PLC和触摸屏在纯净水自动灌装生产线中的应用

叶 娜，江国龙

（1.河源市高级技工学校，广东河源 517000；2.河源理工学校，广东河源 517000）

PLC和触摸屏在纯净水自动灌装生产线中的应用

叶 娜1，江国龙2

（1.河源市高级技工学校，广东河源 517000；2.河源理工学校，广东河源 517000）

研究了基于西门子PLC控制的自动灌装生产线的设计。生产线主要由送瓶机构、四工位灌装机构、封盖机构、成品搬运机构组成。利用S7-300 PLC对灌装生产线进行编程并仿真，实现其自动控制，通过触摸屏控制，实现人机界面交互。

自动灌装生产线；PLC；触摸屏

0 引言

民以食为天，食以水为先。随着生活质量的提高和环保、健康意识的增强，人们对饮水问题日益重视。其中，纯净水以其突出的优点受到市民的欢迎。在大量生产灌装水企业的生产线，若用人工灌装，则生产成本高、生产效率低下。本文选用西门子PLC、威伦触摸屏设计一条自动化程度高、实时监控等特点的自动灌装生产线。本设计采用模块化结构，具有良好的可维护性，对提高企业生产和管理自动化水平有很大的帮助。设计中选取的是西门子PLC S7-300，可以满足多种多样的自动化控制需要。

1 自动灌装生产线的工作原理

自动灌装生产线原理图如图1所示，生产线通过传送带送入，经推瓶气缸推入四工位灌装机构中转盘A工位，然后依次在B工位定量灌装，C工位夹持固定后由封盖装置封盖，最后在D工位由成品搬运机构取出放入成品库。PLC、触摸屏都安装在控制柜内。

图1 自动灌装生产线原理图

2 自动灌装生产线的功能要求

针对企业实际生产情况，灌装生产线设计了相应的功能。

（1）运行模式。分为自动和手动两种，正常运行时采用自动控制，发生故障和检修调试时采用手动控制。

（2）互锁功能。生产线的执行机构具有互锁功能，由于生产线执行机构动作的先后顺序关系，不能同时动作，相互之间要进行条件限制互锁，确保执行机构功能正常运行[1]。

（3）急停功能。生产线设计急停功能，为应对突发事件和紧急状况，按下急停按钮时，生产线所有运行部件应立刻停止运行，直到故障排除后，通过复位生产线才能重新起动运行。

（4）故障报警功能。当生产线执行机构运行不到位或出现故障时，能通过触摸屏显示故障信息、并通过蜂鸣器发出报警信号。

（5）实时监控功能。触摸屏实时监控生产线运行，如历史数据、现场动态数据、故障报警、产品数量、运行模式。

3 自动灌装生产线设计

（1）硬件设计。硬件结构如图2所示。生产线的运行由PLC、触摸屏控制，PLC与触摸屏通过RS-485通信电缆进行通信[2]。PLC输入电路模块读取外部信号，PLC通过程序运行，运行结果由输出电路模块控制执行机构的运行，通过传感器采集生产线动态数据，实现自动控制。

（2）PLC程序设计。SIMATIC Manager编程软件是与S7-300 PLC相匹配的编程软件，是强大的工控编程组态软件，该软件简单易学，能够解决复杂的自动控制任务，并具有扩展功能。SIMAT⁃IC Manager编程软件为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境[3]。自动灌装生产线控制流程图如图3所示。

图2 生产线的硬件结构

4 触摸屏软件设计

威伦触摸屏MT6000i软件提供多种功能器件，可对现场数据采集处理、设置参数、接受各种控制指令，实现数据、报表输出、报警处理等功能。触摸屏界面结构如图4所示。

图3 自动灌装生产线控制流程图

图4 触摸屏界面结构

（1）触摸屏界面的组态包括功能按钮组态、参数输入组态、曲线显示组态、报警指示组态等。触摸屏的各个界面之间设置有界面跳转按钮。

（2）过程可视化。在触摸屏界面上可动态显示过程数据，比如搬运机械手的当前位置等。

（3）生产过程可控制。操作员可以通过触摸屏操作界面控制系统的运行、调试系统参数等。

（4）显示报警。系统一旦出现故障，触摸屏上便弹出故障显示界面并伴有报警灯报警[4-5]。故障排除确认后，生产线方可继续运行。

（5）信息记忆功能。触摸屏可以记录系统运行的过程数据及信息，例如按时间顺序记录历史信息，操作员可以随时查阅相关信息或数据。

5 结束语

本文利用PLC、触摸屏技术实现了灌装水的自动灌装。该系统运行稳定，自动化程度高，提高了生产效率。

［1］梁耀光，余文烋.电工新技术教程［M］.北京：中国劳动出版社，2010.

［2］杨少光.机电一体化设备的组装与调试［M］.南宁：广西教育出版社，2009.

［3］肖威，李庆海.PLC及触摸屏组态控制技术［M］.北京：电子工业出版社，2010.

［4］何汪洋，姜莉莉，张灿为，等.基于PLC和触摸屏的柴油机机体清洗装备的研究［J］.机电工程技术，2013（8）：59-61.

［5］江国龙.物料分解系统设计［J］.电工技术，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

叶 娜，女，1981年生，广东河源人，大学本科，讲师。研究领域：电气自动化。已发表论文5篇。

(编辑：向 飞)

2014－03－04