[畢業(yè)設(shè)計(jì)精品]畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書液體混合裝置PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、液體混合裝置plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)說明書目錄前言-24第1章：液體混合裝置控制介紹-251.1液體混合裝置的應(yīng)用-251.2液體混合裝置的plc控制系統(tǒng)-27第2章：方案的介紹與選定-302.1繼電器控制系統(tǒng)-312.2工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制-312.3單片機(jī)控制-312.4可編程序控制器控制-312.5方案的選定-31第3章：硬件設(shè)計(jì)-323.1液體混合控制設(shè)計(jì)-323.2主電路設(shè)計(jì)-323.3元器件明細(xì)表-333.4元器件選型-343.4.1液位傳感器的選擇-343.4.2攪拌電機(jī)的選擇-353.4.3電磁閥的選擇-363.4.4接觸器的選擇-373.4.5三極斷路器的選擇-373.4.6熱繼

2、電器的選擇-383.5 plc輸入、輸出口分配-39第4章：軟件設(shè)計(jì)-4041plc應(yīng)用程序的基本設(shè)計(jì)方法-404.1.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法-404.1.2應(yīng)用程序的邏輯設(shè)計(jì)方法-414.1.3利用狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)應(yīng)用程序-424.2plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟-424.2.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則- -424.2.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容-434.2.3 程序設(shè)計(jì)的步驟-4443軟件流程-圖-454.4梯形圖-464. 5指令表-48第5章：系統(tǒng)調(diào)試- -505.1調(diào)試時(shí)的注意事項(xiàng)-505.2程序調(diào)試- -505.2.1系統(tǒng)的規(guī)則-505.2.2i/o模塊選擇與地址設(shè)定-505.2.3梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)

3、配線-505.2.4系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)-505.2.5程序注釋和歸檔-505.3軟件調(diào)試-51第6章：系統(tǒng)常規(guī)故障分析及維護(hù)-516.1系統(tǒng)故障的概念-516.2系統(tǒng)故障分析及處理-516.2.1plc主機(jī)系統(tǒng)-516.2.2plc的i/o端口-526.2.3現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備-526.3系統(tǒng)抗干擾性的分析與維護(hù)-53液體混合裝置plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要：本次設(shè)計(jì)以西門子s7-200的plc為核心，輔以必要的外圍電路，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的液體混合裝置的plc控制系統(tǒng)。液體混合系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作之間的連續(xù)性以及各個(gè)被控制設(shè)備的動(dòng)作之間的相互關(guān)聯(lián)性，針對(duì)不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行定時(shí)的動(dòng)作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)液

4、體混合系統(tǒng)從第一種液體加入到混合完成輸出的這樣一個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。設(shè)計(jì)液體混合控制系統(tǒng)為中心，以控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成。軟件選用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程(包括設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求、梯形圖設(shè)計(jì)、外部連接運(yùn)行等)。關(guān)鍵詞: 西門子s7-200plc 液體混合 控制裝置 前 言為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中,多種液體混合是必不可少的工序, 而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì), 以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣, 不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作

5、。另外, 生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點(diǎn), 這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。所以為了幫助相關(guān)行業(yè), 特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體混合的自動(dòng)控制, 從而達(dá)到液體混合的目的，液體混合自動(dòng)配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題。借助實(shí)驗(yàn)室設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)中plc的應(yīng)用，了解不同公司的可編程控制器的型號(hào)和原理，熟悉其編程方式，而多種液體混合裝置的控制更常見于工業(yè)生產(chǎn)中，適合大中型飲料生產(chǎn)廠家，尤其見于化學(xué)化工業(yè)中，便于學(xué)以致用。多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)由于采取了一系列可靠的設(shè)計(jì)方案，保證系統(tǒng)具有很高的可與實(shí)用性。目前在我國此套系統(tǒng)尚處于發(fā)展階段，在設(shè)計(jì)中有許多的不足，有些地方的設(shè)

6、計(jì)思想也還不成熟。但隨著微可編程邏輯控制系統(tǒng)的日益發(fā)展和中國市場(chǎng)對(duì)減員高效理念的日漸深入，我相信此套系統(tǒng)會(huì)被越來越多的公司所重視，有著良好的實(shí)用價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。 在過去，硬件通常是多種液體自動(dòng)混合領(lǐng)域的主要因素，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)用是本系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)所在，根據(jù)現(xiàn)代質(zhì)量保證技術(shù)，用現(xiàn)代設(shè)備制造的，以簡(jiǎn)單的限位開關(guān)、繼電器等常用且性價(jià)比較高的器件為基件的多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)，己經(jīng)獲得了過去超過了理論上得出的可靠性。所謂自動(dòng)控制，就是在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱被控對(duì)象，使其按照一定歸路的運(yùn)動(dòng)和變化。要實(shí)現(xiàn)對(duì)各種生產(chǎn)過程和生產(chǎn)設(shè)備的限制，常常需要使其中的某些物理量（如溫度、壓力、位置、速

7、度等）保持恒定，或者讓它們按照一定的歸路變化。要滿足這種需要，就應(yīng)該對(duì)生產(chǎn)機(jī)械或設(shè)備進(jìn)行及時(shí)地控制和調(diào)整，以抵消外界的干擾和影響。自動(dòng)控制理論是自動(dòng)技術(shù)、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等許多學(xué)科相互滲透的產(chǎn)物。當(dāng)前，工業(yè)發(fā)展的一個(gè)明顯而重要的趨勢(shì)就是越來越廣泛而深刻的引入自動(dòng)控制。例如：程序控制機(jī)床能夠按照預(yù)定設(shè)定的工藝程序自動(dòng)的進(jìn)刀切換，加工出預(yù)期的幾何形狀；焊接機(jī)器人可按工藝要求焊接流水線上的各個(gè)機(jī)械部件；自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠保持恒溫等等。所有這些系統(tǒng)都有一個(gè)共同點(diǎn)，即它們都是一個(gè)或一些被控制的物理量按照給定量的變化而變化，給定量可以是具體的物理量，如電壓、位移、壓力、流量等，也可以是數(shù)字量。所以說，如

8、何使被控量按照給定的變化歸路而變化，這就是控制系統(tǒng)所要解決的基本任務(wù)。一方面要保證應(yīng)用軟件本身的可靠性，即盡可能的減少程序中的bug，使程序能夠持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。要做到這一點(diǎn)，首先必須精心設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件的總體結(jié)構(gòu)，按照面向?qū)ο蟮挠^點(diǎn)，綜合考慮用戶的觀點(diǎn)和程序的易實(shí)現(xiàn)性，這樣才能少走彎路，編制出高效率的應(yīng)用軟件;在編寫代碼時(shí)，思維一定要嚴(yán)密，盡可能減少人為的失誤:最后，程序要經(jīng)過反復(fù)的調(diào)試才能投入運(yùn)行。另一方面，可以通過采取軟件方面的簡(jiǎn)單高效措施提高系統(tǒng)的性能。即使程序盡可能的簡(jiǎn)單化。以提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度，使硬件可以發(fā)揮其最大功效，使整個(gè)系統(tǒng)統(tǒng)一結(jié)合，在穩(wěn)定的前提下更加高速快捷的為我們服務(wù)。 總之，

9、多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)很復(fù)雜的工程，必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件編制、整機(jī)裝配和調(diào)試階段各個(gè)環(huán)節(jié)統(tǒng)籌安排，嚴(yán)格把關(guān)才能保證系統(tǒng)具有很高的可靠性。相信這套系統(tǒng)在不久的將來會(huì)有良好的發(fā)展前景，被我們更加合理的應(yīng)用于我們的生產(chǎn)工作當(dāng)中，為我們帶來經(jīng)濟(jì)效益。第1章 液體混合控制裝置介紹1.1液體混合控制裝置的應(yīng)用plc控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工，制藥，食品，酒品制造或飲料等工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，它可按照生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求，較好地完成各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的控制。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，提出數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、運(yùn)行監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理、等多方面要求。設(shè)計(jì)的混合液體控制裝置,

10、利用plc實(shí)現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，適合于各種液體的混合調(diào)配。如圖1是化工生產(chǎn)車間的改質(zhì)瀝青工藝，這就是plc在多種液體自動(dòng)混合裝置中的控制應(yīng)用。目前絕大多數(shù)自動(dòng)控制系統(tǒng)都是使用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)的，而計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用也大大促進(jìn)了自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，并且出現(xiàn)了許多新的自動(dòng)控制理論，使得自動(dòng)控制技術(shù)正向著深度和廣度兩個(gè)發(fā)向發(fā)展。在廣度方面，已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，從工業(yè)過程控制、農(nóng)夜生產(chǎn)、國防技術(shù)到家用電器等都已廣泛使用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行自動(dòng)控制，控制對(duì)象也從單一對(duì)象的局部控制發(fā)展到對(duì)整個(gè)工廠、整個(gè)企業(yè)等大規(guī)模復(fù)雜對(duì)象進(jìn)

11、行控制。在深度方面，則向著智能化方向發(fā)展，出現(xiàn)了自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等智能控制方法?？删幊炭刂破鳎╬lc）是采用微機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動(dòng)化裝置。近幾年在國內(nèi)已經(jīng)得到迅速推廣普及。plc正改變著工廠自動(dòng)控制的面貌。對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造，發(fā)展新型工業(yè)具有重大的實(shí)際意義。但plc發(fā)展很快，國外plc產(chǎn)品更新?lián)Q代更是如此。可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實(shí)現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件的支持，實(shí)際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)計(jì)算機(jī)。該液體混合系統(tǒng)采用基于plc的控制系統(tǒng)來取代原來由單片機(jī)、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植

12、性和可維護(hù)性。對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)水平有很大的幫助，同時(shí)又提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。液體混合自動(dòng)配料系統(tǒng)就此應(yīng)運(yùn)社會(huì)工業(yè)生產(chǎn)的需要而誕生了。圖1 液體混合裝置在工業(yè)中的具體工業(yè)流程圖2 合成反應(yīng)釜1.2液體混合裝置plc控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給大規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化帶來了曙光。1968年，美國最大的汽車制造廠商通用汽車（gm）公司提出了公開招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器便于使用的特點(diǎn)相結(jié)合，把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用面向過程、面向問題的“自然語言”編程，生產(chǎn)一種新型的工業(yè)通用控制器，使人們不必花

13、費(fèi)大量的精力進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，也能像繼電器那樣方便地使用。這個(gè)方案首先得到了美國數(shù)字設(shè)備（dec）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。該公司于1969年研制出了第一臺(tái)符合招標(biāo)要求的工業(yè)控制器，命名為可編程邏輯控制器（programmable logic controller），簡(jiǎn)稱plc（有的稱為pc），并在gm公司的汽車自動(dòng)裝配線上試驗(yàn)獲得了成功。plc一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠性好、設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)plc的廠家云起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在plc中的應(yīng)用，使plc的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。采用基于plc的

14、控制系統(tǒng)來取代原來由單片機(jī)、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植性和可維護(hù)性。對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)水平有很大的幫助，同時(shí)又提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。用plc進(jìn)行開關(guān)量控制的實(shí)例很多，在冶金、機(jī)械、紡織、輕工、化工、鐵路等行業(yè)幾乎都需用到它，如燈光照明、機(jī)床電控、食品加工、印刷機(jī)械、電梯、自動(dòng)化倉庫、液體混合自動(dòng)配料系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線等方面的邏輯控制，都廣泛應(yīng)用plc來取代傳統(tǒng)的繼電器控制。本次設(shè)計(jì)是將plc用于多種液體混合灌裝設(shè)置的控制，對(duì)學(xué)習(xí)與實(shí)用是很好的結(jié)合。本設(shè)計(jì)的主要研究范圍及要求達(dá)到的技術(shù)參數(shù)有(1)使

15、液體灌裝機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)安全、高效的灌裝；(2)滿足灌裝的各項(xiàng)技術(shù)要求；(3) 具體內(nèi)容包括多種液體混合控制方案的設(shè)計(jì)、軟硬件電路的設(shè)計(jì)、常見故障分析等等。本課題應(yīng)解決的主要問題是如何使plc在飲料灌裝中實(shí)現(xiàn)控制功能，在相關(guān)的研究文獻(xiàn)報(bào)道中用plc對(duì)灌裝機(jī)進(jìn)行控制的研究尚不多見，以致人們難以根據(jù)它的具體情況，正確選用參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制，也就難以滿足提高質(zhì)量和效率、降低成本的要求，本設(shè)計(jì)就是基于以上問題進(jìn)行的一些探索?？删幊绦蚩刂破鞯母艣r：一、可編程序控制器的基本結(jié)構(gòu)圖3 plc的結(jié)構(gòu)框圖plc種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用可編程序控制器實(shí)施控制，實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)

16、變換予以物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。plc專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由cpu、電源、存儲(chǔ)器和專門設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。plc的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示。二 可編程控制器的工作原理1. plc的基本工作原理plc是一種存儲(chǔ)程序的控制器。用戶根據(jù)某一對(duì)象的具體控制要求，編制好控制程序后，用編程器將程序鍵入到plc的用戶程序存儲(chǔ)器中寄存。plc的控制功能就是通過運(yùn)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。plc掃描工作方式主要分三個(gè)階段：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。（1）輸入采樣 plc在開始執(zhí)行程序之前，首先掃描輸入端子，按順序?qū)⑺休斎胄盘?hào)，讀入到寄存輸入狀態(tài)的輸入映像寄存器中，這

17、個(gè)過程稱為輸入采樣。plc在運(yùn)行程序時(shí)，所需的輸入信號(hào)不是現(xiàn)時(shí)取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。在本工作周期內(nèi)這個(gè)采樣結(jié)果的內(nèi)容不會(huì)改變，只有到下一個(gè)掃描周期輸入采樣階段才被刷新。（2） 程序執(zhí)行 plc完成了采樣工作后，按順序從0000號(hào)地址開始的程序進(jìn)行掃描執(zhí)行，并分別從輸入映像寄存器、輸出映像寄存器以及輔助繼電器中獲得所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理。再將程序執(zhí)行的結(jié)果寫入寄存執(zhí)行結(jié)果的輸出映像寄存器中保存。但這個(gè)結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端子上。（3）輸出刷新 在執(zhí)行到end的命令時(shí)，即執(zhí)行完用戶所有的程序后，plc將輸出映像寄存器中的內(nèi)容送到輸出鎖存器中進(jìn)行輸出

18、，驅(qū)動(dòng)用戶設(shè)備。 2 編程的基本知識(shí)fx系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。3 plc常用程序設(shè)計(jì)語言簡(jiǎn)介在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。plc是專為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使

19、用者是工廠廣大電氣技術(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常plc不采用微機(jī)的編程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程。國際電工委員會(huì)（iec）1994年5月公布的iec1131-3（可編程控制器語言標(biāo)準(zhǔn)）詳細(xì)地說明了句法、語義和下述5種編程語言：功能表圖（sequential function chart）、梯形圖（ladder diagram）、功能塊圖（function black diagram）、指令表（instruction list）、結(jié)構(gòu)文本（structured text）。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語言，功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊

20、控制流程圖。第二章 方案的介紹與選定整個(gè)設(shè)計(jì)過程是按工藝流程設(shè)計(jì)，為設(shè)備安裝，運(yùn)行和保護(hù)檢修服務(wù)。系統(tǒng)在保證安全，可靠，穩(wěn)定，快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)，合理，合用，減小設(shè)備成本。在方案的選擇，元器件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)，新產(chǎn)品?？刂朴扇斯た刂频阶詣?dòng)控制，由模擬控制到微機(jī)控制，使功能的實(shí)現(xiàn)由一到多而且更加趨于完善。對(duì)于本課題來說，如果液體混合系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升級(jí)，新控制裝置需要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)狀來構(gòu)成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。對(duì)于人機(jī)交互方式改造后的系統(tǒng)的操作模式應(yīng)盡量和改造前的相類似，以便于操作人員迅速掌握，從企業(yè)的高燥要求可以看出在新控制系統(tǒng)中既需要

21、處理模擬量也需要處理大量的開關(guān)量，系統(tǒng)的可靠性高，人機(jī)交互界面友好，應(yīng)具備數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和分析匯總的能力。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要從怎樣實(shí)現(xiàn)控制器控制各電磁閥的開關(guān)及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的這個(gè)角度去考慮。 就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。2.1繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身

22、價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。2.2工業(yè)計(jì)算機(jī)控制工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。且其外部i/o接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。 2.3單片機(jī)控制單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括cpu、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將

23、它與外部i/o信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和i/o接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。 2.4可編程序控制器控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬件配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化?？删幊炭刂破?plc)從上個(gè)世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對(duì)開關(guān)量進(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。隨著30多年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，plc也通過不斷的升級(jí)

24、換代大大增強(qiáng)了其功能。現(xiàn)在plc已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實(shí)的多功能控制器。由plc為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。2.5方案選定在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。以往常采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制，使用硬連接電器多，可靠性差，自動(dòng)化程度不高。當(dāng)前國內(nèi)許多地方的此類控制系統(tǒng)主要采用dcs。這是由于液位控制系統(tǒng)的儀表信號(hào)較多，采用此系統(tǒng)性價(jià)比相對(duì)較好，但隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，plc在儀

25、表控制方面的功能已經(jīng)不斷強(qiáng)化。用于回路調(diào)節(jié)和組態(tài)畫面的功能不斷完善，而且plc的抗干擾的能力也非常強(qiáng)，對(duì)電源的質(zhì)量要求比較低。目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)接觸器進(jìn)行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障，所以plc在工業(yè)控制中得到了良好的運(yùn)用。本次設(shè)計(jì)的混合液體控制裝置,利用plc實(shí)現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，適合于各種液體的混合調(diào)配。所以最后選定方案四。第3章 硬件設(shè)計(jì)3.1液體混合控制設(shè)計(jì)圖4液體裝置控制控制要求：上圖為兩種液體混合裝置，sl1、sl2、sl3分別為高、中、低液

26、面?zhèn)鞲衅?，液面?zhèn)鞲衅鳑]時(shí)接通，液體a、b與混合液閥由電磁閥yv1、yv2、yv3控制，m為攪勻電動(dòng)機(jī)。1.初始狀態(tài) 當(dāng)裝置投入運(yùn)行時(shí),液體a閥門和液體b閥門關(guān)閉，混合液體閥門打開30s，將容器放空后關(guān)閉。(2)啟動(dòng)控制。按下sb1，開始按下述要求動(dòng)作： 液體a閥門打開，液體a流入容器。當(dāng)液面到達(dá)sl2時(shí)，sl2接通，關(guān)閉液體a閥門，打開液體b閥門，流入液體b。 當(dāng)液面到達(dá)sl1時(shí)，關(guān)閉液體b閥門，啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)，攪拌1min后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到sl3時(shí)，sl3斷開，再經(jīng)過5s后，容器放空，混合液體閥門關(guān)閉，開始下一周期操作。(3)按下停止按鈕sb2后，在

27、當(dāng)前的混合操作處理完畢后才停止操作，即停在該狀態(tài)上。3.2主電路設(shè)計(jì)一臺(tái)電機(jī)和三個(gè)電磁閥配合和作用：電磁閥yv1，電磁閥yv2，電磁閥yv3控制a、b、混合液體的流入與流出。電機(jī)控制攪拌液體。完成兩種液體混合控制。 圖5主電路圖3.3元器件明細(xì)表 表1 元器件明細(xì)表名稱型號(hào)數(shù)量備注按鈕開關(guān)kh-22042個(gè)液位傳感器lsf-2.53個(gè)攪拌電動(dòng)機(jī)ej15-31個(gè)電磁閥（入液罐）vf4-252個(gè)電磁閥（出液罐）avf-401個(gè)接觸器cjx1-9/220v4個(gè)3.4元器件選型3.4.1液位傳感器的選擇選用lsf-2.5型液位傳感器圖6 lsf-2.5其中“l(fā)”表示光電的，“s”表示傳感器，“f”表示

28、防腐蝕的，2.5為最大工作壓力。lsf系列液位開關(guān)可提供非常準(zhǔn)確、可靠的液位檢測(cè)。其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射回來；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開關(guān)量。應(yīng)用此原理可制成單點(diǎn)或多點(diǎn)液位開關(guān)。lsf 光電液位開關(guān)具有較高的適應(yīng)環(huán)境的能力，在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。液位傳感器相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1.工作壓力可達(dá)2.5mpa2.工作溫度上限為125c3.觸點(diǎn)壽命為100萬次4.觸點(diǎn)容量為70w5.開關(guān)電壓為24v dc6.切換電流為0.5a3.4.2攪拌電機(jī)的選擇三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)

29、用非常廣泛，因而正確的選擇電動(dòng)機(jī)顯得極為重要。三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇包括它的功率、種類、方式、電壓和轉(zhuǎn)速等。功率的選擇：合適選擇電動(dòng)機(jī)的功率是運(yùn)行安全和經(jīng)濟(jì)的可靠保證。所選電動(dòng)機(jī)的功率是由生產(chǎn)機(jī)械所需的。功率的確定是由連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇和短時(shí)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇。而電動(dòng)機(jī)的額定功率是生產(chǎn)機(jī)械所要求功率的1/。種類和型號(hào)的選擇：種類選擇的原理主要是從交流或直流、機(jī)械特性、調(diào)速與起動(dòng)性能、維護(hù)及價(jià)格等發(fā)面來考慮。其結(jié)構(gòu)的選擇則是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的周圍環(huán)境條件來確定。電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)構(gòu)型則有開啟式、防護(hù)式、封閉式、防爆式。電壓和轉(zhuǎn)速的選擇：電壓等級(jí)選擇是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型、功率以及使用地點(diǎn)的電源電壓來決定。

30、y系列籠型電動(dòng)機(jī)的額定電壓只有380v一個(gè)等級(jí)；大功率異步電動(dòng)機(jī)才采用3000v、6000v的電壓等級(jí)。轉(zhuǎn)速選擇原則是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求而選定。y系列三相異步電動(dòng)機(jī)是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)基本系列。該系列可以滿足國內(nèi)外一般用途的需要，機(jī)座范圍80-315，是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。y系列電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、性能好、振動(dòng)小、噪音小壽命長、可靠性高、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合iec標(biāo)準(zhǔn)。采用b級(jí)絕緣、外殼防護(hù)等級(jí)為ip44，冷卻方式ic418.圖7 y90s-6/0.75kw3.4.3電磁閥的選擇（1）入罐液體選用vf4-25型電磁閥圖8 vf4-25其中“v”

31、表示電磁閥，“f”表示防腐蝕，4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，25表示口徑（mm） 寬度。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1）材質(zhì)：聚四氟乙烯。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體。2）介質(zhì)溫度150/環(huán)境溫度-2060c。3）使用電壓：ac：220 v50hz/60hz dc：24v。4）功率：ac：2.5kw。5）操作方式：常閉：通電打開、斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率。（2）出罐液體選用avf-40型電磁閥圖9 avf-40其中“a”表示可調(diào)節(jié)流量，“v”表示電磁閥，“f”表示防腐蝕，40為口徑(mm)相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：1）其最大特點(diǎn)就是能通過設(shè)備上的按鍵設(shè)置來控制流量，

32、達(dá)到定時(shí)排空的效果。2）其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力。3）使用電壓：ac：220 v50hz/60hz dc：24v。4）功率：ac：5kw。3.5 plc輸入、輸出口分配一、液體混合裝置輸入/輸出地址分配i/o分配表： 表2 i/o分配輸入：sm0.1起動(dòng)按鈕sb1i0.3停止按鈕sb2i0.1高液面?zhèn)鞲衅鱯l1i0.0中液面?zhèn)鞲衅鱯l2i0.2低液面?zhèn)鞲衅鱯l3輸出：q0.0液體a電磁閥yv1q0.1液體b電磁閥yv2q0.3混合液電磁閥yv3q0.2攪動(dòng)電動(dòng)機(jī)接觸器km分析原理：從混料罐裝置的工作過程可以看出，整個(gè)工作過程主要分為初始液、液體a進(jìn)入、液體b進(jìn)入、攪拌、出

33、液、等待這5個(gè)階段，各階段是按順序，在相應(yīng)的轉(zhuǎn)換信號(hào)指令下從一個(gè)階段到另一個(gè)階段轉(zhuǎn)換，屬于順序控制。三菱plc具有專門的順序控制指令-步進(jìn)指令，用步進(jìn)指令編程簡(jiǎn)單直觀、方便易讀。本次液體混合裝置就用的是三菱的plc。二、主電路的設(shè)計(jì)根據(jù)以上所選的接觸器，斷路器，熱繼電器和電動(dòng)機(jī)可畫出其硬件接線圖，如圖：圖14 硬件接線圖第4章 軟件設(shè)計(jì)41plc應(yīng)用程序的基本設(shè)計(jì)方法4. 1.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是利用各種典型的控制環(huán)節(jié)和基本單元電路，依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇、組合，直接設(shè)計(jì)電氣控制系統(tǒng)，來滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝過程的控制要求。用這種方法對(duì)比較簡(jiǎn)單的電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以收到簡(jiǎn)便、快速的效果。但是，

34、由于主要依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，因而要求設(shè)計(jì)者要具有較豐富的經(jīng)驗(yàn)，要能熟悉、掌握大量的控制系統(tǒng)的實(shí)例和各種典型環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)的結(jié)果不是惟一的，也不很規(guī)范，而且往往需經(jīng)多次反復(fù)修改和完善才能符合設(shè)計(jì)要求。用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)plc應(yīng)用的電控系統(tǒng)程序與其他方法一樣，首先必須詳細(xì)了解機(jī)械及工藝的控制要求，包括機(jī)械的工作循環(huán)圖，電氣執(zhí)行元件的執(zhí)行順序等。用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)plc應(yīng)用程序可以大致按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：分析控制要求、選擇控制原則；設(shè)置主令元件和檢測(cè)元件；確定輸入、輸出信號(hào)；設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序；檢查、修改和完善程序。在設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的控制程序時(shí)，一般又可分為以下幾個(gè)步驟：(1)按所給的要求，將生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)

35、分成各自獨(dú)立的簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，分別設(shè)計(jì)這些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的基本控制程序。(2)按各運(yùn)動(dòng)之間應(yīng)有的制約關(guān)系來設(shè)置聯(lián)鎖措施，選擇聯(lián)鎖觸點(diǎn)，設(shè)計(jì)聯(lián)鎖程序。這一條是電控系統(tǒng)能否成功，能否可靠、正確運(yùn)行的關(guān)鍵，必須仔細(xì)進(jìn)行。(3)按照維持運(yùn)動(dòng)(或狀態(tài))的進(jìn)行和轉(zhuǎn)換的需要，選擇控制原則，設(shè)置主令元件、檢測(cè)元件以及繼電器等。(4)設(shè)置必要的保護(hù)措施。4.1.2應(yīng)用程序的邏輯設(shè)計(jì)方法邏輯設(shè)計(jì)方法的基本含義是以邏輯組合的方法和形式設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)。這種設(shè)計(jì)方法既有嚴(yán)密可循的規(guī)律性、明確可行的設(shè)計(jì)步驟，又具有簡(jiǎn)便、直觀和十分規(guī)范的特點(diǎn)。它可以使電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從捉摸不定的、主要依賴于經(jīng)驗(yàn)和嘗試的復(fù)雜過程中解脫出來，提高設(shè)計(jì)效率而又

36、易于學(xué)習(xí)和掌握。1.邏輯代數(shù)與電氣控制線路（1）電氣控制線路的本質(zhì)是邏輯線路考察任何一個(gè)電控線路都會(huì)發(fā)現(xiàn)，回路的接通或斷開，都是通過繼電器等電氣元件的觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的。故控制電路的種種功能必定取決于這些觸點(diǎn)的開、合兩種狀態(tài)，而由它們組成的電路也是非通即斷的雙態(tài)系統(tǒng)。因此電控線路從本質(zhì)上說是一種邏輯線路，它符合邏輯運(yùn)算的各種基本規(guī)律。由于plc是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)正是建立在邏輯代數(shù)的基礎(chǔ)上的，它的硬件無非是“與”、“或”、“非”三種邏輯電路的組合。特別是plc程序的結(jié)構(gòu)和形式，無論是語句表程序還是梯形圖程序，都直接或間接地采用邏輯組合的形式，它們的工作方式及其規(guī)律也完全符合邏輯運(yùn)算

37、的基本規(guī)律。因此，用變量及其函數(shù)只有“0”、“1”兩種取值的邏輯代數(shù)作為研究電氣控制線路和plc應(yīng)用程序的工具就是很自然的了。（2）基本邏輯運(yùn)算和邏輯函數(shù)的線路結(jié)構(gòu)邏輯代數(shù)的三種基本運(yùn)算“與”、“或”、“非”都有著非常明確的物理意義，因此，當(dāng)一個(gè)邏輯函數(shù)用邏輯變量的基本運(yùn)算式表現(xiàn)出來以后，實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯函數(shù)的線路也就是確定的和十分方便的了。特別是，用邏輯函數(shù)式表達(dá)的線路結(jié)構(gòu)與plc的指令語句程序完全一致，可以直接轉(zhuǎn)化，甚至不用梯形圖程序來進(jìn)行過渡。2.用邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)plc應(yīng)用程序的步驟1)明確控制任務(wù)和控制要求。通過分析機(jī)械裝置、工藝過程和控制要求，取得工作循環(huán)圖和檢測(cè)元件分布圖以及執(zhí)行元件動(dòng)

38、作節(jié)拍表。2)繪制電控系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換表。3)進(jìn)行系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)。4)編制plc程序。5)程序的完善和補(bǔ)充。4.1.3利用狀態(tài)流程圖設(shè)計(jì)應(yīng)用程序1.狀態(tài)流程圖狀態(tài)流程圖，又叫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，它是完整地描述控制系統(tǒng)的工作過程、功能和特性的一種圖形，是分析和設(shè)計(jì)電控系統(tǒng)控制程序的重要工具。所謂“狀態(tài)”都是具有特定功能的狀態(tài)的流程或轉(zhuǎn)換，實(shí)際上也就是電控系統(tǒng)的功能的流程或轉(zhuǎn)換。機(jī)械的自動(dòng)工作循環(huán)過程就是電控系統(tǒng)的狀態(tài)自動(dòng)地、有順序地逐步轉(zhuǎn)換的過程。狀態(tài)流程圖也叫功能流程圖，由狀態(tài)、轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換條件和動(dòng)作、命令組成。2.利用狀態(tài)流程圖進(jìn)行plc程序設(shè)計(jì)1)按照機(jī)械運(yùn)動(dòng)或工藝過程的工作內(nèi)容、步驟、順序和控制要求

39、畫出狀態(tài)流程圖。2)在狀態(tài)流程圖上以plc輸入點(diǎn)或其他元件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)換條件。當(dāng)某轉(zhuǎn)換條件的實(shí)際內(nèi)容不止一個(gè)時(shí)，每個(gè)具體內(nèi)容定義一個(gè)plc元件編號(hào)，并以邏輯組合形式表現(xiàn)為有效轉(zhuǎn)換條件。3)按照機(jī)械或工藝提供的電氣執(zhí)行元件功能表，在狀態(tài)流程圖上對(duì)每個(gè)狀態(tài)和動(dòng)作命令配畫上實(shí)現(xiàn)該狀態(tài)或動(dòng)作命令的控制功能的電氣執(zhí)行元件，并以對(duì)應(yīng)的plc輸出點(diǎn)的編號(hào)定義這些電氣執(zhí)行元件。3.利用移位寄存器設(shè)計(jì)應(yīng)用程序利用移位寄存器進(jìn)行步進(jìn)順序控制程序的設(shè)計(jì)更為簡(jiǎn)便，同時(shí)設(shè)計(jì)的通用性也更強(qiáng)。這種設(shè)計(jì)方法主要是利用移位寄存器來充當(dāng)電控系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換控制器，設(shè)計(jì)成單數(shù)據(jù)順序循環(huán)移位，實(shí)現(xiàn)單步步進(jìn)式的順序控制。通過分析電控系統(tǒng)的

40、輸入信號(hào)狀態(tài)，可以得到系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換主令信號(hào)組，這是設(shè)計(jì)步進(jìn)順序控制程序的關(guān)鍵。同樣，使用移位寄存器進(jìn)行設(shè)計(jì)也是利用這一結(jié)果。4.2plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟4.2.1控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程)的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：(1)最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求。設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬定電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題。(2)在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。(3)保證控

41、制系統(tǒng)的安全、可靠。(4)考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇plc容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。4.2.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容plc控制系統(tǒng)是由plc與用戶輸入、輸出設(shè)備連接而成的，因此，plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括：(1)選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號(hào)燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象(電動(dòng)機(jī)、電磁閥等)。(2)plc的選擇。plc是plc控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇plc對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇plc，應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、io模塊的選擇、電源模塊的選擇等。(3)分配io點(diǎn)，繪制i

42、o連接圖。(4)設(shè)計(jì)控制程序。包括設(shè)計(jì)梯形圖、語句表(即程序清單)和控制系統(tǒng)流程圖?？刂瞥绦蚴强刂普麄€(gè)系統(tǒng)工作的軟件，是保證系統(tǒng)工作安全、可靠的關(guān)鍵。因此，控制程序的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。(5)必要時(shí)還需設(shè)計(jì)控制臺(tái)(柜)。(6)編制控制系統(tǒng)的技術(shù)文件。包括說明書、電氣圖及電氣元件明細(xì)表等。傳統(tǒng)的電氣圖，一般包括電氣原理圖、電器布置圖及電器安裝圖。在plc控制系統(tǒng)中，這一部分圖可以統(tǒng)稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)電氣圖的基礎(chǔ)上增加了plc部分，因此在電氣原理圖中應(yīng)增加plc的io連接圖。此外，在plc控制系統(tǒng)中的電氣圖中還應(yīng)包括程序圖(梯形圖)，又稱為“軟件圖”。向用戶提供“軟

43、件圖”，可便于用戶在發(fā)展生產(chǎn)或改進(jìn)工藝時(shí)修改程序，并有利于用戶維圖6是可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程，具體設(shè)計(jì)步驟如下。（1）根據(jù)生產(chǎn)的工藝過程分析控制要求。如需要完成的動(dòng)作(動(dòng)作順序、動(dòng)作條件、必需的保護(hù)和聯(lián)鎖等)、操作方式(手動(dòng)、自動(dòng)，連續(xù)、單周期、單步等)。（2）根據(jù)控制要求確定所需的用戶輸入、輸出設(shè)備，據(jù)此確定plc的io點(diǎn)數(shù)。（3）選擇plc系統(tǒng)。（4）分配plc的io點(diǎn)，設(shè)計(jì)io連接圖（這一步也可以結(jié)合第2步進(jìn)行）（5）進(jìn)行plc程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制臺(tái)（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。在設(shè)計(jì)繼電器控制系統(tǒng)時(shí)，必須在控制線路（接線程序）設(shè)計(jì)完成后，才能進(jìn)行控制臺(tái)（柜）的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。可見，采用

44、plc控制，可以使整個(gè)工程的周期縮短。析和排除確定控制對(duì)象及控制范圍軟件(程序)設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試硬件（外圍電路控制器 布線等）設(shè)計(jì)可編程控制器的選擇是否符合設(shè)計(jì)要求調(diào)整軟件調(diào)整硬件投入運(yùn)行總線統(tǒng)調(diào)否否是故障圖15 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程4.2.3 程序設(shè)計(jì)的步驟plc程序設(shè)計(jì)是plc控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，其步驟如下。（1）列寫系統(tǒng)占用的輸入、輸出點(diǎn)及機(jī)內(nèi)各軟元件的分布及用途。（2）根據(jù)控制要求列寫控制操作的各種要求。對(duì)于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，需繪制控制流程圖，用以清楚地表明動(dòng)作的順序和條件。對(duì)于簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，也可省去這一步。（3）設(shè)計(jì)梯形圖。這是程序設(shè)計(jì)的關(guān)鍵一步，也是比較困難的一步。要設(shè)

45、計(jì)好梯形圖，除了十分熟悉控制要求外，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 （4）根據(jù)梯形圖編制程序清單(若使用的編程器可直接輸入梯形圖，則可省去此步)。（5）用編程器將程序鍵入到plc的用戶存儲(chǔ)器中，并檢查鍵入的程序是否正確。（6）對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿足要求為止。（7）待控制臺(tái)(柜)及現(xiàn)場(chǎng)施工完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。如不滿足要求，需再修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止。（8）編制技術(shù)文件。43軟件流程圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，繪制出以下流程圖yv1打開，進(jìn)入液體a液面上升到sl3，無動(dòng)作液面上升到sl2，yv1關(guān)閉，液體a注入，yv2打開，液體b進(jìn)入液面上升到sl1，yv2關(guān)閉，液體b停止

46、注入，m開始攪動(dòng) y5關(guān)，液面下降到sl3，5s后混合液流完，yv3關(guān)閉，按停止按鈕？結(jié)束開始t0工作，60s后，m停止攪動(dòng)，yv3打開，放混合液體圖16 系統(tǒng)流程圖4.4梯形圖 圖17 梯形圖4.5指令含義sm0.1:表示上電后接通m0.0m0.4:步名i0.0表示中液位傳感器i0.1表示高液位傳感器i0.2表示低液位傳感器(常閉)i0.3表示停止按鈕q0.0表示釋放a液體q0.1表示釋放b液體q0.2表示攪拌混合液q0.3表示釋放混合夜q0.4表示繼續(xù)釋放5秒t37 t38表示定時(shí)器功能圖s7-200系列plc除了梯形圖外，還有指令表和順序功能圖語言，順序功能圖語言用于復(fù)雜的順序控制程序，、。步進(jìn)指令是指專為順序控制而設(shè)計(jì)的指令。在工業(yè)領(lǐng)域許多過程都可以用順序控制的方式來實(shí)現(xiàn)，使用步進(jìn)指令實(shí)現(xiàn)順序控制即方便實(shí)現(xiàn)有便于閱讀修改.第5章 系統(tǒng)調(diào)試5.1調(diào)試時(shí)的注意事項(xiàng)(1)注意