管A 之间时, 两束光线均被接收, 管A、B均导通, 标志置0 , 当酒瓶继续运动遮挡住一束光线时,标志不变。

当同时遮挡住两束光线时,标志置1。

当酒瓶离开,两束光线未遮挡时,标志置0 ,这时计数器个数加1。

由于酒瓶遮挡住一束光线时, 标志不变, 因此酒瓶进入传感区域发生抖动时,不会影响标志,从而保证准确计数。

图1:检测原理图.2计数测量系统结构组成计数测量系统结构组成计数测量系统结构组成计数测量系统结构组成系统由信号预处理电路、单片机STC 89C51、系统化LED显示模块、串口数据存储电路和系统软件组成。

其中信号预处理电路包含信号放大、波形变换和波形整形。

对待测信号进行放大的目的是降低对待测信号的幅度要求；波形变换和波形整形电路则用来将放大发射管A接受管B接受管A发射管B啤酒瓶的铁盖 - -5的信号转换成可与单片机匹配的TTL信号；通过对单片机的编程设置可使内部定时器T0对输入脉冲进行计数，这样就能精确地算出加到T0引脚的单位时间内检测到的脉冲数；设计计数显示部分采用价格低廉且使用方便的LED模块，通过相关计算方法计算得到的计数数字通过I2C总线放到E2PROM存储，既节省了所需单片机的口线和外围器件，同时也简化了显示部分的软件编程。

3 系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计系统硬件电路的设计3.13.13.13.1生产线自动计数总框图生产线自动计数总框图生产线自动计数总框图生产线自动计数总框图生产线上的计数框图如图2所示。

图2 系统原理框图 3.23.2 光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计由于系统需要将光信号转换为电信号，因而需要使用光电传感器并设计相应的信号调理电路，以得到符合要求的脉冲信号，送给单片机STC89C51进行计数。

3.2.13.2.1 光电传感器简介光电传感器简介光电传感器简介光电传感器简介光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。

它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。

光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。

光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。

由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的，按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类，即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。

模拟式光电传感器是将被测量转换成连续变化的光电流，它与被测量间呈单值关系。

光电转换信号调理波形变换波形整形单片机键盘模块RS232数字存储电路LED 显示- -6模拟式光电传感器按被测量(检测目标物体)方法可分为透射(吸收)式、漫反射式、遮光式(光束阻档)三大类。

所谓透射式是指被测物体放在光路中，恒光源发出的光能量穿过被测物，部份被吸收后，透射光投射到光电元件上；所谓漫反射式是指恒光源发出的光投射到被测物上，再从被测物体表面反射后投射到光电元件上；所谓遮光式是指当光源发出的光通量经被测物光遮其中一部份，使投射刭光电元件上的光通量改变，改变的程度与被测物体在光路位置有关。

红外发光二极管是一种把电能转变成光能的半导体器件。

它具有体积小、功耗低、寿命长、响应快、机械强度高等优点，并能和集成电路相匹配。

因此，广泛地用于计算机、仪器仪表和自动控制设备中。

3.2.2 光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计光电转换及信号调理电路设计传感器将啤酒生产线上流动信号转变成了电脉冲信号，该信号经过LM324集成运放整形驱动，送到单片机进行脉冲计数。

光电转换部分与单片机的连接框图如图3所示。

图3光电转换部分与单片机的连接框图 LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。

它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。

每一组运算放大器可用图4所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。

两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。

LM324的引脚排列见图5图（4）放大器图图5 引脚图由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。

本设计计划采用高性能集成四运放LM324来进行光电信号调理电路设计。

电路采用两级放大电路对脉冲信号进行放大，防止信号脉冲太小以至对实验结果不产生影响。

此外，还设计了有源带通滤波器。

为了达到预定效果，对系统运用MULTISIM 8进行模拟仿真，并利用模拟仿真结果对有关元器件进行参数设定，以使电路满足要求。

如图6所示是MULTISIM 进行电路模拟仿真示意图及其模拟仿真结果。

图6 电路模拟仿真示意图及其模拟仿真结果系统设计的光电转换及信号调理电路见图7。

设计中为了系统抗干扰及降低成本，考虑了一下一些方面。

(1) 为了消除玻璃瓶经过光敏三极管时由于透射和折射产生的干扰信号, 采用了一级单稳电路 , 利用玻璃瓶前沿到达光敏三极管瞬间触发单稳态电路翻转, 并利用单稳态电路的暂稳期隔离光电信号, 使玻璃瓶前沿以后所产生的折射和透射干扰不能进入计数电路, 保证一个产品只产生一个计数脉冲.(2) 计数器要求计数脉冲不能太宽, 如将单稳态电路的输出直接加到计数器, 会产Xxx理工大学毕业设计- -8生两次甚至多次翻转。

同时为使计数脉冲获得质量较好的上升和下降边沿, 并且具有一定的幅度和宽度, 采用了一级积分整形电路。

(3) 为使电路供电简单化, 统一采用5 V 直流稳压电源。

具体电路原理见图7。

选用光敏三极管作为光电传感器, 该元件灵敏度高、性能稳定, 能够适合生产线复杂的工作环境要求。

当传送带上没有玻璃瓶通过时, 光敏三极管受光直射呈低电阻, 光电流很大, 使I b1≈ 0,B G1 截止。

这时U c1= E c (+ 5 V ) , 使二极管D 反向截止。

单稳态电路的静止状态是B G2 饱和,B G3截止。

当有玻璃瓶通过的遮光瞬间, 光电管呈高阻,I b1增大,BG1 饱和,U c1从+ 5 V 下降到0V (图8a) , 这个负跳变经R rC r 微分得到一个负脉冲, 使B G2 截止,B G3 饱和, 也就是利用玻璃瓶遮光时光敏三极管的前沿跳变触发单稳态翻转。

由于CB 的放电使U b2逐渐上升, 当上升到B G2 的导通电压时,B G2 才重新导通(图8b) ,电路又迅速恢复到静止状态。

而此期内由于U b2很小, 玻璃瓶折射和透射干扰对截止管BG2不起任何作用, 起到了抑制干扰信号的作用, 使得一个玻璃瓶只触发一次单稳。

积分型整形电路用五块7M Y 13 型集成电路与非门以及R 0, C0 组成。

常态时因B G3 截止。

U c3≈ E c,Y F 1 输出u1 为低电平“0”, Y F 2, Y F 3 输出(u2, u3 ) 都为高电平“1”(图8c, d, e, g) , 电容C0 被充电至U c(图8f)。

当玻璃瓶前沿到来时, 单稳电路翻转,U c3≈ 0,U 1=“1”, 虽然使Y F 2 输出为“0”。

但是C0 经R 0和Y F 2 的放电需要时间,U c0不能突跳为0。

所以Y F 3 的两个输入全为“1”, 输出U 3 为“0”。

此后C0 的放电使U c0 逐渐下降到Y F 3 的关门电平(图8f 中的U g3) , Y F 3 输出U 3 又立即为“1”。

此后经Y F 4, Y F 5 整形获得计数脉冲CP (图8h) , 其宽度t1 由R 0C0 决定。

图7 电路原理图图8 电路波形图3.3 单片机系统的设计单片机系统的设计单片机系统的设计单片机系统的设计单片机是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）的简称，是指在一块芯片上集成了中央处理器CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、定时器/计数器、中断控制器以及串行和并行I/O接口等部件，构成一个完整的微型计算机。

目前，新型单片机内还有A/D及D/A转换器、高速输入/输出等部件。

由于它的结构和指令功能都是按工业控制要求设计的，特别适用于工业控制及其数据处理场合，因此，确切的称谓应是微控制器（Microcontroller）.系统使用的单片机是STC 89C51型单片机。