·設(shè)備外觀

·設(shè)計(jì)簡述

飲料灌裝生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)有模型和電氣控制系統(tǒng)兩部分組成，模型具有生產(chǎn)線的物料傳送、空瓶清洗、空瓶檢測、飲料灌裝、瓶體封蓋、成品檢測、瓶體貼標(biāo)、成品入庫八大功能站；根據(jù)現(xiàn)場工藝流程和控制要求，通過配置PLC電氣控制系統(tǒng)，從對自動化及網(wǎng)絡(luò)通訊設(shè)備的安裝、接線、調(diào)試診斷，PLC、組態(tài)軟件和觸摸屏的編程、調(diào)試以及設(shè)備整體調(diào)試任務(wù)的實(shí)施，能較好地完成對工業(yè)電氣自動化和工業(yè)網(wǎng)絡(luò)全集成技術(shù)的相關(guān)技能訓(xùn)練。可滿足各類高等院校、職業(yè)院校、職業(yè)教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)對電氣自動化及工業(yè)現(xiàn)場總線的安裝、調(diào)試、維護(hù)及診斷的教學(xué)、培訓(xùn)和技能競賽。
通過配置PLC電氣控制系統(tǒng)，可體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)電氣自動化及網(wǎng)絡(luò)集成技術(shù)在生產(chǎn)流水線上的應(yīng)用,控制和執(zhí)行設(shè)備涵蓋了PLC、現(xiàn)場總線、變頻器、傳感器、步進(jìn)電機(jī)、交流異步電機(jī)、直流電機(jī)、人機(jī)界面和組態(tài)軟件等多種技術(shù)。

·主要參數(shù)

1、工作電源：單相三線AC220V±10%  50Hz；
2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度＜85%（25℃）  海拔＜4000m；
3、裝置容量：≤2.0KVA；
4、模型外形尺寸：2000×1600×1300mm，電氣控制系統(tǒng)尺寸：1600mm×500mm×1800；
5、安全保護(hù)：具有接地保護(hù)、漏電保護(hù)功能，安全性符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

·組成及功能

    該模型主要包括空瓶清洗、空瓶檢測、飲料灌裝、瓶體封蓋、成品檢測、瓶體貼標(biāo)、成品入庫等；控制系統(tǒng)采用西門子最新控制系統(tǒng)，包括S7-1500PLC、S7-1200PLC、S7-200 Smart、KTP700彩色工業(yè)觸摸屏、ET200MP分布式I/O等自動化設(shè)備，系統(tǒng)采用PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線構(gòu)建三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
 (一)對象模型
    對象模型整體由鋁型材搭建而成，在平臺上方設(shè)置有物料輸送站，三相異步電動機(jī)驅(qū)動輸送帶運(yùn)動，且可實(shí)現(xiàn)調(diào)速。沿輸送帶依次設(shè)有空瓶清洗、空瓶檢測、飲料灌裝、瓶體封蓋、成品檢測、瓶體貼標(biāo)、成品入庫站，各工作站采用電動和氣動完成對灌裝生產(chǎn)線加工工藝過程的模擬，在控制平臺上還設(shè)有3色警示燈用以指示運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)對象模型設(shè)置有腳輪便于移動和定位。
    灌裝生產(chǎn)線加工工藝站情況如下：
1.空瓶清洗
    驅(qū)動浸泡池上的電機(jī)，將空瓶送到料倉中，推瓶汽缸伸出，將空瓶推入傳送帶后汽缸縮回，檢測到空瓶順利到位則啟動傳送帶，同時(shí)清洗電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，吹氣電磁閥動作，模擬清洗工序。該站配置2路光電反射式傳感器和1路動作氣缸。
2.空瓶檢測
    經(jīng)過清洗過程的空瓶抵達(dá)該位置，色標(biāo)傳感器對空瓶的瓶身進(jìn)行檢測，如為黑色則表示空瓶未清洗干凈，通過氣動推桿將其送廢瓶區(qū)；為白色表示空瓶清洗干凈，送下一個(gè)工序。該站配置1路光電反射式傳感器、1路光電對射式傳感器、1路色標(biāo)傳感器和1路動作氣缸。
3.飲料灌裝
    空瓶抵達(dá)灌裝區(qū)，當(dāng)被傳感器檢測到后，對空瓶進(jìn)行定位，輸送帶同步停止運(yùn)行，灌裝工位指示燈點(diǎn)亮。灌裝氣缸向下運(yùn)動，到位后灌裝指示燈點(diǎn)亮，灌裝完畢后氣缸收縮，灌裝指示燈熄滅，輸送帶繼續(xù)運(yùn)行，瓶子流向下一道工序。該站配置1路光電對射式傳感器和2路動作氣缸。
4.瓶體封蓋
    經(jīng)過灌裝的瓶子抵達(dá)封蓋區(qū)，當(dāng)被傳感器檢測到后，對空瓶進(jìn)行定位，輸送帶同步停止運(yùn)行，將瓶蓋下落到瓶子上面，完成上蓋動作。
    壓蓋傳感器檢測瓶子到位后，輸送帶停止運(yùn)行，此時(shí)上方的壓蓋氣缸下壓，下壓到位后縮回，完成封口工作，帶動瓶子流向下一道工序。該站配置1路光電反射式傳感器、2路光電對射式傳感器和4路動作氣缸。
5.成品檢測
    經(jīng)過封蓋的瓶子抵達(dá)檢驗(yàn)區(qū)，當(dāng)被傳感器檢測到后，用色標(biāo)傳感器對瓶蓋進(jìn)行檢測，如為黑色表示封蓋有問題，通過氣動推桿將其送廢瓶區(qū)；檢測為白色表示封蓋正常，送下一個(gè)工序。該站配置1路光電反射式傳感器、1路光電對射式傳感器、1路電容液位傳感器、1路色標(biāo)傳感器和1路動作氣缸。
6.瓶體貼標(biāo)
    完成檢測工序的瓶子經(jīng)過時(shí)，相應(yīng)工位上的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行，模擬對瓶體貼標(biāo)工序。該站配置1路光電反射式傳感器和1路步進(jìn)電機(jī)。
7.成品入庫
    待瓶體移動到成品推料桿位置時(shí)推料汽缸動作，將成品推入成品庫中。該站配置1路光電反射式傳感器、1路光電對射式傳感器和2路動作氣缸。
8.物料輸送
    采用皮帶輸送帶傳送，由三相異步電動機(jī)驅(qū)動，可以實(shí)現(xiàn)調(diào)速控制，帶編碼器信號反饋。
(二)控制系統(tǒng)
    控制系統(tǒng)整體也是由鋁型材搭建而成，電氣安裝部分采用網(wǎng)孔板結(jié)構(gòu)，主體采用1.5mm厚的不銹鋼板加工成型，采用改進(jìn)型“橫二豎六”橢圓長孔加工，整體設(shè)計(jì)規(guī)范、合理，使各類元器件在任何角度、任何方位都能輕松裝配、調(diào)整。
    網(wǎng)孔板上可以根據(jù)任務(wù)要求調(diào)整上面安裝的自動化設(shè)備，自動化設(shè)備包括PLC、人機(jī)界面、分布式IO、變頻器、工業(yè)交換機(jī)、導(dǎo)軌式開關(guān)電源等目前工業(yè)控制系統(tǒng)上最常用的設(shè)備，通過專用的航空電纜線與對象模型對接，完成電氣控制線路的連接。配合對象模型實(shí)現(xiàn)的相關(guān)功能，為了體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)自動化控制的特點(diǎn)，專門選用了具有三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的成套設(shè)備。
    采用西門子最新控制系統(tǒng)，包括S7-1500PLC、S7-1200PLC、S7-200 Smart 、KTP700彩色工業(yè)觸摸屏、ET200MP分布式I/O等自動化設(shè)備，系統(tǒng)采用PROFINET工業(yè)以太網(wǎng)和PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線構(gòu)建三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
    具體配置如下：
1.S7-1500PLC
    主機(jī)(CPU 1516-3PN/DP)一臺：1MB程序，5MB數(shù)據(jù)；10 ns；集成 2PN 接口，1 以太網(wǎng)接口，1DP 接口。
2.S7-1200PLC
    主機(jī)(CPU1211C)一臺：30K的用戶程序區(qū)，1MB的數(shù)據(jù)儲存區(qū)，本身集成6個(gè)數(shù)字量輸入/4個(gè)數(shù)字量輸出，2路模擬量輸入，具有1個(gè)以太網(wǎng)通信端口，支持PROFINET通信。
    通訊模塊(CM1242-5)一個(gè)：用于SIMATIC S7-1200連接到現(xiàn)場總線(PROFIBUS-DP)。
3.S7-200 SMART PLC
    主機(jī)(ST30)一臺：18KB 程序存儲器，12KB數(shù)據(jù)存儲器；集成18個(gè)數(shù)字量輸入/12個(gè)數(shù)字量輸出，提供3軸100kHz高速脈沖輸出，支持PWM（脈寬調(diào)制）和PTO脈沖輸出。
    主機(jī)（SR30）兩臺：18KB 程序存儲器，12KB數(shù)據(jù)存儲器；集成18個(gè)數(shù)字量輸入/12個(gè)數(shù)字量輸出。
4.工業(yè)觸摸屏
    西門子SIMATIC  KTP700一塊，顯示尺寸為7寸，彩色(1600萬色)、分辨率(象素)為880×480，支持PROFINET及USB通訊方式。
5.變頻器
    SINAMICS G120C是專門為滿足OEM用戶對于高性價(jià)比和節(jié)省空間的要求而設(shè)計(jì)的變頻器,這個(gè)系列的變頻器與同類相比，相同的功率具有更小的尺寸，并且它安裝快速、調(diào)試簡單、接線方便可靠、調(diào)試工具界面友好。集成了6個(gè)數(shù)字量輸入/2個(gè)數(shù)字量輸出；1個(gè)模擬量輸入/1個(gè)模擬量輸出接口，集成PROFIBUS-DP通訊功能。
6.以太網(wǎng)交換機(jī)
    兼容IEEE802.3 10Base-T和IEEE802.3u 100Base-TX網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，5個(gè)RJ-45接口，10/100M雙速自適應(yīng)。
    其中S7-1500系列PLC作為主站控制中心使用，完成對象系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)運(yùn)算和控制功能；S7- 200 SMART系列PLC作為步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)；S7-1200系列PLC作為輸送帶驅(qū)動裝置的控制系統(tǒng)以及實(shí)現(xiàn)對傳感器信號的采集和氣缸等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制；觸摸屏KTP700系列用于對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控。

·實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

    任務(wù)一：氣動設(shè)備安裝和調(diào)試
    1.空氣過濾器的安裝和調(diào)試；
    2.氣缸的安裝和調(diào)試；
    3.電磁閥的安裝和調(diào)試；
    4.速度控制閥及磁性開關(guān)位置的調(diào)整。
    任務(wù)二：電機(jī)設(shè)備安裝和調(diào)試
    1.直流的安裝和調(diào)試；
    2.交流的安裝和調(diào)試；
    3.步進(jìn)電機(jī)的安裝和調(diào)試。
    任務(wù)三：機(jī)電設(shè)備安裝和調(diào)試
    1.空瓶清洗站安裝和調(diào)試；
    2.空瓶檢測站安裝和調(diào)試；
    3.飲料灌裝站安裝和調(diào)試；
    4.瓶體封蓋站安裝和調(diào)試；
    5.成品檢測站安裝和調(diào)試；
    6.瓶體貼標(biāo)站安裝和調(diào)試；
    7.成品入庫站安裝和調(diào)試；
    8.物料輸送站安裝和調(diào)試。
    任務(wù)四：自動化設(shè)備安裝、接線和調(diào)試
    1.PLC設(shè)備安裝、接線和調(diào)試；
    2.分布式I/O設(shè)備安裝、接線和調(diào)試；
    3.變頻器設(shè)備安裝、接線和調(diào)試；
    4.觸摸屏設(shè)備安裝、接線和調(diào)試。
    任務(wù)五：工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊總線接線和診斷
    1.PROFIBUS-DP通訊線的制作和連接；
    2.PROFINET通訊線的制作和連接；
    3.變頻器的總線地址設(shè)置；
    4.網(wǎng)絡(luò)整體測試調(diào)試；
    5.多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)搭建。
    任務(wù)六：PLC編程及設(shè)備整體調(diào)試
    1.物料輸送站程序編寫；
    2.空瓶清洗站程序編寫；
    3.空瓶檢測站程序編寫；
    4.飲料灌裝站程序編寫；
    5.瓶體封蓋站程序編寫；
    6.成品檢測站程序編寫；
    7.瓶體貼標(biāo)站程序編寫；
    8.成品入庫站程序編寫；
    9.報(bào)警及處理程序編寫；
    10.生產(chǎn)線整體程序編寫及調(diào)試。
    任務(wù)七：組態(tài)軟件和觸摸屏編程和調(diào)試
    1.觸摸屏編程和調(diào)試；
    2.上位機(jī)組態(tài)軟件編程和調(diào)試。

·配置清單