多种液体自动混合装置plc课设报告

1、目录1. 选题背景2. 方案论证2.12.22.32.4继电器控制系统 单，片机扌控制J 工业控制计算机控制 可编程控制器控制3.7寸程论术3.1控制分析3.2 pic 选择3.33.43.53.6搅拌机的主电路图分配I/O点外部接线图兀器件选型361液位传感器的选择362搅拌电机的选择3.6.3电磁阀的选择1 )入罐液体 2) 出罐液休兀件目录表丿顺序控制图梯形图3.73.83.94纟吉果分析4.1系统模拟调试4.2仿真结果5总结参考文献11112233456777888889101313131315141 选题背景随着科学技术的迅猛发展，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，

2、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，以致现场给工作环境十分恶劣， 不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有配料精确、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。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企 业实现多种液体自动混合的目的，液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。 随着计算机技术的发展，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

3、液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中 的精确控制，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。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。该系统需要对各种液体的液面进行液面的高度控制，因此，需要用 到传感器进行液面高度的监控。 各种液体入池的比例需要应用电磁阀控制， 入池后的搅拌， 则需要电机控制。对各个控件的控制，需要一个完整的控制流程，运用PLC技术进行编程, 可以实现对各个控件的控制。2 方案论证就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业 控制计算机控制、可编

4、程序控制器控制。2.1 继电器控制系统控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、 转速、时间及温度等参量变化而动作， 以实现电力拖动装置的自动控制及保护。 系统复杂， 在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往 往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控 制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。2.2 单片机控制单片机作为一个超大规模的集成电路，机构上包括CPU存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中 最广泛的计算机之一。

5、 但是，单片机是一片集成电路， 不能直接将它与外部 I/O 信号相连。 要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和 I/O 接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。2.3 工业控制计算机控制工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快速、实用 性强、功能复杂的领域中占优势。 但工控机价格较高， 将它用于开关量控制有些大材小用。 且其外部 I/O 接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷电路板上引出，不 如接线端子可靠。2.4 可编程控制器控制可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自己设计和制作硬件装置，只须 确定可编程序控制器的硬茧

6、配制和设计外部接线图，同时采用梯形图语言编程，用软件取 代继电器电器系统中的触点和接线，通过修改程序适应工艺条件的变化。系统自动工作；控制的单周期运行方式； 由传感器送入设定的参数实现自动控制； 启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术、计量技术、传感器技术等技术与一体 的机电一体化装置，充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模 块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。可编程控制器多种液体自动混合系统具有以下 特点：a)b)c)d)在本设计中我将引入PLC来实现其搅拌控制功能。本系统采用 PLC是基于以下两个原因:a) PLC 具

7、有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上；b) 编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；3过程论述3.1控制分析本课题的基本要求如下:1）概述tYV,) (YVn) (YVd搅匀电动机旅合液林门C液体阀门 液曲楼感器L - - L SQi_SQ .一 _ SQj亠 SQq 15.11.1爹种液体混合装置示意图如图15.lt 1所示为两种液体混合装置SQ和SQ勺为液面传感器，液面淹没时接通，液体A,BX 与混合液阀由电磁阀YVi、Y%、YV YV控制，M为搅 匀电动机其控制要求如下：（1）初始状态装置投人运行时，液体A.B.C阀门关闭，泯合液阀门 打开勿

8、泊将容器放空后关闭.（2）启动操作当液面下降到SQ：时由接通变断开，再过20 S. 后，容器放空混合液阀门关闭，开始下一周期. 每个 30KHZ6,每个 30KHZ两相计数器4 毎个 20KHZ4,20KHZ3.3搅拌机的主电路图M驱动。该电路带有短路保护、过载保护、失压零压本次设计中的混合液体搅拌由电动机保护等，短路保护有FU熔断器来实现保护功能，过载保护由 FR热继电器来实现其保护功 能，失压零压保护功能由接触器来实现其保护功能。4LJ_JrIIzL_ /FRM3-图三-2主电路图3.4分配I/O点表三-3 I/O 分配表输入设备输入节点输出设备输出节点代号功能代号功能SB1启动按钮I0.

9、0YV1液体A电磁阀Q0.0SB2停止按钮I0.1YV2液体B电磁阀Q0.1SQ1高液位传感器I0.2YV3液体C电磁阀Q0.2SQ2中液位传感器I0.3YV4放液电磁阀Q0.3SQ3低液位传感器I0.4KM搅匀电动机接触器Q0,.4SQ4超低液位传感器I0.53.5外部接线图83.6元器件选型3.6.1液位传感器的选择Dcn 社*FTi匕 d 貝ilh；S t；G 芒Hcu可7L、 亠 4 -2 h 站 M 4 A * .3 h A 4 y 4 -! -2K w h J 吕口口口g口口口口口昭口口口口=v SF 2M-snnDDUDDDO-V A亠.3站.w b 丄“ L 9 h 3图三-3

10、 PLC外部接线图smsE7,p$000000000-000000000000000 3 3 3 5 5LSF-2.5型液位传感器。LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。LSF选用光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。相关元件主 要技术参数如下：a) 工作压力可达2.5Mpa。b) 工作温度上限为1250C)触电寿命为100万次。d) 触点容量为70W。e) 开关电压为24V DCf）切换电流为0.5A。362搅拌电机的选择选用EJ15-3型电动机。相关元件主要技术参数如下:a）额定电压为220V,额定频率为b）电动机运行地点的海拔不超过50Hz,额定

11、功率为2.5KW采用三角形接法。1000m 工作温度-1540 r /湿度W 90% 堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。C）EJ15系列电动机效率高、节能、 363电磁阀的选择 1 ）入罐液体选用VF4-25型电磁阀。相关元件主要技术参数如下：材质：聚四氟乙烯。适用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等弱碱性的液体。 介质温度W 150 r，环境温度-2060 C。使用电压：AC 220 V50HZ/60HZ DC: 24V。功率：AC 2.5KW操作方式：常闭：通电打开、断电闭合，动作响应迅速，高频率。a）b）c）d）e）2）出罐液体选用AVF-40型电磁阀。相关元件主要技术参数如下

12、：其最大特点就是能通过设备上的按键控制来控制流量，达到定时排空的效果。 其阀体材料为：聚四氟乙烯，有比较强的抗腐蚀能力。使用电压：AC 220 V50HZ/60HZ DC: 24V。a)b)c)d)3.7元件目录表功率：AC 5KW表二-4兀件目录表名称型号数量按钮开关KH-22042液位传感器LSF-2.54搅拌电动机EJ15-31电磁阀（入液罐）VF4-253电磁阀（出液罐）AVF-401接触器CJX1-9/220V43.8顺序控制图20s后停止放液按下启动按钮SB1液体A阀门打开液面到达SQ3液体B阀门打开A阀关闭液面到达SQ2液体C阀门打开B阀关闭液面到达液面到达SQ4I0.1控制停止

13、继电器 M1.0关闭液体 开始搅拌。继续放液，T39计时20s， 时间到后开始下一周期。装置上电初始化。放液阀门 打开。T37计时20s。一分钟后停止搅拌。打开放 液阀门，放出混合液体。SQ1C阀门。电动机T38计时一分钟图三-4顺序控制图3.9梯形图ui ar 土工J V ZTE Ob * y E I -用 BAIT Efvau* i 皿# + Wtfl* I AlttDB + BS T *+ 电iSi； 4 :*-ji* !*+1锐m H jlHW 亠JI M H山扳 * I M 11 Hit* + Ph韵+ d*4 I Hm + 1 氓EI * 鼻 I押诃 I aM II nwi,直.毎

14、呷.，rrF .廿，R沙或 hau 学. P i?LT, 匸：疝極茅7iKf -* 歸aGtWEioc -wei t鼻f mmJI * I - a a i i m II 相齐r - * 时 *L V ZTE Ob * Te I11 1 I二额 II rll=琢1一禹 BAIT EfVatU i 皿# + Wtfl*I+ u酔 T *+ 电iSi； 4T* t Jl* 1*+ 規mi 密I占 1洞帀D- -.1 ll尹4耐11沖Him3Bh_L+ 1 氓EI * 鼻I押诃I iM Ml Jr5iiilotu歹佢理J、EmTitfI鼻w* 摘R 11 Hit* + Ph韵+ d*4和二-W *MI

15、工Li启希eaj71J a (F I JHP M* 诈 * ITPE h ” (T , &* T *T r 品 t rrjf 即套峯轴+WH 4港 av4(v MH 声 * 加口 ithf倬屈 swfl S_SI：_I I t送* * HrZL 辱ru *章5*;册匕=出4|口 T T JH (Fl I已, 幻iBtt* eq. w工 jjiM ra Q.Lm H(mi|V豁WK*川 JMSM-r a L affix* B * * P 冒 WeM启神*n : .气0 % IrTT心12超fi ri7塔鱼H flH rm iraa i二事出0MUmiMLJ LjTilH4 IJT嘤n 1bai

16、iT LT F1、山iin艮HI#图三-5梯形图创 n&參！：血 V 黑时 冋* k ff a,a_*T-Q* #*d f 4 Hh嗨甜w 皿# 秆 m 7 J r;* -坦 HJ 話 H #一 rt 6 wasT J sQ*五a HU塔-出列JQnlw世 雹 - * - - 1 I金世时:y厂184 结果分析4.1 系统模拟调试在仿真控制台进行程序调试 具体步骤如下：a)b)c)导入梯形图点击运行进行调试 观察试验台上的灯是否按照程序要求依次点亮，延时是否准确。是就说 明程序正确，不是就说明程序还存在问题4.2 仿真结果本设计仿真结果如下： （ 分别按下 I0.0 ，I0.1 ，I0.2 ，

17、I0.3 ，I0.4 显示）20s 后关闭。当装置投入运行时，转动转换开关QS进液阀Q0.0、Q0.1、Q0.2关闭，放液阀Q0.3打开, 并启动定时器T37定时20s，将容器中的残存液体放空， 按下启动按钮SB1（I0.0得电），同时电磁阀YV1接通（即线圈Q0.0得电），液体A进入 流入容器。当容器液面高度上升到低液位 SQ3时（10.4得电），此时电磁阀YV2接通（Q0.1得电） 体B流进容器，电磁阀YV1断开（Q0.0失电）液体A不再进入容器。当容器液面高度上升到中液位 SQ2时（10.3得电），此时电磁阀YV3接通（Q0.2得电） 体C流进容器，电磁阀YV2断开（Q0.1失电）液体A

18、不再进入容器。当容器液面高度上升到高液位 SQ1时（I0.2得电），此时电磁阀YV3关闭（Q0.2失电） 体C不再流进容器。同时电动机开始转动（Q0.4得电），并启动定时器定时1分钟。 定时1分钟到，电动机停止转动（Q0.4失电），放液电磁阀YV4接通（Q0.3得电），开始 放出混合液体。当容器液面高度下降到超低液位 SQ4W（ I0.5失电），继续放液，同时启动定时器 T39定 时20s。定时20s到后开始下一周期。5 总结多种液体自动混合系统应用比较广泛，采用了可编程控制技术，使整个控制系统的可靠性 和精度大大提高，实现了自动控制。同时由于 PLC扩展容易，可以对它进行扩展，如只需 增加

19、I/O 接口模块就可扩展原料系统的输送控制；也可以与电炉控制系统连接，只需增加 通信模块就可实现与上位机的通信，从而实现整个系统的计算机管理。本设计将控制作为 一个整体的考虑，使各部分密切配合，协调动作，共同完成多种液体混合的任务。电气控 制与可编程控制器是一门极其重要的课程，他综合了计算机技术和自动控制技术和通讯技 术。在当今由机械化向自动化，信息化飞速发展的社会，PLC技术越来越受人们广泛应用,前景可观，因此学会和运用PLC将对我们以后踏上工作岗位有极其重要的帮助。通过对 本次PLC论文的研究，我了解到PLC的重要性。在此设计中，我遇到了很多困难，通过对自身的查找，我找出以下不足： 1. 不太会利用查翻资料。遇到困难，首先不先查资料，过 多依赖同学的帮助，相对不独立。 2. 学习认真程度不够，学习热情不高，基础相对薄弱， 掌握知识太少。 3. 设计时对时间合理安排上欠妥。但正是这次设计，让我认识到自己的不 足，为以后的工作学习找到了方向和前进的动力。通过这次PLC课题论文的研究。我学会我们对知识的掌握都是理论上的，P LC中的时候，冋题出现了，不是 我就只能一个一个问题的去解 最后达到设计要求。 使得我对 PLC 止 步了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作