1.系统组成及工作原理
自动灌装生产线由上料装置、传送带、水平推杆、翻转机械手、PLC控制系统、气动回路以及配套的传感器等部分组成，如图10-5所示。
图10-5 自动灌装生产线结构
图10-6 灌装系统结构原理图
无序堆放的空瓶经自动上瓶装置间歇推放到传送带上，有缺陷空瓶（即金属工件）在传送过程中被水平推杆推至废品区，即1#集料器。合格瓶（即非金属工件）送至灌装工位时，瓶口朝上即可灌装；若瓶口朝下则经翻转机械手将空瓶翻转后再进行灌装。灌装好的瓶子经传送带送至2#集料器。
2.灌装系统结构及工作原理
灌装系统由储液罐、灌装阀、抽液泵等部分组成，如图10-6所示。生产线自动运行前，先向储液罐中抽入一定高度的原液（高度通过PID控制）。灌装时，开起灌装阀，即可向空瓶注液灌装，当高度下降到一定程度时即灌装完成。为保证灌装的一致性，每次灌装完成后系统应自动补充灌装液到指定储液高度才能进行下次灌装（注意：此处灌装系统用双容水箱工作站中的单容水箱部分模拟）。
3.控制功能要求
自动灌装生产线的PLC控制系统由PLC、特殊功能模块FX0N-3A、触摸屏、变频器组成，PLC通过RS485通信对变频器进行控制，系统的监控通过触摸屏来实现。为提高自动分配生产线的真实性，其控制功能要求如下。
（1）上电
系统上电后，两层信号指示灯的红灯亮，各执行机构保持上电前状态。
（2）工作模式
生产线有两种工作模式：手动操作、自动运行。
（3）手动操作
在“手动操作”工作模式下，可分别对各气缸的运动，灌装阀、水泵以及传送带的起停进行控制，人机界面信息提示区显示“手动操作”。
（4）自动运行
选择“自动运行”工作模式。停止状态时人机界面信息提示区显示“自动运行停止”。
1）按触摸屏“起动”按钮，系统检测自动运行初始条件。条件满足则执行步骤2），不满足则系统自动停机，同时人机界面信息提示区显示“请手动调整后再起动”。
自动运行初始条件：上瓶装置推料气缸活塞杆内缩；水平推杆气缸内缩；翻转机械手垂直升降气缸活塞杆内缩，气动手指水平放置并且手指处于张开状态；储液缸液位320mm（该数值可在触摸屏上进行设定和修改）。(www.xing528.com)
2）若上瓶装置内有空瓶则执行步骤3），若无则人机界面信息提示区显示“请放入空瓶”，并计时等待5s。5s内若有空瓶放入则继续执行步骤3），若无则自动停机。
3）传送带起动运行，上瓶装置推出空瓶。有缺陷空瓶（即金属工件）在传送过程中被水平推杆推至废品区。合格瓶（即非金属工件）送至灌装工位时，瓶口朝上即可灌装；若瓶口朝下则经翻转装置将空瓶翻转后再进行灌装，灌装时间为3s（灌装时间可在触摸屏上设定和修改）。每次灌装结束后，系统自动向储液罐增补灌装液，液面高度（通过PID控制）稳态误差不超过±3mm。
4）灌装好的瓶子经传送带送至2#集料器。
5）上瓶装置内只要有空瓶，推料缸则以一定的频率自动推出下一工件，否则停止推料动作，同时人机界面信息提示区显示“请放入空瓶”。
6）灌装线在处理完在线灌装任务后，若上瓶装置内没有瓶子，则系统进入待机节能运行状态，传送带转低速运行，等待10s后若有工件放入则转入高速运行，否则自动停机（电机高、低速运行频率要求可通过触摸屏进行设定，高、低速根据运行状况自行选定）。
7）自动运行过程中，人机界面信息提示区显示“自动运行”，两层信号指示灯的绿灯亮。
8）自动运行过程中，按触摸屏“停止”按钮，生产线在处理完在线灌装任务后自动停机，两层信号指示灯的红灯亮。
（5）安全与保护（同前）
4.触摸屏监控界面功能要求
（1）用户界面组成
自动线的用户界面包括监控界面（如图10-7所示）和参数设定界面（如图10-8所示），系统上电后触摸屏自动进入监控界面。除“急停”外，其他所有控制操作均应在触摸屏上实现，不得使用设备操作面板上的按钮。
（2）用户界面功能
用户界面分为三大功能区，各功能区的要求如下：
图10-7 监控界面
图10-8 参数设定界面
1）信息栏。位于界面的上方，包括设备名称、提示信息显示区以及系统时钟显示区3部分。提示信息显示区根据系统的运行状态显示“请手动调整后再起动”、“请放入空瓶”、“手动操作”、“自动运行停止”、“自动运行”、“变频器故障”、“紧急停机”等信息。
2）功能区。位于界面中间位置，用于放置各功能界面的功能控件。
3）界面切换按钮栏。位于界面的下放，放置界面切换按钮。用户按不同的切换按钮可进入不同的功能界面。
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