PLC在自动化饮料生产线中的应用2023-05-20

0 引言

饮料行业为了更好的适应社会的发展趋势, 改变传统的饮料生产线, 引进自动化控制技术, 并在自动化控制技术中引入PLC进行控制, PLC的加入使自动化饮料生产线运作的更加稳定, 功能更加完善, 大大提高了饮料的生产效率。

1 PLC的相关概述

1.1 PLC的组成结构

可编程逻辑控制器 (PLC) 的实质是一台专用于工业控制的计算机, 所以, 它与其他的控制及在机构上有很多相似的地方。PLC的主要组成部分包括以下几部分如图1所示。

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图1 可编程逻辑控制器 (PLC) 组成   


(1) 电源

PLC电源在整个系统中占有非常重要的地位, 如果没有一个安全系数高且稳定的电源, 那么整个系统就不能正常的运作, 所以, PLC的制作者非常看重电源的设计和制造。

(2) 中央处理单元 (CPU)

CPU是可编程逻辑控制器 (PLC) 的核心部分, 主要是由存储器和微处理器组成。它可以接收并储存相关的数据信息, 实时检查电源和存储器的工作运作状态, 并能对用户操作失误进行提醒, 使其及时改正。

(3) 编程设备

编程设备是可编程逻辑控制器重要的外围设备, 利用它可以有效地对用户程序进行检查、修改、调试和监控。

(4) 输入和输出模块

输入和输出模块是可编程逻辑控制器 (PLC) 与现场设备连接的主要接口, 保证PLC可以正常的运行。

1.2 PLC系统的主要特征

(1) PLC系统控制灵活

PLC是将集成度高和体积小的优点集一身的高性能处理器。在控制系统中引入PLC, 对改良自动化饮料生产线有很大的作用, 它可以替换掉原有系统中繁琐的电路和连线。因为PLC系统控制比较灵活, 所以PLC技术在自动化饮料的生产线很适用, 它可以紧跟时代的发展步伐进行实时的更新, 在更新时不需要大规模的变更, 只需将原有的PLC拆卸换上新的处理器即可。

(2) 安全性高

PLC系统的出现, 很大程度上减轻了人的工作量。在一些工程监控中, 不在需要人为的监控, 只需PLC提供相应的感应器, 将工程现场的具体情况传输到PLC处理器中, 就可以详细的将工程的数据参数进行有效的监控, 这种工作模式, 大大减少了工作中出现的失误情况, 提高准确性。

2 饮料生产线的控制要求

自动化饮料生产线系统的正常运作主要是通过开关将手动的生产模式设定为自动的生产模式, 一旦启动开关, 传送带就开始运作, 该行为一直维持到关闭开关或者灌装感应器检测到另一个瓶子装满时停止, 等下一个空瓶到感应器时会再次启动传送带。其操作的具体要求是:首先, 当空瓶在灌装感应器下时, 停顿1秒后, 灌的箱数。再次, 每隔一点时间将记录的饮料箱数进行上传, 对计数器清零继续记录。

系统工作流程图如图2所示。

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图2 饮料灌装生产线PLC控制系统工作流程   


3 PLC控制系统的设计

3.1 PLC硬件控制系统的设计

PLC硬件中传送部分的设计主要是将瓶子进行控制的传送装置, 根据相关要求, 传送带需要一个专有的电机进行控制, 与此同时还要利用变频器对电动机进行平缓的调速。传送带是传送瓶子的一个载体, 需要不停的进行转动传送, 将瓶子送到固定的位置, 也可以说是一种运输机器。传送带根据有无牵引件进行分类, 分为有牵引件的传送带机器和无牵引件的传送带机器。

3.2 PLC软件控制系统的设计

PLC系统在设计的过程中通常采用的是梯形图 (如图3所示) , 其特点是更能形象和直观的观察整个结构。PLC系统在开始运作时, 其初始电流比较大, 如果只因为电流的大小来判断电机是否正常运作, 就很容易造成判断失误的情况。我们可以通过系统软件的设计, 有效地避开因初始电流大造成的报警问题, 从而使工作中的电流进入到正常的监测状态。在软件设计过程中, 设定紧急停止按钮, 以便遇到突发状况不能使整个生产线停止工作。目前, PLC梯形图的设计理念主要是根据丰富的经验, 经验法的设计思路主要以传统继电器和接触器的电路图为基础, 以梯形图作为编程语言, 从而实现对整个电机系统的控制。因为每个的经验不同, 可能会出现不同的梯形图。

4 PLC在自动化饮料生产线中的应用现状

随着社会市场经济的快速发展, 各个企业在市场中的竞争力越来越大, 想要在市场中站稳脚步并向前发展, 就必须提高企业的生产效率, 改革产品的生产技术。目前, 人们的的生活节奏越来越快, 饮料成为人们生活中的必需品, 饮料行业随之快速发展起来, 为了提高饮料行业的生产效率, 企业的领导者开始对饮料的生产线进行技术创新和改革。企业在自动化饮料的生产线上引入PLC系统, PLC系统的加入, 完善了企业原自动化饮料生产线上的不足, 很大程度上提高了饮料的生产效率, 降低了企业的生产成本。PLC本身在数据分析和储存方面有很大的优势, 通过电子信息技术将整个生产线相连接, 方便领导者对生产线进行指导, 相关领导也能够及时的了解自动化饮料生产线中可能出现的一些问题, 对出现的问题进行详细的数据分析, 并制定行之有效的解决方案。

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图3 梯形图设计   


5 加强安装管理和日常维护

加强安装管理和日常维护的主要目的是保障PLC系统在自动化饮料生产线中应用时的安全性。首先, 在原有的自动化饮料生产线中安装PLC之前, 应该严格把控PLC的质量问题, 全方面进行检查, 检查结果合格后才可以安装, 避免在日后工作时发生故障。其次, 在PLC系统安装后, 相关工作者要加强对该设备的日常维护和检修, 此外, 在检修时, 应该保障检修的质量, 不能敷衍了事, 对一些系统改造和技术路线的变更要做详细的记录, 便于后期查看和维护。再次, 保障PLC系统的安全性的主要设备包括以下几部分:电源、中央处理单元、信号模板、寿命元件输出和输入的继电器和整个安装状态等等, 严格检查每个部分的安全性能, 保证每个部分能够正常运作。最后, 提高相关工作人员的整体素质水平, 加强对工作人员的管理, 保证工作人员能够胜任自身的工作岗位, 熟悉相关的工作流程, 同时还要具有专业的计算机技能。相关领导者应该高度重视工作人员的培养, 定期组织技能培训, 提高工作人员的知识技能, 使其思想能够紧跟时代的发展步伐, 与时俱进。

6 结束语

PLC系统出现将工业自动化的发展推向一个新的高潮, 在自动化饮料生产线中应用PLC系统, 在一定程度上简化了饮料生产线的控制过程, 提高了控制的效率和生产的效率。文中对PLC的相关概述进行分析, 了解PLC系统的主要特征控制灵活和安全性高, 了解了饮料生产线的控制要求和软件设计, 对PLC在自动化饮料生产线中的应用现状进行较为详细的分析, PLC的应用, 有利于提高企业的生产效率, 降低企业的生产成本。同时对如何加强PLC系统的安装管理和日常维护进行了研究, 保障自动化饮料生产线运作的安全性, 为促进企业的发展提供有利的条件。