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plc正文部分
kk1概述
所谓PLC，实际就是在PC机的平台上，在Windows操作环境下，用软件来实现PLC的功能，也就是说，软PLC是一种基于PC机开发结构的控制系统，它具有硬PLC的功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特点，利用软件技术可以将标准的工业PC转换全功能的PLC过程控制器。
软PLC综合了计算机和PLC的开关量控制、模拟量控制、数学运算、数值处理、网络通信等功能，通过一个多任务控制内核，提供强大的指令集、快速而准确的扫描周期，可靠的操作和可连接各种I/O系统及网络的开放式结构。
PLC的应用领域目前不断扩大，并延伸到过程控制，批处理，运动和传动控制，无线电遥控移植实现全场的自动化。
PLC的技术发展除了小型化，超高速，大容量存储器，多CPU，多任务运行外，PLC的开放性更大，通信联网功能更强，集成化软件更优。
标准化的IEC61131-3PLC编程语言已被众多PLC厂商所接受，其推广速度越来越快，应用范围更广。
20世纪70年代初出现了微处理器。
人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。
此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC）。
20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。
世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。
这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
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。
2硬件设计
2.1控制要求
本装置为两种液体混合模拟装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制要求如下：
初始状态:
装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。
启动操作:
按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：
液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅匀电机开始搅匀。
搅匀电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，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:
按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。
液体混合装置控制的模拟实验面板图：
图1-1
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、混合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。
2.2选择PLC型号
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下,力争最佳的性能价格比。
选择时应主要考虑到合理的结构型式,安装方式的选择,相应的功能要求,响应速度要求,系统可靠性的要求,机型尽量统一等因素。
2.2.1I/O点数的估计
I/O点数是PLC的一项重要指标.合理选择I/O点数计可使系统满足控制要求,又可使系统总投资量最低。
PLC的输入输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况来确定，一般一个输入/输出元件要占用一个输入/输出点。
考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上再加上20%到30%的备用量。
S7-200系列PLC中可提供4种不同的基本型号的8种CPU供选择使用，其输入输出点数的分配见下表：
S7-200系列PLC中CPU22X的基本单元
表2-1
型号
输入点
输出点
可带扩展模块数
S7-200CPU221
6
4
—
S7-200CPU222
8
6
2个扩展模块78路数字量I/O点或10路模拟量I/O点
S7-200CPU224
14
10
7个扩展模块168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
S7-200CPU226XM
24
16
2个扩展模块248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点
2.2.2用户存储器容量的估算
PLC常用的内存有EPROM、EEPROM和带锂电池供电的RAM。
一般微型和小型PLC的存储容量是固定的，介于1-2KB之间。
用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。
因此在程序设计之前只能粗略的估算。
2.2.3CPU功能与结构的选择
PLC的功能日益强大，一般PLC都具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可考虑以下几点：
1）功能与任务相适应
2）PLC的处理速度应满足实时控制的要求
3）PLC结构合理、机型统一
4）在线编程合理和离线编程的选择
2.2.4机型选择
综上所述，可知本次步进电动机控制的模拟中PLC型号选择：
1）I/O点数的统计：
输入4点；输出5点。
2）估计PLC用户程序长度：
为I/O点数的（10-20）倍，选用S7-200CPU226输出的PLC即能满足要求。
2.3系统设计流程示意图
开始
接通一个扫描周期，使混合液体阀打开20s，将容器放空后关闭
YV1打开，进入A液体
液面上升到SL3，无动作
液面上升到SL2，VY1关闭，液体A停止注入，YY2打开，液体B注入
液面上升到SL1，VY2关闭，液体B停止注入，M开始搅拌
T37工作，6S后，停止搅拌，VY3打开，混合液体放出
液面下降到SL3,2S后混合液体放完，VY3关闭
按停止按钮SB2？
结束
图2-1
2.4I/O分配表
表2-2
符号
地址
作用
SB
I0.0
启动开关
SB1
I0.1
停止按钮
SL1
I0.2
上液面传感器
SL2
I0.3
中液面传感器
SL3
I0.4
下液面传感器
YV1
Q0.0
液体A阀门
YV2
Q0.1
液体B阀门
YV3
Q0.2
混合液体阀门
YKM
Q0.3
搅拌
2.5I/O接线图
24VDC
SB1
SB2
SL1
SL2
SL3
24VDC传感器电源输出电源
24VDC电源
24VDC
KM1
KM0
KM3
KM2
ML+DC
ML+0.00.10.20.30.40.5
1M0.00.10.20.32M0.40.50.60.7
ML+
CPU222DC∕DC∕DC
启动
控制液体A进料
停止
液面检测H
控制液体B进料
液面检测I
控制混合液出料
控制搅拌机的起停
液面检测L
PLC的I∕O接线图
图2-2
3软件设计
3.1设计梯形图
电路工作过程：
（1）初始状态
当系统投入运行时，初始化脉冲信号SM0.1[13]、[15]接通一个扫描周期，使混合液体阀打开20s，将容器放空后关闭。
1、SM0.1[13]闭合一个扫描周期，Q0.2[13]置位并保持，混合液体阀YV3打开，将容器放空。
2、SM0.1[15]闭合一个扫描周期，M0.5[15]置位并保持。
3、M0.5[16]闭合，T38得电，开始计时20s，T38时间到。
4、T38[17]闭合，M0.5[17]复位并保持；T38[18]闭合，Q0.2[18]复位并保持YV3关闭。
（1）启动操作
1、按下启动按钮SB1，输入继电器I0.0得电。
2、I0.0[1]闭合，M0.0[1]置位并保持，M0.0[3]闭合，为连续运行做准备。
3、I0.0[3]闭合，Q0.0[3]置位并保持，YV1得电，液体A阀YV1打开，液体A流入容器。
（2）液位上升到中液位I
1、当液体上升到中液位I是，SL2闭合，输入继电器I0.3得电。
2、I0.3[4]闭合，通过前沿脉冲指令，在I0.3的前沿，使M0.1[4]产生一脉冲信号。
3、M0.1[5]闭合一个扫描周期，Q0.0[5]置位并保持，YV1打开，液体A停止注入。
4、M0.1[6]闭合一个扫描周期，Q0.1[6]置位并保持，YV2打开，液体B流入容器。
（3）液体上升到高液位H
当液体继续上升到高液位H时，SL1闭合，输入继电器I0.2得电。
1、I0.2[7]闭合通过前沿脉冲指令，在I0.2的前沿，使M0.2[7]产生一脉冲信号。
2、M0.2[8]闭合1个扫描周期，Q0.8[8]复位并保持YV2关闭，液体B停止注入。
3、M0.2[9]闭合1个扫描周期，Q0.3[9]置位并保持搅拌电动机运行，开始搅拌。
4、Q0.3[10]闭合，T37[7]得电，开始计时。
5、Q0.3[12]闭合。
（4）搅拌均匀后，放出混合液体
Q0.3[9]得电后，搅拌电动机工作时，同时
1、Q0.3[10]、Q0.3[12]闭合。
2、Q0.3[10]闭合，T37[10]得电，开始计时，计时时间到。
3、T37[11]闭合Q0.3[11]复位并保持，KM4失电，搅拌电动机停止。
4、Q0.3[12]断开，即搅拌由运行到停止时，Q0.3[12]由闭合到断开。
5、通过下降沿脉冲指令，再Q0.3[12]的后沿，使M0.3[12]产生一脉冲信号。
6、M0.3[13]闭合Q0.2[13]置位并保持YV3打开，开始放出混合液体
（5）液位下降到低液位
液位下降到低液位，SL3由接通变为断开（液位传感器再液位淹没时为接
通状态），输入继电器I0.4失电
1、I0.4[14]断开。
2、I0.4[14]由接通到断开时，通过下降沿脉冲指令，再I0.4的后沿，使M0.4产生一脉冲信号。
3、M0.4[15]闭合，M0.5[15]置位并保持。
4、M0.5[16]闭合，T38[16]得电，开始计时，计时时间到。
5、T38[17]闭合，M0.5[17]复位并保持。
6、T38[18]闭合，Q0.2[18]得电并保持，YV3关闭。
7、T38[3]闭合（M0.0[3]再开始按下启动按钮SB1时已关闭）Q0.0[3]置位并保持电磁阀YV1打开液体A注入容器，开始下一个环节。
（6）停止操作
当按下停止按钮SB2，输入继电器I0.1得电。
1、I0.1[2]闭合，M0.0[2]复位并保持。
2、M0.0[3]断开，再当前混合液处理完毕T38动合触点。
3、T38[3]闭合后，Q0.0仍不能重新置位，即停止运行，不再循环。
3.2设计指令表
4调试
这个课题在调试当中还是比较成功的，没有遇到太大的问题。
有小的问题也在同学和老师的帮助下迅速的弄好。
在这之中有些知识点掌握的不是很牢固。
因此，在此其中闹了些问题。
比如，在实验过程中，我按下启动按钮SB1,装置投入运行，A、B阀门关闭，混合液体阀门打开20秒将容器防控后关闭。
但液体A阀门打开。
A却不流入容器。
但在自己翻阅书本，上网查询及寻问同学之后都一一得以解决。
另外，由于实验设计比较简单，电路图设计的并不是非常完美，用的器件少，因而，并不能很好的保证所要的理想结果。
总而言之，调试的结果还是比较顺利。
5结束语
通过对多种液体混合控制系统的分析，进而设计出整个控制系统个运行设备的运行程序，由于PLC产品自身具有可靠性高，灵活性强，对工作环境无要求和抗干扰性能好等诸多优点，使之完全可以将操作人员从二列的现场环境中解放出来，因而深受用户欢迎。
同时，该控制系统可用较少的资金投入，达到很高的控制精度，本设计已通过模拟仿真实验，有很好的推广价值。
整个设计圆满完成，可是结果并不令人满意，过程中出现的一些问题，例如延时时间不是很精确，有些误差，电路设计的不怎么完善，我想我们只有在实践中多操作，不言弃，不急躁，迎难而上，多总结经验，多尝试，才能将专业知识掌握得更好，才能学以致用，达到学习真正的目的。
在此期间，我们在实验室不断地调试，同学之间，成员之间相互协作，老师细心的指导都至关重要。
感谢老师和同学的帮助，老师的引导！
6参考文献
[1]可编程序控制器的编程方法与工程应用.廖常初.重庆大学出版社
[2]可编程序控制器及其应用.万太福.重庆大学出版社
[3]毕业设计指导.刘祖润.机械工业出版社
[4]新旧电气图形符号对照读本.本书编写组.兵器工业出版社
[5]电力拖动与控制.谢桂林.中国矿业大学出版社
附录:
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