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PLC可编程控制器题目：多种液体混合自动控制系统系别：电子工程系班级：计算机控制100*班姓名：*学号：0502100*日期：2012年6月20日指导老师：王*前 言随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作, 对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要。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。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，新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，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在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。目 录第一章设计内容及要求分析51、设计目的52、课程设计内容63、课程设计要求分析6第二章 PLC控制系统设计和分析71、方案分析72、参数设定82、1 输入设定82、2 输出设定83、液体混合工作图94、液体混合装置输人输出接线图10第三章 PLC系统编程111、程序梯形图112、程序语句表143、程序状态转移框图17第四章PLC控制系统调试181、硬件调试182、软件调试183、结果分析18第五章 总结19参考文献20第一章设计内容及要求分析 1、设计目的（1）熟练掌握STEP7-Micro/WIN编程软件。（2）熟练掌握PLC编程中最基本的位逻辑、定时器、计数器等指令的格式与功能。（3）熟练掌握PLC编程设计方法中较常用的经验设计法。（4）能够为解决中等难度的问题打下良好的基础。（5）进一步了解和掌握PLC的基本工作原理及应用，熟练PLC编程和程序调试。（6）会对多种液体混合自动控制系统原理结构分析：控制原理、工作过程、结构框图、原理电路、连接方式及接线。（7）会多种液体混合自动控制系统编程：程序状态转移图、程序梯形图、程序语句表。（8）会多种液体混合自动控制系统控制系统调试：程序输入、建立连接、程序运行、结果分析2、课程设计内容（1）模板上各灯说明液体A的阀门； Y2：液体B的阀门； Y3：液体C的阀门；L1，L2，L3：液面传感器由n，n，B控制； H：电炉加热器件；T：温度传感器由巧控制；M：搅拌机；Y4：放液阀（2）控制方法：初始状态容器是空的，Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和搅拌机M均为OFF，液面传感器L1、L2、L3均为OFF。按下启动按钮，Y1=Y2=ON，液体A，B同时进人容器，当达到L2，即L2=ON时，Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1，Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。当液体达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，启动搅拌机M，开始搅拌。经10s搅拌均匀后，M=OFF，停止搅拌。H=ON，开始加热。当混合液温度达到某一指定时，即T=ON，H=OFF，停止加热，电磁阀Y4=ON，放出混合液。当液面降到L3后，在经5s停止放出，Y4=OFF。按下停止键停止操作。特殊情况：当水池中水位满时，即：LI=L2=L3=ON时，启动系统，如果温度不到，开始加热，以后按程序走。如果温度已到，直接排出液体。3、课程设计要求分析根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：（1）要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;（2）要能完全满足控制要求；（3） 按下停止按钮后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作第二章 PLC控制系统设计和分析1、方案分析初始状态容器是空的，Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和搅拌机M均为OFF，液面传感器L1、L2、L3均为OFF。按下启动按钮，Y1=Y2=ON，液体A，B同时进人容器，当达到L2，即L2=ON时，Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1，Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。当液体达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，启动搅拌机M，开始搅拌。经10s搅拌均匀后，M=OFF，停止搅拌。H=ON，开始加热。当混合液温度达到某一指定时，即T=ON，H=OFF，停止加热，电磁阀Y4=ON，放出混合液。当液面降到L3后，在经5s停止放出，Y4=OFF。按下停止键停止操作。特殊情况：当水池中水位满时，即：LI=L2=L3=ON时，启动系统，如果温度不到，开始加热，以后按程序走。如果温度已到，直接排出液体。2、参数设定2、1 输入设定设定如下序号点号符号意义1I0.0启动按钮2I0.1停止按钮3I0.2L1开关L14I0.3L2开关L25I0.4L3开关L36I0.5T温度传感器2、2 输出设定序号点号符号意义1Q0.1Y1电磁阀Y12Q0.2Y2电磁阀Y23Q0.3Y3电磁电Y34Q0.4Y4磁阀阀Y45Q0.5M搅拌电动机M6Q0.6H电炉3、液体混合工作图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并控制温度，此装置需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面淹没该点时为ON。Y1、Y2、Y3、Y4为电磁阀，M为搅拌电机，T为温度传感器，H为加热器。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3.1 液体搅拌机基本构造 图1 液体混合工作图（1）初始状态 容器是空的，各个阀门Yl、Y2、Y3、Y4均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。 （2）启动操作 按下启动按扭，开始下列操作:1) Y1=Y2=ON，液体A和B同时注人容器。当液面达到L2时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。 2) 液面达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，搅拌机M启动，开始搅拌。 3) 经10s钟搅匀后，M=OFF，停止搅动，H=ON，加热器开始加热。4) 当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。 5) 液面低于L3时，L3从ON到OFF,再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一周期。 （3）停止操作 按下停止键，无论处于什么状态均停止。4、液体混合装置输人输出接线图（1）两种液体的进人 当PLC接通电源后，按下启动按钮SB0后，触点X0接通，由于有微分指令DF，使该路只接通一扫描周期，通过保持指令KP使Y1、Y2输出继电器线圈得电并保持，分别与之相接的Y1、Y2电磁阀带电接通，流进两种不同成分的液体。 （2）第三种液体的进人 当液体达到L2液位传感器的位置时，X2输人继电器接通使Y1、Y2关闭，同时地址为16的X2接通，利用KP指令使输出继电器Y3接通并保持，与之相连的Y3电磁阀得电接通，第3种液体流进液罐。 图2 电路接线图第三章 PLC系统编程1、程序梯形图图3 程序梯形图2、程序语句表Network 1 LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0Network 2 LD M0.0AN M0.1AN Q0.3AN Q0.4AN Q0.5= Q0.1Network 3 LD M0.0AN M0.1AN Q0.3AN Q0.4AN Q0.5= Q0.2Network 4 LD M0.0A I0.3= M0.1Network 5 LD M0.1A I0.3= M0.2Network 6 LD M0.2AN I0.2AN Q0.4= Q0.3Network 7 LD M0.0A I0.2TON T37, 100Network 8 LD T37AN I0.5= Q0.6Network 9 LD M0.0A I0.2AN T37AN Q0.4= Q0.5Network 10 LD T37O Q0.4AN T38AN Q0.6= Q0.4Network 11 LD Q0.4AN I0.4TON T38, 503、程序状态转移框图 图4 程序状态转移图第四章PLC控制系统调试1、硬件调试首先接通电源，链接起跑停电路，测量试验台能否正常工作，再根据要求和电路图的输入输出进行连线，确认无误后下载程序，测试电路的链接，直至调至正常工作为止。2、软件调试软件调试和硬件调试相辅相成，不可或缺，待硬件电路链接完成后，下载程序，进行联调，先检查PLC能否完成1个工作流程，然后检查PLC能否从最后1步（Y4）回到第1步(Y1)开始新一轮循环，最重要的是程序下载后，PLC能否实现连续运行，并无误工作。3、结果分析多种液体自动混合系统首先回顾多种液体自动混合装置的发展过程，说明了种液体自动混合装置的PLC控制的重要性和必然性 。然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和PLC程序设计，从部件的选择，流程的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正，使控制系统更加完善，确保系统能顺利运行。第五章 总结 一周的课程设计使我对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过此次课设，让我了解了plc梯形图、语句表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。 为期一个学期的PLC设计基本已经落下帷幕了，在本次设计的过程中我遇到了很多困难，主要表现在对控制系统的设备和整体运行过程不太熟悉，尤其是对各个控制点的动作情况很难掌握，其次梯形图的编写由于控制过程的复杂而觉得难以下手。通过查找资料和侯老师的讲解，这些问题还是基本得到了解决。整体来说，这次设计给了我很大的帮助，不仅仅熟悉的PLC的控制系统和各种元器件，并提高了实践的能力，这些都将成为我以后步入社会参加工作的一笔财富。参考文献1 王永华. 现代电气及可编程序控制技术北京：北京航天航空大学出版社2 孙 平. 可编程序控制原理及应用北京：