plc電氣控制技術混合液體設計-課程設計

工程技術學院課程設計題 目： PLC電氣控制技術專 業(yè)： 熱能與動力 3 582.1.....................92.2...102.3..11.......................113.1....113.2113.3...................12...124.1..124.2I/O,.134.3.144..15175.1175.2175.318186.1186.2186.31919..2021《可編程控制器》課程設計任務書一、設計題目：液體混合地 PLC控制系統(tǒng)設計二、設計目地本課程設計是本門課程課堂教案地延伸和發(fā)展，是理論知識與工程實踐之間地銜接程設計地主要目地是通過某一生產設備地電氣控制裝置地設計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設計過程、設計要求、應完成地工作內容和具體設計方法 .通過設計也有助于復習、鞏固以往所學地知識，達到靈活應用地目地 .設計必須滿足生產設備和生產工藝地要求，因此，

.課設計之前必須了解設備地用途、結構、操作要求和工藝過程，在此過程中培養(yǎng)從事設計工作地整體觀念.課程設計應強調能力培養(yǎng)為主，在獨立完成設計任務地同時，還要注意其他幾方面能力地培養(yǎng)與提高，如獨立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎知識地能力，解決實際工程技術問題地能力；查閱圖書資料、產品手冊和各種工具書地能力；工程繪圖地能力；書寫技術報告和編制技術資料地能力.在專業(yè)知識與研究方法方面為日后地畢業(yè)設計乃至畢業(yè)后地工作奠定良好地基礎.三、設計要求在接受設計任務后，應根據(jù)設計要求和應完成地設計內容進度計劃，確定各階段應完成地工作量，妥善安排時間.(2)在方案確定過程中應主動提出問題，廣泛討論，依據(jù)充分

.在具體設計過程中要多思考，尤其是主要參數(shù)，要經過計算論證

.(3)要求電氣原理圖設計可行，基本能夠實現(xiàn)課題要求地功能

.程序流程框圖繪制規(guī)范

.(4)本設計全班同學分小組完成，每小組

6－8

名學生，要求所有學生都參與設計過程，每位學生承擔一部分任務

.(5)設計完成后，每組學生要求提交一份設計報告

.報告內容包括：1.

設計原理2.設計內容：包括設計系統(tǒng)功能、選用器件及器件相關功能介紹、設計系統(tǒng)原理圖（電阻、電容等要標明參數(shù)）、所編寫地相關程序以及程序流程圖、設計心得體會、參考文獻.3.程序流程圖4.程序清單5.設計總結（體會）四、設計過程1、液體混合地 PLC控制系統(tǒng)設計2、設計內容題目三：液體混合地 PLC控制系統(tǒng)設計一、課題內容及控制要求液體自動混合原理圖如圖 1所示.從圖中可知，本混合裝置用來將兩種液體進行混合.S1、S2、S3是液面?zhèn)鞲衅?，液體 A、B地閥門和混合液地閥門由電磁閥 V1、V2

和V3

進行控制，

M為攪拌電機

.它們地控制要求如下：1、裝置投入運行前，要將液體

A、B

地閥門關閉，混合液地閥門打開

30s，將容器內地液體排空后關閉

.2、按下啟動按鈕 SBl，液體 A地閥門打開，液體 A流入容器；當液體 A地液面到達L2時，S2會接通，從而關閉液體 A地閥門，打開液體 B地閥門.當液面達到 L1時，液體B地閥門會關閉，攪拌電機則開始運轉，將液體 A和B地混合液體進行攪勻 .攪拌電機運轉 60s后停止，然后混合液體地閥門打開，開始將攪拌均勻地混合液體排出 .當容器內地液面下降到

L3

時，S3由接通變?yōu)閿嚅_

.再過

10s，容器內地液體排空，混合液地閥門關閉.3、按下停止按鈕

SB2

后，回到開機初始化狀態(tài)，混合液地閥門打開

30s后關閉，等待按下啟動按鈕，開始下一周期地操作

.此外，要求設置手動、連續(xù)運行

2種工作方式

.圖1液體自動混合原理圖二、設計任務1、根據(jù)控制要求，進行電氣控制系統(tǒng)硬件電路設計，包括2、根據(jù)控制要求，編制液體混合 PLC控制程序.3、編寫設計說明書，內容包括：①設計過程和有關說明 .

PLC硬件配置電路

.②基于PLC地液體混合電氣控制電路圖 .③PLC控制程序（梯形圖） .④PLC選擇及I/O及其它PLC元器件分配.⑤電氣設備明細表 .⑥參考資料、參考書及參考手冊 .⑦其他需要說明地問題，例如操作說明書、程序地調試過程、遇到地問題及解決方法、對課程設計地認識和建議等.3.步驟(1)根據(jù)要求擬定設計任務

.(2)系統(tǒng)總體方案地確定(3)PLC

選擇及

I/O

及其它

PLC

元器件分配(4)程序框圖和梯形圖設計(5)總體檢查、修改、補充及完善

.主要內容包括：(6)撰寫設計報告五、成績評定成績考核分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五個等級，各等級具體要求如下：優(yōu)：設計思路清晰，設計系統(tǒng)功能完整，電路設計合理，選用外圍器件功能適用并且參數(shù)正確，各功能模塊劃分完善，程序及流程圖正確，設計報告能完整闡述設計過程

.良：設計思路清晰，設計系統(tǒng)功能完整，電路設計基本合理，選用外圍器件功能適用，各功能模塊有適當劃分，程序及流程圖有少許錯誤，設計報告能清楚闡述設計過程，無明顯設計錯誤 .中：設計思路基本清晰，設計系統(tǒng)功能基本達到設計要求，電路設計合理無嚴重錯誤，選用外圍器件功能適用，能編寫核心部分程序及流程圖，設計報告能闡述設計過程，無較多設計錯誤 .及格：設計思路基本清晰，設計系統(tǒng)功能不太完整，電路設計有一定缺陷，能夠選用部分外圍器件配合單片機工作，能編寫核心部分程序，設計報告能闡述設計過程，無較多設計錯誤.不及格：設計系統(tǒng)功能不能達到設計要求，電路設計有較明顯缺陷，選用外圍器件不適用，程序設計有較嚴重錯誤，設計報告未能闡述設計過程 .或抄襲行為嚴重

.設計指導教師 (簽字)：第一章 前言為了提高產品質量，縮短生產周期，適應產品迅速更新?lián)Q代地要求，產品生產正想縮短生產周期，降低成本 .提高生產質量等方向發(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地工序，而且也是其生產過程中十分重要地組成部分 .但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆，有毒有腐蝕性介質 ，以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作.另外，生產要求該系統(tǒng)要具有混合精確，控制可靠等特點，這也是人工操作和半自動化難以實現(xiàn)地，所以為了相關行業(yè)，特別是其中地中小型企業(yè)實現(xiàn)多種液體混合地自動控制，從而達到液體混合地目地， 液體混合自動配料是比就是擺在我們面前地一大課題.借助實驗室設備，熟悉工業(yè)生產中 plc地應用，了解不同公司地可編程控制器地型號和原理，熟悉其編程方式，而多種液體混合裝置地控制更常見于工業(yè)生產當中，適合大中型飲料生產廠家，尤其見于化學化工工業(yè)中.今天，我們地生活環(huán)境和工作環(huán)境有越來越多稱之為可編程控制器地小電腦在為我們服務，可編程控制器地應用非常廣泛，它在工業(yè)控制，尖端武器，通信設備，信息處理，家用電器等各測、控制領域都發(fā)揮著舉足輕重地作用 .PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計地數(shù)字運算操作地電子裝置 .它采用可以編制程序地存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作地指令，并能通過數(shù)字式或模擬式地輸入和輸出，控制各種類型地機械或生產過程.第二章設計內容及要求要求液體地混合裝置分為液體輸送、液體混合及混合液流出三部分，液體輸送由兩只輸液管及控制閥門組成，輸液管A、B負責將兩種不同液體依次送入容器，攪拌結束后出液管負責將混合液送入下方，均由控制閥門來控制管路開閉；數(shù)據(jù)監(jiān)測部分由三只液位傳感器組成，液位傳感器檢測三個不同液位信號，攪拌機進行攪拌，設計內容包括2.1控制要求液體自動混合原理圖如圖 1所示合.S1、S2、S3是液面?zhèn)鞲衅?，液體

.從圖中可知，本混合裝置用來將兩種液體進行混A、B地閥門和混合液地閥門由電磁閥 V1、V2

和V3進行控制，M為攪電機.它們地控制要求如下：1、裝置投入運行前，要將液體

A、B

地閥門關閉，混合液地閥門打開

30s，將容器內地液體排空后關閉

.2、按下啟動按鈕

SBl，液體

A地閥門打開，液體

A流入容器；當液體

A地液面到達L2

時，S2會接通，從而關閉液體

A地閥門，打開液體

B地閥門

.當液面達到

L1

時，液體B地閥門會關閉，攪拌電機則開始運轉，將液體A和B地混合液體進行攪勻轉60s后停止，然后混合液體地閥門打開，開始將攪拌均勻地混合液體排出

.攪拌電機運.當容器內地液面下降到 L3時，S3由接通變?yōu)閿嚅_ .再過 10s，容器內地液體排空，混合液地閥門關閉.3、按下停止按鈕SB2后，回到開機初始化狀態(tài)，混合液地閥門打開30s后關閉，等待按下啟動按鈕，開始2.2設計要求將兩種液體按一定比例混合，在電動機攪拌后將混合地液體輸出容器.并自動開始新地周期并形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按鈕后依然要完成本次混合次才能結束.1.設計和繪制電氣原理，功能表和梯形圖，編寫指令程序清單.2.要完全滿足控制要求.3.按下停止按鈕后，要將當前地混合操作處理完畢后，才停止操作.4.選擇電器元件，編制電氣元件明細表.2.3控制原理介紹系統(tǒng)為液體混合裝置控制，需要對兩種液體地液面地液面進行監(jiān)控，因此，需要運用到液面?zhèn)鞲衅?液體進入容器后攪拌，要用到電機控制 .按下啟動按鈕時， A種液體進入容器，到達一定值時，停止進入， B種液體開始進入，當?shù)揭欢ㄖ禃r，停止進入，攪拌機進行攪拌， 60s后攪拌均勻，混合液體閥門打開，經 10s后排空.按停止鍵停止操作 .第三章硬件設計3.1元器件地選擇液位傳感器、攪拌機、電磁閥、電動機、熱繼電器 .3.2元器件明細表名稱 型號 數(shù)量 備注按鈕開關KH-22042個液位傳感器 LSF-2.5 3個攪拌電動機EJ15-31個電磁閥（入液罐） VF4-25 1個電磁閥（出液罐） AVF-40 1個接觸器 CJX1-9/220V 4個3.3硬件控制原理圖第四章 軟件設計4.1設計思想及程序框圖開始（上電復位v1打開，進入液體 A頁面上升到S2，V1關閉，液體B注入到達L1，M開始攪拌攪拌60秒M停止，V3打開，放出混合液體液面下降到 S3，10s后混合停止按鈕結束4.2 I/Ｏ地址表完成該控制任務需要 7個輸入點和 5個輸出點，具體分配如表 2-1所示.表2-1輸入/輸出地址分配表輸入點輸出點地址作用地址作用Ｘ０啟動按鈕ＳＢ１Ｙ０液體Ａ地電磁閥Ｖ１Ｘ１停止按鈕ＳＢ２Ｙ１液體Ｂ地電磁閥Ｖ２Ｘ２液面?zhèn)鞲衅鳎樱保兀骋好鎮(zhèn)鞲衅鳎樱玻伲不旌系仉姶砰yＶ３Ｘ４液面?zhèn)鞲衅鳎樱常伲硵嚢桦姍C接觸器ＫＭＸ５手動部分４．３梯形圖４．４指令表指令表如下０ＬＤＸ００３１ＯＲＭＯ２ＬＤＩＭ１３ＯＲＩＴ０４ＡＮＢ５ＯＵＴＭＯ６ＬＤＸ００４７ＯＲＭ１８ＡＮＤＭ０９ＯＵＴＭ１１０ＬＤＸ００４１１ＡＮＩＸ０００１２ＡＮＩＹ００３１３ＯＵＴＹ０００１４ＬＤＭ０１５ＡＮＤＸ０００１６ＡＮＩＸ００１１７ＡＮＩＹ００３１８ＯＵＴＹ００１１９ＬＤＭ０２０ＡＮＤＸ００１２１ＡＮＩＴ０２２ＯＵＴＹ００２２３ＬＤＹ００２２４ＯＲＭ２２５ＡＮＤＭ０２６ＡＮＩＴ１２７ＯＵＴＭ２２８ＬＤＭ０２９ＡＮＤＭ２３０ＯＵＴＴ０Ｋ６００３３ＬＤＭＯ３４ＡＮＤＴ０３５ＯＵＴＹ００３３６ＬＤＭ０３７ＡＮＩＸ００２３８ＡＮＤＹ００３３９ＯＵＴＴ１Ｋ１００４２ＥＮＤ第五章系統(tǒng)調試５．１系統(tǒng)調試是地注意事項（１）注意輸入，輸出信號線一定不要按錯或接反，以免增加調試工作量（２）認真檢查輸入程序 .５．２程序調試（１）Ｉ／Ｏ模塊選擇與地址設定（２）梯形圖程序地編寫與系統(tǒng)配線（３）系統(tǒng)測試與實際工作 .（４）程序注釋和歸檔 .５．３軟件調試（１）選擇ｐｌｃ讀取、寫入、ｐｌｃ校驗可以對ｐｌｃ進行程序上傳、下載.比較操作.（２）選擇不同數(shù)據(jù)可以對不同文件進行操作 .（３）選擇監(jiān)視選項可以去對ｐｌｃ狀態(tài)實行實時監(jiān)視 .第六章：系統(tǒng)常規(guī)地故障分析及維護６．１系統(tǒng)故障分析及處理系統(tǒng)故障一般至整個生產控制系統(tǒng)失效地總和，它又可分為ｐｌｃ和現(xiàn)場生產控制設兩部分.ｐｌｃ系統(tǒng)包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、Ｉ／Ｏ模塊機相關地網絡和外部設備.現(xiàn)場上產控制設備包括ＩＯ端口和現(xiàn)場控制檢測設備，如繼電器、接觸器、閥門、電動機.對于plc主機系統(tǒng)地故障地預防及處理住傲視提高集中控制室地管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，同時，嚴格按照操作進行操作，謹防對主機系統(tǒng)造成損害 .6.2 系統(tǒng)干擾性地維護 .1）2）3）4）

電源地干擾，感應電壓地干擾 .輸入輸出信號地干擾 .外部噴顯得干擾 .6.3現(xiàn)場控制設備第一類故障是繼電器、接觸器.Plc控制系統(tǒng)電氣備件消耗量最大地為各類繼電器或空氣開關，主要原因除產品本身外，就是現(xiàn)場環(huán)境惡劣，接觸器觸點易打火或氧化然后發(fā)熱變形直至不能使用 .第二類故障多發(fā)生在閥門上，因為這類設備地關鍵執(zhí)行部位是利用電動執(zhí)行部位推拉閥門或閘板地位置轉換，機械、電氣 .液壓等環(huán)節(jié)稍有不到位就會產生誤差或故障 .第三類故障是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反應信號不正常 .第七章，產品說明書1. 產品簡況液體混合裝置使用三菱公司地 plc設計而成，其中包括容器、繼電器、開關閥門、液面感應器以及攪拌電機組成，該裝置廣泛應用于化工、制藥、食品、酒品或應料行業(yè)中，該裝置實現(xiàn)了兩種液體按一定比例很合，得到均勻地混合液體，最后流出 .2.混合裝置地性能和特點該混合裝置可按照生產工藝要求，較好地完成各項技術指標地控制其性能穩(wěn)定、靈活混合精確控制可靠等特點，比人工操作和半自動化更先進

.其液體混合配料比容易控制

.3.

混合裝置地使用方法首先，裝置投入運行前，要將液體 A、B地閥門關閉，混合液地閥門打開 30s，將容器內地液體排空后關閉 .其次，按下啟動按鈕 SBl，液體A地閥門打開，液體 A流入容器；當液體A地液面到達 L2時，S2會接通，從而關閉液體 A地閥門，打開液體 B地閥門再者，當液面達到 L1時，液體 B地閥門會關閉，攪拌電機則開始運轉，將液體 A和B地混合液體進行攪勻，攪拌電機運轉 60s后停止.最后，混合液體地閥門打開容器內地液體排空，混合液地閥門關閉4.其他事項，注意裝置內部干凈，閥門不能堵塞 .指導老師簽字：第八章小結是通過本次實驗還是最后很清晰地弄懂了其中地原理設計方法，熟悉了在 PLC控制系統(tǒng)中所要注意地事項 .在實訓過程中，我們遇到了我們在設計時沒有想到地問題 .比如在我們在設計其在等待后再啟動才進入循環(huán)，但是我們地沒切斷它就自動循環(huán)了，結果是恰好運行順序反過來了，但最后通過老師地指導還好解決了 .除了這種軟件問題還有理論與實際操作地不同帶來地問題，還有些粗心操作、線路松動、器件損壞等等問題，通過對這些問題地分析和解決，我們從中學到了在書本上不可能學到地經驗.我覺得這樣地實習是一個非常有效率地教案方法，我很喜歡這類型地實習，我們從中學到了不少知識，弄懂了以前不懂地問題，并且積累不少實際操作經驗！是通過對這個系地設計熟悉了 PLC控制統(tǒng)系統(tǒng)地一般設計步驟 .鞏固了PLC地