基于PLC的多种液体控制系统设计

本科论文(设计)论文题目：基于PLC的多种液体混合控制系统设计学生姓名：学科：机电大学专业：机电导师姓名：完成时间：年、月、日摘褥子本文介绍的各种液体混合控制系统是适合工业环境的新型通用自动控制装置。日本松下FP1系列AFP可编程控制器以3种液体的混合控制为例，将3种液体以一定比例混合，加热到一定温度，搅拌，搅拌，搅拌好，然后离开容器，实现了整个控制系统的自动循环控制。在控制系统中，通过程序的液位传感器控制液体流动，温度传感器控制混合液体的温度，控制液体混合装置。具体设计了PLC硬件设计和软件编程，通过系统调试实现了液体混合的自动目的，提高了液体混合生产的自动化水平和生产率，可用于工业液体混合和后处理等，基本上满足了易于维修和维护的工业生产要求。关键词：各种液体、混合装置、自动控制the design of multi-liquid mixing control system based on PLCAbstractthis text is introducing at counts various liquids automatic to mix with PLC . the control system is a kind of new in general use automatic control devicThe design of The Liquid mixture in three control as an example，is to a certain proportion by The three Liquid mixture，Strirring after the motorthe ment hod improve the automation a tandard of the liquid production line and productivity . it Can used for the liquid on the industry mixs with and theKeywords: Variety Of Liquid，Mixed Devices，Automatic Control列表1简介12完整的程序设计2.1计划设计22.2控制程序简介23硬件电路设计43.1整体结构4选择3.2级传感器63.3选择温度传感器73.4搅拌马达选择93.4.1马达主电路93.4.2搅拌器的理论功率计算103.4.3可选电动机103.5电磁阀选择113.6接触器选择123.7列继电器选择123.8选择保险丝133.9 PLC选择133.10 PLC I/o端口分配143.11液体混合装置输入/输出装置接线图144软件电路设计144.1方块图144.2控制程序阶梯164.3门表175系统常见故障分析与维护185.1系统故障概念195.2系统故障分析和处理195.2.1 PLC故障分析195.2.2解决PLC控制系统故障分布和分层问题205.3系统抗干扰分析与维护215.3.1干扰源和一般分类215.3.2 PLC系统中干涉的主要原因和方法215.3.3主要抗干扰措施226结论23审计23参考文献241简介多种液体按先后顺序以一定比例加热到规定温度混合。在炼油、化工、制药等许多行业中，各种液体和混合罐是生产前过程中占有重要位置的必不可少的工序，在生产过程中，介质有很多易爆易燃、有毒和腐蚀性的物体，因此工作环境非常恶劣，不适合人工工作，由于现代工业生产要求，需要不断提高生产质量，缩短生产周期，减少生产成本，需要通过简单的人工操作、机械化、半自动化实现自动化。一般来说，使用传统的继电器接触器控制，使用了很多硬连接设备，可靠性低，自动化水平不高，目前国内很多地方都采用了这种控制系统，主要是因为液位控制系统的仪表信号多，该系统的性价比比较好。但是随着电子技术的发展，PLC的仪器控制功能不断增强。电路调整和配置屏幕中使用的功能继续增强，PLC的抗干扰能力非常强，电源质量要求相对较低。目前，很多企业使用先进的控制器改造现有的接触控制，大大提高控制系统的可靠性和自动控制水平，为企业提供更可靠的生产保障，PLC在工业控制系统中应用得很好。可编程控制器是为在工业环境中使用而设计的数字运算的电子设备，是具有可编程程序的存储的控制器。您还可以存储和执行指令、逻辑运算、顺序控制、计时、计数和算术运算等操作，并通过数字和模拟输入和输出控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。随着科学技术的进步和微电子技术的快速发展，可编程逻辑控制器技术广泛应用于自动化控制领域，可编程逻辑控制器以高可靠性、操作简便等特点形成了工业控制趋势。到目前为止，名为PLC的可编程逻辑控制器在工业自动化控制中发挥了重要作用，它为各种自动化控制设备提供了广泛而可靠的控制应用程序。PLC主要为自动化控制应用程序提供可靠、更完善的解决方案，适合当前自动化行业企业的需要。随着计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域发生了巨大的变化，而PLC继续引入新技术，加强系统的开放性，在工业自动化领域的应用范围继续扩大。PLC将计算机技术、自动控制技术和通信技术集成在一起，作为具有可靠性、抗干扰性、灵活性、可编程性、可维护性等诸多优点的单个机器、工厂自动化核心设备。随着技术的发展，其控制功能由简单的逻辑控制、顺序控制发展成复杂的连续控制和过程控制，成为自动化领域的三大技术支柱。尤其在机器人、CAD/CAM领域中广泛使用，主要使用的技术领域包括顺序控制、流程控制、位置控制、生产流程的监视和管理，以及网络技术的组合。本文具有日本松下的PLC生产、使用液位传感器的容器液位监控控制、简单的电路结构、少设备投资、监控系统自动化水平以及在线修改功能、灵活性等优点，适用于多段液位控制监控。整个液体混合过程准确、快速、高效、安全，易于自动控制和维修，可以满足工业生产需要。该设计的主要内容是控制方案设计、硬件电路设计、软件电路设计、整个系统可能发生的故障及其维护措施。该设计需要解决的主要问题是允许液体充电器安全、快速、准确、自动混合液体。PLC充电器控制的控制系统设计研究已在相关研究文献中出现，但大部分介绍了控制工作原理，难以控制人们根据生产的特定情况适当选择相关技术参数的控制系统，难以提高产品质量和高生产效率，降低成本，同时保证整个液体混合工艺的顺序。2完整的程序设计2.1程序设计整个设计过程围绕相关硬件和软件电路设计的及时液体混合生产过程进行，此处使用的电气符号符合电气工程自动化设计国家标准(GB4728)。如果整个液体混合符合相关技术参数，满足液体混合条件和现场生产条件，则整个生产控制系统安全稳定，尽可能经济合理，降低生产成本是设计指南。在选择设计组件时考虑到实用性、经济性满足相关技术要求的前提下，选择新技术、新产品的发行量将完全自动化整个控制过程。要使用PLC控制系统实现液体混合充电系统，必须考虑以下因素：(1)各阀开关顺序，彼此之间的时间间隔；(2)搅拌和搅拌时间；(3)加热、加热到多少温度结束的时期；(4)整个混合过程实现自动循环控制的方法。考虑了整个控制系统的设计主从上的四个方面，确定了系统控制方案。2.2控制程序简介目前常用的控制系统有继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机和可编程控制器控制。现在比较了这些控制系统，结合了本设计的实际决策控制方案。(1)继电器控制系统PLC和继电器可用于开关逻辑控制。PLC阶梯图和继电器电路图均使用线圈和接点表示逻辑关系。中继控制系统的控制功能主要通过使用软件(即程序)进行硬件中继(或物理中继)和硬件布线来实现。PLC使用比继电器控制系统强大得多的计算机技术、顺序控制、计时、计数、运动控制、数据处理、闭环控制和通信网络功能。继电器系统的稳定性差，与复杂继电器系统的故障诊断非常困难。阶梯程序的输出继电器是软件实现的，因此硬件继电器等触点是容易发生接触不良的“软继电器”。PLC可靠性高、故障率低，并且易于诊断和解决问题。继电器的控制功能固定在电路上，单个功能不容易修改，灵活性差。PLC的控制方法灵活，可以通过修改阶梯来更改控制功能。到目前为止，没有一套普遍容易掌握的继电器电路设计方法，设计复杂的继电器电路很困难，费时，设计的电路也很难读。PLC具有许多编程组件(例如辅助继电器、计时器和计数器)，这些组件由阶梯设计者使用。使用高级顺序控制设计方法进行阶梯设计，与设计相同功能的继电器电路相比，使用的时间要少得多。继电器在硬件安装方面，布线完成后才能调试，问题开发后修改电路也需要很长时间。PLC控制系统开闭装置生产、现场施工和梯形图设计可以同时进行，梯形图可以在实验室进行模拟调试，发现问题后修改非常方便。(2) SCM控制单片机(也称为单片机)将CPU、并行输入/输出接口、计时器/计数器、内存和通信接口集成到单个芯片中，最低成本的8位单片机销售额只有几元，功能强大、响应速度快，性能价格极高。但是，除了单片机芯片外，单片机还需要设计硬件电路图和印刷电路板。Scm通常用汇编语言或c语言编程，编程时必须了解单片机内部的硬件结构。将单片机用于工业控制，对开发人员的硬件设计水平和软件设计水平要求很高。此外，用单片机设计测控产品需要相当大的硬件、软件抗干扰措施，以确保长期稳定可靠的运行。某专业公司开发了难以达到PLC水平的单片机产品的可靠性。使用单台机器专用的测量和控制设备早由专业制造企业开发，现在很少有终端用户开发单或小批量单片机测量和控制设备。(3)工业控制计算机控制控制用个人计算机(PC)称为工业控制计算机，简称工业计算机。Ipc是基于pc开发的，采用总线结构，硬件兼容性强。IPC有多种输入/输出卡可供用户选择，具有高速浮点位置、图像计算、通信和人机交互功能，便于管理控制网络的集成。PLC体积小，硬件和操作系统的可靠性通常高于IPC。工业计算机主要源自过程控制或控制系统的主机计算机和人机界面使用的个人计算机。PLC和工业PC之间的区别在高端应用程序中很难区分，因为它们使用相同的计算机处理器和内存芯片。与PC相比，PLC具有以下优点：1)对于低端应用程序，PLC的性价比非常高。工业计算机的价格比较高，用于小型交换机控制系统以代替继电器控制，体积和价格都难以接受，可靠性比PLC低得多。2) PLC的可靠性是无可比拟的，故障停机时间最小。3) PLC专门为工厂现场应用环境设计，整体密封或以插件方式组合，对