自动饮料灌装生产线控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：液体灌装机械是伴随饮料工业的产生而产生，并随饮料工业的发展而不断进步的，1895年美国人研制出玻璃瓶灌装机；1902年市场上出现灌装番茄酱用的压力灌装机；1912年发明皇冠盖封口机；不久集灌装和封口于一体的灌装压盖机问世。在20世纪末，啤酒酿造业发达的德国制造出自动啤酒灌装和压盖机。含气饮料的灌装工艺难度大，灌装设备的发展约经历了三个阶段。第一阶段是在1955到1957年间，完成了含气饮料灌装机由差压灌装向等压灌装的过渡，采用的是机械阀。第二阶段是1957到1979年， 这期间首先是德国hk公司，之后是法国和前苏联，发明研制出了等压弹簧阀。弹簧阀在等压状态下，借助弹簧力将充液阀打开，破瓶后充液阀可自动关闭，这样不仅使灌装机的控制机构简化，而且延长了灌装阀的有效工作时间，为灌装机的高速化创造了条件。弹簧阀的出现是液体等压灌装发展史上的一个重要阶段，至今等压灌装机仍采用弹簧阀，只是功能更完善，结构更加合理。第三阶段是以德国sen公司发明的电动阀为标志，电动阀中气阀和水阀的开启和关闭由可编程控制器控制，对灌装时间、灌装速度能够进行严格和可靠的界定。

我国饮料灌装机械制造业起步晚，建国后基本上采用的是手工灌装。。改革开放后，随着轻工业的迅速发展，一方面我国先后引进了一些国外灌装生产线，在改造一些饮料生产企业的同时，另一方面我国也在自行研制，这就促进了我国的包装机械行业进入了一个新的发展时期。进入20世纪80年代，我国采用技术贸易结合的方式，引进德国sen公 司20000瓶／小时的啤酒灌装线和日本三菱公司18000瓶／d,时的含气体饮料灌装线的制 造技术，到1991年又引进了德国khs公司36000瓶／d,时的啤酒灌装线及生产技术。这样，我国不仅能够生产中小型的灌装机，而且开始生产大型灌装机。我国的灌装机械制造业，经历了仿制、引进技术、消化吸收、创新、自主开发的过程，技术进步及创新的速度很快，而且在不断缩小与国外先进技术之间的差距。

plc（可编程控制器），是以微处理器为核心，将计算机技术，自动化技术，通讯技术融入进去，构成全新的工业控制装置。不仅仅能够发挥传统继电器控制技术优势，还可以展现出现代计算机信息技术处理的优势，是工业自动化生产过程中的理想控制设备。此项系统技术还关注于工业现场环境，运行可靠，能够避免任何形式的干扰；组合灵活多样， 编程便捷，安装维修难度较小，因此，将其最为替代继电器控制模式，是很不错的选择，这也是自动化发展的趋势。但从饮料灌装机设备生产水平来讲，国际上的美国，德国，日本，意大利以及英国的制造水平相对较高，对于这些国家的灌装饮料生产技术的研究，可以看清未来饮料灌装机设备的发展趋势，以此为切入点，促进本国饮料灌装机设备的发展和进步，是我们研究plc技术的重要契机。这不仅仅可以监会缩短两者之间的差异，还能够使得自身行业的发展方向更加明确。随着工业自动化水平日益提高，众多工业企业均面临着传统生产线的改造和重新设计问题。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1）选择合适的传感器、plc、电动机、继电器等，构成完整的自动化饮料灌装生产线。

2）对饮料罐装生产线控制系统的硬件和软件方面的设计。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

1）查看相关文献资料，选择合适的部件

2）学习相关的plc知识，自主编写程序

4. 参考文献

[1]尹伦海,蓝和慧.基于can总线的啤酒灌装生产线控制系统[j].价值工程,2010,29(26):148-149.doi:10.3969/j.issn.1006-4311.2010.26.098.

[2]启东威艾信息技术有限公司.一种基于虚拟现实技术的灌装生产线控制系统及实现方法:cn201611063467.6[p].2017-02-22.

[3]单树明.液体灌装自动化生产线及控制系统研究[d].北京:北京工业大学,2014.

5. 计划与进度安排

2022.01.20－2022.02.20 消化已有资料，查阅相关文献资料

2022.02.20－2022.03.15 翻译外文资料，撰写开题报告

2022.03.16－2022.03.28 查阅资料，对灌装生产线总体构思和设计