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【摘 要】 PLC可编程序控制器具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点，已广泛用于工业发展的自动控制中。据统计，可编程控制器是工业自动化装置中应用最多的一种设备。专家认为，可编程控制器将成为今后工业控制的主要手段和重要的基础设备之一。由于PLC具有对使用环境适应性强的特性，同时其内部定时器资源十分丰富，应用于灌装机的发展很快，早已有人工手动灌装发展实现为机械自动化灌装，且自动化水平日益提高。随着科学技术和生产的发展，现在越来越多的PLC应用于灌装机系统中。
【关键词】 PLC 自动灌装 系统设计
引 言
当前国内灌装主要存在的问题是灌装效率低，灌装机的自动化和集成化程度低，这大大降低了工业生产的效率。针对以上的问题，使用在工业领域内使用广泛的PLC作为主控制器，实现灌装系统的自动进瓶，按照瓶口的大小自动定位，按照瓶子的容积自动灌装，自动出瓶等一系列功能，大大提高了工业灌装效率。
一、PLC的发展
PLC在60年代末到70年代中期出现，这时期的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。从70年代中期到80年代中后期，微处理器的出现使PLC发生了巨大变化。美国，日本，德国等一些厂家开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用范围得以扩大。从80年代后期至今，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化，使PLC的功能更强大。
二、 PLC的应用领域
目前，PLC已经广泛地应用于所有的工业部门，随着PLC性能价格比的不断提高，过去许多使用专用计算机控制设备的场合也可以使用PLC。PLC的应用领域不断的扩大，主要有以下几个方面：
1、开关量的逻辑控制；
2、运动控制；
3、闭环过程控制；
4、数据处理；
5、通信联网。
并不是所用的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述部分的功
能，但是价格较低。
三、PLC控制自动灌装机系统的优点
将PLC用于对自动灌装机系统的控制，主要是其具有对使用环境适应性强、无故障运行时间长的特性，同时其内部定时器、计时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的自动灌装机系统进行精确控制，罐装传送带控制系统的系统设计目的是利用PLC和变频器控制电动机转动带动皮带传動，然后将要灌装的瓶传送给灌装机，达到瓶流速度和灌装速度的协调，从而提高工作效率。基于PLC的这些好处，所以选择PLC为逻辑控制元件。
四、PLC控制在自动灌装系统中的应用
PLC对步进电机和伺服电机进行运动控制，主要应用于各种机床、自动化生产线和机器人等。PLC既可以进行单机控制，又可以进行多机联网控制，正在逐渐取代继电器电路控制，能够实现逻辑控制和顺序控制，在机床、自动生产线、电梯控制等领域应用广泛。
灌装系统最大的特点就是系统动作复杂、连贯性要求高、具有较多的执行元件，不适合使用大量的中间继电器来进行系统的控制，PLC具有上百点的内部辅助继电器和大量的内部专用继电器，能够满足系统的控制要求。PLC控制的使用寿命和可靠性也比继电器控制方式要好很多，PLC应用在灌装系统上比使用其他的控制方式具有一些明显的优势，比如：PLC逻辑控制不需要进行硬件的修改。
五、自动灌装系统的整体设计
首先根据系统的工艺流程和执行机构进行整体分析，灌装系统的机械机构主要由网带进瓶机构、导瓶机构、传送机构、灌装跟踪机构及灌装机构等构成，执行机构需要互相配合、相互协调，软件和硬件相结合才能够保证灌装系统的顺利进行。通过对执行机构的工作流程进行分析，设计和编译软件的实现过程。通过对各个过程进行连续动作过程的衔接控制和速度控制，其电气部分的控制系统主要包括输入控件、PLC可编程控制器和输出控件三部分。传送带的速度控制需要考虑的因素很多，灌装瓶的水平和垂直跟踪，灌装停留的速度，灌装的一个周期主要包括5个工步：限位、垂直下降、同步灌装、垂直上升、回程；这5个工序配合传送带的速度控制和启动与制动的操作，就能够完成灌装机的自动控制。
六、灌装系统的调速系统设计
根据灌装系统的自动化控制程序设计要求，进行灌装系统的传送带调速系统分析，实际系统调速的闭环控制程序，完成系统对于传送带速度的设计要求。设计的思路为在皮带高速稳步运行段，通过测每秒编码器发出的脉冲数来测得皮带的实际速度，把这个速度与设定的目标速度进行比较，设置相应的加减速，即可使得皮带稳速运行。
结语
本文通过对自动灌装系统的调研，PLC应用于自动灌装系统具有明显的优势，通过对系统进行总体设计和不同功能单元的控制，重点对自动灌装系统的传送带调速系统进行了设计分析，完成了自动灌装系统的功能设计。
【参考文献】
[1] 熊焕云.虚拟现实技术在灌装生产线设计中的应用[D].武汉：广东工业大学，2003.
[2] 李玉琳.灌装机控制系统以及关键问题研究[D].武汉理工大学，2010.
【关键词】 PLC 自动灌装 系统设计
引 言
当前国内灌装主要存在的问题是灌装效率低，灌装机的自动化和集成化程度低，这大大降低了工业生产的效率。针对以上的问题，使用在工业领域内使用广泛的PLC作为主控制器，实现灌装系统的自动进瓶，按照瓶口的大小自动定位，按照瓶子的容积自动灌装，自动出瓶等一系列功能，大大提高了工业灌装效率。
一、PLC的发展
PLC在60年代末到70年代中期出现，这时期的PLC多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制，定时等。从70年代中期到80年代中后期，微处理器的出现使PLC发生了巨大变化。美国，日本，德国等一些厂家开始采用微处理器作为PLC的中央处理单元（CPU）。这样，使PLC的功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使PLC的应用范围得以扩大。从80年代后期至今，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC所采用的微处理器的档次普遍提高。而且，为了进一步提高PLC的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。这样使得PLC软、硬件功能发生了巨大变化，使PLC的功能更强大。
二、 PLC的应用领域
目前，PLC已经广泛地应用于所有的工业部门，随着PLC性能价格比的不断提高，过去许多使用专用计算机控制设备的场合也可以使用PLC。PLC的应用领域不断的扩大，主要有以下几个方面：
1、开关量的逻辑控制；
2、运动控制；
3、闭环过程控制；
4、数据处理；
5、通信联网。
并不是所用的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述部分的功
能，但是价格较低。
三、PLC控制自动灌装机系统的优点
将PLC用于对自动灌装机系统的控制，主要是其具有对使用环境适应性强、无故障运行时间长的特性，同时其内部定时器、计时器资源十分丰富，可对目前普遍使用的自动灌装机系统进行精确控制，罐装传送带控制系统的系统设计目的是利用PLC和变频器控制电动机转动带动皮带传動，然后将要灌装的瓶传送给灌装机，达到瓶流速度和灌装速度的协调，从而提高工作效率。基于PLC的这些好处，所以选择PLC为逻辑控制元件。
四、PLC控制在自动灌装系统中的应用
PLC对步进电机和伺服电机进行运动控制，主要应用于各种机床、自动化生产线和机器人等。PLC既可以进行单机控制，又可以进行多机联网控制，正在逐渐取代继电器电路控制，能够实现逻辑控制和顺序控制，在机床、自动生产线、电梯控制等领域应用广泛。
灌装系统最大的特点就是系统动作复杂、连贯性要求高、具有较多的执行元件，不适合使用大量的中间继电器来进行系统的控制，PLC具有上百点的内部辅助继电器和大量的内部专用继电器，能够满足系统的控制要求。PLC控制的使用寿命和可靠性也比继电器控制方式要好很多，PLC应用在灌装系统上比使用其他的控制方式具有一些明显的优势，比如：PLC逻辑控制不需要进行硬件的修改。
五、自动灌装系统的整体设计
首先根据系统的工艺流程和执行机构进行整体分析，灌装系统的机械机构主要由网带进瓶机构、导瓶机构、传送机构、灌装跟踪机构及灌装机构等构成，执行机构需要互相配合、相互协调，软件和硬件相结合才能够保证灌装系统的顺利进行。通过对执行机构的工作流程进行分析，设计和编译软件的实现过程。通过对各个过程进行连续动作过程的衔接控制和速度控制，其电气部分的控制系统主要包括输入控件、PLC可编程控制器和输出控件三部分。传送带的速度控制需要考虑的因素很多，灌装瓶的水平和垂直跟踪，灌装停留的速度，灌装的一个周期主要包括5个工步：限位、垂直下降、同步灌装、垂直上升、回程；这5个工序配合传送带的速度控制和启动与制动的操作，就能够完成灌装机的自动控制。
六、灌装系统的调速系统设计
根据灌装系统的自动化控制程序设计要求，进行灌装系统的传送带调速系统分析，实际系统调速的闭环控制程序，完成系统对于传送带速度的设计要求。设计的思路为在皮带高速稳步运行段，通过测每秒编码器发出的脉冲数来测得皮带的实际速度，把这个速度与设定的目标速度进行比较，设置相应的加减速，即可使得皮带稳速运行。
结语
本文通过对自动灌装系统的调研，PLC应用于自动灌装系统具有明显的优势，通过对系统进行总体设计和不同功能单元的控制，重点对自动灌装系统的传送带调速系统进行了设计分析，完成了自动灌装系统的功能设计。
【参考文献】
[1] 熊焕云.虚拟现实技术在灌装生产线设计中的应用[D].武汉：广东工业大学，2003.
[2] 李玉琳.灌装机控制系统以及关键问题研究[D].武汉理工大学，2010.