当灌装装置开始灌装饮料时，报警装置得到PLC输出信号，此时，报警灯亮，开始报警，5秒钟以后，灌装结束，同时报警结束。
（4）计数过程
计数过程需记录满瓶数和次品瓶数，主要是以红外发光二极管和微波液位计作为传感器，记录所有瓶数的技术原理是当红外线接收管受到红外线的照射时，其本身的电阻很小，呈低阻值，电路导通，当红外发射头与接收头中间没有物品挡住时红外接收到红外线照射，呈现低电阻，发出一个高电平信号，计数装置计一次数。当有物体经过红外发射与接收的中间时，由于红外线被挡住，红外接收管呈现大的阻值，电路断开，这时红外接收管发出一个低电平信号。当物体过完之后又回到原来的状态。计数装置由8个十进制计数器组成，当计数到99999999时，再计数一次，计数器溢出。计数最多不超过99999999。记录次品瓶数的技术原理是当检测到有次品时，微波接受装置发出信号给PLC，PLC的寄存器值加一，同时，所有瓶数减去次品瓶数便得出了可满瓶数，把满瓶数也放入另一个寄存器中。这就是记录满瓶数和次品瓶数的技术原理。电路设置了手动复位按钮，计数器正常计数时是低电平，按下复位按钮后，复位端变成高电平，使计数器复位，实现手动对计数器清零。
13
4 PLC设计
4.1 PLC的结构、特点及工作原理介绍
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，来实现开关量的逻辑控制、模拟量控制、运动控制、过程控制、数据处理、通信及联网等功能，从而来控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
PLC具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计和建造工作量小，维护方便，容易改造；体积小，重量轻，能耗低PLC的工作方式有周期扫描方式、定时中断方式、输入中断方式和通信方式。最主要的方式是周期扫描方式，其大致可以分为7个过程，如图7所示
图4.1 PLC的工作过程
可以细分成下面几个过程: (1)上电处理过程
PLC上电后，要进行上电的初始化处理。占用的时间为T0 。 (2)共同处理过程
共同处理的主要任务是复位监视计时器、检查I/O总线、检查扫描周期检查程序存储
14
器。该过程占用的时间为T1 。 (3)通讯服务过程
当PLC和微机构成通讯网络或由PLC构成网络时，需要有通讯服务过程。该过程占用的时间为T2 。 (4)外设服务过程
当PLC接有外部设备如编程器、打印机等，则需要进行外设服务过程。该过程占用的时间为T3 。 (5)输入刷新过程
输入信号刷新为输入处理过程。该过程占用时间为T4 和PLC所带的输入模块的种类和点数多少有关。 (6)程序执行过程
该过程用于执行用户程序。从输入映像区读入输入信息，根据用户程序进行运算操作，并向输出映像区送出控制信息。该过程占用的时间为T5。显然T5和PLC的速度、用户程序长短及指令种类有关。 (7)输出刷新过程
输出信号刷新为输出处理过程。该过程占用时间为T6和PLC所带的输出模块的种类和点数多少有关。
PLC的扫描周期 TS=T0+T1+T2+T3+T4+T5+T6 。
4.2选择PLC
三菱公司是日本生产PLC的主要厂家之一。该公司的生产的FX2N系列机型，属于高性能叠装式机型，是三菱公司上网典型产品，FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2N系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX2N系列PLC具有数十种编程元件。
FX2N系列PLC编程元件的编号分为两部分：第一部分是代表功能的字母。如输入继电器用“X”表示、输出见电器用“Y”表示。第二部分为数字，数字为该类器件的序号。根据所需的用户输入输出设备及I/O点数，选择FX2N—16MR—001型PLC就可以满足控制系统的要求。
FX2N—16MR—001型PLC实物图如下图4.2
15
图4.2 FX2N—16MR—001型PLC
图4.3 PLC外部接线示意图
4.3 I/O点的编号分配和PLC外部接线图
I/O点的编号分配如表4.2所示。
16