PLC自動混合液體裝置控制系統(tǒng)設(shè)計

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一引言2\o"CurrentDocument"二系統(tǒng)總體方案設(shè)計21設(shè)計課題的要求及主要任務(wù)22主要任務(wù)33系統(tǒng)方案的選擇44系統(tǒng)方案的確定5\o"CurrentDocument"三限制系統(tǒng)設(shè)計61選擇PLC型號63.2PLC程序流程框圖8\o"CurrentDocument"四系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析91 I/O安排表92工藝流程93工作過程分析104具體過程分析115程序T形圖133指令表15\o"CurrentDocument"五參考文獻(xiàn)16\o"CurrentDocument"六個人總結(jié)16圖4-1PLC液體限制系統(tǒng)外部接線圖工作過程分析操作工藝流程:按下啟動按鈕SB1后，打開A閥,液體A流入反應(yīng)罐;當(dāng)中限位傳感器SL2被沉沒變ON時?，閥A關(guān)閉，閥B打開；當(dāng)上限位傳感器SL1被沉沒變ON時，閥B關(guān)閉，電機(jī)M起先運(yùn)行,攪動液體,40S后停止攪動并保溫10S,閥C打開放出混合液體；當(dāng)液面降至下限位傳感器S3變OFF時,起先定時,5S后容器已放空,關(guān)閉閥Co如已按下SB2,則就此停機(jī);如未按下停止按鈕SB2,則又打開A閥，起先下一次循環(huán)。如圖4-2所示。PLC液體混合控制流程圖圖4-2工藝基本流程圖具體過程分析1）啟動操作按下啟動按鈕SB1,XO的常開觸點(diǎn)閉合，Y3、T2同時得電并通過Y3常開觸點(diǎn)自鎖，Y3常開觸點(diǎn)閉合，使Y3接通排放剩余混合液體，經(jīng)T10延時5s后Y3斷電，即關(guān)閉混合液體閥門。同時液體A電磁閥Y0打開，液體A流入容器。2）液面上升到SL2當(dāng)液面上升到SL2時，SL2觸點(diǎn)接通，即Y1接通，X3置位，其常閉觸點(diǎn)打開，使Y0斷電，Y0限制的電磁閥關(guān)閉，液體A停止流入；同時Y1常開觸點(diǎn)接通，使其限制輸出的電磁閥接通，液體B電磁閥Y2打開，液體B流入。3）液面上升到SL1當(dāng)液面上升到SL1時，SL1觸點(diǎn)接通，即X2接通，Y2置位，其常閉打開，使輸出端斷開，Y2限制的電磁閥關(guān)閉，液體B停止注入，同時KM和TO接通，攪拌電動機(jī)起先工作。4）攪勻后放混合液攪拌電機(jī)工作時，TO計時，40s后KM斷開，攪拌電機(jī)停止工作。同時T1觸點(diǎn)限制熱電偶接通，保溫10s混合液電磁閥Y3打開，起先放混合液體。5）液面下降到SL3當(dāng)液面?zhèn)鞲衅鱏L3（X4）由接通變?yōu)閿嚅_時，Y3置位，其常開觸點(diǎn)接通，T2起先工作，5s后混合液體放完，T2常開觸點(diǎn)閉合，復(fù)位所用的內(nèi)部繼電器M,使Y3斷開，其限制的電磁閥Y3關(guān)閉，同時T2常開使X0得電Y0接通，Y0打開,液體A流入，起先進(jìn)入下一個循環(huán)。6）停止操作按下停止按鈕SB2,XI接通，其常閉觸點(diǎn)斷開，切斷循環(huán)信號。在當(dāng)前的操作處理完畢后，使XI不能再接通，即停止操作。在操作結(jié)束后進(jìn)行推斷，當(dāng)按下停止按鈕后，PLC程序?qū)⒎祷氐匠跏紶顟B(tài)，假如想再次激活，須要供應(yīng)PLC一個上電脈沖M8002,若是在PLC執(zhí)行完一個工作過程后，期間沒有按下停止按鈕，那么PLC將返回到程序自動運(yùn)行的下一循環(huán)點(diǎn)進(jìn)行下一次的操作。竹口即住J予~X0000—II-啟動抬鈕X001停鈕g)輔助繼電器M7電器M6T2 M7 Ml忌~~放時間電器并返砂0)初始狀態(tài)22M8002M8002初始脈沖激M0態(tài)M6 T2 M7 M2放時間電器并返M0態(tài)X000高石鈕MlMlX003開關(guān)SL2M3M2{RSTY002 1排放混合液體5s<Y000

放液體A<M2<Y001

放液體2837465261M2M3M3M4M4M5M5M6X002Tit開關(guān)SL1M4<Y003電動機(jī)攪拌40sK400(T0

定時時

間設(shè)定TOM5定時時

間設(shè)定<Y004

液體力口

熱10sK100<11

設(shè)定加

熱時間M6T1設(shè)熱時間XOO4達(dá)到下限位SL3MO初Ml{SETY002排放混合液體5sK50<T2

設(shè)定排

放時間

并返{ENDX000=啟動按fel17ORB18ORM119ANIM220OUTM121OUTY000Y000=版液體A22LDM123ANDX003X003=中限位開關(guān)SL224ORM225ANIM326OUTM227OUTY001Y001=放液體B28LDM229ANDX002X002=上限位開關(guān)SL130ORM331ANIM432OUTM333OUTY003Y003=電劭機(jī)攪拌40634OUTTO K400TO=定時時間段定37LDM338ANDT0TO;定時時間沒定39ORM440.ANIM541OUTM442OUTY004Y004=液體加熱10$43OUTT1 K100T1=厘定加熱時間46LDM447ANDT1T1=凌定加熱時間48ORM549ANIM650OUTM551SETY002Y002=徘放混合液體5$52LDM553ANDX004X004=達(dá)到下限位SL354ORM655ANIM0MO=初始狀急56ANIM157OUTM658OUTT2 K50T2:沒定排放時間并返回61END62五參考文獻(xiàn)[1]李剛.MCGS組態(tài)軟件在液位限制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].可編程限制器與工廠自動化,2023,02:85?90[2]高麗萍，鄭萍.基于MCGS的PLC虛擬限制系統(tǒng)探討[J].西華高校學(xué)報（自然科學(xué)版），2023,01:94?96[3]MuthucumaruMaheswaran,KevinJ.Webb,HowardJaySiegel.MCGS:AModifiedConjugateGradientSquaredAlgorithmforNonsymmetricLinearSystems[J].KluwerAcademicPublishers,2023,03:257?280[4]何航校，劉蕾，黃書奎.基于MCGS組態(tài)環(huán)境的化水處理監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].中國儀器儀表,2023,10:92?94[5]劉振宇.基于MCGS組態(tài)軟件開發(fā)水位限制系統(tǒng)的探討[J].山西農(nóng)業(yè)高校學(xué)報（自然科學(xué)版），2023,01:83?87[6]李斌，鄒燦紅.基于MCGS的水廠限制系統(tǒng)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2023,08:106-107個人總結(jié)為期兩周的課程設(shè)計基本已經(jīng)落下帷幕了，在本次畢業(yè)設(shè)計的過程中我遇到了很多困難，主要表現(xiàn)在對限制系統(tǒng)的設(shè)備和整體運(yùn)行過程不太熟識，尤其是對各個限制點(diǎn)的動作狀況很難駕馭，其次梯形圖的編寫由于限制過程的困難而覺得難以下手。通過查找資料和歐陽老師的講解，這些問題還是基本得到了解決。本設(shè)計采納PLC對摻混限制系統(tǒng)進(jìn)行限制，簡化了限制系統(tǒng)的設(shè)計和硬件結(jié)構(gòu)，提高了該系統(tǒng)的牢靠性、可維護(hù)性和平安性。梯形圖采納步進(jìn)指令（STL）,這樣使程序的條理更加清楚易懂，這是本設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)，但是由于時間，閱歷和實(shí)力的關(guān)系，本系統(tǒng)存在很多明顯的不足，沒有操作界面和人機(jī)對話操作，僅能在理論上運(yùn)行的可能。希望這些缺陷，我能在以后的實(shí)際工作中能加以留意。整體來說，這次設(shè)計給了我很大的幫助，不僅僅熟識的PLC的限制系統(tǒng)和各種元器件，并提高了實(shí)踐的實(shí)力，這些都將成為我以后步入社會參與工作的一筆珍貴閱歷。XX2023年12月5日一引言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，各種工業(yè)自動化的不斷升級，對于工人的素養(yǎng)要求也漸漸提高。其中在生產(chǎn)的第一線有著各種各樣的自動加工系統(tǒng)，其中多種原材料混合在加工，是其中最為常見的一種。在工藝加工最初，把多種原料再合適的時間和條件下進(jìn)行須要的加工以得到產(chǎn)品始終都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，在后來多用繼電器系統(tǒng)對依次或邏輯的操作過程進(jìn)行自動化操作，但是現(xiàn)在隨著時代的發(fā)展，這些方式已經(jīng)不能滿意工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際須要。實(shí)際生產(chǎn)中須要更精確、更便捷的限制裝置。在生產(chǎn)過程、科學(xué)探討和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，可編程序自動限制技術(shù)的應(yīng)用都是特別廣泛的，在自動限制的設(shè)備中，可編程序自動限制亦比其它的限制方法運(yùn)用得更普遍。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,特殊是大規(guī)模集成電路的問世和微處理機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使可編程序自動限制技術(shù)進(jìn)入了一個嶄新的階段，因此，了解和學(xué)習(xí)這些重要技術(shù)對高校工程類專業(yè)的學(xué)生來說，已是必不行少。摻混PLC限制系統(tǒng)這個課題具有其重要的意義。本課題摻混PLC限制系統(tǒng)，其目的就是以PLC為核心，協(xié)作智能儀表，完成系統(tǒng)功能限制，狀態(tài)顯示，信息檢測和報警硬件組建所須要的PLC和傳感器等元件的選擇，實(shí)現(xiàn)對摻混的自動限制以及運(yùn)行狀態(tài)的檢測功能和顯示功能。用PLC對摻混進(jìn)行限制，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡潔、服務(wù)功能增加、系統(tǒng)的牢靠性大大提高，且節(jié)約了成本，使摻混系統(tǒng)的性能價格比提高。尤其在集散限制系統(tǒng)中，利用現(xiàn)場總線技術(shù)，可便利地進(jìn)行集中監(jiān)控管理。此次設(shè)計主要內(nèi)容包括：工作過程分析，I/O安排，梯形圖，指令表，接線圖，電氣原理圖及狀況說明，經(jīng)過多次修改和調(diào)試，最終實(shí)現(xiàn)題目要求。二系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1設(shè)計課題的要求及主要任務(wù)課題的設(shè)計要求：1、以PLC為核心，協(xié)作智能儀表2、主要完成系統(tǒng)功能限制、狀態(tài)顯示、信息檢測和報警硬件組建所須要的PLC和傳感器等元器件的選擇3、完成系統(tǒng)限制軟件設(shè)計4、實(shí)現(xiàn)對摻混的自動限制以及運(yùn)行狀態(tài)的檢測功能和顯示功能。2.2主要任務(wù)系統(tǒng)的方案及總體設(shè)計：設(shè)計的主要內(nèi)容是完成自動限制功能、狀態(tài)顯示和信息檢測所須要的硬件和傳感器等元器件的選擇。并完成限制軟件設(shè)計和PLC與單片機(jī)通訊的通信協(xié)議的設(shè)計。包括：1、總體方案的確定2、PLC的選擇3、各模塊電路的設(shè)計4、軟件設(shè)計5、編寫設(shè)計說明書限制要求：本裝置為兩種液體混合模擬裝置，SLKSL2、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限制，M為攪勻電機(jī)，限制要求如下:初始狀態(tài):裝置投入運(yùn)行時，液體A、B閥門關(guān)閉，混合液閥門打開20秒將容器放空后關(guān)閉。啟動操作:按下啟動按鈕SB1,裝置就起先按下列約定的規(guī)律操作：液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達(dá)SL1時-，關(guān)閉液體B閥門，攪勻電機(jī)起先攪勻。攪勻電機(jī)工作6秒后停止攪動，混合液體閥門打開，起先放出混合液體。當(dāng)液面下降到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(guān)閉,起先下一周期。停止操作:按下停止按鈕SB2后，在當(dāng)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）。圖2-1液體混合裝置結(jié)構(gòu)圖2.3系統(tǒng)方案的選擇系統(tǒng)方案選擇的原則是在滿意生產(chǎn)機(jī)械工藝要求確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，力求投資少，效益高和操作便利。依據(jù)課題的要求，本課題的限制系統(tǒng)方案有幾種方案可供選擇：繼電器限制方案、單片機(jī)限制方案、PLC限制方案等。1、繼電器限制方案。由于繼電器在限制電路中有獨(dú)特的電氣、物理特性，其斷態(tài)的高絕緣電阻和通態(tài)的低導(dǎo)通電阻，使得其它任何電子元器件無法與其相比，加上繼電器標(biāo)準(zhǔn)化程度高、通用性好、可簡化電路等優(yōu)點(diǎn)，所以繼電器仍得以廣泛應(yīng)用。隨著科技的飛速發(fā)展，繼電器在程控通信設(shè)備中的運(yùn)用量還在進(jìn)一步增加。但是由于運(yùn)用繼電器限制方案接線多而困難，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再變更或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只只有4?8對觸點(diǎn)，因此敏捷性和擴(kuò)展性很差。繼電器限制邏輯運(yùn)用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多。觸點(diǎn)開閉時會受到電弧的損壞，并有機(jī)械磨損，壽命短，牢靠性和可維護(hù)性差。再加上運(yùn)用繼電器限制方案將大大增加成本，因此，該限制系統(tǒng)不適合運(yùn)用繼電器限制方案。2、單片機(jī)限制方案。單片機(jī)是將計算機(jī)的基本部件微型化并集成到一塊芯片上的微型計算機(jī)，通常片內(nèi)都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時器/計數(shù)器、中斷限制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。單片機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)片內(nèi)集成的功能越來越強(qiáng)大,并朝著SOC（片上系統(tǒng)）方向發(fā)展。單片機(jī)有著體積小、功耗低、功能強(qiáng)、性能價格比高、易于推廣應(yīng)用等顯著優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于電子儀表、家用電器、節(jié)能裝置、機(jī)器人、工業(yè)限制等諸多領(lǐng)域，使產(chǎn)品小型化、智能化，既提高了產(chǎn)品的功能和質(zhì)量，又降低了成本，簡化了設(shè)計。但是單片機(jī)對環(huán)境要求較高，一般要在干擾小的場地運(yùn)用，指令集困難，對編程實(shí)力要求較高，可讀性差，實(shí)時限制相對于PLC較差。3、PLC限制方案?？删幊滔拗破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采納可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、依次限制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蛳拗破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)限制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。同時可編程序限制器具有牢靠性高、抗干擾實(shí)力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用敏捷，編程便利、易于運(yùn)用，限制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試便利，修理便利、修理工作量小，功能完善等特點(diǎn)。2.4系統(tǒng)方案的確定相對于傳統(tǒng)的繼電器限制方案來說,PLC在技術(shù)角度上大大便利了電控設(shè)計人員，其系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計簡便，維護(hù)便利，在體積、牢靠性、耗電量等性能方面都有很大程度的提高，從而帶動成本的節(jié)約，而且可以通過計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸和監(jiān)控，這一系列的優(yōu)點(diǎn)使PLC很快被人們接受并代替繼電器限制方案，廣泛應(yīng)用于工廠自動限制中。相對于單片機(jī)來說,PLC本身固有的穩(wěn)定性和牢靠性特點(diǎn)確定了它在自動化行業(yè)內(nèi)不行取代的地位。PLC擠占部分單片機(jī)的市場。PLC相比單片機(jī)具有高牢靠性，易于開發(fā)，擴(kuò)展性好，通訊簡潔的，這些優(yōu)點(diǎn)促使很多的設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)計時選用PLC作為設(shè)備的限制器?？傊?，現(xiàn)代的工業(yè)自動化生產(chǎn)線中，多數(shù)產(chǎn)家都采納PLC作為自動化生產(chǎn)線的限制。在將來的工業(yè)生產(chǎn)中，PLC仍舊能夠引導(dǎo)自動化行業(yè)的發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC將在各個領(lǐng)域更加適應(yīng)不同客戶的要求。眾所周知，目前我國仍有很多生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，都是采納繼電器限制，除了牢靠性差外，設(shè)計程序也很繁雜。從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計以及施工的設(shè)計,圖面的工作量很大，這勢必造成設(shè)計周期長。而采納PLC限制可以大大縮短設(shè)計周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。設(shè)計人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入，或修改程序使得梯形圖能精確無誤地反映生產(chǎn)要求。編程人員也可依據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)提出的新工藝要求，重新編寫程序并把它存儲在EEPROM模塊中去，須要加工哪個產(chǎn)品的程序，操作人員可以隨時調(diào)用，這既便利、簡潔又可保密。開發(fā)這種軟件對優(yōu)化生產(chǎn)過程，提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量，提高勞動生產(chǎn)率，特別具有實(shí)際意義。僅此一點(diǎn)也深受生產(chǎn)及設(shè)計者的歡迎。綜上所述，該限制系統(tǒng)的限制方案應(yīng)選PLC限制方案為宜。三限制系統(tǒng)設(shè)計3.1選擇PLC型號本設(shè)計選用三菱公司的FX2N-32MR的PLC,它是一種整體式結(jié)構(gòu)的小型PLC,并且指令豐富，功能強(qiáng)大，牢靠性高，