自动混合搅拌机系统设计

自动混合搅拌机系统设计1目录目录............................................................................................................................1第一章设计内容..........................................................................................................2第二章工艺分析及控制要求......................................................................................32.1工艺分析.........................................................................................................32.2控制要求.........................................................................................................4第三章自动混合搅拌机的硬件设计..........................................................................53.1PLC的介绍.....................................................................................................53.2硬件选择.........................................................................................................63.2.1PLC的选型..........................................................................................63.2.2传感器的选型.......................................................................................73.2.3搅拌电机的选型...................................................................................83.2.4电磁阀的选型.......................................................................................93.2.5接触器的选型.....................................................................................113.3主电路图设计...............................................................................................12第四章自动混合搅拌机的软件设计........................................................................134.1I/O地址分配.................................................................................................134.2PLC外部接线图...........................................................................................134.3PLC自动混合控制流程图...........................................................................154.4程序设计........................................................................................................16第五章计算机传输及调试过程................................................................................18心得体会......................................................................................................................19参考文献......................................................................................................................20附：人员分工..............................................................................................................20自动混合搅拌机系统设计2第一章设计内容整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件；工程对电气控制线路提供的具体资料。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。在此次设计中，对于人机交互方式改造系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于人员的迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新的控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据存储和分析总的能力。要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，此次设计就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。应用PLC实现一些基本的控制，深入对PLC的了解。自动混合搅拌机系统设计3第二章工艺分析及控制要求2.1工艺分析本次设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌，此装置需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面达到该点时为ON。F1.F2.F4为电磁阀，M为搅拌电机。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。图2.1.1自动混合搅拌机控制基本结构图自动混合搅拌机系统设计42.2控制要求本次设计要完成以下控制要求：（1）初始状态容器是空的，各个阀门Fl、F2、F4均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF。（2）启动操作按下启动按扭，开始下列操作:a.电磁阀F1开启，开始注入物料A，至高度L2.L3均为ON/时，关闭阀F1,同时开启电磁阀F2,注入物料B。当液面上升至L1时，关闭阀门F2。b.停止物料B注入后，启动搅拌电动机M，使A.B两种物料混合10s。c.10s后停止搅拌，开启电磁阀F4,放出混合物料，当液面高度降至L3后，再经5s关闭阀F4。（3）停止操作按下停止按钮，在当前过程完成以后，在停止操作，回到初始状态。设计要求：画出电气原理图·I/O地址分配图·接线图·PLC程序设计梯形图·电动机·接触器的选择。自动混合搅拌机系统设计5第三章自动混合搅拌机的硬件设计3.1PLC的介绍PLC的由来及其定义在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。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，可编程逻辑控制器的产生也正是顺应了这一当时的生产要求。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。它及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一整体，易于扩展功能的原则而设计。PLC特点如下：1、使用灵活、通用性强PLC用程序代替了布线逻辑，生产工艺流程改变时，只需修改用户程序，不必重新安装布线，十分方便。2、编程简单，易于掌握PLC采用专门的编程语言，指令少，简单易学。通用的梯形图语言，直观清晰，对于熟悉继电器线路的工程技术人员和现场操作人员来说很容易掌握。3、可靠性高，能适应各种工业环境PLC面向工业生产现场，采取了屏蔽，绿波，联锁等安全防护措施，可有效的抑制外部干扰，能适应各种工业环境，具有极高的可靠性。4、接口简单，维护方便PLC的输入、输出接口设计成可直接与现场强电相接，一般有24V48V110V220V自动混合搅拌机系统设计6交流、直流等电压等级产品，组成系统是可直接选用，接口一般为模块式，便于维修更换。3.2硬件选择3.2.1PLC的选型本设计采用的是FX2N-48MR这款编程器具有小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出16--25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。系统配置既固定又灵活：在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16--256点的灵活输入输出组合。备有可自由选择，丰富的品种可选用16/32/48/64/80/128点的主机，可以采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。令人放心的高性能程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可使用存储盒，最大可扩充至16K步。图3.2.1三菱FX2N-48MR外部整体结构自动混合搅拌机系统设计73.2.2传感器的选型图3.2.2LFS-YZ-II型液位传感器设计选用的浮球液位开关是一种结构简单，使用方便的液位控制器件，它不需要提供电源，没有复杂电路，它具有比一般机械开关体积小，工作寿命长等优点。造型里只要材质选用正确，和任何性质液体或压力，温度皆可使用，其在造船工业、发电机设备、石油化工、食品工业、水处理设备、染整工业、油压机械等方面都得到广泛应用。因此传感器广泛的应用性，使得它完全适用于本次设计，基于PLC选型，采用3线16位链接。本次设计由于要求精度不高，所以传感器的精度只需±2FS即可。液体倒入达到最高点的工作压力小于1.0Mpa，它达到了要求。在性价比方面，相比于其他同类产品，它的价格更低，抗干扰，通用性更强。工作原理：液位传感器重要由有磁簧开关和浮球组成，浮球内有磁性材料，在密闭的非导磁金属管或塑料管内设置一个或多个磁簧开关，然后将导管穿过一个或多个带有磁性材料的浮球，并利用固定双环控制浮球与磁簧开关在相关位置上，浮球随着液体上升或下降，利用球内靠近磁簧开头的接点，产生开与关的