plc毕业设计

山东建筑大学成人教育毕业设计（论文）题目：基于PLC液体药品成分混合专业：电气工程及自动化技术班级：13级电气自动化学生姓名：朱杰学生学号：1313030094指导教师：周巧仪完成日期：2015年10月1基于PLC液体药品成分混合的控制设计摘要：可编程序控制器（PLC）是以微处理器为基础的通用工业控制装置，是一种数字运算操作的电子系统。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，广泛应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中。本课题是使用三菱PLC控制两种不同液体的混合。根据生产需求，通过液面传感器控制生产对两种液体需求的量，由定时器对搅拌机进行定时控制，从而使液体进行充分混合，最后将混合液体排出容器罐，同时实现生产的循环。关键词：可编程序控制器自动控制液面传感器2ThemixedcontroldesignbasedonPLCliquidpharmaceuticalcompositionAbstract:ProgrammableLogicController(PLC)isamicroprocessor-basedgeneral-purposeindustrialcontroldevice,adigitalelectroniccomputersoperatingsystem.Itusesaprogrammablememoryusedinitsinternalstorageforperforminglogicoperations,sequentialcontrol,timing,calculationandarithmeticoperationinstruction,andiswidelyusedinvariousmechanicaldevicesthroughdigitalandanaloginputsandoutputs,andtheautomaticcontrolsystemoftheproductionprocess.ThistopicisMitsubishiPLCcontroltwodifferentliquidmixture.Controlledbytheliquidlevelsensoraccordingtotheproducerequirements,theamountoftheproductionoftwoliquidarewantedbythetimertimingcontrolmixer,sothattheliquidisthoroughlymixed,themixedliquiddischargecontainertank,whileachievingaproductioncycle.Keywords:ProgrammableLogicControllerautomaticcontrolliquidlevelsenor3目录摘要................................................................1Abstract........................................................2Keywords:......................................................21概论.............................................................41.1课题内容.....................................................41.1.1选题的目的..........................................41.1.2课题设计的意义........................................41.2PLC的发展史.................................................41.3PLC的结构...................................................51.4PLC的工作原理...............................................51.5PLC的应用领域...............................................61.6PLC的发展趋势...............................................72总体设计..........................................................82.1方案设计....................................................82.2液体混合装置的示意图........................................92.3方案结构框图...............................................102.4设计要求...................................................103硬件设计.........................................................113.1硬件选型...................................................113.1.1PLC机型选择.........................................113.1.2搅拌机的选择..........................................123.1.3液面传感器............................................143.1.4电磁阀选择............................................153.2外部接线图.................................................153.2.1I/O端口分配表........................................153.2.2硬件接线图...........................................164程序设计.........................................................174.1流程图.....................................................174.2梯形图.....................................................185综合测试及系统仿真...............................................19总结...........................................................25致谢..........................................................26参考文献...........................................................27附录一：梯形图程序.................................................2841概论1.1课题内容1.1.1选题的目的借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用，进一步了解所学可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式。而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，尤其见于化学化工业中，便于学有所用。1.1.2课题设计的意义用PLC进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需用到它，如机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于多种液体混合物装置的控制，对学习与实用是很好的结合。1.2PLC的发展史伴着工业自动化的蓬勃发展，生产设备和操作流程逐渐复杂。对于传统的继电器控制系统无法可靠灵活的控制复杂的系统，为了使生产出的产品品种齐全、成本低廉和品质优良，PLC被引入生产控制中。早期PLC在工业中替代继电器的功能，但是其比继电器简单，且对控制出现故障它可以进行指示，功能上优于继电器；中期的PLC结合了微处理器，变得智能化，功能在原来的基础上变得更加强大；近期的PLC发展的愈发完善，很多生产商都开发专业的芯片来装配在PLC中，增加其在硬软件方面的功能。PLC以其编程简单易学，使用简便，可靠灵活、性能价格比高的优点，很快在工业领域广泛推广。我国于上世纪80年代开始研制，并取得显著的成功，随后开始应用工业生产中，在现代的工业自动化生产中PLC被广泛应用。51.3PLC的结构图1PLC控制示意图PLC主要由CPU模块、输出模块、输出模块和编程器组成，它们有着各自的功能[1]。表1模块功能表模块功能CPU模块采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；输入模块接收和采集输入信号；输出模块输出信号，控制装置执行；编程器生成用户程序，进行编程、检查、修改和监视用户程序的执行情况；电源一般使用AC220V或DC24V。1.4PLC的工作原理RUN模式STOP模式6图2PLC扫描过程PLC有RUN模式和STOP模式两种基本工作方式，PLC在运行模式执行用户程序、内部处理、通信服务、输入处理、输出处理五个阶段，且周而复始的循环工作模式[1]。内部处理阶段检查CPU内部硬件是否正常，以及复位监控定时器；通信服务阶段是PLC连接其他智能装置通信，使编程器输入的命令相应，同时使显示的内容更新；输入处理阶段是将外部电路的状态输入映像寄存器中；程序执行阶段是输入信号的变化必须在下一个周期内才可以被输入；输出处理阶段是将寄存器的状态传输到输出寄存器中[1]参考文献。1.5PLC的应用领域由于PLC在实际生产控制中带来的效益显著，其在现代企业中的使用比例日益增多，而且被应用的区域越来越广泛。PLC的应用领域：(1)逻辑控制逻辑控制是PLC最基本的应用，可以实现定时控制。随着功能不断完善，可以实现单台设备的控制，也可以对自动生产线控制。(2)运动控制PLC对运动控制具有专用的模块，它可以对直线运动、圆周运动和速度等进行控制，使运动控制和顺序控制相结合，实现各种位置控制。(3)闭环过程控制闭环过程控制是对连续变化的模拟量进行控制。PLC通过I/O模块实现数模内部处理通信服务输入处理程序执行输出处理内部处理通信服务7转换与模数转换，并对模拟量进行比例-积分-微分控制。(4)数据处理PLC具有数学运算、转换、数据传输、位操作等功能，可以实现数据的采集、分析和处理。这些数据可以与参考值比较，也可以传送到智能装置中。(5)通信联网PLC的通信联网能力使其与其他智能装置一起实现对生产的控制与管理。1.6PLC的发展趋势(1)小型化、微型化和大型化、多功能化小型化、微型化PLC是为了适应小型企业的要求，提高性价比更高的系统，大型化、多功能PLC专为那些要求高的企业提供的。PLC在不断地更新，越来越趋向于高性能、高精度、反应速度快的方向发展。(2)增强控制功能随着PLC的发展和市场的需求，增强控制功能使其可以实现模糊控制、闭环控制、参数设定和自适应控制，使在实际生产中高效准确。(3)I/O模块智能开发使I/O模块智能化，使其具有较强的处理信息的能力以及提高它的控制能力，圣体可以自成系统，独立工作，提高PLC的适