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基于 组态 软件 液体 混合器 PLC 控制 设计 CAD 图纸 PDF

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附录 1：外文译文虚拟 plc 在 LabVIEW 软件中的实际应用Mohammad K. AbuzalataDepartment of Mechatronics Engineering, Faculty of Engineering Technology, Al-Balqa AppliedUniversity, P.O. Box 425530, Amman-Jordan摘要：在这项研究里测试并设计了 13 种不同的功能。其中包括,单输入单输出、单输入双输出、锁存器输出、计时器、计数器、逻辑函数、小于、大于以及等于的计算功能,异或函数、复合函数和移位寄存器。在研究的最后,为了说明目的,开发并测试了 7 天泡茶机、电空驱动系统和它们的模拟。实验结果表明,基于 plc 的控制与基于虚拟 plc 的程序结果完全吻合。关键词：函数,LabVIEW,梯形图,plc,仿真说明如今,传统的 PLC 仍在很多领域应用,但是对于新装置而言,基于 Windows 的PC 机使用 LabVIEW 软件（abuzalata et al.,2010；除 et al.,2011）是日益成为首选的控制机制。PLC 由于其稳定性、便捷的 I/O 接口以及其可靠的监控装置已经成为控制业中最受欢迎的工具。传统的 PLC 系统已被视为是企业访问数据信息的障碍。可以添加 PLC 固有的专有设计由于一些原因限制了数据通道,像存储器的容量,编程语言的随意性（继电器梯形图）以及通过数据表对表内的数据访问。PLCs 的一个重要特点是,标准 PLC 只能一次执行一个程序,而一台工业计算机能够同时执行多个程序,或 以任意顺序执行。还可以指出另外两个重要的PLC 缺点：第一个是对于 Morris（1982）系列和特拉维斯系列和克林（2006） 系列的 PLC 而言,其进行登记的访问在一个很低的水平上。第二个是,如果梯形图和上位机程序都写入 PLC 寄存器,则有明显的冲突。相反,所有寄存器都应该是单向的,也就是说或者是 PLC 输出信息或者是主机进行输出。与传统的 PLC 相比之下,PC 机实际上具有很大的内存。在实际应用程序中 lab-VIEW 很容易保持良好的架构,因为在使用中易于实现封装和模块化。40基于以上的研究目标是为了说明设计不同 PLC 功能是被用作使用 labVIEW 环境的应用。等价 PLC/labVIEW 梯形图在表一部分,是 PLC 的梯形图,西门子软件以及其设备像 Thomas 一样从单向输入、单向输出的角度使用着 labVIEW。七天泡茶机七天泡茶机的操作：泡茶机的操作需要按照以下顺序进行,时间开关在上午的适当时间闭合,启动循环。阀门 V1 打开,让水充满水壶 K,直到浮动开关 FS 运行。它关闭阀门 V1 并接通加热元件 E,水壶里的水煮沸并启动恒温箱,之后将关闭加热元件 E 和打开阀门 V2。热水将注入茶壶,茶壶水满时关闭阀门 V2。这时会有闹钟通知使用者茶水已制作完毕。这个系统依赖于用户每天更换茶壶、茶叶,而且每周需要将配套的水箱注满水。以上所列举的顺序就是程序说明书。输入和输出：LabVIEW 是用来代替 PLC 控制系统的,正如我们所知道的那样,PLC 的输入和输出在程序设计之前都要确定。在泡茶机的应用方面,它输入和输出是什么呢？输入：它们是通知 PLC（LabVIEW 程序）控制系统的传感器所发出的信号/ 信息。输入系统告诉 PLC（LabVIEW 程序）将要发生什么。Res. J. App. Sci. Eng. Technol., 5(24): 5677-5682, 2013404142图 2:7 天泡茶机的西门子梯形图。开关、恒温器、传感器等都是输入设备。输出:它们是由 PLC (LabVIEW 程序)发布的命令,用于执行任务(通常需要电源)。输出设备必须被告知何时进行工作；如泵、电磁阀、灯具等。输出设备:图 1 中 7 天制茶机的图表说明了系统的操作。参照茶叶制造商系统,将每个元素标识为输入或输出设备,并赋予其唯一标识, 如 表 2 所 示 。7 天泡茶机程序:因为 LabVIEW 是用来代替 PLC 来控制这个系统,而且然后由 PLC 西门子(S7-200)软件来设计程序,接着由 LabVIEW 软件继续执行。 PLC 梯形图:如图 2 所示,采用 PLC 西门子(S7-200)软件的 7 天泡茶机程序梯形图如图 2 所示。、 LabVIEW 的梯形图:如图 3 所示,7 天泡茶机程序的梯形图是 LabVIEW 的。44使用 LabVIEW 的 7 天泡茶机模拟:如图 4 所示,使用 LabVIEW 软件模拟 7 天泡茶机。44气动缸系统气动气缸的操作:气动气缸阀门的操作等(2011)需要以下步骤:通过外推按钮或软件内部的操作来初始化操作,电磁阀 SV 是工作的,并将气缸向前移动。当圆筒接触限位开关时,定时器 T1 将被激活。当 T1 的时间值结束后,SV 返回到 off 状态,而螺线管反向运动。这使得定时器 2 T2 打开,T1 关闭,计数器 C1 增加 1。当 T2 的时间值结束后,SV 被激活,气缸又向前移动。序列一直持续到计数器到达它的值,然后操作将自动关闭。用户可以在任何时候通过外部按钮或软件内部的按钮关闭操作,用户也可以从外部按下按钮开关操作。气缸的输入和输出:LabVIEW 将代替 PLC 来控制这个系统。众所周知,PLC 的输入和输出必须在程序设计之前确定。参照气动气缸系统,我们可以将每个元件识别为输入或输出装置,并给它一个独特的识别,如表 3 所示。45图 9:气动气缸的硬件电路。气动气缸程序:由于 LabVIEW 是用来代替 PLC 来控制这个系统的,所以首先使用 PLC 来设计程序,如图 5 所示,采用 PLC 西门子(S7-200)软件,然后使用 LabVIEW 软件如图 6 所示。气缸的 PLC 梯形图:气动气缸的 LabVIEW 梯形图:图 6 显示了气动气缸系统的梯形图。使用 labVIEW 的气缸模拟:图 7 演示了使用 LabVIEW 软件的气动气缸应用程序的仿真。气缸的硬件:它包含多路光耦合器光电晶体管输出(4 - 2 元),其销连接图 8 所示- BD 237NPN 晶体管电阻 920,440 K- 2 推 buttons-leds-24 V 直流电源 supply-4 /2 双作用气缸,电磁阀,限位开关的数据采集板,本文研究了以下 DIO（数字量输入输出）通道数据采集板,表 4,代表这些引脚。按下 24V 直流电源的按钮以给电磁阀、双作用气缸,限制开关 DAQ 板供电,本研究在 DAQ 板(表 4)中处理了以下的DIO(数字输入输出)通道,表示这些引脚。如图 9 所示,硬件电路的构造。电路包括两个部分；第一部分是光耦合器,它将DAQ 板与电磁线圈的高电流隔离开来。数字通道 5 在 DAQ 板上激活光耦合器及其47输出激活第二部分(功率晶体管)。第二部分的目的是将合适的电流提供给螺线管。功率晶体管的输出激活电磁阀(Alia et al., 2011)。表 4:戴奥频道符号通道密码状态 (I,O)项目DIO551OutputSVDIO249InputLSDIO419InputONDIO052InputOFF结论使用 LabVIEW 环境,设计并测试了 13 个不同的虚拟 rungs。应用同样的方法,可以设计一套完整的 PLC 功能,实现可编程的基于 pc 的虚拟 PLC。在这种情况下, 虚拟 PLC 将获得基于 pc 的控制的优势。引用Abuzalata, M.K., M.A.K. Alia, S. Asad and M. Salahat, 2010. Design of a Virtual PLC using Lab View, Res. J. Appl. Sci. Eng. Technol., 2(3): 283-288.Alia, M.A.K., T. Yunis and M.K. Abuzalata, 2011. Development of equivalent virtual instruments To PLC functions and networks. J. Software Eng. Appl., 4: 172-180. Bolton, W., 1999. Mechatronics Electronic Control System in MechanicalEngineering. 2nd Edn., British Library, Britain.Bolton, W., 2006. Programmable Logic Controllers. 4th Edn., British Library, Britain. Morris,M.M,1982.Computer System Architecture.Prentice-Hall,New JerseyThomas, L.F, 2002. Digital Fundamental. th Edn,Prentice Hall,New Jersey.Travis,J.and J.Kring,2006,LabVIEW for Everyone:Graphical Programming Made Easy and Fun.3rd Edn,Prentice Hall,New Jersey.47附录二：外文原文4849505152535455565758任务书论文(设计)题目：基于组态软件的液体混合器PLC控制设计工作日期：2017年12月18日 2018年05月20日1.选题依据:混合多种原材料进行加工是一种基本的加工方式，应用领域广泛。目前，PLC在国内外市场得到了广泛的应用。钢铁、机械制造、汽车、轻纺、交通运输等各个行业，其应用范围不断扩大。组态软件自诞生起至今已有30年的发展历史，其工业过程动态可视化、数据采集和 管理、过程监控报警，简单的回路调节等等功能，极大促进工业的发展。该设计符合机械设计制造及其自动化专业培养目标的要求。2.论文要求(设计参数):1.完成液体混合器PLC控制设计2.完成液体混合器组态控制软件设计3.绘制相关的CAD设计图纸4.翻译相关外文资料（不少于2000字）5.编写毕业设计说明书3.个人工作重点:1.主要完成液体混合器PLC控制设计 ；2.主要完成液体混合器组态控制软件设计 ；3.绘制相关的CAD设计图纸。4.时间安排及应完成的工作:第1周：查阅相关文献资料，了解设计内容； 第2周：初步方案设计；第3周：总体方案设计；第4周：撰写并完善开题报告；第5周：液体混合器PLC控制初步设计； 第6周：液体混合器PLC控制设计；第7周：液体混合器PLC控制设计； 第8周：触摸屏组态控制初步设计第9周：触摸屏组态控制设计第10周：触摸屏组态控制设计第11周：绘制相关图纸；第12周：绘制相关图纸； 第13周：撰写设计说明书；第14周：完善毕业设计各项内容，准备答辩。5.应阅读的基本文献:1 冯清秀,邓星钟,周祖德.邓坚机电传动控制M.武汉:华中科技大学出版社,2011.2 李江全.组态软件MCGS从入门到监控应用35例M.石河子:电子工业出版社,2015.3 王华忠.工业控制系统及应用-PLC与组态软件M.机械工业出版社,2002.4 秦健,国海东,谭雪峰.基于组态王的液位PLC控制系统的设计J.化工学院学报,2006,23(1):56-58.5 芦志强,王凌睿.基于PLC和组态软件的二氧化碳自动灭火系统软件设计J.中国水泥,2017,(10):94-95.6 谭雪峰.基于组态王的液位PLC控制系统的设计J.技术与教育,2005,(2):13-15.7 毛新红.基于组态软件的西门子PLC S7-200锅炉炉温控制系统的教学仿真实现J.工业控制计算机,2013,26(9):147-148.8 张呈彬,基于PLC和组态软件的多层电梯控制系统设计J.机电技术,2013,(2):158-159 马国华,监控组态软件及其应用J.智能建筑与城市信息,2001,(10):5-5.10邹伟,杨平,徐德.基于MCGS组态软件的上位机控制系统设计J.制造业自动化,2008,30(12):103-108.11龚仲华.S7-200/300/400PLC应用技术M.人民邮电出版社,2008.12Al-Khudairy TF.,Al-Baker MAJ.,Al-Hashemy BAR. Design of a VMEbus-based programmablelogic controller (PLC) J. Microprocessors and microsystems,1998,21(5):329-336.13Xingqiao Liu,. A fuzzy-PID controller with adjustable factor based on S7-300 PLC J.International Journal of Modelling, Identification and Control,2009,7(4):371-37514Mohammad K. Abuzalata. A Practical Applications of Virtual PLC using Lab VIEW SoftwareJ. Research journal of applied science, engineering and technology,2013,5(23):5677-5682.指导教师签字：XX教研室主任意见：同意签字：XX 2017年12月14日教学指导分委会意见：同意签字：XX 2017年12月15日 学院公章进度检查表第-3周工作进展情况查阅了四本图书，34篇相关文献，充分学习了组态软件和PLC控制设计相关内容，已完成初步方案设计，开始撰写开题报告。2017年12月28日指导教师意见毕业设计前十周的工作进度正常，毕业设计中期检查答辩通过，希望抓紧时间开展下一阶段的工作。指导教师(签字)：XX 2017年12月28日第-1周工作进展情况完成了总体方案设计，完成了开题报告撰写工作，通过了开题报告答辩，利用寒假期间进行外文翻译工作，进行液体混合器PLC控制初步设计。2018年01月11日指导教师意见总体方案设计合理可行，开题报告合格，请按计划进行下一阶段工作。指导教师(签字)：XX 2018年01月11日第 3周工作进展情况寒假期间完成了外文翻译工作，完成了液体混合器PLC控制设计。2018年03月21日指导教师意见外文资料译文合格，液体混合器PLC控制设计合理。请按计划开展下一阶段工作。指导教师(签字)：XX 2018年03月23日第 6周工作进展情况按计划完成了毕业设计前10周的工作，参加了毕业设计中期检查答辩，已经开始绘制相关图纸。2018年04月12日指导教师意见毕业设计前十周的工作质量较高，毕业设计中期检查答辩通过，希望抓紧时间开展下一阶段的工作。指导教师(签字)：XX 2018年05月23日第 11周工作进展情况按计划按时完成了毕业设计的全部工作，准备参加毕业答辩。2018年05月18日指导教师意见XX同学按时完成了毕业设计的各项任务，请进一步完善毕业设计，认真准备毕业答辩。指导教师(签字)：XX 2018年05月19日第周工作进展情况年月日指导教师意见指导教师(签字)：年月日过程管理评价表评价内容具体要求总分评分工作态度态度认真，刻苦努力，作风严谨33遵守纪律自觉遵守学校有关规定，主动联系指导教师,接受指导32开题报告内容详实，符合规范要求54任务完成按时、圆满完成各项工作任务43过程管理评分合计12 过程管 理评语 XX同学在毕业设计过程中作风比较严谨，对待问题能够做到刻苦努力，工作态度比较认真。 XX同学能够自觉遵守学校的相关规定，定期与指导教师联系，主动接受指导。对于毕业设计过程中所遇到的问题，提出的解决方案水平较高。 XX同学查阅了大量的相关资料，开题报告内容比较详实，其中的文献综述比较全面，基本做到了有分析，归纳，撰写开题报告格式基本符合规范要求。 XX同学能够按计划完成毕业设计各阶段的工作，完成质量较高。指导教师签字:XX日期:2018-05-21指导教师评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108指导教师评分合计16 指导教 师评语 该生完成的基于组态软件的液体混合器PLC控制设计，有一定的开拓性、创新性。毕业设计选题符合机械设计制造及自动化专业培养目标要求，有一定的深度和难度，工作量饱满。 该生在毕业设计过程中能够很好地运用所学知识解决问题，表现出较强的综合运用知识的能力、计算机应用能力、中文表达及应用能力。 在毕业设计完成质量方面，论文文题相符、设计合理，撰写格式、图表符合规范要求。 该生按时完成了毕业设计的各项工作，完成质量较高，同意参加毕业答辩。指导教师签字:XX日期:2018-05-21评阅人评价表评价内容具体要求总分评分选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语能力、文献资料检索能力、计算机应用能力54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108评阅人评分合计16 评阅人 评语 毕业设计题目源自实验室建设项目，为机电控制类设计，工作量适中、难度适宜，有一定的创新性，具有较好的实践意义。该同学专业基础知识比较扎实，能够综合运用专业知识进行研究和设计，具有一定的学习能力。中文表达能力和外语能力较好，能较熟练运用计算机进行文档编辑和二次开发。整套毕业设计，对液体混合器工作原理进行了分析，进行了PLC控制系统和MCGS组态软件监 控设计，方案合理可行，内容表达比较充分，结论也较明确。建议能以实际参数作为输入值来验证该设计系统的有效性，格式不规范之处需要再修改完善。同意答辩。评阅人签字：XX评阅人工作单位：机械工程学院日期：2018-05-23答辩纪录 学生姓名：XX专业班级：XX毕业论文(设计)题目： 基于组态软件的液体混合器PLC控制设计答辩时间：2018年05月24日 时 分 时 分答辩委员会(答 主任委员(组长)： XX辩小组)成员委员(组员)： XXXX答辩委员会(答辩小组)提出的问题和答辩情况问题1：1.PPT中的软件是二次开发吗？ 回 答： 软件是实验。问题2：2.MCSG需要自己做什么？回 答： 需要自己做脚本，动画和程序语言。问题3：3.程序语言和C语言的区别是什么？回 答： 程序语言比C语言要简单一些，要一遍一遍反复循环。问题4：4.液体混合器的容积控制怎样实现？回 答： 硬件有控制器和传感器，分别对应不同容积。问题5：5.传感器如何感应高低？对液体特性有什么区别？ 回 答： 这个问题没有考虑周全。问题6：6.控制中是检测什么？回 答： 检测液面，主要是展示控制过程定制混合某种液体。问题7：7.图纸是否为真实混合器图纸？回 答： 不是，只是仿真图形，自己设置，使用现有的平台设计。记录人： 2018年05月24日答辩委员会评价表评价内容具体要求总分评分自述总结思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,分析归纳合理108答辩过程能够正确回答所提出的问题,基本概念清楚,有理论根据108选题质量符合培养目标要求,有一定的研究价值和实践意义,有一定的开拓性、创新性,深度、难度适宜,工作量饱满54完成质量文题相符,概念准确,分析、论证、计算、设计、实验等正确合理,结论明确；论文结构、撰写格式、图表等符合基本规108能力水平有较强的综合运用知识能力、科研方法运用能力、中文表达与外语应用能力、文献资料检索能力、计算机应用能力109答辩委员会评分合计37 答辩委员会评语 XX同学在毕业设计工作期间，工作努力，态度认真，能遵守各项纪律，表现良好。 能按时、全面、独立地完成与毕业设计有关的各环节工作，具有一定的综合分析问题和解决问题的能力。 论文立论正确，理论分析得当，解决问题方案实用，结论正确。 论文使用的概念正确，语言表达准确，结构严谨，条理清楚。 论文中使用的图表，设计中的图纸在书写和制作时，能够执行国家相关标准，规范化较好。 具有一定的独立查阅文献资料及外语应用能力，原始数据搜集得当，实验或计算结论准确。 答辩过程中，能够简明和正确地阐述论文的主要内容，思路清晰，论点基本正确；回答问题准确，有应变力；有较好的语言表达能力。答辩成绩： 37答辩委员会主任：XX2018年05月30日成绩评定 项目分类成绩评定过程管理评分12指导教师评分16评阅人评分16答辩委员会评分37总分81成绩等级B成绩等级按“A、B、C、D、F”记载成绩审核人签章： XX学院审核人签章： XX一、选题依据1、研究领域机电工程2、论文（设计）工作的理论意义和应用价值混合多种原材料是一种基本的加工方式。随着社会的发展，提高产品质量， 缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求已经成为多数企业不断努力的目标。另外，在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，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是易燃易爆、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。而且，这些行业的生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所有为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合器势必就是摆在我们眼前的一大课题，借助实验室设备熟悉工业生产中 PLC 的应用，了解有关可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，便于学以致用。本课题从以 PLC 为基础实现液体混合器自动控制的角度进行讨论。在对液体混合器急速需求的今天，在相关的研究文献报道中用 PLC 对液体混合器进行控制的研究有限的前提下，对以 PLC 为基础的液体混合器的研究有重要的意义。3目前研究的概况和发展趋势液体混合器是食品业、化工业、制药业等行业必不可少的设备。当前各生产以及科研领域所应用的液体混合器大致分为三类：动态液体混合器、静态液体混合器、微液体混合器。动态液体混合器：用于高粘流体混合的高效动态混合器,不但对流体具有很强的剪切作用.而且有分流、剥离配位、挤压捏合等综合作用,并且多数具有三维混合功能。代表性的动态混合器有以下三种:(1)行星齿轮动态混合器由螺杆计量段过来的带状物料,被强制扯为多股挤入啮合的齿轮间隙中,行星轮象辗轮一样将其辗成条片状物.物料在混炼区里,不断地被翻转辗伸,经受强烈的剪切、挤压作用。这种动态混合器径向尺寸较大,结构较为复杂。(2)动静齿圈式动态混合器动静齿圈式动态混合器的结构，它由动齿圈和静齿圈组成,动静齿圈一件件依次交替重叠组装起来.熔体在流经动静齿构成的混合区时,受到的剪切是脉冲式,即当相邻动静齿圈上的相邻齿相向运动到贴近时,对熔休形成一次脉冲剪切。由于动静齿圈的齿数较多,这种咏冲剪切颇率很高,加速了对物料的混合作用。料流流经动静齿圈的齿槽时被分流, 由于齿圈的相对转动,由齿槽流出的物料不断地被“剥离”,产生宏观迁移,这对混合极为有利。(3)月牙槽型动态混合器15月牙槽型动态混合器芯轴表面上开有多排沿圆周均布的月牙形槽，在相对应的机筒内，重叠装入多个圆圈，其上也开有均布的半月牙形槽，当相邻的两个圆圈组装后， 在其内圆表面上就形成了多个均布的月牙形槽。由于芯轴上和圆圈十二的月牙槽相互错开,流体在沿月牙槽轴向流动时,将产生沿半径方向的流动。山于芯轴的转动,流体从一个牙槽中流出的瞬间.被剥离到另一个牙槽中,同时也经受剪切作用.这对高粘流体的混合十分有利。静态混合器：静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。该设备应用广泛，不可拆卸。常见静态液体混合器主要有以下五种：（1） SV 型静态混合器SV 型单元是由一定规格的波纹板组装而成的圆柱体，技术特性：最高分散程度为： 1-2 m，液液相及气气相不均匀度系数为：s X15%。适用于粘度102 厘泊的液液、液气、气气的混合乳化，反应、吸收、萃取、强化传热过程。dh3.5 适用于粘度102 厘泊清洁介质dn5 应用介质可伴有少量非沾结性杂质（2） SK 型静态混合器单元由单孔道左、右扭转的螺旋片组焊而成，它的技术性能：最高分散程度10um，液液、液固相不均匀度系数 s X5%。适用于化工、石油、制药、食品、精细加工、塑料、环保、合成纤维、矿治等部门的混合、反应、萃取、吸收、注塑、配色传热等过程。对较小流量并拌有杂质或粘度106 厘泊的高粘性介质成为适用。（3） SX 型静态混合器单元由交叉的横条按一定规律构成许多 X 型单元，技术特性：混合不均匀度数为s X15%。适用于粘度104 厘泊的中高粘度液液反应、混合、吸收过程或生产高聚物流体的混合、反应过程，处理量较大时使用效果更佳。（4） SH 型静态混合器单元是由双孔道组成，孔道内放置螺旋片，相邻单元双孔道的方位错位 90，单元之间设有流体再分配室。技术特性为：最高分散程度为：1-2mm，液液相的不均匀度为：s X15%。适用于精细加工、塑料、合成纤维、矿治等部门的混合、乳化、配色、注塑纺丝、传热等过程，对流量小、混合要求高的中高粘度（106 厘泊）的清洁介质尤为适合。（5） SL 型静态混合器单元由交叉的横条按一定规律构成单 X 形单元，技术特性为液液、液固相混合，不均匀度系数 s X5%。适用于化工、石油、油脂等行业粘度量106 厘泊或伴有高聚物介质的混合，同时进行传热、混合和传热反应的热交换器、加热或冷却粘性产品等单元操作。微液体混合器：在分析化学和生命科学方面，系统的微型化是大势所趋。随着基于塑料基底的微细加工技术的快速发展，微流控在生物芯片实验室中具有越来越重要的作用。在两股或多股流体进行化学反应时，必须解决它们之间的有效混合，因而微混合器是微流控中的重要组成部分。微混合器还可以作为传感器进行环境检测。除了传感和分析领域的应用，微混合器还可以用于不互溶液体的扩散并形成微液滴。总之微混合器是当今国际研究的前沿领域，具有非常广阔的应用前景。其主要分为以下几种：（1）被动混合器：被动混合器多采用在微通道中引入各种微结构来促进混合。根据不同的混合特征又可以大致分为分层流微混合器、混沌对流微混合器等几类。一般来说，分层流微混合器在较低的 Re 数和 Pe 数的情况下工作较好，而混沌对流微混合器可以工作在较广的 Re 数范围。（2）主动微混合器：主动混合器主要是通过外力产生混沌水平对流，它在微混合中非常有效，仅需很短的混合距离。文献报道的主动混合器有超声制动混合器，声波气泡混合器，基于电润湿的液滴混合器，磁力微混合器和电动效应微混合器等。（3）新型混合器：微混合技术作为一个多学科交叉的新兴技术，其系统的设计、制造、检测等问题还有待深入研究，要攻克的难点也很多，比如如何提高混合的灵敏性、加强混合技术与其它单元过程的集成等。但它的发展会为化学或生物化学等领域提供一个很好的平台。同时，微流控系统的发展趋势也会促进简单有效的混合器的出现。另外有关于 PLC 的应用。目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况主要分为如下几类：(1)开关量逻辑控制 取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2)工业过程控制 在工业生产过程当中，存在一些如温度、压力、流量、液位和速度等连续变化的量（即模拟量），PLC 采用相应的 A/D 和 D/A 转换模块及各种各样的控制算法程序来处理模拟量，完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的一种调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。(3)运动控制 PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。一般使用专用的运动控制模块，如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(4)数据处理 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5)通信及联网PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。随着工厂自动化网络的发展，现在的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC 的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC 在我国将有更广阔的应用天地。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题(1) 液体混合器控制系统设计(2) 液体混合器控制系统 MCGS 组态设计2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）通过查阅资料，首先介绍说明可编程控制器 PLC 的产生，以及国内外可编程控制器 PLC 的现状和以后的发展趋势。重点突出分析可编程控制器 PLC 的优越性。再对 PLC 控制步进电机进行整体的规划和设想，最后把组态软件与液体混合器的 PLC 控制系统相结合。论文写作大纲：1.绪论1.1 课题的背景1.2 本题的研究内容1.3 目前的研究概况和发展趋势2.液体混合器 PLC 控制系统设计2.1 PLC 可编程控制器简介及选择2.2 液体混合器结构设计2.3 液体混合器控制系统设计2.3 程序设计2.4 电路原理图3. MCGS 在液体混合器控制系统中的应用3.1 MCGS 的概述3.2 工程的建立3.3 工程画面的创建3.4 动画的连接3.5 组态运行5.总结3.本论文（设计）预期取得的成果(1) 液体混合器控制系统设计方案(2) MCGS 液体混合器控制系统组态设计三、论文（设计）工作安排1.拟采用的主要研究方法（技术路线或设计参数）；对 PLC 编程语言和程序结构进行研究，最终与液体混合器结合，设计适合的控制程序，最终完成 PLC 对电镀控制的研究工作。2.论文（设计）进度计划第 1 周：查阅相关文献资料，了解设计内容；第 2 周：初步方案设计；第 3 周：总体方案设计；第 4 周：撰写并完善开题报告；第 5 周：液体混合器 PLC 控制初步设计； 第 6 周：液体混合器 PLC 控制设计；第 7 周：液体混合器 PLC 控制设计； 第 8 周：触摸屏组态控制初步设计；第 9 周：触摸屏组态控制设计；第 10 周：触摸屏组态控制设计；第 11 周：绘制相关图纸；第 12 周：绘制相关图纸；第 13 周：撰写设计说明书；第 14 周：完善毕业设计各项内容，准备答辩。四、需要阅读的参考文献1 冯清秀,邓星钟,周祖德.邓坚机电传动控制M.武汉:华中科技大学出版社,2011.2 李江全.组态软件MCGS 从入门到监控应用 35 例M.石河子:电子工业出版社,2015.3 王华忠.工业控制系统及应用-PLC 与组态软件M.机械工业出版社,2002.4 秦健,国海东,谭雪峰.基于组态王的液位 PLC 控制系统的设计J.化工学院学报,2006,23 (1):56-58.5 芦志强,王凌睿.基于 PLC 和组态软件的二氧化碳自动灭火系统软件设计J.中国水泥,201 7,(10):94-95.6 谭雪峰.基于组态王的液位PLC 控制系统的设计J.技术与教育,2005,(2):13-15.7 毛新红.基于组态软件的西门子 PLC S7-200 锅炉炉温控制系统的教学仿真实现J.工业控制计算机,2013,26(9):147-148.8 张呈彬,基于PLC 和组态软件的多层电梯控制系统设计J.机电技术,2013,(2):158-159 马国华,监控组态软件及其应用J.智能建筑与城市信息,2001,(10):5-5.10邹伟,杨平,徐德.基于MCGS 组态软件的上位机控制系统设计J.制造业自动化,2008,30(1 2):103-108.11龚仲华.S7-200/300/400PLC 应用技术M.人民邮电出版社,2008.12 Al-Khudairy TF.,Al-Baker MAJ.,Al-Hashemy BAR. Design of a VMEbus-based programm able logic controller (PLC) J. Microprocessors and microsystems,1998,21(5):3 29-336.13 Xingqiao Liu,. A fuzzy-PID controller with adjustable factor based on S7-300 PL C J. International Journal of Modelling, Identification and Control,2009,7 (4):371-37514 Mohammad K. Abuzalata. A Practical Applications of Virtual PLC using Lab VIEW S oftware J. Research journal of applied science, engineering and technology,2 013,5(23):5677-5682.附：文献综述文献综述我国混合机制造业有着悠久的历史和雄厚的基础，国产混合机已经在各个不同领域得到应用并经过验证，有些混合机还出口国外，得到国外用户的认可并受到好评， 应该说我国混合机制造业在国内外市场仍然有着巨大的发展空间。混合机是利用机械力和重力等，将两种或两种以上物料均匀混合起来的机械。混合机械广泛用于各类工业和日常生活中。常用的混合机分为气体和低粘度液体混合器、中高粘度液体和膏状物混合机械、热塑性物料混合机、粉状与粒状固体物料混合机械四大类。气体和低粘度液体混合器特点是结构简单，且无转动部件，维护检修量小，能耗低。这类混合机械又分为气流搅拌、管道混合、射流混合和强制循环混合等四种。混合机配件主要有耐磨合金材料制造，包括高速搅拌刮刀、搅拌翅、耐磨衬板， 搅拌臂，搅拌铲、行星铲、搅拌犁刀、搅拌棒、搅拌耙等中、高黏度液体和膏状物的混合机械一般具有强的剪切作用。热塑性的物料混合机械主要用于热塑性物料（如橡胶和塑料）与添加剂混合；粉状、粒状固体物料混合机械多为间歇操作，也包括兼有混合和研磨作用的机械，如轮辗机等。机械搅拌器的运动部件在旋转时也会对液体产生剪切作用，液体在流经器壁和安装在容器内的各种固定构件时，也要受到剪切作用，这些剪切作用都会引起许多局部涡流扩散。对于密度、成分不同、互不相溶的液体，搅拌产生的剪切作用和强烈的湍动将密度大的液体撕碎成小液滴并使其均匀地分散到主液体中。当今时代饮料生产、酒厂配液等等行业都离不开液体混合装置。液体混料比例的精确性和均匀性是产品质量的关键,同样也是产品品质一致性的保障。传统的液体混合装置完全由人工操作,无论在配料、混料等阶段都存在诸多不确定因素, 产品质量无法保证, 废品多、人工投入大。基于继电接触器控制的液体混合装置也由于继电接触装置自身的缺点如经常维修,抗干扰能力差以及系统升级改造困难等等, 对产品质量和生产效率也难于提高。可编程控制器是专为在工业环境下而设计的一种数字运算操作的电子装置，是带有储存器、可以编织程序的控制器。它能够存储和执行命令，进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作，并通过数字式和模拟式的输入和输出，来控制各种类型的机电一体化设备和生产过程。近年来，随着科学技术的进步和微电子技术的迅猛发展，可编程控制器技术广泛应用于自动化控制领域。可编程序控制器以其高可靠性的操作简便等特点，已经形成了一种工业控制趋势。可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。随着微电子技术，自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC 在硬件配置，软件编程，通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一。 由于自动化可以节省大量的人力，物力等，而 PLC 也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好，实用性强，硬件配套齐全，编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用 PLC。本次设计采用SIMATIC S7-200 系列PLC ，其具有许多优点,如, (1)可靠性高, 抗干扰能力强, 适于恶劣环境; ( 2 )体积小, 功耗低;(3)编程简单,可在线调试;(4)通信能力强等等。这些优势使得它适用于各行各业、各种场合中的检测及自动化控制的需要。其强大功能使其无论在独立运行中, 或相互联成网络皆能实现复杂控制功能, 具有极高的性价比。本文提出一种