plc控制混料罐.doc

3 液体混合装置的软件设计 课程设计实验报告课程名称： PLC控制混料罐 院 （系）： 电子工程与自动化学院 专 业： 自 动 化 学生学号： 学生姓名： * 指导教师： * * * 2012年 5月17日摘 要随着科技的发展，PLC 的开发与应用把各国的工业推向自动化、智能化。强大的抗干扰能力使它在工业方面取代了微型计算机，方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线，灵活、方便，效率高。本次设计主要是对两种液体混合搅拌机 PLC 控制系统的设计，在设计中针对控制对象：本设计从控制系统的硬件系统组成，软件选用到系统的设计过程 （包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。 关键词：液体混料装置，自动控制，搅拌器，PLCAbstractWith the development of science and technology, the development and application of PLC to the industrial countries to the automation and intelligence. Strong anti-jamming capability it replaced by a micro-computer industry, facilitate the programming of the software instead of the complicated connection of the relay, flexible, convenient, and high efficiency. This design is mainly of two liquids mixing and blending machine PLC control system design, design for the control object:This design is from the control system hardware systems, software selection to the system design process (including design, design process, design requirements, the ladder design, external connections, communication, etc.) designed to do a simple design and production process introduction and description Keywords ; liquid mixing device, automatic control, blender, PLC目 录前 言41 液体混合装置的方案设计551.1系统的总体设计要求51.2总体结构设计方案51.3控制对象分析62 欧姆龙plc设计简介552.1.1输入输出端口配置62.1.2 分析原理73 液体混合装置的软件设计93.1分析控制要求93.2.1主程序流程图93.2.2主程序时序图103.2.3主程序组态王模拟104液体混合装置的硬件设计105系统调试 . 结 论15谢 辞14参考文献16附 录16前 言可编程控制器(Programmable Controller)简称 PC，人们将最初用于逻辑控制的可编程 器叫做PLC(Programmable Logic Controller)，通常也称为可编程控制器。它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术而发展起来的一种通用的工业自动控制装置；它具有自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点.采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性，对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。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要它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电气控制。本次设计是将 PLC 用于两种液体混合灌装设置的控制，对学习与实用是很好的结合。 本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数是液体灌装机能够实现对混料罐：安全、高效的加料、混料、出料的控制；满足混料罐的各项技术要求；具体内容包括两种液体混料控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。 1 液体混合装置的方案设计1.1系统的总体设计要求 有一混料罐装有二个进料泵控制二种液料的进罐，装有一个出料泵控制混合料出罐，另有一个混料泵用于搅拌液料，罐体上装有三个液位检测开关 SI1、SI4、SI6，分别送出罐内液位低、中、高的检测信号，罐内与检测开关对应处有一只装有磁钢的浮球作为液面指示器（浮球到达开关位置时开关吸合，离开时开关释放）。见图一： 在操作面板（见考核箱）设有一个混料配方选择开关 S07，用于选择配方或配方 在操作面板设有一个混料配方选择开关 S07，用于选择配方或配方2设有一个起动按钮 S01，当按动 S01 后，混料罐就按给定的工艺流程开始运行。 有一个停止按钮 S02 作为流程的停运开关（其工作方式见考核要求 2 选定）；循环选择开关S08作为流程的连续循环与单次循环的选择开关。 【混料罐的工艺流程】 【设计要求】 1、用欧姆龙可编程控制器控制 2、工作方式： A混料罐连续循环与单次循环可按 S08 自锁按钮进行选择，当 S08 为“0”时混 料罐连续循环，当S08为“1”时混料罐单次循环； B混料罐连续循环，按停止按钮S02混料罐立即停止；当再按启动按钮S01，混 料罐继续运行； C连续作3次循环后自动停止，中途按停止按钮S02混料罐完成一次循环后才能 停止； 3、按工艺要求画出控制流程图； 4、写出梯形图程序或语句程序； 1.2总体结构设计方案 用开关分别代替为高、中、低液位传感器，液位淹没时接通，当浮球离开时开关闭合，所以开关要设置成脉冲形式。混合液C进料泵一进料泵二起动停止高中低M图1-1 搅拌控制系统示意图 1.3控制对象分析初始状态：装置投入运行时，进料泵一二阀门关闭，混料泵内液位为零。启动操作：按下启动按钮S01，装置就开始按下列约定的规律操作：配方一：低液位阀门打开，液体A流入容器。当液面达到中液位时，SI4接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面达到高液位时，关闭B液体阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作3S后停止搅动，出料泵阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到中液位时，混料泵阀门关闭，开始下一周期。配方二：低液位阀门打开，液体A流入容器。当液面达到中液位时，SI4接通，打开液体B阀门，同时进料泵一仍打开。液面达到高液位时，关闭进料泵一和二阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作3S后停止搅动，混料泵关闭，出料泵阀门打开，开始放出混合液体。开始下一周期。停止操作：按下停止按钮S02，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止工作（停在初始状态）2 欧姆龙plc设计简介日本OMRON（立石公司）电机株式会社是世界上生产PLC的著名厂商之一。SYSMAC C系列PLC产品以其良好的性能价格比被广泛地应用于化学工业、食品加工、材料处理和工业控制过程等领域小型PLC机以P型机和CPM型机最为典型，这两种都属坚固整体型结构。具有体积更小、指令更丰富、性能更优越，通过I/O扩展可实现10140点输入输出点数的灵活配置，并可连接可编程终端直接从屏幕上进行编程，CPM型机是OMRON产品用户目前选用最多的小型机系列产品。OMRON 中型机以C200H系列最为典型，主要有C200H、C200HS、C200HX、C200HG和C200HE等型号产品。中型机在程序容量，扫描速度和指令功能等方面都优于小型机，除具备小型机的基本功能外，它同时可配置更完善的接口单元模块，如模拟量I/O模块、温度传感器模块、高速记数模块、位置控制模块、通讯联接模块等。可以与上位计算机、下位PLC机及各种外部设备组成具有各种用途的计算机控制系统和工业自动化网络。2.1.2此设计输入输出端口配置 输入设备 输入端口编号 高液位检测开关SI6 0000 中液位检测开关SI4 0001 低液位检测开关SI1 0002 起动按钮S01 0003 S01 停止按钮S02 0004 S02 配方选择开关S07 0005 S07 循环选择开关S08 0006 S08 输出设备 输出端口编号 进料泵1 1000 进料泵2 1001 混料泵 1002 出料泵 1003 2.1. 3 分析原理分析控制要求： 输入输出设备。SI1、SI4、SI6为高、中、低液面检测开关，液体淹没时接通。进料泵一和二分别控制A液体和B液体进液，出料泵控制混合液体出液。控制要求：初始状态：装置投入运行时，进料泵一二阀门关闭，混料泵内液位为零。启动操作：按下启动按钮S01，装置就开始按下列约定的规律操作：配方一：低液位阀门打开，液体A流入容器。当液面达到中液位时，SI4接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面达到高液位时，关闭B液体阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作3S后停止搅动，出料泵阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到中液位时，混料泵阀门关闭，开始下一周期。配方二：低液位阀门打开，液体A流入容器。当液面达到中液位时，SI4接通，打开液体B阀门，同时进料泵一仍打开。液面达到高液位时，关闭进料泵一和二阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作3S后停止搅动，混料泵关闭，出料泵阀门打开，开始放出混合液体。开始下一周期。停止操作：按下停止按钮S02，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止工作（停在初始状态）。 3 液体混合装置的软件设计3.1 分析控制要求通过分析控制任务要求，本系统需要有复位清零功能和自动运行功能，而系统运行指示、产量显示和产量上限显示指示等功能均在主程序中实现。对于自动控制功能，由于混料操作属于典型的顺序控制，可以采用步进程序控制功能图进行程序设计。3.2.1 主程序流程图 启动按钮进料泵一打开中液位有信号S07=1？进料一关，进料二开进料一二均开高液位有信号进料一二关，混料泵开出料泵开，至中液位混料泵关延时3秒混料泵关，出料泵开低液位有信号结 论3.2.2主程序时序图3.2.3组态王模拟设计4 液体混合装置的硬件设计输入部分：用按键代替高低液位的检测，作为一个脉冲信号实现对电路的控制，用开关作为开启和听起开关，如图所示：输出部分：用led灯代替进料泵、出料泵、混料泵和出料泵。Led灯亮则显示相对应的阀门打开，灯灭则表示相对应阀门关闭；如图所示5 系统调试由于这次课设实验板比较简单，在设计的时候吸取前两次教训，布线较粗，也没有出现断线的问题，在焊好元件以后，首先用万用表测试了每一条电路，以保证该通的地方通，该断的地方断。保证了电路的合理性。之后就是到实验室调试，通过连好外部线路，通电后，板子上电源指示灯亮，并且可以按照程序设定好的方式亮和灭。多次测试后电路板可以正常工作，表示板子已调试成功。结 论在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，目前已有许多企业采用先进控制器对传统接触控制进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。本文在此介绍一种采用可编程控制器（PLC）对液位进行监控的一种方法，其电路结构简单，投资少，监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强，适用于多段液位监控场合。应用PLC作为主控制器设计液体混合控制系统，完成两种液体的混合和搅拌工艺。通过课设计，使我们的综合素质和动手能力有所提高，能够真正做到自己发现问题、分析问题和解决问题。通过本课程设计的使我们掌握PLC的软、硬件结构、工作原理、指令系统和梯形图编程的基本方法，以及开发PLC控制生产过程的基本方法。使我们能初步对生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计并了解PLC与PC之间的网络化通信控制，为毕业后从事工业生产过程自动化打下良好的基础。本设计主要阐述液体混合装置的自动控制，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，运行稳定可靠。谢 辞本次设计能够完成得到了许多帮助，首先感谢老师们的悉心指导，为我们提供了设计的思路，为我们指出了设计的各种不足指出，并一次次为我们解决了调试过程中出现的各种问题。正是有