基于PLC的多种液体混合控制系统设计

基于PLC的多种液体混合控制系统设计

摘要

以三种液体的混合灌装控制为例，将三种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到控制要求才能将混合的液体输出容器，并形成循环状态。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。设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。设计采用西门子公司的S7系列去实现设计要求。

关键词：多种液体，混合装置，自动控制

Based on a number of the plc a control system design

ABSTRACT

Mixture of three kinds of liquid filling control, for example, the three kinds of liquid by mixing, after mixing in the motor control requirements in order to achieve the mixed liquid output container, and form loop. Liquid Hybrid control system design taking into account the continuity of its movements and actions of various charged Shebei correlation between, for different working conditions, with corresponding motor control output in order to achieve liquid mixing system from a liquid by adding to the mix to complete the output of such a cycle control for program implementation. Liquid hybrid control system design for the center,From the control system hardware system, software used to the system design process (including design, design process, design requirements, ladder design, external connections and communications), seeks to design and manufacturing process which presents a brief introduction and Note. Design in siemens china's s7 series of to achieve the design demands.

KEY WORDS: Multi-fluid, Hybrid devices, Automatic control

目录

前言 (1)

第1章多种液体混合灌装机控制系统设计 (3)

1.1 方案设计 (3)

1.2 方案的介绍 (3)

第2章硬件电路设计 (5)

2.1 总体结构 (5)

2.2 液位传感器的选择 (6)

2.3 搅拌电机的选择 (6)

2.4 电磁阀的选择 (7)

2.5 接触器的选择 (8)

2.6 热继电器的选择 (8)

2.7 PLC的选择 (8)

2.8PLC输入、输出口分配 (10)

2.9液体混合装置输入/输出接线 (10)

第3章软件电路设计 (13)

3.1程序框图 (13)

3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (13)

第4章系统常见故障分析及维护 (17)

4.1系统故障的概念 (17)

4.2 系统故障分析及处理 (17)

4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (18)

结论 (20)

谢辞 (21)

参考文献 (22)

前言

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是易燃易爆、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。所有为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实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。

计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）提出了公开招标方案，设想将功能完备、灵活、通用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合，把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向过程、面向问题的“自然语言”编程，生产一种新型的工业通用控制器，使人们不必花费大量的精力进行计算机编程，也能像继电器那样方便的使用。这个方案首先得到了美国数字设备（DEC）公司的积极响应，并中标。该公司于1969年研制出了第一台符合招标要求的工业控制器，命名为可编程逻辑控制器，简称PLC（有的称为PC），并在GM公司的汽车自动装配线上实验获得了成功。

PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。

采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的课移植性和可维护性。对提高企业生

产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景，用PLC 进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需要到它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于多种液体混合灌装设置的控制，对学习和实用是很好的结合。

本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有：

1）使液体混合机能够实现安全、高效的灌装；

2）满足灌装的各种技术要求；

3）具体内容包括多种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。

本课题应解决的主要问题是如何使PLC在灌装中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对灌装机进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探讨。

第1章多种液体混合灌装机控制系统设计

1.1 方案设计

整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件；工程对电气控制线路提供的具体资料。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用、减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。

对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现状来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。

要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现状就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。

1.2 方案的介绍

就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。

（1）继电器控制系统

控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参数变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常工作，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制系统价格非常高，灵活性差，响应速度慢。

（2）单片机控制

单片机作为一个超大规模的集成电路，结构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一个集成电路，不能直接将它与外部I/O信号连接，要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、控制和程序设计的工作量相当大。

（3）工业控制计算机控制

工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性比较强，有实时操作系统的支持，在要求快速、实时性强、功能复杂的领域中占优势。但工控机价格较高，将它用于开关量控制有些大才效用。且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。

（4）可编程序控制器控制

可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不要自己设计和制作硬件装置，只须确定可编程序控制器的硬件配置和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取代继电器系统中的触点和接线，通过修改程序适应工艺条件的改变。

可编程控制器(PLC)从上世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统，随着30多年来微电子技术的不断发展，PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。现状PLC已经发展成不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种功能，是名副其实的多功能控制器。由PLC 为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。

第2章硬件电路设计

2.1 总体结构

从图2-1中可知设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌。此装置需要控制的元件有：其中SL1,SL2,SL3,SL4为液面传感器，液面淹没该点时为ON，YV1,YV2,YV3,YV4为电磁阀，M为搅拌机。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。

图2-1 液体混合灌装机

要求如下：

1、初始状态：当装置投入运行时，容器内为放空状态。

2、起始操作：按下启动按钮SB1，装置开始按规定工作，液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开B阀门。当液面到达SL3时，关闭液体B阀门，打开C阀门。当液面到达SL4时，关闭液体C阀门，搅拌电动机开始转动。搅拌电动机工作1min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL1时，SL1有接通变为断开，在经过20s后，容器放空，混合液体阀门YV4关闭，接着开始下一个循环操作。

3、停止操作：按下停止按钮后，要处理完当前循环周期剩余任务后，系统停止在初始状态。

2.2 液位传感器的选择

选用LSF-2.5型液位传感器。

其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。

LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。其原理是依据光的反射折射原理，当没有液面时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。应用此原理可制成单点或多点液位开关。LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。

相关元件主要技术参数及原理如下：

1）工作压力可达2.5Mpa；

2）工作温度上限为125；

3）触点寿命为100万次℃；

4）触点容量为70W；

5）开关电压为24V DC；

6）切换电流为0.5A。

2.3 搅拌电机的选择

选用EJ15-3型电动机。

其中“E”表示电动机，“J”表示交流的，15为设计序号，3为最大工作电流。

相关元件主要技术参数及原理如下：

EJ15系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。

1）额定电压为220V，额定频率为50Hz，功率为2.5KW，采用三角形接法；

2）电动机运行地点的海拔不超过1000m。工作温度-15~40℃/湿度≤90%；

3）EJ15系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。其硬件接线如图2-2

图2-2 硬件接线

2.4 电磁阀的选择

（1）入罐液体选用VF4-25型电磁阀。

其中“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，4表示设计序号，25表示口径（mm）宽度。

1）材质：聚四氟乙烯；使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体；

2）介质温度≤150℃/环境温度-20~60℃；

3）使用电压：AC：220V50Hz/60Hz DC: 24V；

4）功率：AC：2.5KW；

5）操作方式：常闭：通电打开、断电关闭，动作响应迅速，高频率。

( 2 ) 出罐液体选用AVF-40型电磁阀。

其中“A”表示可调节流量，“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，40为口径（mm）

相关元件主要技术参数及原理如下：

1）其最大特点就是能通过设备上的按键设置来控制流量，达到定时排空的效果；

2）其阀体材料为：聚四氟乙烯，有比较强的抗腐蚀能力；

3）使用电压：AC：220V50Hz/60HZ DC：24V；

4）功率：AC：5KW。

2.5 接触器的选择

选用CJ20-10/CJ20-16型接触器。

其中“C”表示接触器，“J”表示交流，20为设计编号，10/16为主触头额定电流。

相关元件主要技术参数及原理如下：

1）操作频率为1200/h；

2）机电寿命为1000万次；

3）主触头额定电流为10/16（A）；

4）额定电压为380/220（A）；

5）功率为2.5KW。

2.6 热继电器的选择

选用JR16B-60/3D型热继电器。

其中“J”表示继电器，“D”表示带断相保护。

相关元件主要技术参数及原理如下：

1）额定电流为20（A）；

2）热元件额定电流为32/45（A）。

2.7 PLC的选择

传统的控制方法是采用继电器-接触器控制。这种控制系统较复杂，并且大量的硬件接线使系统可靠性降低，也间接的降低了设备的工作效率。采用可编程控制器较好地解决了这一问题，可编程控制器是一种将计算机技术、自动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备，不仅能实现对开关量信号的逻辑控制，还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。因此，将可编程控制器应用于多种液体混合灌装机，完全能满足控制要求，且具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、自动化程度高等优点。

在本控制系统中，所需的开关量输入为6点，开关量输出为5点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式PLC。由于本系统的控制是顺序控制，选用西门子S7-200作为控制单元来控制整个系统，之所以

选择这种PLC，主要考虑S7系列PLC有以下特点：

1）快速的CPU处理速度，大程序容量；

2）编程及监控功能强大，维修简单；

3）结构紧凑，价格低廉，具有极高的性能/价格比；

4）丰富的指令系统。

国际电工委员会( International Electrotechnical Commission,IEC)颁布的PLC的定义为：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计，它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC的一般结构如图2-3所示，由图可见主要有6个部分组成，包括CPU（中央处理器）、存储器、输入/输出接口电路、电源、外设接口、I/O 扩展接口。

图2-3 PLC结构图

（1）中央处理单元（CPU）

与通用计算机中的CPU一样，PLC中的CPU也是整个系统的核心部件，主要有运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成，此外还有外围芯片、总线接口及有关电路。CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量等。

（2）存储器

存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。PLC常用的存储器类型有RAM、EPROM、EEPROM等。

（3）I/O模块

输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块与外界联系而实现的。输入模块和输出模块是PLC与现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC与外部设备之间传递信息的作用。通常I/O模块上还有状态显示和I/O接线端子排，以便于连接和监视。

（4）电源模块

输入、输出接口电路是PLC与现场I/O设备相连接的部件。它的

作用是将输入信号转换为PLC能够接收和处理的信号，将CPU送来的

弱电信号转换为外部设备所需要的强电信号。

2.8PLC输入、输出口分配

输入/输出地址分配如表2-1

表2-1液体混合装置输入/输出地址分配

2.9液体混合装置输入/输出接线

输入/输出接线图如图2-4

KM

SL1SL2SL3SL4启动停止SB2

图2-4 输入/输出接线图

（1）第一种液体的进入

当PLC 接通电源后，按下启动按钮SB0后，触点I0.0接通，Q0.1得电并自锁，与之相连的电磁阀YV1接通并保持，液体A 开始流入，当液体达到液面传感器SL1的位置时，SL1动作。

（2）第二种液体的进入

当液体达到液位传感器SL2的位置时，SL2动作，I0.2接通使Q0.2得电并自锁，与之相连的电磁阀YV2接通并保持，液体B 开始流入液罐，同时I0.2的动断辅助触点I0.2断开，液体A 停止流入。

（3）第三种液体的进入

当液体达到液位传感器SL3的位置时，SL3动作，I0.3接通使Q0.3得电并自锁，与之相连的电磁阀YV3接通并保持，液体C 开始流入液罐，同时I0.3的动断辅助触点I0.3断开，液体B 停止流入。

（4）搅拌机工作

当液体达到液位传感器SL4时，SL4动作，I0.4接通使Q0.4得电并自锁，与之相连的电磁阀接通并保持，同时I0.4的动断辅助触点I0.4断开，液体C 停止流入，搅拌机开始搅拌，同时时间继电器T37得电开始计时。

（5）混合液体开始排出

1 min后时间继电器T37计时时间到，其动合辅助触点T37闭合，Q0.5得电并自锁，与之相连的电磁阀YV4接通并保持，同时Q0.5的动断辅助触点Q0.5断开，断开Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4，液体开始排出。

（6）混合液体排完

Q0.5得电的同时带动Q0.6得电，液体排出的同时SL4、SL3、SL2、SL1相继复位，当液面下降到SL1时，SL1由接通变为断开，其动断辅助触点SL1复位闭合，时间继电器T38得电开始计时，20s后T38计时时间到，其动断辅助触点T38断开，Q0.5失电停止排放液体。（7）重复液体混合过程及停止

T38动合辅助触点闭合，Q0.1得电自锁，其动断辅助触点Q0.1断开，T38失电复位，开始循环，当需要停止时按下停止按钮I0.5，Q0.7得电并自锁，当T38得电时Q1.0得电，停止工作。

第3章 软件电路设计

3.1程序框图

程序框图如图3-1

YV1,Q0.0,

输入液体A

YV1,Q0.0，开阀门YV2,Q0.1

输入液体B

YV2，Q0.1,开阀门YV3,Q0.2

输入液体C

YV3,Q0.2,启动搅拌机Q0.3

Q0.3,开阀门YV4，Q0.4

输出混合液体D

YV4,Q0.4,容器排空

相继复位

SL1

循

环

图3-1 程序框图

3.2 根据控制要求和I/O 地址编制的控制梯形图

控制梯形图如图3-2

图3-2 控制梯形图3-3 语句表

语句表如表3-1

表3-1 语句表

NETWORK 1

LD I0.0

O Q0.1

O T38

AN Q1.0

AN I0.2

AN Q0.5

= Q0.1 NETWORK 2

LD I0.2

AN I0.3

AN Q0.5

= Q0.2 NETWORK 3

LD I0.3

AN I0.4

AN Q0.5

= Q0.3 NETWORK 4

LD I0.4

AN Q0.5

= Q0.4

TON T37, +600 NETWORK 5

LD T37

O Q0.5

AN T38

= Q0.5 NETWORK 6

LD Q0.5

O Q0.6

AN Q1.0

= Q0.6

NETWORK 7 LDN I0.1

A Q0.6

AN Q0.1

TON T38, +200 NETWORK 8

LD I0.5

O Q0.7

AN Q1.0

= Q0.7 NETWORK 9

LD Q0.7

A T38

= Q1.0

第4章系统常见故障分析及维护

为了延长PLC控制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计，也就是说，要知道整个系统哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能对PLC 过程控制系统的系统设计和维护有所帮助。

4.1系统故障的概念

系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和，它又可分为PLC 故障和现场生产控制设备故障两部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/O端口和现场控制检测设备，如继电器、接触器、阀门、电动机等。

4.2 系统故障分析及处理

4.2.1 PLC主机系统

PLC主机系统最容易发生故障的地方一般在电源系统、电源在连续工作、散热中、电压和电流的波动冲击是不可避免的。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部印刷板或底板、接插件接口等处的总线损坏，在空气温度变化、湿度变化的影响下，总线的塑料老化、印刷线路的老化、接触点的氧化等都是系统总线损耗的原因。所以在系统设计和处理系统故障的时候要考虑到空气、尘埃、紫外线等因素对设备的破坏。目前PLC的主存储器大多采用可擦写ROM，其使用寿命除了主要与制作工艺相关外，还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都采用高性能的处理芯片、故障率已经大大下降。对于PLC主机系统的故障的预防及处理主要是提高集中控制室的管理水平，同时在系统维护时，严格按照操作规程进行操作，谨防人为的对主机系统造成损害。

4.2.2 PLC的I/O端口

PLC最大的薄弱环节在I/O端口。PLC的技术优势在于其I/O端口，在主机系统的技术水平相差无几的情况下，I/O模块是体现PLC性能

液体混合装置的PLC控制程序设计

摘要 本文用可编程逻辑控制器（PLC）作为下位机、个人计算机（PC）作为上位机，设计了一个两种液体混合装置控制系统。 下位机采用西门子公司的S7-200CN型CPU芯片作为硬件，采用PLC程序设计的方法，实现对两种液体混合装置的控制。能够达到以下要求：1、将两种液体按一定比例混合；2、在电动机搅拌后将混合的液体输出容器，并自动开始新的周期，形成循环状态；3、在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。在此设计中，液位传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法，具有调试方便，维护简单，移植性好的优点。 上位机利用北京亚控公司的kongview6.53（组态王）作为组态监控软件，通过设计界面、定义设备、构造数据库、建立动画连接等步骤，实现了对液体混合装置的组态模拟。通过这种组态模拟，可以实现动画与PLC设备的即时通信，达到上位监控目的。 关键词：液体混合装置；PLC；组态模拟

ABSTRACT In this paper, using the programmable logic controller (PLC) as a lower machine, the personal computer as a host PC, designing two kinds of liquid mixing device control system. The machine adopts a Siemens S7-200 CN CPU chip as a hardware, the PLC program design method, the paper realize two kind of liquid mixing device control. To achieve the following requirements: 1. Taking the two liquids mixed in a certain proportion; 2. Stirring in the motor will mix of liquid output container, and automatically start a new cycle, form the circulation state; 3. In the stop button to complete the mixed still can end. In this design, level sensor and electric valves and stirring the motor corresponding toggles switch and led to simulation, and also with external components to complete this device. The whole process of the design method of structured, and has convenient debug, simple maintenance, portability good points. PC use a Beijing and a controller of the company kongview6.5 (configuration king) as the configuration of the monitoring software, through the design interface, definition equipment, structure, establishing animation database connection, etc steps, realizing the liquid mixing device configuration of the simulation. Through this configuration simulation, it can achieve animation and PLC equipment of instant communication, to achieve the upper monitor purpose. Key words: liquid mixing device; PLC; Configuration simulation

两种液体混合装置PLC控制系统设计

两种液体混合装置P L C控 制系统设计 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.

摘要 S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。 本系统使用S7-200PLC实现了对液体混合装置的自动控制要求。同时控制系统利用仿真设备不仅能满足两种液体混合的功能，而且可以扩展其功能满足多种液体混合系统的功能。提出了一种基于PLC 的多种液体混合控制系统设计思路, 提高了液体混合生产线的自动化程度和生产效率。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计。其中硬件设计包液体混合装置的电路框图、输入/输出的分配表及外部接线；软件设计包括系统控制的梯形图、指令表及工作过程。在本装置设计中，液面传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法, 具有调试方便, 维护简单, 移植性好的优点. 关键词：PLC ；液体混合装置；程序 目录

1 液体混合装置控制系统设计任务 课程设计的目的 在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要。实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合远远不能满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点： 1）系统自动工作； 2）控制的单周期运行方式； 3）由传感器送入设定的参数实现自动控制； 4）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： 1）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； 2）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。设计内容及要实现的目标 利用西门子PLC的S7-200系列设计 两种液体混合装置控制系统。在实验之前 将容器中的液体放空，按动启动按钮SB1 后，电磁阀A通电打开，液体A流入容 器。当液位高度达到中限位时，液位传感 器接通，此时电磁阀A断电关闭，而电磁 阀B通电打开，液体B流入容器。当液位 达到上限位时，液位传感器接通，这时电 磁阀B断电关闭，同时启动电动机M搅 拌。60分钟后电动机M停止搅拌，这时 电磁阀C通电打开，放出混合液去下道工 序。当液位高度下降到下限位后，再延时

多种液体混合PLC 课 程 设 计

北京工业大学 PLC 课程设计说明书 题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 学院：电子信息与控制工程学院 专业：自动化 学号： 1202 姓名： 指导教师：张会清刘红云 成绩： 2015年6月

PLC课程设计报告提纲及要求 目录 一、课程设计题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 二、课程设计目的： 在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上，通过松下系列PLC对多种液体自动混合监控系统的设计及组态进行控制的编程设计与调试，进一步熟悉并掌握PLC的工作原理，了解控制对象的工艺流程和技术要求, 运用所学知识进行系统设计，初步掌握PLC控制系统设计的基本方法，培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件，掌握组态设计的方法及调试方面的知识。 三、课程设计任务： 1．设计任务 用PLC和组态软件构建多种液体自动混合监控系统，完成系统的组建和调试工作，写出设计说明书。 2．实验设备 TVT-90DT台式可编程序控制器训练装置一套； TVT90HC-7 多种液体自动混合实验板； 天工组态软件一套； 连接导线若干。 3．动作过程 （1）初始状态 容器是空的，4个电磁阀和搅拌机均为OFF，3个液面传感器均为OFF。 （2）起动 按下启动按钮，开始下列操作： 电磁阀1和2闭合，开始注入液体A和B，至液面高度为L2，停止注入，同时起动电磁阀3，开始注入液体C，当液面高度为L1时，停止注入。 停止液体C注入时，开起搅拌机，搅拌混合时间为10s。 停止搅拌后放出混合液体，至液体高度将为L3时，再经5s停止放出。 （3）停止 按下停止按钮后，在当前操作完毕后，停止操作，回到初始状态。

液体自动混合装置的监控系统设计 (2)

基于组态软件的液体自动混合装置的监控系统设计 摘要 本次设计以力控组态软件实时检测锅炉压力与液位控制系统为背景，主要内容利用北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件设计锅炉压力与液位监控系统，在上位机上显示每个控制系统的结果，并可以对比实时压力与液位曲线和专家报表。本文首先说明了自己对传感器等元器件的认识并对锅炉的控制系统做了简单的介绍，然后又对整个系统做了介绍。其中重点阐述了ForceControl6.1组态软件，以及各个元器件的作用，整个系统各个模块的功能与作用。同时对组态软件做了详细说明，介绍了如何绘制组态图和动画的连接，然后又对该系统做了仿真演练，用仿真来实现锅炉压力与液位的检测功能通过宇电仪表实现电压与压力的转换。经过多次实践和不断的改善从而完成了整个毕业设计。 关键词：锅炉压力检测，锅炉液位检测，组态软件，宇电808P 一、实际系统介绍 两种液体的流入和混合液体的流出分别由三个电磁阀控制，可用一个搅拌电机带动搅拌器工作，用三个液位传感器控制三个电磁阀。外加一个压力传感器检测炉内压力，超过设定值后自动报警以便提醒工作人员，确保设备和人身安全。通过连接宇电仪表实现压力的检测目的。 二、设计目标 初始状态：装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液流出阀门打开20S，将容器液体排空后关闭。 按下启动按钮，装置按以下动作工作： 1，液体A阀门打开，液体A流入容器； 2，液面到达L2时，传感器L2触点接通，关闭液体A阀门，同时打开B阀门； 3，当液面到达L1时，传感器L1触点接通，关闭液体B阀门，同时搅拌电机工作。 4，搅拌1分钟后停止，混合液体阀门打开，放出混合液体。 5，当液面降到L3时，传感器L3触点由接通变为断开，再经20S容器排空，关闭混合液体流出阀门，开始下一周期操作。 停止操作：按下停止按钮后，当前的混合操作处理完毕后，才停止操作，即停在初始状态上。在搅拌期间，通过压力传感器实时的反映炉内压力变化情况，连接宇电仪表，给系统压力当超过设定值之后及时报警确保安全问题。 三、所需硬件及简介 液位罐，搅拌器，搅拌电动机，电磁阀，液位传感器，管道，压力传感器，宇电808P 温度源，热电偶，压力表，气囊，电源等。YLXN-01型虚拟仪器技术试验箱。 附：宇电AI-708P/808P程序型仪表的介绍 1主要特点 输入采用数字校正系统，内置常用热电阻和热电偶非线性校准表格，测量精度 达0.2级。采用先进性模块化结构，提供丰富的输出规格。供电电源为24VDC 电源。 2部分端子连接及参数设定 1,2连两相插座，3连T/R+，4接T/R-,0-5V的信号由17,18端输入。

两种液体混合装置PLC控制系统设计说明

两种液体混合装置PLC控制系统设计 摘要 S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。 本系统使用S7-200PLC实现了对液体混合装置的自动控制要求。同时控制系统利用仿真设备不仅能满足两种液体混合的功能，而且可以扩展其功能满足多种液体混合系统的功能。提出了一种基于PLC 的多种液体混合控制系统设计思路, 提高了液体混合生产线的自动化程度和生产效率。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计。其中硬件设计包液体混合装置的电路框图、输入/输出的分配表及外部接线；软件设计包括系统控制的梯形图、指令表及工作过程。在本装置设计中，液面传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法, 具有调试方便, 维护简单, 移植性好的优点. 关键词：PLC ；液体混合装置；程序

目录 1 液体混合装置控制系统设计任务 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2设计容及要实现的目标 (2) 2 系统总体方案设计 (3) 2.1系统硬件配置及组成原理 (3) 2.2系统接线图设计 (3) 3 控制系统设计 (4) 3.1估算 (4) 3.2硬件电路设计 (4) 3.3选型 (6) 3.4分配表设计 (6) 3.5外部接线图设计 (7) 3.6控制程序流程图设计 (8) 3.7控制程序设计 (8) 3.8创新设计容 (10) 4 系统调试及结果分析 (11) 4.1系统调试 (11) 4.2结果分析 (11) 总结 (12) 致 (13) 参考文献 (14)

液体混合装置PLC控制系统讲解学习

液体混合装置P L C控 制系统

电气与自动化工程学院实训评分表课程名称： PLC控制技术实训 实训题目：液体混合装置PLC控制系统 班级：学号：姓名： 指导老师： 年月日

常熟理工学院电气与自动化工程学院《PLC控制技术实训》 题目：液体混合装置PLC控制系统 姓名：\ 学号： 班级： 指导教师： 起止日期：

目录 《PLC控制技术》实训任务书 0 一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制 0 二、基础实训项目二：模拟量采集与数据处理的综合应用 (1) 三、综合型自主实训项目：液体混合装置PLC控制系统 (2) 一．基础实训项目一 (4) 1.1任务1 变频器的面板操作与运行 (4) 1.1.1 I/O接线 (4) 1.1.2 I/O接线图 (5) 1.1.3 参数设置 (5) 1.2任务2 变频器的外部运行操作 (6) 1.2.1．I/O接线 (6) 1.2.2变频器外部运行操作接线图 (7) 1.2.3 I/O图 (7) 1.2.4 梯形图程序 (8) 1.2.5 参数设置 (8) 1.2.6 变频器运行操作 (9) 1.3任务3 变频器的模拟信号操作控制 (9) 1.3.1 I/O接线 (9) 1.3.2变频器模拟信号控制接线图 (10) 1.3.3 I/O接线图 (10) 1.3.4 梯形图程序 (11) 1.3.5 参数设置 (11) 模拟信号操作控制参数 (11) 1.3.6 变频器运行操作 (12) 二．基础实训项目二 (13) 2.1模拟量采集与数据处理的综合应用 (13) 2.1.1 IO分配 (13) 2.1.2 接线图 (14) 2.1.3 梯形图程序 (15) 3.1.4工作流程 (15) 2.1.5调试结果 (16) 2.2模拟量输出通道控制点动执行器 (16) 2.2.1接线图 (16) 2.2.2 流程图 (17) 2.2.3 组态王显示 (17) 2.2.4 调试步骤与结果 (18) 三．综合型自主实训项目 (19) 3.1具体要求 (19) 3.2控制要求 (19) 3.3 I/O接线 (21) 3.4 I/O接线图 (22)

西门子S7-1200多液体混合控制系统PLC课程设计报告

山东交通学院 电控与PLC课程设计报告 院(部)别信息科学与电气工程学院 班级电气 学号 姓名 指导教师 时间2017.12.11--2017.12.22

课程设计任务书 题目多液体混合控制系统 学院信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气 学生姓名 学号 12 月11 日至12 月22 日共 2 周 指导教师(签字) 院长(主任) (签字) 2017 年12月20 日

目录 摘要 ..................................................................................................................................... - 1 - 一、基础题............................................................................................................................... - 2 - 1. 1天塔之光.................................................................................................................... - 2 - 1.1.1设计要求 .......................................................................................................... - 2 - 1.1.2设计思路 .......................................................................................................... - 2 - 1.1.3部分程序梯形图.............................................................................................. - 3 - 1.2PLC控制电机正反转................................................................................................. - 4 - 1.2.1设计要求 .......................................................................................................... - 4 - 1.2.2设计思路 .......................................................................................................... - 4 - 1.2.3电路接线图...................................................................................................... - 5 - 1.2.4程序梯形图...................................................................................................... - 6 - 二、组合题PLC 实现多液体自动混合控制 ............................................................... - 6 - 2.1设计要求..................................................................................................................... - 6 - 2.2设计思路及流程图 .................................................................................................... - 7 - 2.3 实验器材.................................................................................................................... - 8 - 2.4 I/O分配................................................................................................................... - 9 - 2.5 程序梯形图............................................................................................................ - 10 - 2.6 设计中遇到的问题，解决方法 ............................................................................ - 15 - 2.7实验效果图............................................................................................................... - 16 -

组态王课程设计报告__混合配料监控系统

.. . .. . 自动化专业 控制系统软件设计 指导教师： 题目：混合配料监控系统 实现软件：组态王 组别： 学生姓名： 学生班级： 完成日期：

目录 一、组态王软件概述 (1) 二、设计背景 (1) 三、设计题目以及要求 (1) 1 题目 (1) 2 对象描述 (1) 3 测量信号 (1) 4 控制要求 (1) 5 设计内容 (1) 四、实验目的 (1) 五、实验步骤 (1) (一) 创建组态画面 (1) (二) 程序设计 (1) 六、结束语 (1) 七、参考书目 (1) 一、组态王软件概述 组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于议题，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它给予Microsoft Windows XP/NT/2000/7操作系统，用户可以在企业网络的所有层次

的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本以及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和鼓掌诊断，到网络结构的分布式大型集中监控管理系统的开发。 组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统组成。 工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对一游工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。 工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。 运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。

PLC 多种液体自动混合控制系统设计

**** 专科生课程设计报告 题目多种液体自动混合控制系统设计 课程电气控制及可编程控制器 专业电气工程及其自动化 班级电气21131 学号 2010113141 2010113145 2010113 姓名王喆杨杰田东升 指导老师 完成日期 2013年 6月

目录 1 绪论 (1) 1.1 课程题目 (1) 1.2 设计目的及要求 (1) 1.3 原始资料 (1) 1.4 课题要求 (1) 1.5 日程安排 (2) 1.2 主要参考书 (2) 2 器件选择 (3) 2.1 总体结构 (3) 2.2 具体器件的选择 (3) 2.2.1液位传感器的选择 (3) 2.2.2温度传感器的选择 (4) 2.2.3 搅拌电动机的选择 (4) 2.2.4 电磁阀的选择 (5) 2.2.5 接触器的选择 (5) 2.2.6 热继电器的选择 (6) 3 程序设计 (7) 3.1 总体设计思路 (7) 3.2 PLC输入输出口分配 (8) 3.3 主电路设计 (9) 3.4 液体混合装置的输入输出接线图 (9) 3.5 液体混合装置的梯形图 (11) 4 安装、接线及系统联合测试 (13) 5 后期工作 (13) 6 总结 (14) 7 参考文献 (14)

1.绪论 1.1 课程题目 多种液体自动混合控制系统设计 1.2 设计目的及要求 1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。 2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。 3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。 4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。 1.3 原始资料 图例是三种液体自动加热搅拌混合示意图，工作过程如下：打开电 磁阀Y1加入液体A，加到L3位置时停止，然后打开Y2加入液体 B，到L2位置时停止，再打开Y3，加入液体C，到位置L1停止， 此时，电炉接通加热，搅拌电机工作。当温度到后停止加热和搅拌， 打开电磁阀Y4，排放加工好的液体，排放时间由拨码开关设定，时 间到后关断Y4，加工完成。拨码开关第一位为设定产量，7段数码 管显示当前产量，设计电路，编写程序。 1.4 课题要求 1、根据项目技术要求，设计PLC控制系统总体方案； 2、根据方案选择相应电气元器件后列写主要元器件清单； 3、绘制电路图、控制板电气元件布置图、电气安装接线图； 4、在控制板上安装接线； 5、系统控制板测试； 6、通电联调； 7、整理技术资料，编写项目报告，项目验收。 1.5 日程安排

液体混合控制系统设计

摘要 “组态”的概念是伴随着集散型控制系统(Distributed Control System简称DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC(包括工控机)相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在:PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟;由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本;PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强;基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。 通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。 组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如:DCS(集散控制系统)组态、PLC(可编程控制器)梯形图组态;人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的，利用现场监控完成工业工程的调控。 关键词：工业组态；自动化；PLC控制；实时监控

目录 1 MCGS简介 (1) 1.1 MCGS组态软件的系统构成 (1) 1.1.1 MCGS组态软件的整体结构 (1) 1.1.2 MCGS工程的五大部分 (1) 1.2 MCGS组态软件的工作方式 (2) 1.2.1 MCGS如何与设备进行通讯 (2) 1.2.2 MCGS如何产生动画效果 (2) 1.2.3 MCGS如何实施远程多机监控 (3) 1.2.4 如何对工程运行流程实施有效控制 (3) 1.3MCGS嵌入版概述 (3) 1.3.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能 (3) 1.3.2 MCGS嵌入版组态软件的主要特点 (5) 2 PLC简介 (7) 2.1 PLC的介绍 (7) 2.2 PLC的工作原理 (7) 3 液体混合监控系统设计 (8) 3.1 控制要求 (8) 3.2 I/O分配表 (8) 3.3 程序设计 (9) 3.3液体混合装置人机界面设计 (12) 3.3.1 建立工程 (12) 3.3.2 定义数据对象 (13) 3.3.3 界面设计 (14) 3.3.4 设备连接 (14) 3.3.5 设备调试 (15) 4 plc程序模拟运行结果 (16) 总结 (17) 参考文献 (18)

多种液体自动混合装置的PLC控制课程设计说明学习资料

《电气控制与可编程控制器》 课程设计说明书 题目：多种液体自动混合装置的PLC控制

目录 1课题背景 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究目的和意义 (3) 1.3本文的主要工作 (3) 2已知情况、控制要求、设计要求 (4) 2.1已知情况 (4) 2.2控制要求 (4) 2.3设计要求 (5) 3总体设计思路 (6) 4程序设计及调试 (6) 4.1PLC的选型及I/0分配图 (6) 4.2梯形图、指令表及编程元件明细表 (8) 5电气设计 (11) 5.1PLC外部接线原理图 (11) 5.2多种液体自动混合装置电气元件明细表 (12) 6安装、接线、及系统联合测试 (12) 7后期工作 (13) 7.1操作过程简要说明 (13) 7.2常见故障及排除方案 (13) 7.3编写并提交（课程）设计说明书 (13) 8尚存在的问题及方案建议 (14) 9课程设计总结 (14) 10致谢 (15) 11参考文献 (16)

多种液体自动混合装置的PLC控制 1课题背景 1.1课题背景 随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，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配料精确、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现多种液体自动混合的目的,液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。 随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要. 1.2研究目的和意义 在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要。实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合远远不能满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

三种液体自动混合的PLC控制

本科毕业设计 （200*届） ************************ ************************ ************************ ************************ ************************ ************************

摘要 PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，可编程序控制器PLC已在工业控制中得到广泛应用，而且所占比重在迅速的上升。PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。它应用于工业混合搅拌设备，使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性，为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。本人所设计的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作，具有断电记忆功能，复电后可以继续运行。另外，PLC还有通信联网功能，通过组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。 关键字：混合装置;PLC控制;组态

目录 1 问题的提出 (1) 1.1 课题研究的背景及意义 (1) 1.1.1 课题研究的背景 (1) 1.1.2 课题研究的意义 (1) 1.2 课题研究的内容 (1) 2 硬件设计 (3) 2.1 液体混合装置的结构及控制要求 (3) 2.2 主电路图 (4) 2.2.1液体传感器的选择 (4) 2.2.2 搅拌电机的选择 (5) 2.2.3 电磁阀的选择 (5) 2.2.4接触器的选择 (6) 2.2.5热继电器的选择 (6) 2.3可编程控制器 (6) 2.3.1 I/O分配表 (6) 2.3.2可编程控制器 (7) 2.3.3可编程控制器的外部接线图 (8) 3软件设计 (8) 3.1 程序框图 (9) 3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (9) 3.2.1控制梯形图见附录B所示 (9) 3.2.2 梯形图执行原理分析 (9) 3.3 语句表 (10) 4 组态监控系统设计 (11) 4.1 组态王软件简介 (11) 4.2 组态王工程在设计中的应用 (11) 5 软硬件调试 (20) 5.1 连接设置 (20)

PLC课程设计：液体混合装置控制的模拟

上海电机学院 课程设计 2015～2016学年第一学期 课程名称可编程控制器原理及应用 设计题目液体混合装置控制的模拟（一） 院 (系) 电气学院 专业电气工程及其自动化（港口自动化方向） 学生姓名任书洋 学号 151101190241 设计时间 2016年 1月 18日 指导教师龚建芳 提交日期年月日

目录 1. 简介------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1课题概况-----------------------------------------------------------------------------------1 1.2设计要求-----------------------------------------------------------------------------------1 1.3设计内容----------------------------------------------------------------------------------------------1 2. 系统总体方案设计------------------------------------------------------------------------2 2.1总体方案选择说明-----------------------------------------------------------------------2 2.2 控制方式选择----------------------------------------------------------------------------2 2.3 操作界面设计----------------------------------------------------------------------------2 3. PLC控制系统的硬件设计---------------------------------------------------------------3 3.1 PLC的选型-------------------------------------------------------------------------------3 3.2 用户存储器容量的估计----------------------------------------------------------------3 3.3 I/O点数的估算---------------------------------------------------------------------------3 3.4电源模块选择-----------------------------------------------------------------------------3 3.5 I/O分配表---------------------------------------------------------------------------------4 3.6电气原理图设计--------------------------------------------------------------------------4 4．PLC控制系统系统程序设计-----------------------------------------------------------5 4.1状态分配表---------------------------------------------------------------------------------5 4.2 控制程序顺序功能图设计--------------------------------------------------------------6 4.3 控制程序设计思路-----------------------------------------------------------------------6 5．系统调试及结果分析---------------------------------------------------------------------------13 5.1 系统调试及解决的问题----------------------------------------------------------------13 5.2 结果分析----------------------------------------------------------------------------------28 6．系统的使用说明书-------------------------------------------------------------------------------28 7．课程设计体会--------------------------------------------------------------------------------------29 8．参考文献-----------------------------------------------------------------------------------30 9．附录-----------------------------------------------------------------------------------------30 控制系统电气原理图-----------------------------------------------------------30

多种液体自动给混合控制监控系统设计

多种液体自动给混合控制监控系统设计 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）

信息与电气工程学院 课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期） 课程名称：《工业监控系统工程设计》课程设计 题目：多种液体自动给混合控制监控系统设计 专业班级：自动化 0903 学生姓名： 学号： 指导教师：等 设计周数： 2周 设计成绩： 2013年 1月 4日

目录

一、课程设计目的 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新月异，PLC在生产生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学生来说熟悉和掌握PLC的结构，工作原理及应用是十分重要的。组态软件时完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实时数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。组态软件功能强大，使用方便，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现监控层的各项功能，并可以向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，使用组态软件可以方便、快速地进行系统集成，构造不同需求的数据采集与监控系统。这次课程设计我们将PLC应用和力控组态软件相结合，达到模拟生产控制，上位机和下位机相结合，记录数据，实时控制。 1、掌握s7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。 2、熟练使用s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件 程序的设计思路和梯形图的设计方法。 3、掌握s7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 4、通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程 所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。 5、熟悉力控监控组态软件。 6、掌握力控监控组态制作动画，与PLC接口相连接。

液体混合装置PLC控制系统设计

1.液体混合装置PLC控制系统设计 一、题目控制要求： 液体混合装置示意图如图1所示。初始状态，电磁阀Y1、Y2、Y3以及搅拌电机M和加热电炉H状态均为OFF，液位传感器L1、L2、L3状态均为OFF。 按下起动按钮SB1，开始注入液体A，当液面高度达到L2时，停止注入液体A，开始注入液体B，当液面上升到L1时，停止注入液体，开始搅拌10S，10S后继续搅拌，同时加热5S，5S后停止搅拌，继续加热8S。 8S后停止加热，同时放出混合液体C，当液面降至L3时，继续放2S，2S后停止放出液体，同时重新注入液体A，开始下一次混合。 按下停止按钮SB2，在完成当前的混合任务后，返回初始状态。 搅拌电机采用三相异步电机，单向运转。 图1 液体混合装置示意图 二、设计要求 1．进行I/O地址分配； 2．画出主电路和程序流程图； 3．编写控制程序并调试。 2.总体方案论证 本设计要求完成两种溶液混合装置的自动控制，目前在自动化控制领域常用的控制方式主要有:继电器-接触器控制系统、可编程序控制器控制、总线式工业控制机控制、分布式计算机控制系统、单片机控制。对于两种溶液混合装置的自动控制系统初步选定采用继电器-接触器控制和可编程序控制器控制。 可编程序控制器与继电器-接触器控制系统的区别: 继电器-接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点，使得设备连线复杂，且触点时开时闭时容易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。

可编程序控制器的梯形图与传统的电气原理图非常相似，主要原因是其大致上沿用了继电器控制的电路元件和符号和术语，仅个别之处有些不同，同时信号的输入1输出形式及控制功能基本.上也相同。但是可编程序控制器与继电器-接触器控制系统又有根本的不同之处，主要表现在以下几个方面。 1.控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，并利用继电器机械触点的串联或并联及时间继电器等组合成控制逻辑，接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后， 想改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点有限，每个继电器只有4-8对触点，因此其灵活性和可扩展性都很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要想改变控制逻辑，只需改变程序即可，因此PLC常称为“软接线”，其灵活 性和扩展性都很好。 2.工作方式 电源接通时，继电器控制线路中的各继电器同时都处于受制状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因某种条件限制不能吸合，因此它属于并行工作方式。而在PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程字中的先后顺序计算得出的，因此它属于串行工作方式。3.可靠性和可维护性 继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，且触点在开闭时会受到电弧的损害，并且有机械磨损，寿命短，因此其可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路完成，其体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员;还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。 4.控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点开闭动作时间一般在几十毫秒数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半 导体电路来实现控制的，属于无触点控制，速度极快，一般一条指令的执行时间在微秒数量级，且不会出现抖动。 5.定时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，容易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。而PLC使用半导体集成电路作为定时器，时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受 环境的影响，定时范围最小可为，最长几乎没有限制，用户可以根据需要在程序中设置定时值，然后由软件来控制定时时间。 6. 设计和施工 使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长，而且修改困难。工程越大，其弊端越突出。而PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。