论文总字数：21461字

摘 要

现代社会饮料的产量和消耗量非常的大，饮料瓶充斥在公共场所的各个角落，这无疑给社会造成一定的环境问题和经济问题。对废旧饮料瓶进行有效的分类回收处理，既能够节约资源，又节省了人力物力，并且提高废旧饮料瓶的回收效率。这就需要设计出一种能识别材质和重量的废旧饮料瓶自动回收分类系统。

本设计基于西门子S7-1200 PLC和WINCC,主要是对饮料瓶回收装置的控制系统的硬件和软件进行研究与仿真设计。该系统是基于PLC控制器，能自动识别不同材质的饮料瓶，对其挤压收缩，分类存储，并对饮料瓶进行数量累计，整个过程可以显示并出示收据给用户的一个饮料瓶罐自动识别回收系统。饮料瓶回收控制系统主要是由检测识别电路、分类模块、显示模块、控制模块、执行模块等构成。

关键词： PLC控制器 ；饮料瓶 ；分类回收

Design and implementation of automatic recognition and recovery system for beverage bottles and cans based on PLC

Abstract

In modern society, the output and consumption of beverage is very large, and beverage bottles are full of all corners of public places, which undoubtedly causes certain environmental and economic problems to the society. It can save resources, manpower and material resources, and improve the recovery efficiency of the waste beverage bottles. Therefore, it is necessary to design an automatic recycling and classification system which can recognize the material and weight of waste beverage bottles.

This design is based on Siemens S7-1200 PLC and WINCC. It mainly studies and simulates the hardware and software of the control system of the beverage bottle recycling device. The system is based on PLC controller, which can automatically identify beverage bottles of different materials, compress, shrink, classify and store them, and accumulate the number of beverage bottles. The whole process can display and show the receipt to the user. Beverage bottle recycling control system is mainly composed of detection and identification circuit, classification module, display module, control module, execution module and so on.

Key words: PLC controller ; Beverage bottle ; Classified recycling

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 课题研究背景与意义 1

1.1 饮料瓶回收装置的研究背景与现状 1

1.2 饮料瓶回收装置的国内外发展现状 2

1.3 课题研究任务 3

第二章 总体结构分析 4

2.1饮料瓶回收装置的控制方案 4

2.2 基于PLC的控制方案选择 5

2.3 基于单片机的控制方案选择 5

2.4 基于继电器的控制方案选择 6

2.5 综合因素的考虑 6

2.6 本章小结 7

第三章 饮料瓶回收装置的硬件设计 8

3.1 硬件组成框图 8

3.2 称重模块 8

3.3 材质识别模块 9

3.4 分拣压缩模块 10

3.4.1三相交流异步电机的选型 10

3.4.2交流接触器的选型 11

3.4.3热继电器的选型 12

3.4.4空气开关的选型 13

3.4.5电气原理图 13

3.5 PLC 控制部分设计 16

3.5.1 PLC选型 16

3.5.2 PLC输入输出点 17

3.5.3 PLC外部接线图 19

第四章 饮料瓶回收装置的软件设计 20

4.1 PLC可编程控制器 20

4.2 主程序流程图 20

4.3 梯形图中部分指令的详解 21

4.4 功能程序的设计 23

4.4.1称重模块 23

4.4.2 材质识别并分拣模块 25

4.4.3 压缩模块 26

4.4.4 饮料瓶计数模块 26

4.4.5 总金额显示模块 27

4.4.6 不合格饮料瓶被退回模块 27

4.5 本章小结 28

第五章 饮料瓶回收装置仿真设计 29

5.1组态WINCC画面 29

5.2 仿真过程展示 30

5.2.1金属饮料瓶回收成功 30

5.2.2塑料饮料瓶回收成功 31

5.2.3不合格饮料瓶被退回 32

5.2.4仿真结束 34

第六章 总结与展望 35

6.1总结全文 35

6.2系统评价 35

6.3展望未来 36

参考文献 37

致谢 39

第一章 课题研究背景与意义

1.1 饮料瓶回收装置的研究背景与现状

随着经济的不断提高和社会的进步，人们的生活水平也得到了提高，饮料已经成为了人们日常生活的必需品。由此带来的普遍现象是，喝完的饮料瓶常常被丢弃在人潮过后的公共场所的角落。这些废弃的饮料瓶不仅仅污染了环境，还带来了资源的浪费^[1]。据数据统计，我国每年几百万吨的饮料瓶产量超过了近两千多万吨的石油产量，由此可见，饮料瓶的能源消耗量是巨大的^[2]。如果饮料瓶不进行回收，任其在自然状态下降解，因为大部分的瓶子材质特殊，多为塑料或聚丙烯和金属，生物降解耗时几百年，相当于是几代人的时间。但如果填埋饮料瓶的话，不仅造成土地资源的浪费，还对生活生长的环境造成了污染，对我们人类的健康造成不可避免的伤害。若将选择饮料瓶焚烧处理，则会产生大量的有害气体，造成二次污染^[3]。

虽然饮料瓶回收利用已引起全民关注，在很多公共场所都设置了可回收垃圾箱让人们可以分类投放垃圾，就在去年2019年，上海开始实行干湿固体垃圾以及其他可回收物和有害垃圾的垃圾分类。而且为严格实施此次分类回收，还成立专门的生活指导员小组，无论在小区还是街道的垃圾桶附近都会有他们的督促和现场指导，同时推出奖励机制，提高人们垃圾分类的意识和积极性。但是在很多其他地方，人们为了节约时间减少麻烦将饮料瓶与生活垃圾混合投放到垃圾桶里，而且饮料瓶中还有金属瓶、塑料瓶以及玻璃瓶等不同材质的瓶子混合在一起，就大大增加了饮料瓶分类回收的难度，需要消耗更多人力去进行二次分拣，而现在我国因为老龄化的问题，人力资源也在减少^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：21461字