粉体和液体灌装是工业自动化中典型的定量配料场景，核心差异在于物料特性（粉体易扬尘、流动性差；液体易飞溅、流动性强），因此机械结构和 PLC 程序逻辑需针对性设计。以下从机械结构原理、PLC 程序实现、核心控制逻辑三个维度详解，覆盖主流灌装工艺（以台达 DVP-ES2 PLC + 威纶通触摸屏为例）。
一、核心差异：粉体 vs 液体灌装的物料特性
| 维度 | 粉体（如面粉 / 奶粉 / 化工粉料） | 液体（如水 / 油 / 饮料 / 化工溶剂） |
|---|---|---|
| 物料特性 | 流动性差、易扬尘、易搭桥、比重易变 | 流动性好、无扬尘、体积稳定、易飞溅 |
| 定量方式 | 称重式为主（质量定量），少数容积式（螺杆） | 容积式为主（流量计 / 液位），少数称重式 |
| 核心难点 | 防搭桥、防扬尘、精准补料（减量法） | 防飞溅、防泡沫、精准截止（快 / 慢灌） |
二、机械结构原理（分类型详解）
（一）液体灌装机械结构（容积式 + 称重式）
1. 主流：容积式灌装（适用于低粘度液体，如饮料 / 纯净水）
2. 高精度场景：称重式灌装（适用于高价值液体，如润滑油 / 化工溶剂）
（二）粉体灌装机械结构（称重式为主）
1. 核心结构：
2. 工作原理（减量法称重，精度更高）：
三、PLC 程序实现（通用框架 + 分类型逻辑）
以 “定量灌装 + 自动启停 + 故障报警” 为核心，程序分初始化、工位检测、定量控制、故障处理四大模块，以下是核心逻辑（台达 PLC 为例）。
（一）通用初始化模块（上电执行）
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LD M8000 // 通讯参数配置（触摸屏交互） MOV H0080 D8120 // MODBUS RTU：9600,8,N,1 // 初始化参数 MOV K5000 D0 // 灌装目标值（液体：ml；粉体：g） MOV K80 D1 // 快灌/高速给料阈值（目标值80%） MOV K95 D2 // 慢灌/低速给料阈值（目标值95%） // 复位标志位 RST M0 // 灌装启动标志 RST M1 // 快灌/高速给料标志 RST M2 // 慢灌/低速给料标志 RST M10 // 故障标志（料位低/称重异常）
（二）液体灌装核心程序（容积式 + 快 / 慢灌）
1. 工位检测与启动
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// 空瓶到位检测 LD X0 // 接近开关（瓶到位） AND NOT M10 // 无故障 SET M0 // 启动灌装 // 灌装头下降 LD M0 OUT Y0 // 升降电机下降 LD X1 // 灌装头到位传感器 RST Y0 // 停止下降 SET M1 // 开启快灌
2. 快 / 慢灌切换（流量计计数）
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// 流量计脉冲计数（X2为流量计脉冲输入） LD X2 INC D10 // D10=累计流量（ml） // 快灌切换慢灌 LD M1 CMP D10 D0*D1/100 M3 // 流量≥80%目标值，M3=1 AND M3 RST M1 // 关闭快灌阀（Y1） SET M2 // 开启慢灌阀（Y2） // 灌装完成 LD M2 CMP D10 D0 M4 // 流量≥目标值，M4=1 AND M4 RST M2 // 关闭慢灌阀 OUT Y3 // 灌装头上升 RST D10 // 清零流量计数 RST M0 // 复位启动标志 OUT Y4 // 输送带启动（送走满瓶）
3. 故障处理（泡沫溢出 / 料位低）
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LD X3 // 泡沫检测传感器 SET M10 // 故障标志 RST M1 // 暂停快灌 RST M2 // 暂停慢灌 OUT Y5 // 报警灯 // 料位低报警 LD X4 // 储料罐低料位传感器 SET M10 OUT Y5 // 故障复位 LD X5 // 故障复位按钮 RST M10 RST Y5
（三）粉体灌装核心程序（称重式 + 双速螺旋）
1. 套袋到位与启动
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// 夹袋器触发（X0=夹袋到位） LD X0 AND NOT M10 OUT Y0 // 除尘风机启动 MOV D20 D30 // D20=称重传感器数值，D30=初始值（清零） SET M0 // 启动灌装 SET M1 // 开启高速给料
2. 双速给料切换（称重值判断）
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3. 防搭桥与故障处理
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// 破拱装置间歇工作（每3s启动1s） LD M8013 // 1s脉冲 INC D50 CMP D50 K3 M5 // 3s到，M5=1 AND M5 OUT Y5 // 振动器启动 CMP D50 K4 M6 // 4s到，M6=1 AND M6 RST Y5 RST D50 // 清零计时 // 称重异常故障（差值过大） LD M0 CMP D10 D0+50 M7 // 超目标值50g，M7=1 AND M7 SET M10 OUT Y6 // 报警灯
（四）触摸屏交互逻辑
四、核心调试要点（避坑指南）
五、扩展场景适配
总结：粉体灌装核心是 “双速给料 + 称重消抖 + 防搭桥”，液体灌装核心是 “快 / 慢灌切换 + 防飞溅 / 泡沫”，程序逻辑均围绕 “定量 - 切换 - 完成 - 故障” 闭环设计，机械结构需适配物料流动性差异，最终通过 PLC 精准控制执行机构（阀 / 螺旋 / 泵）实现定量灌装。
