王忠+陳興忠+周曉芳+高兆霞+馮剛+杜福林

摘 要：論述了可編程邏輯控制器（PLC）的概念、工作原理及在全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)上的應(yīng)用，指出PLC結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大，對設(shè)備主電機(jī)的運(yùn)行速度和灌酒液位的控制更加精確，工作效率高，故障率低，且軟件參數(shù)調(diào)整方便，可滿足不同瓶型和不同工藝的生產(chǎn)需求。

關(guān)鍵詞：可編程邏輯控制器；灌裝壓塞一體機(jī)；葡萄酒

中圖分類號：S220.05 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.02.016

Application of PLC in Automatic Wine Filling and Bottle Corking Machine

WANG Zhong， CHEN Xing-zhong， ZHOU Xiao-fang， GAO Zhao-xia， FENG Gang， DU Fu-lin

（Sino-French Joint Venture Dynasty Winery Company Limited， Tianjin 300402，China）

Abstract： Definition and working principle of programmable logic controllers （PLC） and its application in automatic wine filling and bottle corking machine were introduced. The conclusions were drawn that the PLC have simple structure， and powerful function， and strong control for running speed of main motor and wine filling level， and high efficiency， and the low failure rate， and that software parameters were easily adjusted， which can meet demands of different bottles and different processes.

Key words： programmable logic controllers； filling and bottle corking machine； wine

近年來，消費(fèi)者對食品安全問題日益關(guān)注，國家對食品生產(chǎn)企業(yè)的要求也越來越嚴(yán)格。葡萄酒作為當(dāng)今社會消費(fèi)者青睞的對象，安全問題顯得尤為重要。全自動灌裝壓塞一體機(jī)是葡萄酒灌裝生產(chǎn)線上一個非常重要的機(jī)組，它是集沖瓶、灌裝、打塞為一體的旋轉(zhuǎn)型灌裝機(jī)。為使灌裝出的葡萄酒整齊、美觀并具有良好的包裝質(zhì)量，要求灌裝、打塞動作具有較高的精準(zhǔn)度，傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足要求[1]?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域使用廣泛，它具有編程簡單，工作可靠，使用方便等特點(diǎn)[2]。采用S7-300PLC作為全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效智能化的操作交互以及故障自我診斷，在高速灌裝狀態(tài)下，可以達(dá)到較高的灌裝精度，保證了運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 PLC的概念和結(jié)構(gòu)組成

1.1 PLC的概念

PLC（Programmable logic controllers）是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作。主要特點(diǎn)：體積小、功能強(qiáng)、工作可靠、能耗低。它的基本結(jié)構(gòu)包括：CPU模塊、信號模塊、功能模塊、接口模塊、電源模塊、通信處理器和編程設(shè)備組成，可以與計(jì)算機(jī)、其他PLC或其他設(shè)備進(jìn)行通信。

1.2 PLC的結(jié)構(gòu)組成

該全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制系統(tǒng)選用型號為西門子S7-315-2DP PLC的程序控制器，其存儲量為8 MB，數(shù)字量輸入輸出（DI/DO）為1 024/1 024個，模擬量輸入輸出（AI/AO）為1 024/1 024路，計(jì)數(shù)器和定時(shí)器為256個。其結(jié)構(gòu)組成如圖1所示。

由于該系統(tǒng)輸入和輸出信號較多，故采用了兩個機(jī)架——中央機(jī)架和擴(kuò)展機(jī)架。在中央機(jī)架上選用發(fā)送接口模塊IM360，在擴(kuò)展機(jī)架上安裝了接收接口模塊IM361，其作用是將PLC背板總線從一個機(jī)架擴(kuò)展到下一個機(jī)架。此外，中央機(jī)架上還安裝了計(jì)數(shù)器模塊F350-1，該模塊為單通道、智能化技術(shù)模塊，可以檢測高達(dá)500 kHz的脈沖，主要作用是接收灌裝機(jī)的編碼器脈沖信號。此PLC系統(tǒng)中還包括8塊數(shù)字量輸入模塊SM321、6塊數(shù)字量輸出模塊SM322、1塊模擬量輸入輸出模塊SM334。

（1）數(shù)字量輸入模塊SM321（輸入點(diǎn)為16個、DC24 V）：主要連接各種檢測信號，包括急停、啟停、壓力傳感器、編碼器、光電傳感器、極限開關(guān)等信號。

（2）數(shù)字量輸出模塊SM322（輸出點(diǎn)為16個、DC24 V）：主要連接指示燈、報(bào)警燈、變頻器的啟停、高低轉(zhuǎn)速、高度調(diào)整電機(jī)的正反轉(zhuǎn)信號（分別調(diào)整沖瓶機(jī)和打塞機(jī)高度，調(diào)整灌裝機(jī)酒缸及液位高度）、電磁閥以及各類繼電器信號等。

（3）模擬量輸入輸出模塊SM334（輸入為4路，輸入范圍0～10 V，0～20 mA；輸出為2路，輸出范圍0～10 V，0～20 mA）：檢測和傳輸灌裝機(jī)速度信號、酒缸溫度傳感器信號和液位傳感器信號。

2 全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的工作過程

全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)由沖瓶機(jī)、灌裝機(jī)和打塞機(jī)3部分組成。該機(jī)組有60個灌裝頭，生產(chǎn)速度為15 000瓶·h-1。該機(jī)組的工作過程如下：

（1）沖瓶過程?？掌窟M(jìn)入到進(jìn)口撥輪，瓶托上升托起空瓶，送至沖瓶轉(zhuǎn)盤的瓶夾裝置上，并夾緊瓶嘴，夾瓶裝置沿著導(dǎo)向軌道向下翻轉(zhuǎn)180度，使瓶口朝下，沖洗管進(jìn)入瓶內(nèi)，水閥打開進(jìn)行內(nèi)部沖洗。沖洗后水閥關(guān)閉，氣閥打開將瓶內(nèi)的殘留液體吹出。之后，瓶夾繼續(xù)沿著導(dǎo)軌運(yùn)行并且向上翻轉(zhuǎn)180度，使瓶口朝上，瓶夾打開，瓶子進(jìn)入到出口撥輪上，經(jīng)傳送帶輸送到灌裝機(jī)工位。

（2）灌裝過程。沖洗后的空瓶經(jīng)進(jìn)口撥輪，被準(zhǔn)確的送到酒缸轉(zhuǎn)盤的瓶托上，空瓶隨之轉(zhuǎn)動，瓶托機(jī)構(gòu)將空瓶托起，瓶口與灌裝閥對準(zhǔn)并封閉，瓶口頂開閥門，酒液流入瓶內(nèi)，同時(shí)負(fù)壓管將瓶內(nèi)空氣吸入酒缸。瓶內(nèi)液位的高低是由灌裝閥嘴的高度和負(fù)壓管的作用來決定的，負(fù)壓管將高于灌裝閥嘴的酒液吸回到酒缸內(nèi)，保證不同瓶的液位一致，灌裝完畢。瓶子經(jīng)出口撥輪進(jìn)入到打塞機(jī)的工位。

（3）打塞過程。進(jìn)口撥輪將酒瓶送入到打塞機(jī)的轉(zhuǎn)盤瓶托上，瓶托沿著曲線板軌跡升高，酒瓶對準(zhǔn)擠塞倉的導(dǎo)向套口，送塞裝置將木塞放入擠塞倉中壓縮，打塞桿向下運(yùn)動，將塞壓入瓶頸口內(nèi)。瓶托沿曲線板軌跡下降，酒瓶轉(zhuǎn)到出口撥輪，進(jìn)入到下一個工位。

3 PLC在全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)上的應(yīng)用

PLC主要控制對象包括主電機(jī)變頻器、供酒泵變頻器、防塵風(fēng)罩電機(jī)、設(shè)備高度調(diào)整電機(jī)、CIP沖洗過程以及各類電磁閥。

3.1 主電機(jī)變頻器的控制

主電機(jī)選用丹佛斯VLT2855三相變頻器控制，功能端子：55，60為模擬量；輸入信號0～20 mA；18，19，27為啟動、停止輸入端子。啟動按鈕SP024對應(yīng)PLC輸入點(diǎn)為I12.0，相應(yīng)輸出點(diǎn)Q32.0為啟動運(yùn)行信號，作用在變頻器18，19端子上。停止按鈕SP016對應(yīng)PLC輸入點(diǎn)I16.5，相應(yīng)輸出點(diǎn)Q48.6為停止信號，作用于變頻器27端子上（圖2）。

在人機(jī)界面（觸摸屏）中設(shè)有機(jī)器速度調(diào)整功能，可進(jìn)行參數(shù)更改，以調(diào)整主電機(jī)變頻器的輸出頻率。速度調(diào)整設(shè)有2個級別：正常運(yùn)行速度和最低運(yùn)行速度。正常工作狀態(tài)下，設(shè)定速度參數(shù)后，模擬量輸出模塊PEW272中的CH0通道輸出0～20 mA信號，作用在變頻器55，60功能端子上，其頻率從0～50 Hz變化，對應(yīng)設(shè)備的生產(chǎn)速度為0～15 000瓶·h-1；當(dāng)前方傳送帶有瓶子堆積時(shí)，輸入模塊I20.5接收信號，灌裝一體機(jī)按照最低速度運(yùn)行。

3.2 全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)高度調(diào)節(jié)的控制

高度調(diào)節(jié)通過電機(jī)的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)：電機(jī)帶動減速機(jī)，減速機(jī)輸出軸作用到絲杠上，帶動轉(zhuǎn)盤上下運(yùn)動。高度調(diào)節(jié)形式分為手動單機(jī)調(diào)節(jié)和自動調(diào)節(jié)2種形式。手動單機(jī)調(diào)節(jié)：當(dāng)灌裝新瓶型時(shí)，沖瓶機(jī)、灌裝機(jī)和打塞機(jī)可分別進(jìn)行瓶型高度的測定，測定后的參數(shù)在觸摸屏上顯示并存入PLC相關(guān)數(shù)據(jù)塊中。自動調(diào)節(jié)（針對的是灌裝機(jī)PLC數(shù)據(jù)塊中已存入的瓶型）：在觸摸屏的瓶型調(diào)整頁面輸入要調(diào)整的瓶型代碼，確認(rèn)后進(jìn)入自動調(diào)節(jié)高度的程序，程序?qū)?dāng)前的高度參數(shù)和初始零位的高度參數(shù)比較運(yùn)算后，數(shù)字量輸出模塊相關(guān)輸出點(diǎn)帶動繼電器動作，控制電機(jī)的正傳和反轉(zhuǎn)，來實(shí)現(xiàn)高度調(diào)節(jié)的控制。

3.3 防塵風(fēng)罩系統(tǒng)的控制

由于灌裝生產(chǎn)對環(huán)境衛(wèi)生要求很高，需在無塵無菌的條件下進(jìn)行，故在灌裝機(jī)的上部安裝防塵風(fēng)罩十分必要。防塵風(fēng)罩為半密閉裝置，其內(nèi)部安裝有相應(yīng)的風(fēng)機(jī)和空氣過濾器。風(fēng)機(jī)氣流通過過濾器后，氣體沿著前門和后門自上而下快速流動，形成一道風(fēng)幕，以防止環(huán)境中的飛蟲、灰塵進(jìn)入到灌裝機(jī)內(nèi)。另外，在風(fēng)罩頂部安裝有一部換氣風(fēng)機(jī)，它可將蒸汽殺菌時(shí)形成的熱蒸汽迅速排出。

風(fēng)機(jī)由西門子S7-222PLC控制。風(fēng)機(jī)S7-222PLC作為灌裝機(jī)S7-315-2DP PLC的從站，通過PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線實(shí)現(xiàn)通訊。S7-222PLC的輸入信號為6個壓力傳感器信號，其作用是檢測過濾器表面是否堵塞和漏氣；輸出信號的作用是控制風(fēng)機(jī)的啟停動作。

3.4 供酒泵變頻器的控制

變頻器的控制分為自動控制和手動控制，其電路圖如圖3所示。

自動控制：當(dāng)繼電器KC093、KC092常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，酒缸液位變送器將0～20 mA的信號傳送到PLC模擬量輸入模塊PEW272的CH0通道，PLC將該信號與液位設(shè)定值運(yùn)算比較后，在模擬量輸出模塊CH1通道輸出0～20 mA控制信號作為速度控制信號，輸入到變頻器53，55，60功能端子，此時(shí)變頻器的調(diào)速方式為自動控制。

手動控制：當(dāng)繼電器KC091常開觸點(diǎn)閉合時(shí)，變頻器的功能端子50，53，55連接操作盤上的可調(diào)電位器，53端子電壓范圍為0～10 V，此時(shí)變頻器調(diào)速為手動控制。變頻器控制端子18，27分別為啟動和停止信號輸入端。

操作人員根據(jù)灌裝工藝要求，可在觸摸屏上設(shè)置高、低液位參數(shù)和工作液位參數(shù)。當(dāng)實(shí)際液位值超出所設(shè)置的液位參數(shù)范圍時(shí)，灌裝機(jī)將停止灌裝，并在觸摸屏上顯示低（或高）液位報(bào)警信息。同時(shí)，操作人員通過在觸摸屏上修改PID參數(shù)（比例、積分、微分調(diào)節(jié)器），可實(shí)現(xiàn)對供酒泵轉(zhuǎn)速和酒缸液位的良好控制。

3.5 灌裝機(jī)CIP清洗功能的控制

CIP清洗為在不拆卸設(shè)備或元件條件下，用一定溫度和濃度的清洗液、殺菌劑、蒸汽對與食品接觸的表面進(jìn)行清洗和殺菌。

操作人員在灌裝機(jī)觸摸屏上可以閱讀和編制預(yù)設(shè)程序：在CIP沖洗預(yù)設(shè)頁面上，可以修改操作方式（工作、設(shè)定、沖洗1程序至沖洗5程序）、選擇工作步驟（01234等）、修改各步驟的設(shè)備工作狀態(tài)（暫停、生產(chǎn)、調(diào)整高度等待CIP、進(jìn)第一批酒、用氣體排放排入下水、用氣體排放排入回收槽、沖洗、蒸汽、自然排入下水、排空過濾器、由底部沖洗）、修改各步驟的需求條件（產(chǎn)品、蒸汽、熱水、冷水、清洗劑、殺菌劑等）。設(shè)定程序后，灌裝機(jī)將按照沖洗工藝的要求和相關(guān)傳感器狀態(tài)，順序開啟和關(guān)閉相應(yīng)的閥門。

灌裝機(jī)的PLC通過網(wǎng)絡(luò)與CIP控制中心的PLC進(jìn)行通訊，CIP控制中心將灌裝機(jī)沖洗程序所需要的條件配置就緒，等待灌裝機(jī)PLC的命令，按照程序步驟對灌裝機(jī)進(jìn)行沖洗。

3.6 PLC的系統(tǒng)手動操作功能和故障報(bào)警功能

應(yīng)用PLC系統(tǒng)后，操作人員可以通過觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也可方便的在觸摸屏上進(jìn)行手動操作，包括：各種電磁閥（進(jìn)酒閥、排酒閥、沖洗閥、CIP循環(huán)閥等）、真空泵、防塵風(fēng)罩風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開啟以及相關(guān)設(shè)備（沖瓶、酒缸、液位、打塞）高度的調(diào)整。

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些設(shè)備故障，PLC可對故障信號進(jìn)行分析、處理，并在屏幕上顯示多種報(bào)警信息，包括：進(jìn)出口星輪保護(hù)、高低限位保護(hù)、系統(tǒng)壓力故障、編碼器故障、防護(hù)門故障、無木塞故障、風(fēng)罩風(fēng)機(jī)壓力故障、吊瓶子故障、倒瓶子故障等，這些信息方便維修人員快速修復(fù)設(shè)備，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.7 灌裝壓塞一體機(jī)的PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成如圖4所示，它包括：灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC、灌裝機(jī)S7-200 PLC、CIP沖洗設(shè)備控制中心S7-314 PLC及觸摸屏。S7-200 PLC和S7-314 PLC通過現(xiàn)場總線連接到灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC，灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC通過MPI電纜連接觸摸屏。315 2DP PLC作為主站，其他2臺PLC（S7-314和S7-200）作為從站。其中S7-200 PLC功能為監(jiān)控灌裝機(jī)防塵罩風(fēng)機(jī)及風(fēng)道壓力傳感器的工作狀態(tài)。CIP沖洗中心為灌裝機(jī)提供所需溫度和濃度的酸堿溶液進(jìn)行殺菌。

4 結(jié)論與討論

國內(nèi)葡萄酒行業(yè)中，以往使用的設(shè)備控制系統(tǒng)大量使用中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器組成的邏輯電路，這些裝置頻繁的使用會造成觸點(diǎn)接觸不良，出現(xiàn)故障造成停機(jī)。PLC用軟件代替中間繼電器和時(shí)間繼電器這種接線方式，結(jié)構(gòu)簡單，所占空間小，且故障率低。PLC有完善的故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)外部輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或PLC發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)PLC的發(fā)光二極管或編程軟件提供的信息，快速查明故障的原因，減少了維修的工作量，提高了工作效率。此外，采用PLC作為全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制核心，對主電機(jī)的運(yùn)行速度和灌酒液位的控制更加精確，且對于不同瓶型和不同工藝的適用性好，利用軟件調(diào)整參數(shù)方便易行，可滿足不同的生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳興忠，白智生，周曉芳，等.葡萄酒灌裝體系的完善與優(yōu)化[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）：20-22.

[2] 白智生，火興三，陳興忠，等.高檔干化葡萄酒產(chǎn)區(qū)和品種的選擇[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（2）：126-129.

[3] 賀晉瑜.酚類物質(zhì)對葡萄酒品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（10）：1 118-1 120.

[4] 趙麗芹，鄧俊玲，張舉，等.內(nèi)蒙古西部區(qū)葡萄生產(chǎn)與貯加現(xiàn)狀及問題[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2000（1）：30-31.

[5] 李飛，武月紅，王學(xué)功.葡萄生產(chǎn)中的抗寒與抗病[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2003（6）：34-35.

[6] 馬銀戌，陳港殿.灌裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].食品科技，2009，34（8）：83-84.

[7] 鄭華，方赟，楊曉梅.基于單神經(jīng)元與PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動化與儀表，2011（9）：31-35.

[8] 方赟，虎恩典，李帥，等.西門子PLC與組態(tài)王在葡萄酒發(fā)酵過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化，2011（3）：39-43.

[9]楊旭東，王天杰，劉海生.PLC在飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2005（7）：152-153.

灌裝機(jī)的PLC通過網(wǎng)絡(luò)與CIP控制中心的PLC進(jìn)行通訊，CIP控制中心將灌裝機(jī)沖洗程序所需要的條件配置就緒，等待灌裝機(jī)PLC的命令，按照程序步驟對灌裝機(jī)進(jìn)行沖洗。

3.6 PLC的系統(tǒng)手動操作功能和故障報(bào)警功能

應(yīng)用PLC系統(tǒng)后，操作人員可以通過觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也可方便的在觸摸屏上進(jìn)行手動操作，包括：各種電磁閥（進(jìn)酒閥、排酒閥、沖洗閥、CIP循環(huán)閥等）、真空泵、防塵風(fēng)罩風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開啟以及相關(guān)設(shè)備（沖瓶、酒缸、液位、打塞）高度的調(diào)整。

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些設(shè)備故障，PLC可對故障信號進(jìn)行分析、處理，并在屏幕上顯示多種報(bào)警信息，包括：進(jìn)出口星輪保護(hù)、高低限位保護(hù)、系統(tǒng)壓力故障、編碼器故障、防護(hù)門故障、無木塞故障、風(fēng)罩風(fēng)機(jī)壓力故障、吊瓶子故障、倒瓶子故障等，這些信息方便維修人員快速修復(fù)設(shè)備，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.7 灌裝壓塞一體機(jī)的PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成如圖4所示，它包括：灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC、灌裝機(jī)S7-200 PLC、CIP沖洗設(shè)備控制中心S7-314 PLC及觸摸屏。S7-200 PLC和S7-314 PLC通過現(xiàn)場總線連接到灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC，灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC通過MPI電纜連接觸摸屏。315 2DP PLC作為主站，其他2臺PLC（S7-314和S7-200）作為從站。其中S7-200 PLC功能為監(jiān)控灌裝機(jī)防塵罩風(fēng)機(jī)及風(fēng)道壓力傳感器的工作狀態(tài)。CIP沖洗中心為灌裝機(jī)提供所需溫度和濃度的酸堿溶液進(jìn)行殺菌。

4 結(jié)論與討論

國內(nèi)葡萄酒行業(yè)中，以往使用的設(shè)備控制系統(tǒng)大量使用中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器組成的邏輯電路，這些裝置頻繁的使用會造成觸點(diǎn)接觸不良，出現(xiàn)故障造成停機(jī)。PLC用軟件代替中間繼電器和時(shí)間繼電器這種接線方式，結(jié)構(gòu)簡單，所占空間小，且故障率低。PLC有完善的故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)外部輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或PLC發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)PLC的發(fā)光二極管或編程軟件提供的信息，快速查明故障的原因，減少了維修的工作量，提高了工作效率。此外，采用PLC作為全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制核心，對主電機(jī)的運(yùn)行速度和灌酒液位的控制更加精確，且對于不同瓶型和不同工藝的適用性好，利用軟件調(diào)整參數(shù)方便易行，可滿足不同的生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳興忠，白智生，周曉芳，等.葡萄酒灌裝體系的完善與優(yōu)化[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）：20-22.

[2] 白智生，火興三，陳興忠，等.高檔干化葡萄酒產(chǎn)區(qū)和品種的選擇[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（2）：126-129.

[3] 賀晉瑜.酚類物質(zhì)對葡萄酒品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（10）：1 118-1 120.

[4] 趙麗芹，鄧俊玲，張舉，等.內(nèi)蒙古西部區(qū)葡萄生產(chǎn)與貯加現(xiàn)狀及問題[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2000（1）：30-31.

[5] 李飛，武月紅，王學(xué)功.葡萄生產(chǎn)中的抗寒與抗病[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2003（6）：34-35.

[6] 馬銀戌，陳港殿.灌裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].食品科技，2009，34（8）：83-84.

[7] 鄭華，方赟，楊曉梅.基于單神經(jīng)元與PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動化與儀表，2011（9）：31-35.

[8] 方赟，虎恩典，李帥，等.西門子PLC與組態(tài)王在葡萄酒發(fā)酵過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化，2011（3）：39-43.

[9]楊旭東，王天杰，劉海生.PLC在飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2005（7）：152-153.

灌裝機(jī)的PLC通過網(wǎng)絡(luò)與CIP控制中心的PLC進(jìn)行通訊，CIP控制中心將灌裝機(jī)沖洗程序所需要的條件配置就緒，等待灌裝機(jī)PLC的命令，按照程序步驟對灌裝機(jī)進(jìn)行沖洗。

3.6 PLC的系統(tǒng)手動操作功能和故障報(bào)警功能

應(yīng)用PLC系統(tǒng)后，操作人員可以通過觸摸屏實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況，也可方便的在觸摸屏上進(jìn)行手動操作，包括：各種電磁閥（進(jìn)酒閥、排酒閥、沖洗閥、CIP循環(huán)閥等）、真空泵、防塵風(fēng)罩風(fēng)機(jī)等設(shè)備的開啟以及相關(guān)設(shè)備（沖瓶、酒缸、液位、打塞）高度的調(diào)整。

在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些設(shè)備故障，PLC可對故障信號進(jìn)行分析、處理，并在屏幕上顯示多種報(bào)警信息，包括：進(jìn)出口星輪保護(hù)、高低限位保護(hù)、系統(tǒng)壓力故障、編碼器故障、防護(hù)門故障、無木塞故障、風(fēng)罩風(fēng)機(jī)壓力故障、吊瓶子故障、倒瓶子故障等，這些信息方便維修人員快速修復(fù)設(shè)備，使機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.7 灌裝壓塞一體機(jī)的PLC控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)

全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)組成如圖4所示，它包括：灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC、灌裝機(jī)S7-200 PLC、CIP沖洗設(shè)備控制中心S7-314 PLC及觸摸屏。S7-200 PLC和S7-314 PLC通過現(xiàn)場總線連接到灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC，灌裝機(jī)S7-315 2DP PLC通過MPI電纜連接觸摸屏。315 2DP PLC作為主站，其他2臺PLC（S7-314和S7-200）作為從站。其中S7-200 PLC功能為監(jiān)控灌裝機(jī)防塵罩風(fēng)機(jī)及風(fēng)道壓力傳感器的工作狀態(tài)。CIP沖洗中心為灌裝機(jī)提供所需溫度和濃度的酸堿溶液進(jìn)行殺菌。

4 結(jié)論與討論

國內(nèi)葡萄酒行業(yè)中，以往使用的設(shè)備控制系統(tǒng)大量使用中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器組成的邏輯電路，這些裝置頻繁的使用會造成觸點(diǎn)接觸不良，出現(xiàn)故障造成停機(jī)。PLC用軟件代替中間繼電器和時(shí)間繼電器這種接線方式，結(jié)構(gòu)簡單，所占空間小，且故障率低。PLC有完善的故障診斷系統(tǒng)，當(dāng)外部輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障或PLC發(fā)生故障時(shí)，可根據(jù)PLC的發(fā)光二極管或編程軟件提供的信息，快速查明故障的原因，減少了維修的工作量，提高了工作效率。此外，采用PLC作為全自動葡萄酒灌裝壓塞一體機(jī)的控制核心，對主電機(jī)的運(yùn)行速度和灌酒液位的控制更加精確，且對于不同瓶型和不同工藝的適用性好，利用軟件調(diào)整參數(shù)方便易行，可滿足不同的生產(chǎn)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陳興忠，白智生，周曉芳，等.葡萄酒灌裝體系的完善與優(yōu)化[J].天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（4）：20-22.

[2] 白智生，火興三，陳興忠，等.高檔干化葡萄酒產(chǎn)區(qū)和品種的選擇[J]. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（2）：126-129.

[3] 賀晉瑜.酚類物質(zhì)對葡萄酒品質(zhì)的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012（10）：1 118-1 120.

[4] 趙麗芹，鄧俊玲，張舉，等.內(nèi)蒙古西部區(qū)葡萄生產(chǎn)與貯加現(xiàn)狀及問題[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2000（1）：30-31.

[5] 李飛，武月紅，王學(xué)功.葡萄生產(chǎn)中的抗寒與抗病[J].內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)科技，2003（6）：34-35.

[6] 馬銀戌，陳港殿.灌裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].食品科技，2009，34（8）：83-84.

[7] 鄭華，方赟，楊曉梅.基于單神經(jīng)元與PLC的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動化與儀表，2011（9）：31-35.

[8] 方赟，虎恩典，李帥，等.西門子PLC與組態(tài)王在葡萄酒發(fā)酵過程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].制造業(yè)自動化，2011（3）：39-43.

[9]楊旭東，王天杰，劉海生.PLC在飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓，2005（7）：152-153.