（广东技术师范学院天河学院 电气与电子工程学院 广东广州 510540）
摘要：本系统设计了饮料罐头生产线中的检测系统，通过本系统可以实现的功能对来灌位置进行自动检测，到位自动停止后开始给需要加料的罐体加料。加料过程中通过称重传感器检测加料量，当检测合格时送走料灌，后端通过超声波传感器会再次对加料量进行检测，查看是不是符合设定的条件，若检测到不合格产品，则通过生产线的次品提出设备，将次品提出。本次设计在下位控制设备上，选用了西门子的S7-200PLC。而对于检测与控制软件的选择，则选用北京亚控科技发展有限公司的组态王产品作为上位机。
关键词：PLC；组态王；产检检测；自动控制
1研究现状
目前，生产自动化对生产周期的缩短，产品质量的提高，以及适应产品迅速更新换代的要求等方面发展具有重大意义。因此，罐头厂正从传统的手工操作等落后的机器转换成拥有高自动化的先进技术的机器来提生产的自动化控制水平和生产效率。而当前工业自动化，在电气控制上的发展上，正越来越偏向于使用PLC来完成。
如今若要适应现代化对某一大规模生产的产品进行包中、实际检测和技术等要求，一套自动化控制生产线的设计就显得不可缺少，采用高自动化的机器来取代传统的工人进行的单一且繁琐的工作。从而进一步推动工业上现代化、自动化的发展革新，提高了国民的经济，改善了人民的工作环境。自动化技术的普及对市场经济效益有着很大的提升，特别是在灌装加工行业上的效果非常明显。在自动化的生产基本普及的今天，包装行业的机械自动化控制程度的优劣将会直接会对生产产品的质量及生产的效率产生很重大的影响。
2.系统要求
系统设计的工作方式分为手动操作方式和自动操作方式两种。在手动模式下，可以人为的任意操作灌装，产线电机打开/关闭，次品提出等操作。在自动模式下，系统可以首先通过人工设置必要的参数比如设定灌装的重量级误差范围等。再对确认自动控制是否开始，如果自动控制开始，那么产线电机打开，产线上的被灌装的罐体将会按照产线的运动方向来运动，当运行到指定位置后，红外对射探头将会检测到罐体的位置，检测到位置后暂时停止产线运动并打开加料阀门，对罐体进行加料，加料的同时，会自动检测被加料灌的重量，当检测的重量达到设定参数后，传送带的电机开始运转，同时加料阀门关闭，让产线继续运动，当被加装料的罐体运行到后期检测位置后，会再次对罐体进行合格检测，如果是合格产品则会继续顺着产线运动，并自动计数；如果不合格产品，那么会自动被产线上的次品提出设备提出出去。实现合格品与不合格品的自动分离。
图4-1主程序流程图
3控制系统原理
上位机中运行的组态王软件，主要用于与下位设备的数据交换机进行控制操作，通过与PLC的通信实现。系统控制有本地控制和远程控制两种方式，两种控制方式的级别相同，实际以最后发布的指令来执行。
PLC的Prot0用作与上位机通信。通过PC/PPI协议组组态王连接交换数据。设备地址设为2，波特率9600，8位校验位，偶校验。这些参数要与组态王定义的设备一致方可通信成功。
4 PLC软件设计
根据设计要求，本设计有两个工作方式，即手动操作和自动操作。在手动方式下，可以人为的任意操作灌装，传送带电机打开/关闭，次品提出等操作。在自动模式下，系统可以首先通过人工设置必要的参数比如设定灌装的重量级误差范围等。再对确认自动控制是否开始，具体程序流程如图4-1所示。
报警原理，本系统设计有总罐体的液位检测功能，当总罐体的液位高于90%时，或是低于10%时就会产生报警，PLC会将报警状态传给上位机组态王软件，组态王工程也会弹出报警画面提示报警状态。
主程序实现功能主要是调用子程序和实现一些简单的逻辑操作。在主程序中的上电后的第一个上升沿调用了初始化程序，完成对系统的初始化。网络1调用模拟量采集程序，网络2调用自动子程序功能。网络3为手动程序调用，网络4总电源开关控制。主程序如果4-2所示。
图4-2 PLC 主程序
手动程序是在需要进行手动操作时，把系统工作设置为手动操作方式时才使用的程序，在手动操作方式的时候，可以人为地对系统进行干预调节，从而实现对生产状况的调整，包括比如生产线电机控制，灌料阀门控制，次品提出控制等等一些操作。
自动程序中对一些重要的参数可以通过上位机来进行设置，自动程序执行流程为首先自动开始，再进行位置检测，落料阀门控制，再进行合格与否检测，不合格时次品提出，合格时成品计数。
报警子程序的功能是当系统出现异常时发出报警提示，来提示用户系统有故障，尽快维护。举例来说假如总料灌液位低于10%时就会发出报警，提示用户液位不足，请尽快对总料灌加料。
5组态王程序设计
5.1 画面设计
系统运行后将自动进入欢迎画面，同时需要操作者登录ID进行验证确认，确认该操作者是否有操作权限对系统进行操作。在权限管理界面，用户可以根据需求进行用户登录，关闭等操作，登录成功以后可以获得系统的所有的权限，比如对此ID密码的修改以及配置ID。如果系统在运行时出现异常，就会有报警产生，同时系统会弹出报警窗口，报警画面如下图所看到的那样。主画面如图5-1所示。
图5-2 应用程序命令语言画面
5.2脚本程序
设备建好，数据变量建立完毕，画面设计完毕，这些都做好以后就是脚本的编写了，这也是程序的重中之重，只有脚本编写的无误，才能让画面及系统按照设计之初的要求进行运行。应用程序命令语言如下图所示。
6 系统运行测试
前面所有工作做完后就进入到系统调试阶段了。根据反复调试结果总结为在调试时需要注意一下两个方面。1.程序bug检查；2.软件系统与硬件系统的统一调试。
参考文献：
[1]邵裕森，巴筱云.过程控制及仪表[J].机械工业出版社，1999，15（3）：156～175
[2]中国电子学会.2000/2001传感器与执行器大全[M].电子工业出版社，2001
[3]柴瑞娟，陈海霞.西门子PLC编程技术及工程应用[J].机械工业出版社，2006，45（6）：178～210
[4]文锋，陈青.自动控制理论[M].中国电力出版社.2008
[5]廖常初.PLC编程及应用[J].机械工业出版社，2009，44（9）：23～56
[6]林德杰.过程控制仪表及控制系统[M].机械工业出版社，2008
[7]组态王.组态王使用说明书[J].北京亚控，2006，32（5）：45～66
论文作者:汪理,熊培枫
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/5
标签：操作论文; 系统论文; 次品论文; 程序论文; 方式论文; 主程序论文; 画面论文; 《电力设备》2019年第2期论文;