PLC的兩種液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1、PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告液體混合的模擬控制2016年5月25日摘要PLC以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到迅速地發(fā)展和普及，弁在冶金、機(jī)械、紡織、輕工等諸多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制。掌握可編程控制器的工作原理、具備設(shè)計(jì)、調(diào)試可編 程控制器系統(tǒng)的能力，已成為現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電氣技術(shù)人員的 基本要求。將 PLC應(yīng)用于液體混合裝置的控制，對(duì)于學(xué)習(xí) 和工業(yè)上的應(yīng)用顯得尤為重要。本設(shè)計(jì)以兩種液體的混合 控制為例，要求是將兩種液體按一定比例混合，在攪勻電 機(jī)攪勻后將混合液體輸出容器。弁自動(dòng)開(kāi)始下一周期，形 成一個(gè)循環(huán)狀態(tài)。在按下停止按鈕后所有工序停止操作。同時(shí)，該設(shè)計(jì)采用西門子公司的S7-200系列機(jī)型進(jìn)行控制系統(tǒng)的PLC程序

2、設(shè)計(jì)，利用模擬裝置對(duì)兩種液體混合的工 業(yè)流程進(jìn)行模擬。關(guān)鍵詞：兩種液體、混合裝置、自動(dòng)控制目錄1液體自動(dòng)混合系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)01.1 控制要求01.2 編程軟件地址分配表01.3 PLC外部電路接線圖11.4 主電路連接圖11.5 控制程序21.6 順序功能圖 22液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)32.1 硬件選型32.2 主電路的設(shè)計(jì) 32.3 液體混合捽制系統(tǒng)示意43液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)53.1 PLC 捽制的相關(guān)流程圖53.2 可編程控制器梯形圖54心得體會(huì)9參考文獻(xiàn) 101液體自動(dòng)混合系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)1.1 控制要求本課程設(shè)計(jì)是基于 PLC的液體自動(dòng)混合攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì)，L1、L2、L3是液面?zhèn)鞲?/p>

3、器。兩種液體的流入由電磁閥Y1和Y2控制，混合液的流出由電磁閥Y3控制。攪拌電動(dòng)機(jī)用于驅(qū)動(dòng)槳葉將液體混合均勻。本系統(tǒng)的工作 原理如圖1-1-1所示。按下起動(dòng)按鈕，電磁閥 Y1閉合，開(kāi)始注入液體A,按L2表示液體到了L2的高度，停止注入液體Ao同時(shí)電磁閥 Y2閉合，注入液體 B,按L1表示液體到了 L1的高度，停止注入液體 B,開(kāi)啟攪拌機(jī) M,攪拌4s,停止攪 拌。同時(shí)Y3為ON ,開(kāi)始放出液體至液體高度為L(zhǎng)3 ,再經(jīng)2s停止放出液體。同時(shí)液體 A注入。開(kāi)始循環(huán)。按停止按扭，所有操作都停止，須重新 啟動(dòng)。圖1-1-1液體自動(dòng)混合攪拌系統(tǒng)1.2 編程軟件地址分配表I/O地址分配根據(jù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)該有

4、 5個(gè)輸入信號(hào)，4個(gè)輸出信號(hào)輸入輸出起動(dòng)按鈕：I0.0停止按鈕：I0.4L1 按鈕：I0.1Y3L2 按鈕：I0.2L3 按鈕：I0.3Y1: Q0.1Y2: Q0.2Q0.3M : Q0.41.3 PLC外部電路接線圖液體混合模擬控制系統(tǒng)的PLC外部接線圖如圖1-3-1所示。圖1-3-1PLC 外部接線圖 由 0 口 0 0 01.4主電路連接圖液體混合模擬控制系統(tǒng)的主電路連接圖如圖口 0 口 000 01-4-1所小。利E圖1-4-1主電路連接圖1.5控制程序1：按下啟動(dòng)按鈕，電磁閥Y1打開(kāi)，液體 A流入容器 2:當(dāng)液位達(dá)到 L2時(shí)，電磁閥 Y1關(guān)閉，同時(shí)電磁閥 Y2打開(kāi)，液體 B流入 容

5、器。3:當(dāng)液位達(dá)到L1時(shí)，電磁閥Y2關(guān)閉，同時(shí)啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)攪拌 4S。4:攪拌完畢后，打開(kāi)電磁閥 Y3放出混合液體。當(dāng)液面到達(dá)傳感器 L3 的位置時(shí)，再繼續(xù)放液 2s后關(guān)閉放液電磁閥 Y3 ,同時(shí)打開(kāi)電磁閥 Y1 ,放 入液體A ,開(kāi)始循環(huán)。5 :在工作中如果按下停止按鈕，所有操作立即停止工作，需重新啟動(dòng)1.6順序功能圖就12液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1 硬件選型通過(guò)分析控制任務(wù)，如不考慮產(chǎn)量顯示，則共需要5個(gè)數(shù)字量輸入和 4個(gè)數(shù)字量輸出，CPU型號(hào)可以選擇 S7-200PLC的CPU224 （本機(jī)上有 14個(gè)數(shù)字量輸入和10個(gè)數(shù)字量輸出）。L1、L2、L3為3個(gè)液位傳感器，液體淹沒(méi)時(shí)接

6、通。進(jìn)液閥 Y1、Y2分別控制A液體和B液體進(jìn)液，出液閥 Y.3控制混合液體出液。該系統(tǒng)所使用的輸入輸出設(shè)備的I/O分配如表2-1-1所示。表2-1-1輸入和輸出設(shè)備I/O分配表輸入輸出I0.0啟動(dòng)按鈕SB1Q0.0液體A電磁閥Y1I0.4停止按鈕 SB2Q0.1液體B電磁閥 Y2I0.1低液面?zhèn)鞲衅鱈1Q0.2放液電磁閥 Y3I0.2中液面?zhèn)鞲衅鱈2Q0.3攪動(dòng)電動(dòng)機(jī)接觸器I0.3高液面?zhèn)鞲衅鱈32.2 主電路的設(shè)計(jì)根據(jù)以上所選的 CJX1-9 , 220V型接觸器、DZ47-63系列小型斷路器、JR16B-60/3D 型熱繼電器和型號(hào)為Y90S-6/0.75KW 的電動(dòng)機(jī)可畫(huà)出其硬件電氣原

7、理圖如圖 2-2-1所示。其中本次設(shè)計(jì)中的混合液體攪拌由電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)。帶有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等，短路保護(hù)由FU熔斷器來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，過(guò)載保護(hù)由FR熱繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能。圖2-2-1主電路2.3 液體混合控制系統(tǒng)示意本設(shè)計(jì)為兩種液體混合攪拌控制，具元件、要求如下：1 .啟動(dòng)操作按下啟動(dòng)按鈕SB1 ,液體裝置開(kāi)始按以下順序工作：(1)進(jìn)液電磁閥 Y1打開(kāi)，A液體流入容器，液位上升。(2)當(dāng)液位上升到 L2處時(shí)，進(jìn)液電磁閥 Y1關(guān)閉，A液體停止流入，同時(shí) 打開(kāi)進(jìn)液電磁閥 Y2, B液體開(kāi)始流入容器。(3)當(dāng)液位上升到 L1處，進(jìn)液電磁閥 Y2關(guān)閉，B液體停止流入，同時(shí)攪 拌電動(dòng)機(jī)M開(kāi)始工作。(4

8、)當(dāng)攪拌電機(jī)定時(shí)攪拌4s后制動(dòng)停止攪拌，同時(shí) Y3打開(kāi)，開(kāi)始放出混合液體，液位開(kāi)始下降。(5)當(dāng)液位下降到 L3處時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí) 2秒后關(guān)閉放液閥 Y3,自動(dòng)開(kāi)始下 一個(gè)循環(huán)。2 .停止操作 工作中，若按下停止按鈕SB2,裝置立即停止。3液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)1.1 PLC控制的相關(guān)流程圖液體自動(dòng)混合的控制是比較復(fù)雜的，要滿足控制的要求，要不斷處理各種定時(shí)信號(hào)。液體混合動(dòng)作的循環(huán)過(guò)程為：開(kāi)電磁閥Y1 關(guān)電磁閥Y1 開(kāi)電磁閥 Y2 關(guān)電磁閥 Y2 攪拌4s放液體一定時(shí)一一關(guān)閥門Y3 開(kāi)電磁閥 Y1 循環(huán)停止。軟件流程圖如圖3-1-1所示咔lt，Y網(wǎng)斛以圖3-1-1程序流程圖1.2 可編程控制器

9、梯形圖標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言也是我們最常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)1 .它是一種圖形語(yǔ)言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián) 等術(shù)語(yǔ)和一些圖形符號(hào)構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。2 .梯形圖中接點(diǎn)(觸點(diǎn))只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是 PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。3 .梯形圖中的接點(diǎn)可以任意申、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能用聯(lián)。4 .內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。5 . PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期 中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條

10、件使用。功能左邊畫(huà)輸入、右邊畫(huà)輸出。根據(jù)流程圖，分析畫(huà)出梯形圖如3-2-1所示。網(wǎng)絡(luò)1 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題網(wǎng)絡(luò)空用SM0.1MODT 10.4MOII ' IL-C R5網(wǎng)絡(luò)2MO.OM021)網(wǎng)絡(luò)5T37M0.4M0.3-R)1I0.3M0.5tr< PM0.42R)1網(wǎng)絡(luò),M0.5T38M0.1M0.5R ) 1網(wǎng)絡(luò)8M0.1網(wǎng)絡(luò)9M0.2Q0.2< )網(wǎng)絡(luò)10MD. 3T3?INTONPT1 口口 m士INTON20-PTQ0.4(11n ms梯形圖分析:圖3-2-1梯形圖1 .初始狀態(tài) 當(dāng)裝置投入運(yùn)行時(shí)，進(jìn)液閥 QO.1、QO.2關(guān)閉，出液閥 QO.3打開(kāi)10秒將容器中的殘存

11、液體放空后關(guān)閉。2 .啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕 SB1 ,液體裝置開(kāi)始按以下順序工作：進(jìn)液閥QO.1打開(kāi)，A液體流入容器，液位上升。當(dāng)液位上升到 SL2 (I)處時(shí)，進(jìn)液閥 QO.1關(guān)閉，A液體停止流入， 同時(shí)打開(kāi)進(jìn)液閥 QO.2, B液體開(kāi)始流入容器。當(dāng)液位上升到 SL3 (H)處，進(jìn)液閥 QO.2關(guān)閉，B液體停止流入，同 時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。當(dāng)攪拌電機(jī)定時(shí)攪拌 10S后制動(dòng)停止攪拌，同時(shí) QO.3打開(kāi)，開(kāi)始放 液，液位開(kāi)始下降。當(dāng)液位不能下降到 SL1 (L)處時(shí)，開(kāi)始計(jì)時(shí) 10秒后關(guān)閉放液閥 QO.3 ,自動(dòng)開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。3 .停止操作 工作中，若按下停止按鈕SB2,待整個(gè)循環(huán)進(jìn)行到結(jié)

12、束，即待灌內(nèi)液體排完，切斷Y4 ,不再接通 Y1 ,停止Y1 ,停止工作。4心得體會(huì)本設(shè)計(jì)主要闡述兩種液體混合攪拌的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)液體混料全過(guò) 程：即進(jìn)料、混料、出料的自動(dòng)控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 使用了西門子 S7-200型號(hào)PLC ,設(shè)計(jì)了控制程序。盡管課程設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng) 的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種繼電器的安裝方式，我都是隨著 設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。與老師的交流溝通也使我從各 種角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求。由于客觀條件的限制，在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有將指令程序通過(guò)編程器送入 PLC ,并且還進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試

13、和完善程序。至于后面的硬件系統(tǒng)的安裝、 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和安裝運(yùn)行都無(wú)法完成。若以后條件允許，可以 對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。我完成這篇課程設(shè)計(jì)，得到了許多人的幫助。首先，我要特別感謝我 的指導(dǎo)老師成燕平老師。在我撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中，成老師付出了大量 的心血和汗水，無(wú)論是在課程的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在設(shè) 計(jì)的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了成老師細(xì)心、耐心地輔導(dǎo)和 熱情的幫助，她指導(dǎo)我課程設(shè)計(jì)一定要嚴(yán)格按照論文格式去寫(xiě)，并且要有 自己的觀點(diǎn)和看法。他廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作 風(fēng)深深影響了我，使我終身受益。在此我表示真誠(chéng)地感謝同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)的寫(xiě)作過(guò)程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，在 此一并致以誠(chéng)摯的謝意。最后，我向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并 提出寶貴意見(jiàn)的各位老師表示衷心地感謝!參考文獻(xiàn)1廖常初.S7