基于PLC控制两种液体混合的设计.docx

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基于PLC控制两种液体混合的设计

毕业设计（论文）

基于PLC控制两种液体混合的设计

学生姓名：

系部：

电子信息工程系

专业：

电气自动化

班级：

0901

指导教师：

摘要

本次设计的目的是利用可编程控制器实现对液体混合的自动控制设计，设计任务包括电气控制系统和PLC外围接口电路，PLC控制程序，并对系统的硬件组成和软件设计作系统的阐述。

该系统利用PLC结合传感器实现对液体的混合控制作业,保证了相关生产的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高经济效益。

具有调试方便，维护简单，移植性好的优点

关键词：

PLC；两种液体混合；控制程序设计

第一章绪论

1.1引言

液体混合广泛应用于食品、饮料、精细化工等生产中，随着自动化生产水平的高速发展，液体混合的自动化功能日趋完善，液体混合又将向着高效化，系统化，自动化，智能化方向发展。

本次任务提出了利用PLC结合传感器实现对液体的混合控制作业,保证了相关生产的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高经济效益。

本次设计的目的是利用可编程控制器实现对液体混合的自动控制设计，设计任务包括电气控制系统和PLC外围接口电路，PLC控制程序，并对系统的硬件组成和软件设计作系统的阐述。

1.2PLC的简介

可编程序控制器（PLC）是以为计算机技术、自动控制技术和通信技术为基础发展起来的新一代工业自动控制装置，首先出现在20世纪60年代。

PLC在我国工业控制领域中得到了越来越广泛的应用。

可编程序控制器是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。

本次任务提出了利用PLC结合传感器实现对液体的混合控制作业,保证了相关生产的快速性、准确性、合理性,更好地满足了实际生产的需要,提高经济效益

第二章两种液体自动混合系统

2.1系统结构图

图表1

有两种液体A和B，在容器内按照一定比例进行混合搅拌，装置结构如图所示。

其中,SL1,SL2,SL3为液面传感器，当液面淹没时为ON;YV1,YV2,YV3为电磁阀；M为搅拌电动机。

2.2系统的工艺流程

（1）初始状

此时各阀门关闭，容器是空的。

YV1=YV2=YV3=OFF

SL1=SL2=SL3=OFF

M＝OFF

2）、起动操作

按下起动按钮，开始下列操作：

（1）YV1=ON,液体A流入容器；当液面到达SI3时，YVl=OFF，YV2＝ON；

（2）液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，M＝ON，开始搅拌；

（3）混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液体；

（4）当液体下降到名SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YV3，YV3=OFF，完成一个操作周期；

（5）只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。

·

3）、停止操作

按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。

2.3系统的任务及要求

设计任务及要求：

1．掌握PLC工作原理、编程及调试方法以及在生产设备中的应用技术。

2．根据液体混合系统的工作要求，制定合理的电气控制设计方案。

3.正确选用混合驱动电机、电磁阀、传感器。

4．正确选用PLC，确定输入、输出设备。

5．合理分配PLC的I/O点，并绘制其连接图，以及其它外部硬件图。

6．设计PLC控制程序

①绘制系统功能表图

②设计梯形图，并加以注释

③模拟调试

7．编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。

第三章控制系统的硬件设计

3.1PLC的选择

本次设计的混合液体控制装置利用可编程序plc控制器去实现，并且合理运用学校已具备的优良条件。

决定本次设计采用西门子公司的S7-200型（CPU为224，CPU单元为14输入/10输出共24个数字量I/O点，扩展模块可用点数为24点。

）PLC去实现设计要求。

西门子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。

因此西门子S7-200系列具有极高的性能价格比。

3.2PLCI/O接线图设计

根据系统I/O分配情况设计的I/O接线图如下：

图表2

3.3PLC输入、输出分配

液体混合装置输入/输出地址分配：

输入

输出

I0.0

启动按钮

Q0.1

阀门A电磁阀

I0,1

液位传感器1

Q0.2

阀门B电磁阀

I0,2

液位传感器2

Q0.3

搅拌机M

I0,3

液位传感器3

Q0.4

阀门C电磁阀

I0.4

停止按钮

图表3

3.4系统的主电路

图表4

第四章控制系统软件设计

4.1顺序功能图

根据系统的工艺流程设计的顺序功能图如下：

图表5

4.2梯形图程序的总体结构图设计

根据系统的顺序功能图设计的梯形图程序如下：

图表6

液体混合装置控制系统的梯形

4.3程序的调试

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10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

总结

2011年10月12号，论文开始正式下达，时至今日，我的论文已经基本完成，从最初的茫然到慢慢的今日状态，再到对思路的逐渐清晰，从论文选题到搜集资料，从写稿到反复修改，整个过程难以用言语来表达，历经一个多月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下帷幕。

本次的设计使我从中学到了很多东西，不管是将我所学到的知识运用到我以后的工作中去，还是通过一些学习手段更好的完善知识，总的来说，我受益匪浅。

本次课程设计，在老师的指导下，我们先根据其主电路图详加分析，画出顺序功能图，再根据顺序图画程序图。

再根据老师给我们的要求好好的排版，就很快把课程设计的任务完成好了，此次液体混合装置的设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习当中把我学到的用到我们现实的生活中去，学以致用，方能见成效，

致谢

在此，我对我的指导老师刘国华表示衷心的感谢。

在两年的学习中，刘国华老师给予我很多热情的鼓励和悉心的指导。

本论文正是在他的指导和帮助下完成的。

在论文选题、搜集数据和理论研究方面，刘国华老师倾注了很多心血。

他严谨的治学作风和渊博的学识将使我受益终生。

其次，我真诚地感谢我的同学们。

在我的论文设计过程中，他们提出了很多有益的建议。

参考文献

1．教材《电气控制与PLC应用》

2．教材《电机及电气控制技术》

3．《可编程序控制器原理及应用》

4．《西门子系列PLC使用手册》

5.《传感器及应用》

6.廖常初《可编程控制器原理及应用教程》，重庆大学出版社，2002年

7.赵跃华《可编程序控制器及其应用》，电子科技大学出版社，1998年

8.董锦凤《毕业设计指导》，西安电子科技大学出版社，2005年

9.谢桂林《电力拖动与控制》，中国矿业大学出版社，2003年