液体混合控制装置PLC

1、优选文档优选文档PAGEPAGE21优选文档PAGE目录第一章序言11.1课程设计的目的11.2设计内容及要实现的目标1第二章系统整体方案设计32.1系统硬件配置及组成原理32.2系统接线图设计5第三章控制系统设计63.1I/O估计63.2PLC选型73.3I/O分配表设计83.4外面接线图设计93.5控制程序流程图设计103.6控制程序设计113.7创新设计内容14第四章系统调试及结果解析154.1系统调试154.2结果解析15第五章总结16参照文件17附录18附录1液体混杂装置PLC控制程序的指令表（带功能说明）18第一章序言1.1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

2、下进行需要的加工以获取产品素来都是在人监控或操作下进行的，在今后多用继电器系统对序次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，这些方式已经不能够满足工业生产的实质需要。实质生产中需要更精确、更便利的控制装置。随着科学技术的日异月新，自动化程度要求越来越高，原来的液体混杂远远不能够满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混杂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妆置。充分吸取了分别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，配置灵便、组态方便。可编程控制器多种液体自动混杂控制系统的特点：1）系统自动工作；2）控制的单周期运行方式；3

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拥有很高的可靠性，平时的平均无故障时间都在30万小时以上；2）编程能力强，能够将模糊化、模糊决讲和解模糊都方便地用软件来实现。依照多种液体自动混杂系统的要求与特点，我们采用的PLC拥有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，能够接各种输出、输入扩大设备，有丰富的特别扩展设备，其中的模拟输入设备和通讯设备是系统所必需的，能够方便地联网通讯。此次课程设计的目的就是设计一个集PLC技术，自动控制技术，自动化仪表技术，系统仿真技术于一体的功能较全的多种液体自动混

4、杂的自动装置。1.2设计内容及要实现的目标第1页共20页利用三菱PLC的FX系列设计两种液体混杂装置控制系统。在实验以前将容器中的液体放空，按动启动按钮SB1后，电磁阀YV1通电打开，液体A流入容器。当液位高度达到I时，液位传感器I接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2通电打开，液体B流入容器。当液位达到H时，液位传感器H接通，这时电磁阀YV2断电关闭，同时启动电动机M搅拌。1分钟后电动机M停止搅拌，这时电磁阀YV3通电打开，放出混杂液去下道工序。当液位高度下降到L后，再延时2s电磁阀YV3断电关闭，并同时开始新的周期。需要完成的内容有：1）编写输入输出比较表。包括信号名称、外面元件号

5、、内部继电器号；2）绘制PLC外面接线图；3）绘制功能流程图；4）编写、调试梯形图或语序表。图1-1两种液体混杂装置第2页共20页第二章系统整体方案设计依照设计要求，本系统为两种液体自动混杂，需要对各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。各种液体入池的比率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，需要一个完满的控制流程，运用PLC技术进行编程，能够实现对各个控件的控制。详尽控制方法依照题目要求，按下启动按钮时，A种液体进入容器，当达到必然值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到必然值时，停止进入。搅拌机进行搅拌，一分钟后搅拌平均，停止搅拌，

6、放出液体。液体放出达到必然值时停止放出。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。下面就是系统整体的设计方案。2.1系统硬件配置及组成原理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、饮料等行业中，多种液体混杂是必不能少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。我准备设计一个能够将两种食用液体自动混杂成饮料的控制装置，两种饮料分别命名为液体A和液体B。基本的设计硬件以下表所示：表2-1设计硬件选择名称型号数量微型计算机专用计算机1台PLC主机单元三菱FX

7、系列1台两种液体自动混杂单元配套1台通讯电缆配套若干第3页共20页液体混杂控制装置控制的模拟实验面板图如图2-1所示，此面板中，液面传感器用钮子开关来模拟，启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混杂液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。如图2-2为搅拌机的立体表示图。图2-1液体混杂控制装置控制的模拟实验面板图图2-2搅拌机的立体表示图第4页共20页2.2系统接线图设计表3-3输入/输出接线列表面板SB1SB2HILYV1YV2YV3KMPLCX000X001X002X003X004Y001Y002Y003Y000第5页共20页第三章控制系统设

8、计3.1I/O估计第一统计被控设备对输入、输出点的总需求量，把被控设备的信号源一一列出，认真解析输入、输出点的信号种类。在初始状态时，依照要求要实现液体的自动混杂导出控制，在开始操作以前，各阀门必定为关闭状态，容器为空。此时液体控制电磁阀YV1=YV2=YV3=OFF状态；传感器H=I=L=OFF状态；电动机M为关闭状态。在启动操作中，当装置和液体的都准备好此后，按下启动按钮,开始以下操作:1)YV1=ON,液体A流入容器;当液面到达I时,YV1=OFF,YV2=ON;2)液体B流入,液面达到H时,YV2=OFF,M=ON,电动机开始进行液体的充分混杂搅拌;当混杂液体搅拌平均后(设时间为60s

9、),M=OFF,YV3=ON,开始放出混杂液体;当液体下降到L时,L从ON变成OFF,把时间控制为再过2s后容器放空,关闭YV3,YV3=OFF完成一个操作周期;在只要没有按停止按钮的状态下,则自动进入下一个循环操作周期。在停止操作中，当工作完成此后需要关闭系统，按一下停止按钮,则在当前混杂操作周期结束后,才停止操作。从而使系统停止在开始状态，以便下次启动系统时能够顺利的开始系统的循环。依照以上解析，对PLC来说，需要供应5个输入点和4个输出点。除了以上的输入输出点不测，PLC与计算机、打印机、CRT显示器等设备连接，需要用专用接口，也应计算在内。考虑到在实质安装、调试和应用中，还有可能发现一

10、些估计中未预示到的因素，要依照实质情况增加一些输入、输出信号。因此，要按估计数再增加15%20%的输入、输出点数，以备将来调整、扩大使用。综上所述，I/O估计为：输入点点数为8，输出点点数为7。第6页共20页3.2PLC选型PLC的型号、规格众多，依照前面的I/O估计，再查阅三菱PLC编程手册中的相关表格，确定PLC选型。因为点数在30以内，因此选择FX1s系列。节选三菱PLC编程手册中的相关表格以下表：表3-1软元件编号一览表参照表格，选择FX1s-20M型号的PLC。详尽参数如表中所示。第7页共20页3.3I/O分配表设计在认识了系统工艺要求和控制要求后,接着要做的就是将I/O通道分配给P

11、LC的指定I/O端子,详尽如表3-2所示。表3-2I/O分配表分类元件端子号作用SB1X000起动按钮输SB2X001停止按钮HX002液面高位传感器入IX003液面中位传感器LX004液面低位传感器MY000搅拌电动机输YV1Y001液体A流入电磁阀出YV2Y002液体B流入电磁阀YV3Y003放出混杂液体电磁阀第8页共20页3.4外面接线图设计图3-1PLC外面接线图图3-2装置操作面板第9页共20页如图3-1所示，PLC外面接线图左边一排为输入，其中X000，X001，X002，X003，X004分别与SB1，SB2，H，I，L相连;右边一排为输出，其中Y001，Y002，Y003，Y0

12、00分别与YV1，YV2，YV3，KM相连。如图3-2所示起停按钮P1，P2分别与主机的X000，X001相连，液面传感器P3，P4，P5分别与主机的输入点X002，X003，X004相接，液体A阀门，液体B阀门，混杂液体阀门和搅拌机P6，P7，P8，P9分别与主机的输出点Y001，Y002，Y003，Y000相连。3.5控制程序流程图设计图3-3控制程序流程图第10页共20页3.6控制程序设计依照系统的要求及I/O通道分配,写出继电器梯形图，如图3-4所示。详尽设计思路以下：初步操作在按启动按钮X000此后，使Y001得电，断开电磁阀YV1，从而使液体A流入容器。当液位上升到I时当液面上升到

13、I时,X004由OFF变成ON,使Y001复位，关闭电磁阀YV1。同时使Y002置位，断开电磁阀YV2，从而使液体B流入容器。当液位上升到H时当液面上升到H时,X002由OFF状态变成ON状态,使Y002复位，关闭电磁阀YV2。同时使Y000置位，启动搅拌机M。此时启动准时器TIM00，60s后TIM00动作，使Y000复位。搅拌平均后放出混杂液体在Y000的下降沿通过后沿微分指令DIFD使Y003置位,断开电磁阀YV3,开始放出混杂液体。当液位下降到L时当液位下降到L时,X003由ON变成OFF,启动器TIM01,2s后使Y003复位,关闭电磁阀YV3,此时电磁阀已放空。自动循环工作在没有按

14、停止按钮X001的情况下,系统将在TIM01的记时时间到了时,使Y001置位,自动进入下一操作周期。从而实现混杂液体PLC自动控制的循环工作。停止操作当按下停止按钮时,停止按钮X001为ON状态,不能够使电磁阀YV1断开,系统执行完本周期的操作后,将自动停留在初始状态。使用FX三菱简单编程器编入梯形图，以下所示。第11页共20页使用FX三菱简单编程器将上述梯形图转变成指令语句表的形式，以下所示。第12页共20页第13页共20页3.7创新设计内容此次设计过程中，我有一些自己的想法。1）搅拌桶内的液位传感器的可靠性不强，能够试着改为矫捷性强、可靠性高的检测仪器。防备因为输入液体时，飞溅的液体触遇到

15、液位传感器而以致发出错误信号。2）在电路中供应一个备用电源，这样做的目的就是保证掉电此后也能使系统完成该周期的工作，从而保证系统在完成当前周期的操作时，停止在初始状态，使容器为空。以便在恢复电源后能顺利的从第一步开始进行循环。这样就防备了在混杂某些化学物质，比方拥有腐化性的物质时。因为掉电，长时间储蓄在容器中，从而造成对装置的腐化或损坏；也防备了引起环境污染的可能。同时取代了掉电保持这样一个麻烦和考虑不周的过程。第14页共20页第四章系统调试及结果解析4.1系统调试运用调试程序进行系统静调。模拟两种液体混杂装置的操作过程，对控制程序作一些改动，使之变成可连续运行的调试程序。详尽作法以下：设PL

16、C进入运行方式后：经过必然的准备时间，模拟按下启动按钮，Y001的指示灯亮；一段时间后，液面上升到I地址，Y001的指示灯灭，Y002的指示灯亮；一段时间后，液面上升到H地址，Y002的指示灯灭，Y000的指示灯亮；一段时间后，Y000的指示灯灭，Y003的指示灯亮；一段时间后，液面低于L地址，Y003的指示灯灭，Y001的指示灯亮，当前操作周期结束，自动进入下一个操作周期。在系统运行过程中，模拟按下停止按钮，所有运行马上结束。调试结束。4.2结果解析基于以上设计与调试，两种液体混杂装置的系统设计基本结束。测试结果满足课题给定要求。第15页共20页第五章总结此次机电传动控制课程设计是特别难得的

17、一次理论与实践相结合的机遇，经过此次对“课题十八多种液体自动混杂装置的PLC控制”的设计使我摆脱了单纯理论学习的状态，和眼好手低的弊端。经过本次PLC的课程设计，使我认识到PLC的重要性。机电传动控制是一门极其重要的课程，他综合了计算机技术和自动控制技术和通讯技术。在现在由机械化向自动化，信息化飞速发展的社会，特别是PLC技术越来越受人们广泛应用。因此学会和运用PLC，将对我们今后踏上工作岗位有极其重要的帮助，在此次设计中，我们遇到了好多困难，经过对自己的查找，我找出几点不足之处：1）不会利用查翻资料。在理论课学习过程中，老师以前给过我们好多关于PLC的参照资料。而我没有去充分利用。在老师的提

18、示下，我才如获瑰宝。2）学习认真程度不够，基础相对单薄。经过此次课程设计。我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我的科学文化素质，在没有做实践设计以前，我们对知识的撑握都是理论上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题就出现了。这样，我就只能一个一个问题的去解决，经过查阅资料和咨询老师，使得我对PLC的理解获取加强，看到了实践与理论的差距。最后经过本次课程设计，使我认识了PLC控制技术在工业应用和工业生产中的重要地位。因此，学好这门课程十分重要。第16页共20页参照文件1】邓星钟.机电传动控制M.武汉:华中科技大学初版社