天津理工大学自动化学院课程设计报告第1 页天津理工大学自动化学院课程设计报告第2 页一、课程设计目的、意义二．设计任务三、设计进度计划天津理工大学自动化学院课程设计报告第3 页课程设计正文一、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、能用和利时编程软件实现对冲瓶工段的基本控制控制4二、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。
设计步骤：四、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）。
天津理工大学自动化学院课程设计报告第4 页控制原理图如图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。
天津理工大学自动化学院课程设计报告第5 页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所示的端子定义和接线图LM3310图 3天津理工大学自动化学院课程设计报告第6 页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。
：所示：5理瓶流程图如图②．天津理工大学自动化学院课程设计报告第7 页开始启动理瓶机处理堆积瓶子启动传送带切断理瓶机电源瓶有是否子堆积冲洗瓶子理瓶流程图5图天津理工大学自动化学院课程设计报告第8 页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)) 理瓶机瓶满( X000 AT %IX0.0: BOOL;) 主机故障 X001 AT %IX0.1: BOOL; () (理瓶机故障 X002 AT %IX0.2: BOOL; ) 喷冲泵故障 X003 AT %IX0.3: BOOL; ((DO))主机(Y000 AT %QX0.0: BOOL;天津理工大学自动化学院课程设计报告第9 页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。
天津理工大学自动化学院课程设计报告第10 页④冲瓶机组态界面及数据词典如图7和图8所示冲瓶机组态界面7图天津理工大学自动化学院课程设计报告第11 页图8冲瓶机数据词典六、程序图9程序单1天津理工大学自动化学院课程设计报告第12 页图10 程序段2天津理工大学自动化学院课程设计报告第13 页程序段3图11天津理工大学自动化学院课程设计报告第14 页七、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。
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