沈陽理工大學OLC課設-液體混合裝置模擬

1、摘要本設計以兩種液體的混合控制為例，其要求是將兩種液體按一定比例混合。在電動 機攪拌后將混合液體輸出容器，并自動開始新的周期，形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按鈕后 依然要完成本次混合才能結束。液體混合系統(tǒng)的控制設計要考慮到其動作的連續(xù)性以及各個被控設備動作之間的 相互關聯(lián)性，針對不同的工作狀態(tài)，進行相應的動作控制輸出，從而實現(xiàn)液體混合系統(tǒng) 從液體加入到混合完成輸出的這樣一個周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。 設計以液體混合控制 系統(tǒng)為中心，從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設計過程。旨在對其中的 設計及制作過程做簡單的介紹及說明。文中詳細介紹了系統(tǒng)的硬件設計，軟件設計。其中硬件設計包括液體混合控制裝置

2、的電路框圖， 輸入/輸出分配表及外部接線； 軟件設計包括系統(tǒng)控制的梯形圖， 指令表級 工作過程。在本裝置設計中，液面?zhèn)鞲衅骱碗婇y門以及攪動電機采用相應的扭子開關和 發(fā)光二極管來模擬，另外還借助外圍元件來完成本裝置。整個程序采用結構化的設計方 法，具有調(diào)試方便，維護簡單，移植性好的優(yōu)點。關鍵詞 ：兩種液體，混合裝置，自動控制目錄摘 要 1第一章 概述 3.第二章 液體混合裝置控制模擬的硬件設計 4.2.1、控制要求 42.2、選擇 PLC 型號 42.3 、系統(tǒng)設計流程示意圖 52.4 、I/O 分配表 52.5 、I/O 接線圖 6第三章 液體混合裝置控制模擬的軟件設計 7.第四章 調(diào)試 1.

3、1.第五章 結束語 1.2.第六章 參考文獻 1.3.第一章 概述所謂軟 PLC， 實際就是在 PC 機的平臺上， Windows 操作環(huán)境下， 在 用軟件 來實現(xiàn) PLC 的功能， 也就是說， PLC 是一種基于 PC 機開發(fā)結 軟 構的控制系統(tǒng)， 它具有硬 PLC 的功能、可靠性、速度、故障查找等方面 的特點，利用軟件技術可以 將標準的工業(yè) PC 轉(zhuǎn)換全功能的 PLC 過程控 制器。軟 PLC 綜合了計算機和 PLC 的 開關量控制、模擬量控制、數(shù)學 運算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡通信等功能，通過一個多任務 控制內(nèi)核，提供強 大的指令集、 快速而準確的掃描周期， 可靠的操作和可連接各種 I/O 系

4、統(tǒng)及網(wǎng)絡的開放式結構。PLC 的應用領域目前不斷擴大，并延伸到過程控制、批處理、運 動和傳動控制、 無線電遙控以至實現(xiàn)全廠的綜合自動化。 PLC 的技術發(fā) 展除了小型化、超高速，大容 量存儲器，多CPU，多任務并行運行外，PLC的開放性更大，通信聯(lián)網(wǎng)能力更強，集 成化軟件更優(yōu)。標準化的 IEC61131-3PLC 編程語言已被眾多 PLC 廠商所接受，其推 廣速度越 來越快。軟 PLC 的應用范圍將更廣。20 世紀 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程 控制器，使 PLC 增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真 正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。 此時的 PLC 為微機技術和繼

5、 電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。個人計算機發(fā)展起來 后，為了方 便和反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller （ P L C ） 。20 世紀 80 年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣 泛應用。 世界上 生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多， 產(chǎn)量日益上升。 這標志著可編程控制器已步入成 熟階段。 S7-200 是一種小型 的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各 種場合中的檢 測、監(jiān) 測及控制的自動化。 S7-200 系列的強大功 能 使其無論在獨立運行中，或相 連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此 S7-200 系列具有極高

6、的性能價格比。第二章液體混合裝置控制模擬的硬件設計2.1、控制要求本裝置為兩種液體混合模擬裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體 A B閥門與 混合液閥門由電磁閥YV1 YV2 YV3控制，M為攪勻電機，控制要求如下：初始狀態(tài)：裝置投入運行時，液體A、B閥門關閉，混合液閥門打開20秒將容器放空 后關閉。啟動操作:按下啟動按鈕SB1,裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作：液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL2時，SL2接通，關閉液體A閥門， 打開液體B閥門。液面到達SL1時，關閉液體B閥門，攪勻電機開始攪勻。攪勻電機工 作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降

7、到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2秒后，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期。停止操作:按下停止按鈕SB2后，在當前的混合液操作處理完畢后，才停止操作（停 在初始狀態(tài)上）。2.2、選擇PLC型號名稱型號數(shù)量微型計算機專用計算機1臺PLC主機單元西門子S7-200系列1臺兩種液體自動混合單兀配套1臺通信電纜配套若干表2-1液體混合控制裝置控制的模擬實驗面板圖如下圖所示，此面板中，液面?zhèn)鞲衅饔免o 子開關來模擬，啟動、停止用動合按鈕來實現(xiàn)，液體 A閥門、液體B閥門、混合液閥門 的打開與關閉以及攪勻電機的運行與停轉(zhuǎn)用發(fā)光二極管的點亮與熄滅來模擬。go 6 LO&L+o Ioo&SB1O2.3、

8、系統(tǒng)設計流程示意圖2.4、I/O分配表符號地址作用SB1I0.0啟動開關SB2I0.1停止按鈕SL1I0.2上液面?zhèn)鞲衅鱏L2I0.3中液面?zhèn)鞲衅鱏L3I0.4下液面?zhèn)鞲衅鱕V1Q0.0液體A閥門YV2Q0.1液體B閥門YV3Q0.2混合液體閥門YKMQ0.3攪拌5亠L$B24jSLILJdSU廠24VDC停止液面檢測HS-U_ KM3KMO24VDC為一2.5、I/O接線圖控制襪體AiJII 控制 脫體R進料用制池件液出料控制攪評機菊粗停灌面檢ai l2-4VDC怙咚巖電沖軸出電即卩LJC的I F O抉眾圖第三章液體混合裝置控制模擬的軟件設計I P C )10.1 M10.1TI p()10

9、.2 W10.2TIf()IG.3M10.3()辭銅也4M11.3M11.2冋路GI0.4M11.3網(wǎng)駆7M100I IM20.0 / n 1 1冋絡8 5 J1M20.0T38QD.01 I1 I( 5 )1M100網(wǎng)絡20M11.2M201T38M20.1M20.1iNTCINPI100 msT3&-：-第四章 調(diào)試這個課題在調(diào)試當中還是比較成功的，沒有遇到太大的問題，有小的問題也是在老 師和同學的幫助下迅速解決。運用調(diào)試程序進行系統(tǒng)靜調(diào)。模擬兩種液體混合裝置的操作過程，對控制程序作一 些改動，使之變成可連續(xù)運行的調(diào)試程序。設PLC進入運行方式后：經(jīng)過一定的準備時間，按下啟動按鈕一段時間后

10、，液面上升到一段時間后，液面上升到一段時間后，液面上升到 六秒后，溶液開始釋放，一段時間后，液面低于SL3位置，SL3斷開兩秒后，液體放空， Q0.2 指示燈滅，混合閥門關閉，開始下一周期； 在系統(tǒng)運行過程中，按下停止按鈕 SB2當前混合液操作處理完畢后，才停止操作 （停在初始狀態(tài)上）。具體作法如下：調(diào)試結束SL3位置，SL2位置，SL1 位置，SB1，Q0.0 的指示燈亮；SL3接通，SL2接通，SL1接通，Q0.0 的指示燈繼續(xù)亮；Q0.0 的指示燈滅， Q0.1 指示燈亮；Q0.1 的指示燈滅， Q0.3 指示燈亮；Q0.3 指示燈滅， Q0.2 指示燈亮；第五章 結束語此次機 plc

11、課程設計是非常難得的一次理論與實踐相結合的機會，通過這次對“液 體混合裝置控制的模擬”的設計使我擺脫了單純理論學習的狀態(tài)，和眼高手低的毛病， 使我了解到PLC的重要性。在此次計中，我們遇到了許多困難，通過對自身的查找，我找出幾點不足之處：1）不會利用查翻資料。在理論課學習過程中，老師曾經(jīng)給過我們很多關于 PLC的參 考資料。而我沒有去充分利用。在老師的提示下，我才如獲至寶。2）學習認真程度不夠，基礎相對薄弱。通過這次課程設計。我學會了 PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法 也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我的科學文化素質(zhì)，在沒有做實踐設 計以前，我們對知識的撐握都是理論上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來 的程序用到PLC中的時候，問題就出現(xiàn)了。這樣，我就只能一個一個問題的去解決，通 過查閱資料和詢問老師，使得我對 PLC 的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。最后通過本次課程設計，使我了解了