PLC在饮料灌装生产线控制系统的应用(3)
（2）机构简单，应用灵活
PLC在硬件结构上采用模块化积木式结构，各种输入输出信号模块、通信模块及一些特殊功能模块品种齐全。针对不同的控制对象，可以方便、灵活地组合成不同要求的控制系统。硬件接线简单，一般不需要很多配套的外围设备。
（3）编程方便，易于使用
PLC采用了与继电器控制电路有许多相似之处的梯形图作为主要的编程语言，程序形象直观，指令简单易学，编程步骤和方法容易理解和掌握，不需要具备专门的计算机知识，只要具有一定的电工和工艺知识的人员都可以在短时间内学会。
（4）功能完善，适用性强
PLC具有对数字量和模拟量很强的处理功能，如逻辑运算、算术运算、特殊函数运算等。PLC具有常用的控制功能，如PID闭环回路控制、中断控制等。PLC可以扩展特殊功能，如高速计数、电子凸轮控制、伺服电动机定位、多轴运动插补控制等。PLC可以组成多种工业网络，实现数据传送、上位监控等功能。
2. 饮料灌装生产线的总体方案设计
2.1 饮料灌装生产线的基本结构
整个饮料灌装生产线由主传送带、次品传送带、灌装装置、次品推动装置、定位传感器、次品检测传感器等组成。电动机的启动和停止，灌装装置向上、向下移动和灌装，次品的检测、推动都是由PLC控制的。生产线由传感器实时监控，由来PLC控制，控制准确，自动化程度高。
检查空瓶满瓶个数时应该用液位传感器检测饮料是否灌装到要求的液位，但由于有计时器定时灌装时间，且系统设计没有此要求，综合考虑经济效益与简化系统要求，不选择液位传感器。
本系统在程序编写时，采用了调用子程序，使程序模块化，简洁有序，实现了罐装的自动检测，自动灌装，自动循环，自动计数，满足了系统的要求。饮料灌装生产线的基本结构图如图1所示。
图1 饮料灌装生产线的基本结构图
2.2 饮料灌装生产线的控制要求
饮料灌装装置主要包括两部分：恒压储液罐灌液和计数部分。在恒压储液罐中，里面有上限液位和下限液位传感器，饮料通过进液电磁阀流入恒压储液罐，液面到达上限位时进液电磁阀断电关闭，使液位保持稳定。
控制要求如下：
（1）系统通过开关设定为自动操作模式，一旦启动，则传送带的驱动电机启动并一直保持到停止开关动作或罐装设备下的传感器检测到一个瓶子时停止；瓶 子装满饮料后，传送带驱动电机必须自动启动，并保持到又检测到一个瓶子 或停止开关动作。
（2）当瓶子定位在罐装设备下时，停顿1秒，罐装设备开始工作，罐装过程为5秒钟，罐装过程应有报警显示，5秒后停止并不再显示报警。
（3）用两个传感器和若干加法器检测并记录空瓶数和满瓶数，一旦系统启动，必须记录空瓶数和满瓶数，设最多不超过99999999瓶。
（4）可以手动对计数值清零（复位）。
2.3 系统程序设计的基本结构
系统控制结构：当按下启动开关正常工作时，在PLC的控制下进行灌装、计数工作；当按下停止开关时，系统停止工作。系统控制结构图如图2所示。
图2 系统控制结构图
3. 系统元器件的选型
3.1 PLC的选型
S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器。早些时候称为CPU21X，其后的改进型称为CPU22X，其结构紧凑、功能强，具有很高的性能价格比，在中小规模控制系统中应用广泛[5]。
S7-200系列PLC可提供5种不同的基本单元和多种规格的扩展单元,其系统构成除基本单元、扩展单元外，还有编程器、存储卡、写入器、文本显示器等。
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