摘 要本论文介绍了可编程控制器与世纪星监控软件在汽水灌装机中的控制方法和原理，采用了新的检测方法，实现了整个生产线的自动化。本论文详细论述了汽水灌装机控制系统的设计步骤，通过对灌装机系统的充分了解，以行业现状为出发点，结合其他行业自动控制技术的应用情况，提出了基于PLC的汽水灌装机控制系统的基本结构。用日本OMRON系列可编程控制器设计了多移阀开启、破瓶检测、破瓶捡出、自动压盖等过程的自动控制。最后，简要介绍了世纪星组态软件，对世纪星具体的模拟过程进行了详细的叙述，并附有汽水灌装机控制系统的组态画面。本系统设计中完成了汽水灌装机控制系统的硬件的配置和软件方面的设计，并利用世纪星组态软件实现了实时监控系统的设计，使得整个设计形象，实用。采用PLC来控制饮料生产线，实现了汽水灌装机控制系统的自动化，对劳动生产率的提高，对饮料的质量和产量的提高都具有深远的意义。关键词：汽水灌装机控制系统；可编程控制器；组态软件AbstractThis paper introduces briefly the programmable logical controller and the century star monitoring software uses in the carbonated drinks filling machine of controlling method and the principle, used the new examination method, and achieve the automation of the entire production line.This paper describes in detail the control system of the carbonated drinks filling machine design steps, a brief introduction of the carbonated drinks filling machine control system and base on the self-industry and the application of the other trade on auto-control technique, proposed the frame of the control system based on programmable logical controller. Design the control system of the carbonated drinks filling machine based on the programmable logical controller and designs the control system by OMRON for opening valve, inspecting and picking out the broken bottle. At last, the simulation software of configuration briefly and describe simulation process in detail, there are carbonated drinks production line configuration screen. This design completes the carbonated drinks production line hardware configuration and software design and uses century star configuration software to monitor real-time system, to achieve the image of the entire design image and practical. Achieve the automation of the carbonated drinks filling machine. Not only improve the labor productivity, but also has far-reaching significance of the improvement of quality and yield.Keywords: Carbonated drinks filling machine control system, Programmable Logical Controller, Configuration software目 录绪 论11 灌装控制系统总体介绍41.1 灌装机的主要类型41.1.1 旋转型灌装机41.1.2 直线型灌装机41.2 灌装的基本方法介绍51.3 灌装机以及灌装方式的确定61.3.1 灌装机的确定61.3.2 灌装方式的确定62 汽水灌装机控制系统设计方案8 2.1 总体设计思路82.2 汽水灌装机控制系统的具体流程83 汽水灌装机控制系统的硬件设计103.1 PLC的选型103.1.1 选择PLC控制的原因103.1.2 PLC介绍103.1.3 PLC型号的选择113.2 PLC硬件系统的连接123.3 灌装机的传动原理133.4 灌装机的重要硬件详解133.4.1 灌装机的供瓶机构133.4.2 瓶的升降机构133.4.3 灌装阀的功能144 汽水灌装机控制系统的软件设计154.1 系统程序的指令介绍154.2 可编程序控制器I/O分配154.3 工作过程分析164.3.1 正常灌装流程164.3.2 灌装出现次品的流程194.3.3 次品捡出器204.3.4 贮料缸的相关程序225 监控程序的软件设计235.1 组态软件简介235.1.1 组态软件的选择235.1.2 世纪星组态软件简介235.1.3 世纪星软件组成235.2 组态画面的具体设计245.2.1 组态图形界面的设计245.2.2 组态的变量设计255.2.3 应用程序命令语言编辑265.2.4 动画连接276 监控系统通信的实现296.1 通信连接296.1.1 CPM2A的通信连接方式296.1.2 CPM2A的上位通信协议296.1.3 编写上位机通信程序296.1.4 实现上位机对PLC的监控306.2 计算机与PLC通信306.3 世纪星与PLC通信316.4 监控系统的现场调试326.4.1 PLC系统的现场调试326.4.2 上位计算机系统的现场调试32结 论34致 谢35参考文献36附件A37附录B45附件C52附件D56附件E58绪 论（1）灌装机械的发展与现状随着现代科学技术的发展，人民生活水平的提高，人们的消费习惯也随之相应的变化，同时对消费品的包装提出了更高的要求。而液态产品的包装在包装行业中占有很大比例，这是由于液体包装涉及的行业广泛、品种繁多，如饮料方面的汽水、果汁、牛奶、矿泉水、蒸馏水、啤酒、果酒等；调味品方面的酱油、醋、味精液、果酱等；药品方面的针剂、糖浆、酊剂、气雾剂等；农药乳剂、化工产品的各种瓶装、化妆品等，要满足日益增长的液体产品的需要，就应大力发展液体产品的包装技术。人类自从采用容器盛装液体以后，就产生了灌装方法。十九世纪末二十世纪初以前，通常使用水罐、水杓进行人工灌装或直接将容器浸入液料中进行灌装，大约在1980年美国Horix、Kiefer和U.S.BottLers等三家公司开始制造容器灌装的机械装置。第一台商业用灌装机是Kiefer公司制造；Horix公司于1920年首次制造了重力灌装机，用于灌装番茄酱，这家公司至今仍生产灌装机，二十年代初这几家公司着手生产回转式灌装机，其中U.S公司制造的是纯真空灌装机，二十世纪以来。灌装机械工业发展迅速，那时灌装的速度取决于人工将瓶子对准灌装阀，等待瓶子灌装完毕所需的时间。我国在解放前几乎没有灌装机械，灌装生产绝大部分处于手工操作，非常落后。70年代初，上海、北京、广州、青岛、烟台等地引进三十多条灌装线，其中有西德Seitz厂产品、意大利Simonazi公司、美国Merer公司、日本三菱公司，另外还有许多罗马尼亚灌装线。随后，我国广东轻工机械厂、北京酿酒机械厂、上海化工机械厂等许多家仿制了不少灌装线，初步改善了灌装生产的落后面貌，但灌装机械的发展与国际先进水平的差距仍很大8。（2）PLC在工业中的应用情况 PLC （Programmable Logical Controller，可编程序逻辑控制器）是以微处理器为基础，综合了计算机和自动化技术而开发的新一代工业控制装置，按照IEC（国际电工协会）国标标准定义是，可编程序控制器又称PC或PLC，它是以微型计算机为基础的一种为用于工业环境而设计的数字式电子系统，这种系统用可编程序存储面向用户指令的内部寄存器，完成规定的功能，如：逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等，通过数字量的输入、输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC产品在抗电磁、噪声干扰、有害废气的腐蚀、高温、粉尘等方面有很高的能力，能直接和现场各种单元、部件连接，坚固耐用，可靠性方面PLC的平均无故障时间可达5万小时以上，操作与维修十分方便，功能日益扩大。因此，PLC广泛的应用于许多工业领域，当然技术的日新月异、突飞猛进是PLC迅速扩展市场的根本原因。我国应用PLC还处于初级阶段，而且局限于钢铁、化工、汽车、机床、煤炭、电站等领域，其他行业的应用尚未普及，中国尚有广阔的应用领域等待开拓。我国的饮料包装设备在许多方面采用了PLC，并取得了非常好的效果，但仍有许多不足与欠缺。（3）我国灌装业的缺陷 我国的饮料包装设备还存在自动化程度低、速度慢、破瓶率高、系统运行不稳定等缺陷。随着集散控制系统的日益完善，PLC在工业控制领域应用的日益广泛，使我们利用先进控制技术改进自动汽水灌装机的控制系统，弥补其不足成为可能。（4）汽水灌装机控制系统方案设想与优点 本课题的目的就是采用现代流行的先进控制技术，设计汽水的自动灌装控制系统，通过软、硬件功能的组态实现汽水灌装机系统的自动化控制，表现在：（a）减少事故。通过监控系统，可以对生产线中各设备的运行情况进行周密监视，发现异常，立即进行报警或停机，把事故控制在最小的范围内，从而提高运行的可靠性。（b）提高经济效益。实施灌装过程监控后，可以实现大型汽水灌装机控制系统的全自动化，提高生产效率。（c）改善工作环境。实施监控后，值班人员坐在控制室就可以随时了解整个汽水灌装机控制系统的运行情况，从以往人工操作、实时观察中解脱出来。（5）论文的主要构成 本文第1部分对汽水灌装机控制系统的认识和灌装设备的介绍；第2部分介绍的是汽水灌装机控制系统的工艺流程，首先介绍了汽水灌装机控制系统的工作过程和传动原理，其次介绍了汽水灌装机控制系统的其他几个重要小部件；第3部分介绍的是汽水灌装机控制系统的硬件设计，主要有PLC的选型和PLC的连接。第4部分介绍的是汽水灌装机控制系统的软件设计，主要是对PLC软件和系统程序的设计进行介绍，并结合汽水灌装机控制系统的具体控制要求，对I/O进行分配；第5部分