基于PLC的两种液体混合控制系统设计

两种液体混合控制系统的设计摘要：随着科学技术日新月异，自动化水平要求的提高，现有的生产设备远远不能满足当前高度自动化的要求。减少劳动强度、确保生产可靠性、安全性、降低生产成本、减少环境污染、提高产品质量和经济效益是企业必须产生的主要问题，是可编程的控制器系统不断满足各生产领域的生产需求，提高生产效率。本文以两种液体的混合充填控制为例，将两种液体以一定比例混合，混合马达后，必须达到控制要求，才能将混合液体输出到容器中，形成循环状态。液体混合系统的控制设计考虑了其动作的连续性和每个控制装置动作之间的相互关联，对不同的操作状态进行适当的运动控制输出，从而使液体混合系统从第一液体到混合完成输出进行这种周期控制操作。设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统配置、软件选择到系统设计过程(设计方案、设计过程、设计要求、阶梯设计、外部连接通信等)，简单介绍和说明设计和制作过程。使用Mitsubishi FX系列实现设计要求。关键字：PLC；阶梯图；两种液体；混合装置；自动限制III列表前面的话- 1第一章两种液体混合充电机控制系统设计- 21.1方案设计-21.2方案简介-3第2章硬件电路设计-42.1整体结构-4选择2.2级传感器-5选择2.3搅拌器马达-52.4电磁阀选择-6选择2.5接触器-62.6列继电器的选择-72.7 PLC选择-72.8PLC输入，输出端口分配- 92.9液体混合装置输入/输出布线-9第三章软件电路设计-113.1方块图-113.2根据控制要求和I/O地址的控制阶梯- 113.3门表-123.4实验结果-14第四章系统常见故障分析与维护- 154.1系统故障的概念-154.2系统故障分析和处理-164.3系统抗干扰分析和维护- 17节点理论-18参考文献-18-18全言为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品快速更换的要求，产品生产正朝着缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中混合两种液体是必不可少的工序，是生产过程中非常重要的一部分。但是，这些行业中有两个因易燃、易爆、毒性和腐蚀性介质而导致现场工作环境非常恶劣，不适合人为现场运行。此外，该系统必须具有混合精度、稳定控制等，因此光靠手动操作和半自动控制是不可能的。为了实现液体混合的目的，特别是中小企业实现两种液体混合的自动控制，液体混合自动成分将成为我们面前的大课题，熟悉PLC在工业生产中的应用，熟悉其他公司可编程控制器的模型和原理，熟悉编程方法，对两种液体混合装置的控制比工业生产一般，适用于大中型饮料制造企业，特别是在化学和化工行业。计算机的出现给大规模的工业自动化带来了曙光。1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车(GM)提出了一个公开招标方案，该方案简化了计算机编程和程序输入，并通过面向流程、面向问题的“自然语言”进行编程，将继电器的功能与易于使用的完整灵活通用计算机技术相结合，无需花费大量精力进行计算机编程。这个方案首先得到了美国数字设备(DEC)公司的积极响应，中标了。该公司于1969年开发了第一款符合投标要求的工业控制器，命名为PLC(部分称为PC)，并成功地在GM公司的汽车自动装配线上进行了实验。随着PLC的出现，高自动化水平、良好的可靠性、较短的设计周期、使用和维护简便等独特优势引起了国内外工程技术人员和工业企业的高度关注，并吸引了生产PLC的制造商。随着大型集成电路和微处理器在PLC中的应用，PLC的功能不断增强，产品发展迅速。用基于PLC的控制系统替换原由单片机、继电器等组成的控制系统，采用具有良好的课堂可移植性和服务功能的模块化结构。有两个实例具有广阔的市场前景，用PLC进行交换机控制，不仅有助于提高企业生产管理自动化水平，还改善生产线的效率、寿命和质量，减少企业产品质量的波动。几乎所有行业(包括光照明、机械、纤维、轻工业、化学、铁路等)都广泛使用PLC，逻辑控制(包括光照明、机械电气控制、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动布局系统、生产线等)取代了常规继电器控制。该设计是PLC对两种液体混合充电设置的控制，将学习和实用相结合。此设计的主要研究范围和必须满足的技术参数如下：1)允许液体混合器进行安全高效的灌装。2)满足充电的各种技术要求。3)包括两种液体混合控制方案设计、硬件和软件电路设计、常见故障分析等具体内容。该课题需要解决的主要问题是如何使PLC在充电中实现控制功能，在相关研究文献中使用PLC控制充电器的研究还不常见，在特定情况下难以正确选择参数，无法满足提高质量和效率、降低成本的要求。第一章2液体混合充电机控制系统设计1.1程序设计整个设计过程是为设备的安装、运行和保护提供维护服务的思想过程设计。设计是根据国家信息电气自动化工程设计中电气设备常用的默认图形符号(GB4728)和其他相关标准和规范创建的。设计原则主要包括：工作条件；工程提供的有关电气控制线路的特定信息。系统在安全、稳定、稳定、快速、可靠的前提下，经济实惠，设备成本最低。选择程序、选择组件时考虑新技术、新产品。控制是从手动控制到自动控制，从模拟控制到计算机控制，功能实现有一两个进一步改善的趋势。对于本课题，如果液体混合系统部分是大规模工业控制系统的改造升级，则新的控制装置将根据企业设备和工艺状态进行配置，应尽可能利用旧系统的部件。转换人机交互方式后，系统的操作模式应与转换前相似，以便操作员尽快掌握。从企业的改革要求来看，在新的控制系统中，需要模仿和大量的交换机处理，系统的可靠性要高，人机界面友好，具有数据存储和分析摘要。要实现整个液体混合控制系统的设计，必须从电磁阀的开关实现方法和电动机启动控制角度考虑该问题的实现方法和系统方案。1.2计划简介针对当前情况的多种控制方法符合系统要求。继电器控制系统系统、SCM控制、工业控制计算机控制、可编程顺序控制器控制。(1)继电器控制系统控制功能通过硬件继电器实现。继电器线程在控制电路中工作，以适应主电路中的电压、电流、速度、时间和温度等参数的变化，从而实现电源拖动设备的自动控制和保护。系统复杂，在控制过程中，一个继电器损坏会影响整个系统的正常运行，虽然继电器本身的价格不太贵，但控制柜的安装接线很多，整体控制系统价格很高，灵活性很低，响应速度很慢。(2) SCM控制微控制器是超大规模集成电路，包括CPU、内存、计时器和两个输入/输出接口电路。低功耗、低电压和强大的控制能力，已成为电力控制领域、尖端武器和日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单芯片微型计算机将无法直接连接到外部I/O信号的集成电路和I/O接口电路用于工业控制需要大量的硬件设计、控制和编程。(3)工业控制计算机控制Ipc采用总线结构，每个制造商的产品兼容性比较强，有实时操作系统的支持，在快速、实时、功能复杂的领域占优势。但是IPC价格高，用于控制交换机的效果有点大。外部I/O电缆通常用于2芯扁平电缆、插头和插座，直接来自印刷电路板，因此比电缆终端更不可靠。(4)可编程逻辑控制器控制可编程逻辑控制器配备了多种硬件设备，无需用户亲自设计和制造硬件设备。此外，在确认可编程逻辑控制器的硬件配置和设计外部接线图的同时，还可以用梯形图语言编程，用软件替换继电器系统的触点和接线，并修改程序以适应工艺条件的变化。20世纪70年代开始开发的新型工业控制系统(PLC)最初是逻辑控制交换机的设备，可以代替中间继电器和时间继电器等配置交换机控制系统，随着30年微电子技术的发展，PLC也通过持续升级大大提高了其功能。现状PLC已发展为具有逻辑控制功能、流程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、网络通信功能等两种功能，是名副其实的双功能控制器。基于PLC的控制系统可靠性高、控制功能强、性价比高，是当前工业自动化的首选控制设备。第二章硬件电路设计2.1整体结构如图1所示，设计的液体混合装置主要完成两种液体的自动混合混合。该设备具有液位传感器，ON、YV1、YV2、YV3、YV4、YV5为电磁阀，m为混频器(如果液位被淹没在该点)。还有控制电磁阀和马达的交流接触器KM。所有这些组件的控件都属于数字音量控件，通过引线连接到相应的控制系统，以达到控制效果。液体a液体b电磁阀YV1电磁阀YV3液位SL1 A B液位SL2液位SL3液位SL4电磁阀YV2电磁阀YV4液位SL5m电磁阀YV5图1液体混合充电器要求如下：1、初始状态：装置运行时容器内部为空。2，启动操作：按启动按钮SB1，装置开始按规定操作，电磁阀YV1，YV3打开，液体a流入a容器，液体b流入b容器。当液体水平达到SL1时，关闭电磁阀YV1，打开电磁阀YV2，液体a流入混合容器。当液体水平达到SL2时，关闭电磁阀YV3，打开电磁阀YV4，液体b流入混合容器。液体水平下降到SL3后，经过5s后，a容器为空，电磁阀YV2关闭。当液面下降到SL4，经过5s后，b容器为空，电磁阀YV4关闭，混合器开始混合。搅拌机搅拌10s后，停止搅拌器，打开电磁阀YV5，开始释放混合液体。当液面下降到SL5时，通过5s后，混合容器为空，电磁阀YV5关闭，下一个循环操作开始。3、停止作业：按“停止”按钮