PLC和觸摸屏在純凈水自動灌裝生產線中的應用

葉 娜，江國龍

（1.河源市高級技工學校，廣東河源 517000；2.河源理工學校，廣東河源 517000）

PLC和觸摸屏在純凈水自動灌裝生產線中的應用

葉 娜1，江國龍2

（1.河源市高級技工學校，廣東河源 517000；2.河源理工學校，廣東河源 517000）

研究了基于西門子PLC控制的自動灌裝生產線的設計。生產線主要由送瓶機構、四工位灌裝機構、封蓋機構、成品搬運機構組成。利用S7-300 PLC對灌裝生產線進行編程并仿真，實現其自動控制，通過觸摸屏控制，實現人機界面交互。

自動灌裝生產線；PLC；觸摸屏

0 引言

民以食為天，食以水為先。隨著生活質量的提高和環保、健康意識的增強，人們對飲水問題日益重視。其中，純凈水以其突出的優點受到市民的歡迎。在大量生產灌裝水企業的生產線，若用人工灌裝，則生產成本高、生產效率低下。本文選用西門子PLC、威倫觸摸屏設計一條自動化程度高、實時監控等特點的自動灌裝生產線。本設計采用模塊化結構，具有良好的可維護性，對提高企業生產和管理自動化水平有很大的幫助。設計中選取的是西門子PLC S7-300，可以滿足多種多樣的自動化控制需要。

1 自動灌裝生產線的工作原理

自動灌裝生產線原理圖如圖1所示，生產線通過傳送帶送入，經推瓶氣缸推入四工位灌裝機構中轉盤A工位，然后依次在B工位定量灌裝，C工位夾持固定后由封蓋裝置封蓋，最后在D工位由成品搬運機構取出放入成品庫。PLC、觸摸屏都安裝在控制柜內。

圖1 自動灌裝生產線原理圖

2 自動灌裝生產線的功能要求

針對企業實際生產情況，灌裝生產線設計了相應的功能。

（1）運行模式。分為自動和手動兩種，正常運行時采用自動控制，發生故障和檢修調試時采用手動控制。

（2）互鎖功能。生產線的執行機構具有互鎖功能，由于生產線執行機構動作的先后順序關系，不能同時動作，相互之間要進行條件限制互鎖，確保執行機構功能正常運行[1]。

（3）急停功能。生產線設計急停功能，為應對突發事件和緊急狀況，按下急停按鈕時，生產線所有運行部件應立刻停止運行，直到故障排除后，通過復位生產線才能重新起動運行。

（4）故障報警功能。當生產線執行機構運行不到位或出現故障時，能通過觸摸屏顯示故障信息、并通過蜂鳴器發出報警信號。

（5）實時監控功能。觸摸屏實時監控生產線運行，如歷史數據、現場動態數據、故障報警、產品數量、運行模式。

3 自動灌裝生產線設計

（1）硬件設計。硬件結構如圖2所示。生產線的運行由PLC、觸摸屏控制，PLC與觸摸屏通過RS-485通信電纜進行通信[2]。PLC輸入電路模塊讀取外部信號，PLC通過程序運行，運行結果由輸出電路模塊控制執行機構的運行，通過傳感器采集生產線動態數據，實現自動控制。

（2）PLC程序設計。SIMATIC Manager編程軟件是與S7-300 PLC相匹配的編程軟件，是強大的工控編程組態軟件，該軟件簡單易學，能夠解決復雜的自動控制任務，并具有擴展功能。SIMAT?IC Manager編程軟件為用戶開發、編輯和監控自己的應用程序提供了良好的編程環境[3]。自動灌裝生產線控制流程圖如圖3所示。

圖2 生產線的硬件結構

4 觸摸屏軟件設計

威倫觸摸屏MT6000i軟件提供多種功能器件，可對現場數據采集處理、設置參數、接受各種控制指令，實現數據、報表輸出、報警處理等功能。觸摸屏界面結構如圖4所示。

圖3 自動灌裝生產線控制流程圖

圖4 觸摸屏界面結構

（1）觸摸屏界面的組態包括功能按鈕組態、參數輸入組態、曲線顯示組態、報警指示組態等。觸摸屏的各個界面之間設置有界面跳轉按鈕。

（2）過程可視化。在觸摸屏界面上可動態顯示過程數據，比如搬運機械手的當前位置等。

（3）生產過程可控制。操作員可以通過觸摸屏操作界面控制系統的運行、調試系統參數等。

（4）顯示報警。系統一旦出現故障，觸摸屏上便彈出故障顯示界面并伴有報警燈報警[4-5]。故障排除確認后，生產線方可繼續運行。

（5）信息記憶功能。觸摸屏可以記錄系統運行的過程數據及信息，例如按時間順序記錄歷史信息，操作員可以隨時查閱相關信息或數據。

5 結束語

本文利用PLC、觸摸屏技術實現了灌裝水的自動灌裝。該系統運行穩定，自動化程度高，提高了生產效率。

［1］梁耀光，余文烋.電工新技術教程［M］.北京：中國勞動出版社，2010.

［2］楊少光.機電一體化設備的組裝與調試［M］.南寧：廣西教育出版社，2009.

［3］肖威，李慶海.PLC及觸摸屏組態控制技術［M］.北京：電子工業出版社，2010.

［4］何汪洋，姜莉莉，張燦為，等.基于PLC和觸摸屏的柴油機機體清洗裝備的研究［J］.機電工程技術，2013（8）：59-61.

［5］江國龍.物料分解系統設計［J］.電工技術，2012（4）：39.

Application of PLC and Touch Screen in the Puer Water Automatic-Filling Production Line

YE Na1，JIANG Guo-long2
（1.Heyuan Senior Technical School，Heyuan517000，China；2.Heyuan Technology School Heyuan 517000，China）

this paper mainly studies the automatic filling production line based on Siemens PLC control design.Production line is mainly composed of bottle body,four filling mechanism,block mechanism,delivery agencies.Filling production line to make use of S7-300 PLC programming and simulation,realize the automatic control,through the touch screen control,realize man-machine interface interaction.

automatic filling production line；PLC；touch screen

TP273

A

1009－9492(2014)09－0121－02

10.3969/j.issn.1009-9492.2014.09.033

葉 娜，女，1981年生，廣東河源人，大學本科，講師。研究領域：電氣自動化。已發表論文5篇。

(編輯：向 飛)

2014－03－04