基于PLC液体药品成分混合的控制设计.docx

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基于PLC液体药品成分混合的控制设计

基于PLC液体药品成分混合的控制设计

摘要：

PLC是一种数字运算操作的电子装置，是专门为了在工业环境下应用而设计的。

它采用可编程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、算术运算、顺序控制、定时、计数等操作的指令，通过模拟数字式的输出和输入控制各种类型的机械和生产过程。

本文采用了PLC实现对多种液体混合的自动控制。

以三种液体的混合控制为例，将三种液体通过液面传感器按来决定比例进行混合，在电动机定时搅拌一段时间后，然后将混合的液体输出容器，同时实现循环再利用。

设计以液体混合控制系统方案为中心,包括系统总体方案选择，控制系统的硬件系统组成、接线图设计，软件部分设计,并对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。

关键字：

PLC可编程控制器定时器液位传感器

BasedonthePLCliquidpharmaceuticalcompositionofmixedcontroldesign

Abstract：

PLCistheProgrammableLogicController,itisakindofelectronicdevicefordigitaloperation,isdesignedforapplicationsintheindustrialdesignenvironment.Itusesaprogrammablememory,usedintheimplementationofitsinternalstoragelogical,sequentialcontrol,timing,countingandarithmeticoperation,operationinstruction,throughthedigitaltoanalogoutputorinputcontrolvarioustypesofmachineryorproductionprocess.ThisdesignusesthePLCtoachieveavarietyofliquidmixingandautomaticcontrol.Theliquidmixtureinthreecontrolasanexample,threekindsofliquidthroughaliquidlevelsensoraccordingtothedeterminedproportiontomix,inmotortimingafteragitatingforaperiodoftime,thenthemixedliquidoutputcontainer,whilerealizingcyclicutilization.Designofliquidmixingcontrolsystemasthecenter,includingthesystemoverallscheme,thecontrolsystemhardwaresystemcomponents（PLC,liquidlevelsensor,electromagneticvalve,acontactor,astirringmotor）,wiringdiagramdesign,designofthesoftwaresection（I/Oaddressassignmentdesign,programdesign,thedesignofladderdiagram,flowchartdesign）,andonthethedesignandproductionprocessofdoingbriefintroductionanddescription.

Keywords:

ProgrammableLogicControllerPLCTimerLiquidlevelsensor

摘要1

Abstract2

1概述

1.1PLC的概述

1.1.1PLC的由来

在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。

为了改变这一现状，美国通用汽车公司1968年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标。

1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功。

这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。

正是因为它的这一系列的优点，它的出现收到了世界其他国家的高度重视。

1971年，日本从美国引进了这一技术，研制出第一台DCS-8。

1973年，德国研制出第一台PLC。

我国从1974年开始着手研制，很快便取的成效，并于1977年开始了工业应用。

1.1.2PLC的定义

PLC自产生以来，虽然时间不长，但是它的发展非常的迅速。

为了其生产和发展标准化，NEMA经过四年的调查工作，1984年将其正式命名为PC（ProgrammableController），并做了定义。

1987年国际电工委员会（IEC）颁布了PLC标准的草案，并对它进行了新的定义：

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计[1]。

”

1.1.3PLC的现状及未来发展状况

目前,世界上有200多家PLC厂商,400多品种的PLC产品,按地域可分成美国,欧洲,和日本等三个流派产品,各流派PLC产品都各具特色。

当前，我国工业企业的自动化程度普遍较低，80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制，因此PLC产品在我国有很大的应用空间。

我国加入WTO后，更多的国际公司将其制造业的基地转移到我国，国有企业和民营企业利用难得的机遇大力发展制造业，相信在不远的未来我国会成为世界新的制造业基地。

许多年前就有人预言，PLC将要被PC-BASED控制系统取代。

但PLC的销售仍以十分稳定的增长率逐年上升。

目前的PLC已经与十年前大不相同，十年后的PLC与如今的PLC也势必不同。

在PLC快速发展的同时，有两个方面是不变的：

一：

PLC提供稳定的控制响应；二：

可靠性很高。

从此可以看出来其未来的发展方向：

产品规模向两极分化,能够处理模拟量，有更高的可靠性，通讯接口智能模块化，高分辨率的监视器，软硬件的标准化。

1.1.4PLC的特点

PLC（可编程控制器）在现代的自动化行业中应用广泛，为适应工业环境使用，与一般控制装置相比较，PLC控制器有以下特点：

（1）编程方法简单易学

（2）功能强，性能价格比高

（3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强

（4）可靠性高，抗干扰能力强

（5）系统的设计、安装、调试工作量少

（6）维修工作量小，维修方便

（7）体积小，耗能低

PLC由于它的这些独特的优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产厂家云起。

随着集成电路和微处理器在PLC中的应用，使得其功能不断增强，产品得到了飞速的发展。

本次设计是用PLC控制器来实现对液体的混合控制，通过对本设计的学习来实现理论与实践的结合。

1.2液体搅拌机简介

在化工、制药、炼油等行业中多种液体混合往往是必不可少的一道工序。

在生产过程中它也是一道十分重要的组成部分。

但是由于在这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，导致现场的工作环境十分的恶劣。

不适合人工在现场操作。

由于生产的要求，混合系统要有混合精确、均匀，控制可靠的特点，仅仅靠人工操作和半自动化控制是难以实现的。

为了能达到混合精确、均匀，控制可靠的特点，所以在液体混合的系统中液体的混合搅拌往往是用液体搅拌机来代替的。

液体搅拌机的使用不仅达到了可控制，相当高的工作效率，又降低了人为成本，在安全方便也起到了一定的作用。

因此液体搅拌机的使用，是必不可少的一部分。

液体搅拌机，又叫液体搅拌器，常用于搅拌液体。

通常我们又称呼它为电动搅拌机，立式搅拌机等。

选择合适的搅拌机不仅能节约成本，又能使自己的搅拌目的得到更好地满足。

液体搅拌机广泛的应用在制药、化工、水处理、食品和冶金等行业。

它具有以下特点：

（1）它适用于工业大批量生产中高粘度物料搅拌

（2）它的设计非常独特螺旋式叶片能保证高粘度的物料能够上下翻动，不产生死角。

（3）采用密闭式结构，能够有效的防止粉尘飞扬，液体外溅，同时也可以配置真空系统。

液体搅拌机一般有以下几种分类，各自的特点如下：

涡轮式搅拌器：

适用于气体和一些不互溶液体的分散和液液相反应过程。

被搅拌的液体的粘度一般不会超过25Pa·s。

由在水平圆盘上安装2～4片平直的或弯曲的叶片所构成。

桨叶的外径、宽度与高度的比例，通常为20:

5:

4，圆周速度为3～8m/s。

旋桨式搅拌器：

它是由2～3片推进式的螺旋桨叶组成，工作转速比较高,叶片外缘的圆周速度通常能够达到5～15m/s。

这种搅拌器主要产生轴向液流，能够产生较大循环量，通常适用于搅拌低粘度（＜2Pa·s）的液体、乳浊液以及固体微粒的含量低于10％的悬浮液。

搅拌器的转轴不仅可以水平也可以斜向插入槽内，此时能够产生不对称液流的循环回路，可增加液面湍动，能够有效的防止液面凹陷。

锚式搅拌器：

桨叶外缘的圆周速度一般都够达到0.5～1.5m/s,可用于搅拌粘度高达200Pa·s的拟塑性流体和牛顿型流体。

唯搅拌高粘度液体时，液层中有较大的停滞区。

桨叶外缘形状与搅拌槽内壁一致，仅有很小间隙,能够很好的清除附在槽壁上的粘性反应产物和一些堆积于槽底的固体物，并能保持较好的传热效果。

桨式搅拌器：

有斜桨式和平桨式两种。

斜桨式搅拌器的两叶相反折转45°或60°，能产生轴向液流。

桨式搅拌器结构一般比较简单，常用于低粘度液体的混合以及固体微粒的溶解和悬浮等等。

平桨式搅拌器它是由两片平直桨叶构成。

桨叶的直径与高度之比为4：

10,圆周速度一般能够达到1.5～3m/s，产生的径向液流速度往往比较小。

磁力加热搅拌器：

数字式加热搅拌器带有可选的外部温度控制器，他们还可以监控与控制容器中的温度。

螺带式搅拌器：

螺带的外径与螺距相等，专门用于搅拌高粘度液体（200～500Pa·s）及拟塑性流体，通常在层流状态下操作。

磁力搅拌器：

微处理器自动调节马达动力去适应水质、粘性溶液与半固体溶液。

数字式加热器带有一个闭路旋钮来监控与调节搅拌速度。

1.3立式搅拌机

混合液体搅拌机常采用立式搅拌机。

如图1所示：

图1立式搅拌机结构示意图

结构简单说明如下∶A马达B减速机C机架D安装贴版E轴封

F联轴器G搅拌轴

立式搅拌机有多种形式。

常用的立式搅拌机又被叫做PVM500搅拌机。

搅拌机主要结构为马达、减速机、机架；搅拌器包含联轴器、转轴、轮叶等等。

传统的立式搅拌机外观笨重维修不方便，而且比较容易出现故障。

PVM500的搅拌机历经多年的技术改良，混合的流畅程度均匀程度都比普通混合电机好，使用年限最低七年以上。

这种电机投资小、使用年限长、外观大方、移动方便、维护简单。

2系统总体方案

2.1方案介绍

整个方案的设计编写是按照国家关于电气自动化工程设计及其他相关标准和规范