三种液体自动混合PLC控制

本科毕业设计（200*届）************************************************************************************************************************************************摘要PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。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已在工业控制中得到广泛应用，而且所占比重在迅速的上升。PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。它应用于工业混合搅拌设备，使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性，为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。本人所设计的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作，具有断电记忆功能，复电后可以继续运行。另外，PLC还有通信联网功能，通过组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。关键字：混合装置;PLC控制;组态目录1问题的提出................................................................11.1课题研究的背景及意义....................................................11.1.1课题研究的背景....................................................11.1.2课题研究的意义....................................................11.2课题研究的内容..........................................................12硬件设计..................................................................32.1液体混合装置的结构及控制要求............................................32.2主电路图................................................................42.2.1液体传感器的选择..................................................42.2.2搅拌电机的选择....................................................52.2.3电磁阀的选择......................................................52.2.4接触器的选择......................................................62.2.5热继电器的选择....................................................62.3可编程控制器............................................................62.3.1I/O分配表........................................................62.3.2可编程控制器......................................................72.3.3可编程控制器的外部接线图..........................................83软件设计..................................................................83.1程序框图................................................................93.2根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图..................................93.2.1控制梯形图见附录B所示............................................93.2.2梯形图执行原理分析................................................93.3语句表.................................................................104组态监控系统设计.........................................................114.1组态王软件简介.........................................................114.2组态王工程在设计中的应用...............................................115软硬件调试...............................................................205.1连接设置...............................................................205.2运行调试...............................................................215.3PLC程序的模拟调试.....................................................245.4组态通讯调试...........................................................266结论.....................................................................27致谢.......................................................................29参考文献...................................................................30附录A程序框图............................................................31附录B梯形图..............................................................32附录C语句表..............................................................33毕业设计11问题的提出1.1课题研究的背景及意义1.1.1课题研究的背景液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改适升级，控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新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，应具备数据储存和分析汇总的能力。要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑确定系统方案。1.1.2课题研究的意义在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行加工得到产品，一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要，实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合装置远远不能满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术于一体的机电一体化装置。通过本次设计使我得到了工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。1.2课题研究的内容1.设计液体混合控制系统的PLC外部连线图和软件程序。2．硬件的研究。用以前所学知识全面系统的对硬件进行设计并设有保护器件。3.PLC程序编制与调试。毕业设计24．以可编程控制器为核心，熟悉并利用组态王软件对其所应用的程序进行模拟动态画面显示。毕业设计32硬件设计2.1液体混合装置的结构及控制要求图2-1中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：SL1,SL2,SL3,SL4为液面传感器，液面淹没该点时为ON，液体A、B、C、D阀门是电磁阀，M为搅拌机。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液体混合灌装机要求如下：1．初始状态：当装置投入运行时，容器内为放空状态。2．起始操作：按下启动按钮SB1，装置开始按规定工作，液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开B阀门。当液面到达SL3时，关闭液体B阀门，打开C阀门。当液面到达SL4时，关闭液体C阀门，搅拌电动机开始转动。搅拌电动机工作1min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL1时，SL1有接通变为断开，在经过20s后，容器放空，混合液体阀门即液体D阀门的电磁阀YV4关闭，接着开始下一个循环操作。毕业设计43．停止操作：按下停止按钮后，要处理完当前循环周期剩余任务后，系统停止在初始状态。2.2主电路图主电路图根据液体混合装置的结构及控制要求，可画出电路图如图2-4所示。图2-4主电路图2.2.1液体传感器的选择选用LSF-2.5型液位传感器。其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。其原理是依据光的反射折射原理，当没有液面时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。应用此原理可制成单点或多点液位开关。LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。相关元件主要技术参数及毕业设计5原理如下：1）工作压力可达2.5Mpa；2）工作温度上限为125；3）触点寿命为100万次；4）触点容量为70W；5）开关电压为24VDC；6）切换电流为0.5A。2.2.2搅拌电机的选择选用EJ15-3型电动机。相关元件主要技术参数及原理如下：EJ15系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。1）额定电压为380V，额定频率为50Hz，功率为2.5KW，采用三角形接法；2）电动机运行地点的海拔不超过1000m。工作温度-15~40℃/湿度≤90%。2.2.3电磁阀的选择1．入罐液体选用VF4-25型电磁阀。其中“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，4表示设计序号，25表示口径（mm）宽度。（1）材质：聚四氟乙烯；使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体；（2）介质温度≤150℃/环境温度-20~60℃；（3）使用电压：AC：220V50Hz/60HzDC:24V；（4）功率：AC：2.5KW；（5）操作方式：常闭：通电打开、断电关闭，动作响应迅速，高频率。2．出罐液体选用AVF-40型电磁阀。其中“A”表示可调节流量，“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，40为口径（mm）相关元件主要技术