液体混合器课程设计说明书.docx
《液体混合器课程设计说明书.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液体混合器课程设计说明书.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
液体混合器课程设计说明书
内容摘要
目录
文摘
第一章引言
第二章液体混合器的总体设计
2.1控制动作要求如下……………………………………………….
2.2具体操作及功能过程见下附功能流程图……………………
2.3结构设计及硬件选取………………………………………………
第三章液体混合器的设计要求和功能实现
3.1液体混合器的设计要求………………………………………………….
3.2液体混合器的功能实现…………………………………………………..
第四章液体混合器的设计
4.1液体混合器的功能图……………………………………………………
4.2I/O地址分配及接线………………………………………………………
4.2液体混合器选用的PLC…………………………………………………
结束语
致谢
参考文献
第一章引言
PLC应用在现在电气控制中也越来越广泛，同时plc技术的发展也是日新月异现在的PLC产品已经使用了16位、32位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通信技术使PLC的应用得到进一步发展。
PLC的技术已经非常成熟。
目前，世界上有200多个厂家生产PLC产品。
比较著名的有美国的AB、通用（GE）、莫迪康（MODICON）、日本的三菱（MITSUBISHI）、欧姆龙（OMRON）、富士电机（FUJI）、松下电工、德国的西门子（SIEMENS）、法国的TE、施耐德（SCHNEIDER）、韩国的三星（SAMSUNG）、LG等。
PLC抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单，通用性强；编程方便，易于使用；功能完善；设计、施工、调试的周期短；体积小、维护操作方便等相对与传统控制的优点，相信今后会有更大的发展和应用空间。
本次设计是用PLC来实现对液体混合器装置的自动以及手动控制。
第二章液体混合器总体设计
2.1控制动作要求如下：
液体混合器的两个进水口和一个出水口由电磁阀控制
液体的混合由电动机来实现
液体位置的测定由传感器来实现
液体位置由指示灯显示
用启动按钮启动、急停按钮实现急停、手动按钮切换到手动
作及功能过程见下附功能流程图：
具体操作
2.3结构设计及硬件选取
电气控制系统主要有程序控制器，电动机，进水电磁阀，水位开关，安全开关及各种功能选择开关等组成，控制的基本原理也都一样。
全自动洗衣机能实现洗衣的自动化，整个洗衣过程都是在程序控制器的“指挥”下进行的。
如把离合器比作全自动套桶洗衣机的心脏，则程序控制器就是自动洗衣机的“大脑”。
如图所示以程序控制器为核心的波轮式全自动洗衣机的基本原理方框图。
2.3.1plc控制实现
PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。
启动时开始进水。
水满（即水位到达高水位）时停止进水并开始洗涤正转。
正洗15S后暂停。
暂停3S后开始洗涤反转。
反洗15S后暂停。
暂停3S后，若正、反洗未满3次，则返回从正洗开始的动作；若正、反满3次时，则开始排水。
水位下降到低水位时开始脱水并继续排水。
脱水10S即完成，然后进行报警，报警10S后结束全部过程，自动停机。
此外，还要求可以按排水按钮实现手动排水；按停止按钮以实现手动停止进水、排水、脱水及报警。
2.3.2plc控制系统图
控制系统图如下图所示：
2.3.3洗涤驱动电机选择
由于该设备用于一般条件下的工业用途所以选择380V异步电动机。
所以3.6公斤全自动洗衣机的额定功率选为180瓦，符合全自动洗衣机的功率范围120w~250w。
故选择YY104-180型号单相电容运转式电动机，功率180瓦，额定电压220v，转速1350r/min，电流1.7A。
2.3.4传感器的选择
水位传感器的选择，对于PLC控制的液体混合器，要求水位的检测必须时连续的，谐振式水位传感器是利用电磁谐振电路LC作为传感器的敏感元件，将被测物体的变化转变为LC参数的变化，最终臆康率参数输出。
其工作原理是将水位的高低通过导管转换成一个测试内腔气体变化的压力，驱动内腔上方的一块隔膜移动，带动隔膜中心的磁芯在某线圈内移动，从而线圈电感发生变化，由此引起谐振电路的固有频率随水位变化。
故本装置采用谐振式水位传感器。
2.3.5可编程控制器选择
根据输入信号及输出信号的数量，经过初略计算输入点数为12点，输出点数为9点；输入，输出信号都是数字量。
增加20%的备用量，以便随时增加控制功能：
输入点数为：
10*（1+20%）=12输出点数为9*（1+20%）=10.8
根据I/O点数，所以可以参考选用西门子的CPU224,总共有14输入，10输出。
输出为继电器输出。
S7-224PLC的电源电压有（20.4~28.8）VDC和（85~264）VAC两种,主机上还集成了24V直流电源,可以直接用于传感器和执行机构.它的输出类型有晶体管（DC）、继电器（DC/AC）两种输出方式。
它可以用普通端子捕捉比CPU扫描周期更快的脉冲信号，实现高速计数。
2路最大可达20kHz的高频脉冲输出，可用以驱动步进电机和伺服电机以实现准确定位任务。
可以用主机上的电位器来改变它对应的特殊寄存器中的数值，可以实时更改程序运行中的一些参数，如定时器/计数器的设定值、过程量的控制参数等。
实时时钟可用于对信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
2.3.6蜂鸣器的选择
根据设计要求，选择如下图3.11所示的继电器，表3.5所示规格的压电式蜂鸣器。
表3.5压电式蜂鸣器的规格
类型
型号
额定电压Ue（V）
响度dB/10cm
光亮度cd/
额定电流（mA）
压电式蜂鸣器
NFM1-22/LC
AC/DC12
70
85
20
【注】AC、DC电压的极限范围为0.85Ue
1.1Ue
第三章plc控制系统设计
3.1电路设计
3.1.1主电机接线图
液体混合器在工作过程中，主要由电动机实现液体的混合均匀，电磁阀控制进液和岀液。
电气部分要在PLC程序控制下自动完成。
为了保证电动机的安全起动及运行，选择采用星/三角降压启动，主要由继电器控制。
电磁阀的接通与断开也是由继电器控制。
继电器在切换时要能保证高效、安全，由PLC来控制继电器的闭合与断开。
如下图3.1为液体混合器的PLC控制系统电路图。
通过PLC来实现电动机的启动与运行，并且实现混合器按预先设置的程序自动执行，液体的混合均匀。
当需要手动操作时，可使用手动开关，跳出自动程序切换到手动操作程序。
液体混合器在长时间运行时，为防止电机绕组的温升超过额定值而损坏，采用热继电器作为保护元件，与熔断器搭配使用，可靠地保护电动机。
人机接口部分的按钮等都选择低压电器元件，保护操作者的安全。
3.1.2数字量输入输出分配
本控制系统的输入有启动按钮、急停按钮、高水位检测，中水位检测、低水位检测，手动切换按钮，手动控制按钮共9个输入。
这个控制系统需要控制的外部设备有进水电磁阀（两个）、排水电磁阀、电动机、水位指示灯、继电器（三个）共9输出个设备。
输入输出地址分配如表所示：
控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址编码
输入信号
启动信号
常开按钮
SB1
I0.0
急停信号
常开按钮
SB2
I0.1
手动控制信号
手动开关
SB3
I0.2
手动A进液信号
常开按钮
SB4
I0.3
手动B进液信号
常开按钮
SB5
I0.4
手动C放液信号
常开按钮
SB6
I0.5
手动电机启动信号
常开按钮
SB7
I0.6
H点位置信号
常开传感器
SQ1
I0.7
I点位置信号
常开传感器
SQ2
I1.0
L点位置信号
常开传感器
SQ3
I1.1
输出信号
电机启动
继电器常开
KM1
Q0.0
Y启动
继电器常开
KM2
Q0.1
△运行
继电器常开
KM3
Q0.2
A进液信号
电磁阀
Y1
Q0.3
B进液信号
电磁阀
Y2
Q0.4
C放液信号
电磁阀
Y3
Q0.5
H位指示信号
指示灯
L1
Q0.6
I位指示信号
指示灯
L2
Q0.7
L位指示信号
指示灯
L3
Q1.0
3.1.3.定时器和计数器
自动液体混合器的控制系统中的工作时间需要定时器来控制。
具体定时器和计数器分配如表所示。
定时器的分配
类别
元器件号
设定值
作用
定
时
器
T37
1min
搅拌计时
T38
10s
降压启动计时
T39
2min
放液计时
3.1.4PLC外部I/O接线图
根据液体混合器控制系统的输入、输出地址分配和定时器、计时器分配以及所选PLC型号，PLCI/O硬件接线图如下图所示。
升级会员 