PLC在液体混合装置控制中的应用

I摘要随着科学技术的发展，人们的生活日趋自动化，生产技术更是如此。PLC作为计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计的。随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，可编程序控制器PLC在工业控制中的地方也日益提升并且在工业控制得到广泛应用，而且可编程序控制器在工业中所占比重迅速的上升。本次设计是利用PLC在实现两种液体的自动混合。此次设计的主要考虑其各个不同状态动作的连续和关联，对不同的状态进行不同的动作输出，从而实现将AB两种液体混合的周期性控制（包括单周期）。本次设计主要意义是：用PLC编程来控制，乙方面可以省去人力和物力，从而达到节省成本的目的；另外程序的合理性，全面性和可靠性可以使液体混合更安全可靠全面实现。关键词：PLC液体混合装置自动控制目录摘要··························································································I第1章引言···················································································11.1课程设计的目的·······································································1第2章液体混合装置系统设计·······················································12.1系统的整体设计要求································································1第3章硬件电路设计·····································································13.1总体结构···············································································13.2PLC选型及I/O分配图······························································23.3设计所需设备·········································································2第4章系统PLC软件设计····························································24.1PLC控制相关流程图·································································24.2可编程控制梯形图····································································44.3系统调试················································································6第5章总结···················································································81第1章引言1.1课程设计的目的PLC技术是现代工业自动化三大支柱之一，作为一个电气工作者，必须掌握好这门技术。综合课程设计（PLC部分）的目的是使学生从应用角度出发，掌握PLC的基本结构和原理以及典型PLC的指令系统和编程方法，学会PLC控制系统的设计方法及PLC使用方法，通过设计环节以提高学生的实践应用能力及分析、解决问题的能力，为今后工作奠定良好的基础。第2章液体混合装置系统设计物料的混合操作是一些工厂关键的或不可缺少的一环。对物料混合装置的要求是设备对物料的混合质量高、生产效率和自动化程度高、适应范围广、抗恶劣工作环境等。采用PLC对物料混合装置进行控制恰恰能满足这些要求，因此多种物料混合的PLC控制具有广泛的应用。多种液体按一定比例的混合是物料混合的一种典型形式。本次课程设计以两种液体的混合装置为例进行液体混合装置PLC控制系统设计。2.1系统的整体设计要求混合装置的工作要求：（1）按下启动按钮SB1，装置投入运行，液体A阀门通电打开，液体A流入容器。（2）当液面到达SL2时，液位传感器SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。（3）液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。（4）搅动电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。（5）当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过10秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。（6）停止操作:按下停止按钮SB1时，要求不要立即停止工作，而是将停机信号记忆下来，直到完成一个工作循环时才停止工作。第3章硬件电路设计3.1总体结构从图3.1中可知设计的液体混合装置主要完成两种液体的自动混合搅拌。此装置需要控制的元件有：其中SL1,SL2,SL3为液面传感器，液面淹没该点时为ON，YV1、YV2、YV3为电磁阀，KM为搅拌机。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。2图3.1多种液体混合装置示意图3.2PLC选型及I/O分配图根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：S7-200CPU226多种液体自动混合装置的I/O分配如表3-1所示SB1I0.0启动按钮SB2I0.1停止按钮SL1I0.2高液面传感器开关SL2I0.3中液面传感器开关SL3I0.4低液面传感器开关KM1Q0.0液体A阀门YV1KM2Q0.1液体B阀门YV2KM3Q0.2放液阀门YV3KMQ0.3搅匀单机YKM表3-1多种液体自动混合装置的I/O分配表3.3设计所需设备所需设备如表3-2CPU2261台计算机1台编程电缆1根表3-2所需设备表第4章系统PLC软件设计4.1PLC控制相关流程图PLC控制相关流程图如图4-1所以，主要是有混合过程和停止过程两个方面3构成：（1）混合过程：按动启动按钮SB1后，电磁阀YV1通电打开，液体A流入容器。当页面高度达到SL2时，液位传感器SL2接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2接通，液体B流入容器。液位达到SL1时传感器SL1接通，这是电磁阀YV2断电关闭，同时启动电动机M搅拌。（2）停止过程60S后电动机M停止搅拌，这时电磁阀YV3通电打开,放出混合液体去下道工序。当液位下降到SL3后，在延时20S使电磁阀YV3断电关闭，并自动开始新的周期。（3）具体运行过程：按动启动按钮SB1后，电磁阀YV1通电打开，液体A流入容器。当液位高度达到SL2时，液体传感器SL2接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2通电接通，液体B流入容器。液位达到SL1时液位传感器SL1接通，这时电磁阀YV2断电关闭，同时启动电动机M搅拌。6S后电动机M停止搅拌，这是电磁阀YV3通电打开，放出混合液体去下道工序。当液位降到SL3后，在延时10S使电磁阀YV3断电关闭，并自动开始新的周期。4图4-1PLC流程图4.2可编程控制梯形图根据系统控制流程图所表达出的各个控制对象的动作顺序，相互间的制约关系。在明确PLC寄存器空间分配，确定专用寄存器的基础上，进行控制系统的程序设计，包括主程序编制，各功能子程序的编制，其他辅助程序的编制。本次设计利用经验设计的方法进行在整体上将继电器转化成对输出线圈的控制，然后进行细节修改。如图4-2。开始输入液体A打开阀门YV1Q0.0输入液体B打开阀门YV2Q0.1启动搅拌机Q0.3停止搅拌机输出混合液体打开阀门YV3Q0.2启动输出延时关闭阀门YV3Q0.2结束容器空，阀门关，搅拌电动机关，启动液体A到SL2液体B到SL1搅拌时间到60s混合液体低于SL3延时时间到20s容器空，阀门关，搅拌电动机关，启动56图4-2程序梯形图4.3系统调试根据所设计的关于搅拌控制的梯形图，选用PLC仿真软件进行仿真。具体步骤如下：（1）导入梯形图（2）点击运行（3）进行调试78第5章总结本文主要阐述液体混料罐的自动控制，实现液体混料全过程：即进料、混料、出料的自动控制。其系统结构简单，进行稳定可靠。使用西门子S7-200系列PLC，设计了控制程序。尽管毕业设计的内容繁多，过程繁琐，但是我的收获却更加。各种系统的使用条件，各种设备的选用标准，各种继电器的安装方式，我都随着设计的不断深入而不断熟悉并学会应用得。与老师的交流沟通也使我从各种角度对设计有了新的认识，也对自己提出了新的要求。