液体混合装置PLC控制系统(20210412101418)

1、电气与自动化工程学院实训评分表课程名称：PLC控制技术实训实训题目：液体混合装置PLC控制系统班级：学号：姓名：项目评分比例得分实训平时表现30%实训答辩50%实训报告20%实训总成绩指导老师：年 月 日精品常熟理工学院电气与自动化工程学院PLC控制技术实训题目：液体混合装置PLC控制系统姓学班名：号：级：指导教师:起止日期:目录PLC控制技术实训任务书1一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制1二、基础实训项目二：模拟量采集与数据处理的综合应用1三、综合型自主实训项目：液体混合装ItPLC控制系统2一. 基础实训项目一41任务1变频器的面板操作与运行41.1.1 I/O 接线41.1.2

2、I/O 接线图41.1.3参数设置41.2任务2变频器的外部运行操作51.2.1. I/O 接线51.2.2变频器外部运行操作接线图61.2.3 I/O 图61.2.4梯形图程序71.2.5参数设置71.2.6变频器运行操作81.3任务3变频器的模拟信号操作控制81.3.1 I/O 接线81.3.2变频器模拟信号控制接线图91.3.3 I/O 接线图91.3.4梯形图程序101.3.5 参数设置101.3.6 变频器运行操作10二. 基础实训项目二122模拟量采集与数据处理的综合应用122.1.1 IO 分配122.1.2 接线图122.1.3梯形图程序133.1.4工作流程132.1.5调试

3、结果142.2模拟量输出通道控制点动执行器142.2.1接线图142.2.2流程图152.2.3组态王显示152.2.4调试步骤与结果16三. 综合型自主实训项目173具体要求173.2控制要求173.3 I/O 接线183.4 I/O接线图193.5流程图203.6 PLC 编程213.6.1 复位环节213.6.2 手动环节223.6.3 启动环节233.6.4自动程序243.6.5停止环节273.7调试步骤也结果283.7.1 开始283.7.2 手动283.73 自动293.8组态王323.8.1组态王的建立323.8.2手动模式图343.8.3自动模式图35四. 收获、体会36五参考

4、文献37精品PLC控制技术实训任务书题目：液体混合装置PLC控制系统（一）实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制一）实训目的1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法：2、根据实训设备，熟练掌握PLC的外用I/O设备接线方法；3、掌握异步电动机变频调速原理，熟悉变频器的用法。二）实训设备PLC主机单元模块、电位器、或MM420）变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三）工艺控制要求使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制，即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。参考 电气原理图见教材P85,速度控制有两种方式：

5、（1）由外接的电位器控制，（2）由PLC的模拟量输出通 道控制。四）实训步骤1、进行PLC的I/O地址分配，并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。2、设计由PLC控制的梯形图程序。3、输入自编程序，上机调试、运行直至符合动作要求。二、基础实训项目二：模拟量釆集与数据处理的综合应用-）实训目的1、掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理：2、掌握数据处理指令的运用方法；3、熟悉组态王与PLC的连接使用。二）实训设备PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。三）实训项目原理与要求1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是0C时，对应电位器输

6、出0V电压， 假设当温度是100C时，对应电位器输岀电压10V。用CPU 224XP的模拟量输入通道采集电位器电压， 进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在组态界而上显示出具体温度。2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V,执行器开度 为100%时，输出电压10V。执行器开度控制疑的多少采用组态王软件输入，观察模拟量输出的数值，并 用万用表测量输出电压值。四）实训项目的步骤1、根据项目要求拟上I/O地址分配表，画出外部接线图，并进行接线图线路连接。精品2、设计梯形图程序，调试并记录数据。输入输出电压AIW温度值（C）执行器开度AQW电压（

7、V）0V04V40%6V60%8V80%10V100%三、综合型自主实训项目：液体混合装置PLC控制系统一）实训项目工艺要求：本课题要求设计一个自动售货机的PLC控制系统，具体要求是：1）在初始状态时，容器是空的，各阀门均关闭，低、中、髙液位传感器为开关量，分别按动三个按 钮来模拟液位情况。初始时所有传感器为OFF状态。当液而淹没时接通并保持闭合状态，相对应的指示 灯H、I、J点亮。2）系统有手动和自动两种工作方式。当进入手动方式时，手动指示灯点亮，液体A阀门、液体B阀 门、混料泵M、报警灯等均可以通过按动组各自的测试按钮进行点动调试。3）进入自动方式时，自动指示灯点亮，按下启动按钮，系统进入

8、工作状态，系统电源指示灯点亮。5S后开始工作，液体A阀门XI先打开，液体A流入容器，液位开始升高，当中液位传感器报警后，A 阀门XI关闭，打开液体B阀门X2,液体B流入容器：当高液位传感器报警后，关B阀门，混料泵电机 H得电：搅拌20S后，混料泵关闭，出料泵开，混合液流出容器：低液位传感器报警后，出料泵继续开 10S,液体排空，此时报警灯按亮2S、火1S的规律闪烁5次，一个循环结朿。在此过程中，若没有按 动停止按钮，则A阀门再次打开，开始新一轮的循环。任何时候按下停止按钮，在当前工作周期结朿后， 才停止操作，电源指示灯熄灭。二）目的通过本次实训使学生掌握：1）Step7-Micro/Win32

9、编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语 言的运用：2）实际程序的设计及实现方法：3）程序的调试和运行操作技术。从而提髙学生对PLC控制 系统的设计和调试能力。三）内容与要求1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块：2、液体混合装置PLC控制系统设计：3、硬件接线图、程序淸单；4、采用状态转移图SFC图或经验设计法进行设计：5、设计组态王上位机监控画面，对工作过程进行显示。四、实训报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封而、目录、正文.收获、参考文献（并按此顺序 装订）。报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）实训任务书：（2）实训内容，三个任务分别写a、每个实训任务的

10、总体设计方案（应有PLC的选型及依据）b、I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表:c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表淸单，注释说明：d、调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献（注意实训报告原则上手写，允许打印，但需同者的零分处理）五、实训进度安排周次工作日工作内容第周1布置实训任务，查找相关资料，熟悉实验台。2完成两个基础实训项目。3根拯综合型实训任务，完成总体设il方案（硬件选型、分配10点等）4完成硬件接线，编写程序并调试5编写程序并调试第周1编写程序并调试2编写程序并调试3编写程序并调试及准备实训报告4完成报告并于下午两点之前上交5答辩本实训共需两周时间六、

11、实训考核办法本实训满分为100分，其中实训平时表现（含2个基础实训项目完成情况）30%.综合型实训项目 答辩50%,实训报告20%。一基础实训项目一1.1任务1变频器的面板操作与运行1. 1. 1 I/O 接线无多余的接线，只需要给变频器加上AC220V电源，检查电路正确无误后，合上主电 源开关QS即可。1. 1.2 I/O接线图-220V1.1.3参数设置（1）设定P0010 = 30和P0970=l,按下P键，开始复位，复位过程大约3min,这样 就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。（2）设置电动机参数，为了使电动机与变频器相匹配，需要设置电动机参数。电动机 参数设定完成后，设P0010

12、二0,变频器当前处于准备状态，可正常运行。（3）设置面板操作控制参数参数号出厂值设宜值说明P000311设用户访问级为标准级P001000正确地进行运行命令的初始化P000107命令和数字I/OP070021由键盘输入设定值(选择命令源)P000311设用户访问级为标准级P0001010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘(电动电位计)输入设定值P108000电动机运行的最低频率(Hz)P10825050电动机运行的最商频率(Hz)P000312设用户访问级为扩展级P0001010设定值通道和斜坡函数发生器P1040520设定键盘控制的频率值(Hz)P1058510正向点动频率(Hz

13、)P1059510反向点动频率(Hz)P1060105点动斜坡上升时间(s)P1061105点动斜坡下降时间(s)面板基木操作控制参数12任务2变频器的外部运行操作1.2. 1. I/O 接线输入输出正转10.0正传指示灯Q0. 0反转10. 1反转指示灯Q0. 1正向点动10.2正向点动指示灯Q0. 2停止10. 31. 2. 2变频器外部运行操作接线图1.2.3 I/O 图AC220V外部运行操作接线图Q0.0Q0.1CPU222QL+QM1.2.4梯形图程序Network 1 :正向运行/停止10 010.1Q0.1Q0.0I I._MM()Q0.0T INetwork 2:反向运行/停

14、止10.210.1QO-OQ0.1T 11klM()Q0.1I I11.2.5参数设置接通断路器QS,在变频器在通电的情况下，完成相关参数设置，具体设置见表。参数号出厂值设宜值说明P000311设用户访问级为标准级P000407命令和数字I/OP070022命令源选择“由端子排输入”P000312设用户访问级为扩展级P000407命令和数字I/O*P070111ON接通正转，OFF停止*P070212ON接通反转，OFF停止*P0703910正向点动*P0704911反向点动P000311设用户访问级为标准级P0001010设定值通道和斜坡函数发生器P100021由键盘（电动电位计）输入设定值

15、*P108000电动机运行的最低频率（Hz）*P10825050电动机运行的最髙频率（Hz）*P1120105斜坡上升时间（s）*PU21105斜坡下降时间（s）P000312设用户访问级为扩展级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器*P1040520设定键盘控制的频率值*P1058510正向点动频率（Hz）*P1059510反向点动频率（Hz）*P1060105点动斜坡上升时间（s）*P1061105点动斜坡下降时间（s）变频器参数设宜1.2.6变频器运行操作（1）变频器启动：在变频器的前操作面板上按运行键,变频器将驱动电动机升速,并运行在山P1040所设定的20Hz频率对应的560r

16、/ min的转速上。（2）正反转及加减速运行：电动机的转速（运行频率）及旋转方向可直接通过按前 操作面板上的键/减少键（/）来改变。（3）点动运行：按下变频器前操作面板上的点动键则变频器驱动电动机升速,并运行在山P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。当松开变频器前错做面板上的点动 键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下一变频器前操作面板上的换向键， 在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。（4）电动机停车：在变频器的前操作面板上按停止键I，则变频器将驱动电动机降速至零。1. 3任务3变频器的模拟信号操作控制1.3. 1 I/O 接线输入输出正转10.0正

17、传指示灯Q0. 0反转10. 1反转指示灯Q0. 1正向点动10.2正向点动指示灯Q0. 21. 3. 2变频器模拟信号控制接线图M140变频器模拟信号控制接线图1.3.3 I/O接线图QL+QMQ0.0Q0.17 )Network 3:电动机转速大小控制Q0 0MOV-WEN ENOAIW0 一 IN OUT-AQW01.3.4梯形图程序Network 1:正向运行/停止10.010.1Q0.1I I_klk卜Q0.0Network 2:反向运行停止10.210.1Q0.0I IklkhQ0.11. 3. 5 参数设置设置模拟信号操作控制参数，模拟信号操作控制参数设置。参数号出厂值设宜值说明

18、P000311设用户访问级为标准级P000107命令和数字1/0P070022命令源选择由端子排输入P000312设用户访问级为扩展级P000407命令和数字1/0P0701110N接通正转，OFF停止P0702120N接通反转，OFF停止P000311设用户访问级为标准级P0004010设定值通道和斜坡函数发生器P100022频率设定值选择为模拟输入P108000电动机运行的最低频率（HZ）P10825050电动机运行的最高频率（HZ）模拟信号操作控制参数1. 3. 6变频器运行操作（1）电动机正转与调速按下电动机正转自锁按钮SB1,数字输入端口 DINI为” ON,电动机正转运行，转速11

19、1 外接电位器RP1来控制，模拟电圧信号在0、10V之间变化，对应变频器的频率在0、50Hz之 间变化。当松开带锁按钮SB1时，电动机停止运转。（2）电动机反转与调速按下电动机反转自锁按钮SB2,数字输入端口 DIN2为” ON” ,电动机反转运行，与电 动机正转相同，反转转速的大小仍山外接电位器来调节。当松开带锁按钮SB2时，电动机 停止运转。4.变频器速度由PLC的模拟量输出通道控制将变频器上的AIN+、AIN-端与PLC模拟量输出通道的V和AQM端相连，用MOVW指令 将032000的数字量送入AQWO,相当于在AIN+、AIN-之间所加的模拟电压信号在OlOV 之间变化，从而控制变频器

20、的频率在0“50Hz之间变化。二.基础实训项目二2.1模拟量釆集与数据处理的综合应用用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器，假设当温度是oc时，对应电位器输出 0V电压，假设当温度是100C时，对应电位器输出电压lOVo用CPU 224XP的模拟量输入 通道采集电位器电圧，进行标度变换，将转换后的温度值存储在变量存储器中，并在组态 界面上显示出具体温度。2. 1. 1 10 分配输入输出A温度2. 1.2 接线图1OVO2A4B+AIMCPU224xp2.1.3梯形图程序3.1.4工作流程2. 1.5调试结果电压AWI温度值（C）0V004V12864396V19248608V25648801

21、0V31728992. 2模拟量输出通道控制点动执行器用PLC模拟量输出通道控制电动执行器，执行器开度设置为0%时，输出电压为0V, 执行器开度为100%时，输出电压10V。执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入，观 察模拟量输出的数值，并用万用表测量输出电压值。2.2. 1接线图2. 2. 2流程图在原组态王屮添加元素设置执行器开度输入模拟量输出数值*万用表测;量输出电;压%2. 2. 3组态王显不温度XXX执行开度i XXX ：2.2.4调试步骤与结果执行器开度AQW电压000V40%128004. 027V60%192006. 024V80%256008. 023V100%320001

22、0. 016V三.综合型自主实训项目3.1具体要求1）在初始状态时，容器是空的，各阀门均关闭，低、中、高液位传感器为开关量， 分别按动三个按钮来模拟液位情况。初始时所有传感器为OFF状态。当液面淹没时接通并 保持闭合状态，相对应的指示灯H、I、J点亮。2）系统有手动和自动两种工作方式。当进入手动方式时，手动指示灯点亮，液体A 阀门、液体B阀门、混料泵M、报警灯等均可以通过按动组各自的测试按钮进行点动调试。3）进入自动方式时，自动指示灯点壳，按下启动按钮，系统进入工作状态，系统电 源指示灯点亮。5S后开始工作，液体A阀门XI先打开，液体A流入容器，液位开始升高, 当中液位传感器报警后，A阀门XI

23、关闭，打开液体B阀门X2,液体B流入容器；当高液 位传感器报警后，关B阀门，混料泵电机H得电：搅拌20S后，混料泵关闭，出料泵开， 混合液流出容器；低液位传感器报警后，出料泵继续开10S,液体排空，此时报警灯按亮 2S、灭1S的规律闪烁5次，一个循环结束。在此过程中，若没有按动停止按钮，则A阀 门再次打开，开始新一轮的循环。任何时候按下停止按钮，在当前工作周期结束后，才停 止操作，电源指示灯熄灭。需要完成的内容有：编写输入输出对照表，包括信号名称、外部元件号、内部继电器 号；绘制PLC外部接线图；绘制功能流程图；编写、调试梯形图或语序表。3. 2控制要求该溶液混合装置的结构简图如图3-1所示，

24、该装置有三个液位传感器：J为低液位传 感器，I为中液位传感器，H为高液位传感器。当液位到达某传感器的位置时，该传感器 就会发出ON信号，若低于传感器位置时，传感器就变为OFF状态。该系统有三个电磁阀：Y1为注入A液体电磁阀，Y2为注入B液体电磁阀，Y3为混合液体输出电磁阀，当电 磁阀为ON状态时，阀门打开；为OFF状态时，阀门就关闭，通过阀门的开和闭来实现液 体的流入和流出。M为搅拌电动机，当继电器线圈得电时，搅拌电动机运行；当继电器线 圈失电时，搅拌电动机停止工作。该系统的初始状态为：起动搅拌器之前，容器是空的，各阀门关闭，液位传感器L、 液位传感器I、液位传感器H均为OFF状态，搅拌电动机

25、M也处于OFF状态。0电源O报警3.3 I/O接线I/O接线是进行施工接线的主要参考，它决定了 PLC各个接口的作用与接口的位置， 好的I/O分配能够使接线更加的简便。操作更加简洁。如图所示为该溶液混合装置控制 系统的I/O接线图。输入设备输出设备序号名称地址序号名称地址1开始按钮10.01XIQ0.62手动按钮10. 12X2Q0.73自动按钮10.23HQ0.44停止10.34IQO.S5J10.45JQ0.26I10.56MQ2.17H10.67X3Q1.18XI (A)10.78报警灯Q2.09X2(B)11.09电源Q0.510M11. 111X311.2精 III1!12报警11.

26、313电源11.414启动11.5I/O地址分配3.4 I/O接线图3. 5流程图3.6 PLC编程PLC的编程有三种方法：经验法、图解法、顺序控制设计法。在本系统中，采用的是 顺序控制设计法。所谓顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。这 种设讣方法很容易被初学者接受，对于有经验的工程师，也会提高设计的效率，程序的调 试、修改和阅读也很方便。PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和 专用的编程元件，开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图，使这种先进的设计方法 成为当前PLC程序设计的主要方法。 对那些按动作的先后顺序进行控制的系统，非常适 合使用顺序控制设计

27、法进行编程。顺序控制法规律性很强，虽然编程相肖长，但程序结构 清晰、可读性。在用顺序控制设计法编程时，功能图是很重要的工具。功能图能够清楚地 表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。3.6.1复位环节Netwo rk 5S0.1SCRNotwo rk 6life3M0.0QO.O50门SO.GISCR16T-41C20CLJCTUC20FVNetwork. A7C20MOOM0.1S0.5SCRT)MotworR -dO020MOOMOIS0.2SCRT)MotworR 49価环精IIUC2 0环。3. 6. 5停止环节偉止MS0.1SCRT)MOO报警等亮，并且闪烁5次，

28、并且如果没按下停止，则回到以前自动状态开始下一个循按下IO. 3回到复位步骤。3. 7调试步骤也结果3. 7. 1开始按下开始按钮10.0,进入复位后，开始运行程。3. 7. 2手动按下手动按钮，手动指示灯D1亮，此刻各显示灯都是点动触发的，我们可以按下报警灯113不放，此时报警灯亮。精品3.7.3自动我按各步骤排列按下自动按钮后再按下启动，电源灯亮，5s后开始工作，此时A阀门打开。按下I按钮，到达中液位，A阀门关闭，B阀门打开。按下H按钮，到达咼液位，B阀门关闭,rMO搅拌机M开始运行，运行20s搅拌机H关闭，出液口 X3打开。按下J后，X3继续亮,10s后熄灭。X3X1 X2D2亍夜体亍昆

29、合装5 X2股体BX3报警灯亮2s,灭Is,闪烁5次后完成一个循环。按下停止按钮则进入复位，所有灯熄灭。3. 8组态王3.8. 1组态王的建立打开组态王，建立工程，起名字液态混合。打开C0M1选用P7-200系列的USB,使得PLC与组态王建立联系。0耐 嚎曰刃0牡 樹01荻 心B範X30根三空启动舄X2曲 $HK出 $曲呂 鲂嗨0X3加 範祐5址口 血觀5* 0手溯示U 加咖彌 0枯.开始 手动输入面板停止 日幼 启幼HJODDBDD珂歸Taa)WT:t报警：orfRttB X21/0JR21骑omM2.0VOKt?22斷 logsM2.11/023篇lowM2.21/024蹋0綽M2.51

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