西門子S7-1200多液體混合控制系統(tǒng)PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告課件

1、山東交通學(xué)院電控與PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告院(部)別 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 班 級 電氣 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 時(shí) 間 2017.12.11-2017.12.22 課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書題 目 多液體混合控制系統(tǒng) 學(xué) 院 信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電氣 學(xué)生姓名 學(xué) 號 12 月 11 日至 12 月 22 日 共 2 周指導(dǎo)教師(簽字) 院長(主任) (簽字) 2017 年 12月 20 日一、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求1基礎(chǔ)題1.1天塔之光1.2PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)2組合題 PLC 實(shí)現(xiàn)多液體自動混合控制2.1總體控制要求：如面板圖所示，本裝置為三種液體混合模擬

2、裝置，由液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2、SL3，液體A、B、C閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、 YV3、YV4，攪勻電機(jī)M，加熱器H，溫度傳感器T組成。實(shí)現(xiàn)三種液體的混合，攪勻，加熱等功能。三相異步電動機(jī)與攪拌電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)、停止。 2.2打開“啟動”開關(guān)，裝置投入運(yùn)行時(shí)。首先液體A、B、C閥門關(guān)閉，混合液閥門打開10秒將容器放空后關(guān)閉。然后液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL3時(shí)，SL3接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達(dá)SL2 時(shí)，關(guān)閉液體B閥門，打開液體C閥門。液面到達(dá)SL1時(shí)，關(guān)閉液體C閥門。 2.3攪勻電機(jī)開始攪勻、加熱器開始加熱。當(dāng)混合液體在7秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，

3、加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)工作7秒后停止攪動；當(dāng)混合液體加熱7秒后還沒有達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當(dāng)混合液達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)停止工作。2.4攪勻結(jié)束以后，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由接通變?yōu)閿嚅_，再經(jīng)過N秒，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。 2.5關(guān)閉“啟動”開關(guān)，在當(dāng)前的混合液處理完畢后，停止操作。2.6數(shù)碼管顯示加熱器加熱時(shí)間。2.7PLC 某DA輸出端，每個(gè)3V，循環(huán)輸出1V、3V、5V。2.8N 秒由某電壓值決定，當(dāng)電壓大于零小于2V時(shí)，N=2，當(dāng)電壓值大于2V小于10V時(shí)，N=4。2.9TP7OO 同步具有相

4、應(yīng)的啟動、停止、傳感器狀態(tài)、指示燈狀態(tài)等等2、 設(shè)計(jì)原始資料S7-1200PLC實(shí)驗(yàn)平臺、PC機(jī)、PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書、西門子S7-1200編程與應(yīng)用3、 設(shè)計(jì)完成后提交的文件和圖表硬件示意圖；端子分配圖；設(shè)計(jì)程序；設(shè)計(jì)中遇到的問題，解決方法；實(shí)驗(yàn)結(jié)果；設(shè)計(jì)心得。4、 進(jìn)程安排資料查閱與學(xué)習(xí)討論；設(shè)計(jì)及調(diào)試；成果驗(yàn)收及答辯。 5、 主要參考資料1 劉華波、劉丹、趙巖嶺、馬艷、山炳強(qiáng)，西門子S7-1200PLC編程與應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社 2015.9目 錄摘 要- 1 -一、基礎(chǔ)題- 2 -1. 1天塔之光- 2 -1.1.1設(shè)計(jì)要求- 2 -1.1.2設(shè)計(jì)思路- 2 -1.1.3部分程序梯形圖

5、- 3 -1.2PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)- 4 -1.2.1設(shè)計(jì)要求- 4 -1.2.2設(shè)計(jì)思路- 4 -1.2.3電路接線圖- 5 -1.2.4程序梯形圖- 5 -二、組合題 PLC 實(shí)現(xiàn)多液體自動混合控制- 6 -2.1設(shè)計(jì)要求- 6 -2.2設(shè)計(jì)思路及流程圖- 6 -2.3 實(shí)驗(yàn)器材- 7 -2.4 I/O分配- 8 -2.5 程序梯形圖- 8 -2.6 設(shè)計(jì)中遇到的問題，解決方法- 12 -2.7實(shí)驗(yàn)效果圖- 13 -三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)- 14 -參 考 文 獻(xiàn)- 14 -摘 要本課程設(shè)計(jì)為基于PLC的多種液體混合控制系統(tǒng)，是以控制三種液體的混合裝置為例，將三種液體按一定比例混合，在電動機(jī)攪

6、拌后并加熱到一定的溫度才能將混合的液體排出裝置，并形成自動循環(huán)狀態(tài)。多種液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮到其動作的連續(xù)性以及各個(gè)被控設(shè)備之間的相互關(guān)聯(lián)性，針對不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)多種液體混合控制系統(tǒng)從第一種液體加入到混合完成排出為一個(gè)在周期的控制程序。此次課程設(shè)計(jì)報(bào)告以多種液體混合控制系統(tǒng)為中心,對設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)流程、IO口分配以及梯形圖設(shè)計(jì)等做出了詳細(xì)的報(bào)告。此次設(shè)計(jì)采用西門子公司的S7-1200系列PLC去實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞 PLC 多液體混合控制 西門子- 14 -一、基礎(chǔ)題1. 1天塔之光1.1.1設(shè)計(jì)要求(1) 依據(jù)實(shí)際生活中對天塔之光的運(yùn)行控制要求，運(yùn)用可編

7、程控制器的強(qiáng)大功能，實(shí)現(xiàn)模擬控制。 (2) 閉合“啟動”開關(guān)，指示燈按以下規(guī)律循環(huán)顯L1L2L3L4L5L6L7L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L1、L2L1、L3L1、L4L1、L8L1、L7L1、L6L1、L5L1、L2、L8L1、L3、L7L1、L4、L6L1、L2、L3、L4L1、L5、L6、L7、L8L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8L1。(3) 關(guān)閉“啟動”開關(guān)，天塔之光控制系統(tǒng)停止運(yùn)行。 (4) 要求觸摸屏畫上燈后同步顯示。1.1.2設(shè)計(jì)思路(1) 打開啟動開關(guān)，啟動

8、保持型接通延時(shí)定時(shí)器，即TONR定時(shí)器，將ET端子數(shù)據(jù)存儲在某一區(qū)域。(2) 利用比較指令，按題目要求，分別在規(guī)定時(shí)間段控制各個(gè)小燈的亮滅。(3) 達(dá)到規(guī)定時(shí)間，使定時(shí)器復(fù)位重新計(jì)數(shù)，從而達(dá)到程序循環(huán)運(yùn)行。(4) 繪制跟畫面，并為其分別賦予IO變量，使其與實(shí)物裝置同步顯示。1.1.3部分程序梯形圖1.2PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)1.2.1設(shè)計(jì)要求利用 PLC 實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，要求有啟動、停止按鈕。系統(tǒng)啟動后，可以通過按鈕分別控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)，并且要延時(shí)15S切換。例如系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時(shí)，按下反轉(zhuǎn)按鈕后，電機(jī)延時(shí) 15S后反轉(zhuǎn)啟動。1.2.2設(shè)計(jì)思路(1) 通過啟動開關(guān)和幾個(gè)常閉開關(guān)，在打開啟動開關(guān)后

9、使電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出端子得電從而控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，并使電機(jī)正轉(zhuǎn)自鎖。(2) 打開反轉(zhuǎn)按鈕，使反轉(zhuǎn)程序接通，并關(guān)斷正轉(zhuǎn)程序，經(jīng)5S延時(shí)接通定時(shí)器，使電機(jī)反轉(zhuǎn)輸出端子得電，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)。(3) 關(guān)斷電機(jī)反轉(zhuǎn)按鈕，使電機(jī)正轉(zhuǎn)輸出端子經(jīng)5s延時(shí)接通定時(shí)器后得電從而再次控制電機(jī)正轉(zhuǎn)。1.2.3電路接線圖1.2.4程序梯形圖二、組合題 PLC 實(shí)現(xiàn)多液體自動混合控制2.1設(shè)計(jì)要求(1) 總體控制要求：如面板圖所示，本裝置為三種液體混合模擬裝置，由液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2、SL3，液體A、B、C閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、 YV3、YV4，攪勻電機(jī)M，加熱器H，溫度傳感器T組成。實(shí)現(xiàn)三種液體的混合，攪勻，

10、加熱等功能。三相異步電動機(jī)與攪拌電機(jī)同步運(yùn)轉(zhuǎn)、停止。 (2) 打開“啟動”開關(guān)，裝置投入運(yùn)行時(shí)。首先液體A、B、C閥門關(guān)閉，混合液閥門打開10秒將容器放空后關(guān)閉。然后液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL3時(shí)，SL3接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達(dá)SL2 時(shí)，關(guān)閉液體B閥門，打開液體C閥門。液面到達(dá)SL1時(shí)，關(guān)閉液體C閥門。 (3) 攪勻電機(jī)開始攪勻、加熱器開始加熱。當(dāng)混合液體在7秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)工作7秒后停止攪動；當(dāng)混合液體加熱7秒后還沒有達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當(dāng)混合液達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)停止工作。(4) 攪勻結(jié)束

11、以后，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由接通變?yōu)閿嚅_，再經(jīng)過N秒，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。 (5) 關(guān)閉“啟動”開關(guān)，在當(dāng)前的混合液處理完畢后，停止操作。(6) 數(shù)碼管顯示加熱器加熱時(shí)間。(7) PLC 某DA輸出端，每個(gè)3V，循環(huán)輸出1V、3V、5V。(8) N 秒由某電壓值決定，當(dāng)電壓大于零小于2V時(shí)，N=2，當(dāng)電壓值大于2V小于10V時(shí)，N=4。(9) TP7OO 同步具有相應(yīng)的啟動、停止、傳感器狀態(tài)、指示燈狀態(tài)等等2.2設(shè)計(jì)思路及流程圖(1) 打開“啟動”開關(guān)，經(jīng)10s的接通延時(shí)定時(shí)器，關(guān)閉排液閥，同時(shí)打開閥門A通入A液體，再根據(jù)液面

12、傳感器，利用復(fù)位指令依次打開或關(guān)閉B閥門和C閥門。(2) 當(dāng)所有液體流入裝置以后達(dá)到指定液面，SL1液面?zhèn)鞲衅鞯秒姡P(guān)閉C閥門，同時(shí)打開電機(jī)和加熱器進(jìn)行加熱攪拌，由數(shù)碼管記錄加熱時(shí)間。數(shù)碼管功能通過給加計(jì)數(shù)器一個(gè)1Hz的脈沖并且由“MOVE”指令移位來實(shí)現(xiàn)。(3) 當(dāng)加熱器加熱到要求的溫度，溫度傳感器T得電，此時(shí)將加熱器復(fù)位來關(guān)閉加熱器，同時(shí)由7s接通延時(shí)定時(shí)器控制電機(jī)復(fù)位停止攪拌并且打開排液閥進(jìn)行排液。(4) 通過加計(jì)數(shù)器、“MOVE”指令以及比較指令控制PLC的DA輸出端按要求間隔3s循環(huán)輸出1、3、5V電壓。其電壓輸出值由“MOVE”指令實(shí)現(xiàn)。例如當(dāng)IN端輸入值為2765時(shí)輸出電壓為1V

13、。再由此DA端輸出電壓和比較指令，決定排液閥排液2s后關(guān)斷還是排液4s后關(guān)斷。(5) 當(dāng)排液閥關(guān)斷，系統(tǒng)自動運(yùn)行下一個(gè)周期。其中，“啟動”開關(guān)只控制第一個(gè)程序段，若中途關(guān)閉開關(guān)，需要經(jīng)裝置處理完所有液體后系統(tǒng)才會完全停止運(yùn)行。(6) 最后處理TP700面板，繪制跟畫面圖，并且賦予各個(gè)位置IO變量，設(shè)置其動畫，使其與裝置同步顯示。啟動排液注入液體ASL3=1?注入液體BSL2=1?注入液體CSL1=1?加熱攪拌T=1?排液NYNNNYYY設(shè)計(jì)流程圖2.3 實(shí)驗(yàn)器材(1) S7-1200PLC實(shí)驗(yàn)臺；(2) PC機(jī)；(3) 導(dǎo)線；(4) 8P以太網(wǎng)線通訊編程電纜；(5) 萬用表。2.4 I/O分配

14、序號PLC地址（PLC端子）電氣符號（面板端子）功能說明1I0.1SD啟動2I0.2SL3液位傳感器SL33I0.3SL2液位傳感器SL24I0.4SL1液位傳感器SL15I0.5T溫度傳感器T6Q0.0YV1進(jìn)液閥門A7Q0.1YV2進(jìn)液閥門B8Q0.2YV3進(jìn)液閥門C9Q0.3YV4排液閥門10Q0.4YKM攪拌電機(jī)11Q0.5H加熱器2.5 程序梯形圖2.6 設(shè)計(jì)中遇到的問題，解決方法(1) 輸出口壞了，導(dǎo)致無輸出，經(jīng)重新定義IO變量，更換其它輸出口，終正常輸出；(2) 程序正常，但實(shí)物輸出不對，通過萬用表檢測，是線斷了，經(jīng)更換新線，輸出正常；(3) 模擬量無法輸出要求電壓，經(jīng)查閱教材，

15、修改程序模數(shù)值，最終DA輸出端按要求輸出電壓；(4) 三相電保險(xiǎn)管炸裂，更換新的保險(xiǎn)管，并且經(jīng)檢測接線無誤后再開啟三相電源開關(guān)。2.7實(shí)驗(yàn)效果圖多液體混合控制實(shí)驗(yàn)效果圖1多液體混合控制實(shí)驗(yàn)效果圖2三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)為期兩周的PLC課程設(shè)計(jì)結(jié)束了。這次課程設(shè)計(jì)是對對自己平常課堂所學(xué)知識的檢閱。通過這兩周的時(shí)間，使我學(xué)到了很多知識，鞏固了課堂上所講的各個(gè)要點(diǎn)難點(diǎn)，并且學(xué)到了很多擴(kuò)展知識，使我明白了知識的全面性和重要性。不過程序方面還有很多不足之處，讓我感覺到自己的知識有限，還需不斷拓展自己的知識面。雖然過程中遇到了許多困難，但經(jīng)過自己努力查閱資料并且經(jīng)老師的點(diǎn)撥，最終克服了各個(gè)難關(guān)，讓程序按要求運(yùn)行。這使我感覺到自己其實(shí)有很大的潛力，只要相信自己，一步一個(gè)腳印，扎扎實(shí)實(shí)的去學(xué)習(xí)工作，一定會完成自己心中