1、液体混合装置控制的PLC设计 TECHNOLOGY INSTITUTE CHANGZHOU OF 电器与可编程控制器课程设计 题目：设计液体混合装置控制的PLC ： 二级学院（直属学部）延陵学院Y2 专业： 班级：电 09电气工程及其自动化 09121032 学号： 学生姓名：徐扬 副教授史建平指导教师姓名： 职称： 年2011 12 日月26 1 电器与可编程控制器课程设计 延陵学院 专业：电气工程及其自动化 班级：09电Y2 学生姓名 徐扬 指导老师 SB1x史建平 职称 YV1副教授 课题名称 液体混合装置控制的PLC设计 Y液体00Fx2n-20MR 开始指标及 序，计算机绘图。要求输
2、液管A 合池送入液体达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC 往混A出液管送出液输液管输液管往混B往混搅拌混合液体 体至下一单元 合池送入液体 合池送入液体YV2x液体SB2Y11A体 YV1打开，进入液课题工作内容 名称 可编程序控制器按钮开关工作内容：1、熟悉课题工作原理。 2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。 3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。 4、完成设计图纸，完成设计任务书。 5、设计测评。 B 加液管A 加液管 阀门 搅拌池 搅拌勺3 液面检测器型号 数量 符号 FX2n 1个 PLC KH-2204 2个 SB1、SB2 YV3x混合液体SL1Y
3、22YKMSL2x搅拌电动机Y43 液面上升到SL3，无动作 关闭，YV1SL2，液面上升到打开，液YV2A注入，液体关闭，液面上升到SL1，YV2开始搅动MB液体停止注入， 进程安排 第1天： 下达任务。 第2-3天：收集资料，设计准备，方案确定。 第4-5天：电气原理控制设计，元器件选择。 第6-7天：梯形图设计（控制分析），上机调试。 第8-10天：完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。 xSL34COMCOM3停止搅动，后，T0工作，60sM YV3打开，放混合液体后混合液流5s，液面下降到SL3 完，关闭，YV3主要 参考 文献可编程控制原理与应用北京理工大学出版社 范次猛 可编程
4、控制应用技术实训指导化学工业出版社 李俊秀 电气控制与PLC应用北京机械工业出版社 余雷生 方宗达 电气控制与可编程控制器技术化学工业出版社 史国生 按按止停地点 秋白楼A308教室 起止日期 2011. 12.262012.01.06 2 第一章 绪论 . 4 第二章 课题介绍 . 6 第三章 设计内容及要求 . 8 3.1控制要求 . 8 3.2设计要求 . 8 3.3 控制原理介绍 . 9 3.4 控制方案 . 9 第四章 硬件设计 . 11 4.1元器件选择 . 11 4.1.1液位传感器的选择 . 11 4.1.2搅拌电机的选择 . 11 4.1.3电磁阀的选择 . 12 4.1.4
5、电动机 . 13 4.1.5热继电器 . 13 4.2元器件参数 . 13 4.3元器件清单 . 14 4.4 硬件控制原理图 . 15 第五章 软件设计 . 17 5.1 设计思想及程序框图 . 17 5.2 I/O地址表 . 18 5.3 程序设计与说明 . 19 第六章 运行调试 . 22 6.1选择及控制 . 22 6.1.1系统的规划 . 22 6.1.2 I/O模块选择与地址设定. 22 6.1.3 梯形图程序的编写与系统配线 . 22 6.1.4 系统试行与实际运转 . 22 6.1.5 程序注释和归档 . 22 6.2 对PLC操作的用法 . 22 6.3调试时的注意事项 .
6、24 第七章 小结 . 25 参考文献 . 26 附录. 27 1.主电路 . 27 3.完整的梯形图 . 29 3 第一章 绪论 为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中,多种液体混合是必不可少的工序, 而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质, 以致现场工作环境十分恶劣, 不适合人工现场操作。另外, 生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点, 这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业, 特别是其中的中小型企业实
7、现多种液体混合的自动控制, 从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。 液体混合装置控制系统由于采取了一系列可靠的设计方案，保证系统具有很高的可与实用性。目前在我国此套系统尚处于发展阶段，在设计中有许多的不足，有些地方的设计思想也还不成熟。但随着微可编程逻辑控制系统的日益发展和中国市场对减员高效理念的日渐深入，我相信此套系统会被越来越多的公司所重视，有着良好的实用价
8、值和广阔的市场前景。 在过去，硬件通常是多种液体自动混合领域的主要因素，设计简单实用是本系统最大的优点所在，根据现代质量保证技术，用现代设备制造的，以简单的限位开关、继电器等常用且性价比较高的器件为基件的多种液体自动混合系统，己经获得了过去超过了理论上得出的可靠性。所谓自动控制，就是在没有人直接参与的情况下，利用控制装置操纵被控对象，使其按照一定归路的运动和变化。要实现对各种生产过程和生产设备的限制，常常需要使其中的某些物理量（如温度、压力、位置、速度等）保持恒定，或者让它们按照一定的归路变化。要满足这种需要，就应该对生产机械或设备进行及时地控制和调整，以抵消外界的干扰和影响。自动控制理论是自
9、动技术、电子技术、计算机科学等许多学科相互渗透的产物。当前，工业发展的一个明显而重要的趋势就是越来越广泛而深刻的引入自动控制。例如：程序控制机床能够按照预定设定的工艺程序自动的进刀切换，加工出预期的几何形状；焊接机器人可按工艺要求焊接流水线上的各个机械部件；自动控制系统能够保持恒温等等。所有这些系统都有一个共同点，即它们都是一个或一些被控制的物理量按照 4 给定量的变化而变化，给定量可以是具体的物理量，如电压、位移、压力、流量等，也可以是数字量。所以说，如何使被控量按照给定的变化归路而变化，这就是控制系统所要解决的基本任务。 一方面要保证应用软件本身的可靠性，即尽可能的减少程序中的BUG，使程
10、序能够持续稳定的运行。要做到这一点，首先必须精心设计应用软件的总体结构，按照面向对象的观点，综合考虑用户的观点和程序的易实现性，这样才能少走弯路，编制出高效率的应用软件;在编写代码时，思维一定要严密，尽可能减少人为的失误:最后，程序要经过反复的调试才能投入运行。 另一方面，可以通过采取软件方面的简单高效措施提高系统的性能。即使程序尽可能的简单化。以提高系统的反应速度，使硬件可以发挥其最大功效，使整个系统统一结合，在稳定的前提下更加高速快捷的为我们服务。 总之，多种液体自动混合系统的设计是一项很复杂的工程，必须在系统设计、结构设计、软件编制、整机装配和调试阶段各个环节统筹安排，严格把关才能保证系
11、统具有很高的可靠性。相信这套系统在不久的将来会有良好的发展前景，被我们更加合理的应用于我们的生产工作当中，为我们带来经济效益。 5 第二章 课题介绍 液体的混合装置分为液体输送、数据检测和液体混合三部分，液体的输送由两支输液管及控制阀门、一支出液管及控制阀门组成，输液管A、B负责将两种不同液体依次送入混合池，搅拌结束后出液管负责将混合液体送入下一单元，均由控制阀门来控制管路的开闭；数据检测部分有四只液位传感器和一只转速传感器组成，液体传感器分别检测四个不同的液位信号，转速传感器则对搅拌勺的转动情况进行检测；液体混合部分由混合池和搅拌装 ）组成，这里是两种不同液体混合搅拌的场所。 搅拌电动机、传
12、动机构和搅拌勺置（ 2 液面检测器 转速传感器 液面检测器1 阀门 搅拌电动机 出液管 传动杆 至下一单元 液体混合装置示意图首先回顾液体混合装置控制的发展过程，说明了种液体自动混合装置的PLC控制的重要性和必然性 。 然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和PLC程序设计，从部件的选择，流程的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。 最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正，使控制系统更加完善，确保系统能顺
13、利运行 6 可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点： 系统自动工作； 控制的单周期运行方式； 由传感器送入设定的参数实现自动控制； 启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。 本系统采用PLC是基于以下两个原因： PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上； 编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现； 根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的PLC具有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控
14、制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。 然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和PLC程序设计，从部件的选择，流程的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。 最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正，使控制系统更加完善，确保系统能顺利运行。 7 第三章 设计内容及要求 3.1控制要求 本系统为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合 ，按下启动按钮SB1控制，M为搅动电机
15、。控制要求如下：液体阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3A秒将容器放空后关闭：液体B、阀门关闭，混合液体阀门打开2装置投入运行时，液体AB阀门，打开液体接通，关闭液体ASL2阀门打开，液体A流入容器。当液面到达时，SL2秒后停止阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作6SL1阀门。液面到达时，关闭液体B由接通变为断SL3时，搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3按下停止按钮:开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。停止操作 SB1，停止操作。SB2后，在当前的液体混合操作完毕后，按下停止按钮 设计要求：3.2将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后将混合的液体输
16、出容器。并自动开始新的周 期，形成循环状态，在按停止按钮后依然要完成本次混合才能结束。 8 1.设计和绘制电气控制原理图或PC I/O接线图、功能表图和梯形图，编写指令程序清单。 2.要能完全满足控制要求； 3.按下停止按钮后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作 4.选择电气元件，编制电气元件明细表。 5.设计操作面板电器元件布置图。 3.3 控制原理介绍 系统为液体混合装置控制，需要对两种种液体的液面的高度监控，因此，需要运用到传感器进行液面高度的监控。液体入池的比例需要应用电磁阀控制，入池后的搅拌，则需要电机控制。对各个控件的控制，需要一个完整的控制流程，运用PLC技术进行编程，可以
17、实现对各个控件的控制。 按下启动按钮时，A种液体进入容器，当达到一定值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到一定值时，停止进入，搅拌机进行搅拌，6s后搅拌均匀，停止搅拌，混合液体阀门打开，放出液体。经2s后停止放出，按停止键停止操作。液体的进入和放出，需要电磁阀的控制，液面的深度需要传感器的控制。 3.4 控制方案 本设计是两种液体的混合控制，其要求是将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。并形成循环状态，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。 9 6s 升至混合液送出完毕，位液位升至液3 检测器检测器启动 暂停或进入下
