多种液体自动混合装置的PLC控制课程设计说明学习资料

1、电气控制与可编程控制器课程设计说明书题目：多种液体自动混合装置的 PLC控制目录1课题背景 31.1课题背景 31.2研究目的和意义 31.3本文的主要工作 32已知情况、控制要求、设计要求 42.1已知情况 42.2控制要求 42.3设计要求 53总体设计思路 64程序设计及调试 64.1PLC的选型及I/O 分配图 64.2梯形图、指令表及编程元件明细表 85电气设计 115.1PLC 外部接线原理图 115.2多种液体自动混合装置电气元件明细表 126安装、接线、及系统联合测试 127后期工作 137.1操作过程简要说明 137.2常见故障及排除方案 137.3编写并提交（课程）设计说明

2、书 138尚存在的问题及方案建议 149课程设计总结 1410致谢 1511参考文献 16多种液体自动混合装置的PLC控制1 课题背景1.1 课题背景随着科学技术的猛速发展， 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，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

3、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。 设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现 在混合过程中精确控制，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 .1.2 研究目的和意义 在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品 一直都是在人监控或操作下进行的， 在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程 进行自动化操作， 但是现在随着时代的发展， 这些方式

4、已经不能满足工业生产的实际 需要。实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合远远不 能满足当前自动化的需要。 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控制系统的特点： 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。本系统米用PLC是基于以下两个原因： PLC具有很高的可靠性，

5、通常的平均无故障时间都在 30万小时以上； 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；根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的PLC具有小型化、高速度、 高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的 特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。1.3本文的主要工作本文首先回顾多种液体自动混合装置的发展过程， 说明了种液体自动混合装置的 PLC控制的重要性和必然性。然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程程序控制器的优点对可 控

6、制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。 综合多种液体自动混合装 置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和 PLC程序设计，从部件的选择，流程 的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正， 使控制系统更加完善，确保系统能顺利运行。2已知情况、控制要求、设计要求2.1 已知情况：本题目用PLC来模拟并实现多种液体自动混合装置的控制<YV1><YV> C YV3 >2.2控制要求:如图所示为三种液体混合装置，SQ1 SQ2 SQ3和SQ4为液面传感器，液面淹没 时接通，液体

7、A B、C与混合液阀由电磁阀YV1、YV2 YV3 YV4控制，M为搅匀电动 机，其控制要求如下：1、初始状态装置投入运行时，液体 A、B、C阀门关闭，混合液阀门 打开20s将容器放空 后关闭。2、起动操作按下启动按钮SB1,装置开始按下列给定规律运转。(1) 液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SQ3时，SQ3接通，关闭液 体A阀门，打开液体B阀门。(2) 当液面到达SQ2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门。(3) 当液面到达SQ1时关闭阀门C,搅匀电动机开始搅匀。(4) 搅匀电动机工作1min后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。(5) 当液面下降到SQ4时，SQ4由接通变

8、断开，再过20s后，容器放空，混合液 阀门关闭，开始下一周期。3、停止操作按下停止按钮SB2后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作(停在初始状态）。2.3 设计要求 ：根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：（1 ）要求本次设计的控制装置采用 PLC技术实现；（ 2）要能完全满足控制要求；（3） 按下停止按钮后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作3 总体设计思路经过对上述设计要求的深入思考后， 对系统的设计过程有了一定的构架。 具体的 想法有一下几点：我做的系统为多种液体自动混合，需要对各种液体的液面的高度监控，因此，需 要运用到传感器进行液面高度的监控。

9、 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。具体控制方法根据题目要求，按下启动按钮时， A种液体进入容器，当达到一定 值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到一定值时，停止进入C种液体开始进入， 当达到一定深度停止所有液体进入。 搅拌机进行搅拌， 一分钟后搅拌均匀， 停止搅拌， 放出液体。经 20s 后停止放出，按停止键停止操作。液体的进入和放出，需要电磁阀的控制，液面的深度需要传感器的控制。4 程序设计及调试4.1 PLC 选型及 I/O 分配图根据设计要求、控制要求，

10、选定 PLC的型号为：FX1N系列它是日本三菱公司生产的三菱 FX1N系列，拥有28路输入、18路（继电器）输出，而本例实际只需要 6路输入、 5路输出，输出留有约 1/3 的余量，输出所留余量超出1/3，完全满足要求；拥有8K步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在50步左右，完全够用多种液体自动混合装置的 I/0 分配输人X0:启动按钮XI：限位开关SQ1X2:限位开关SQ2X3:限位开关SQ3X4:限位开关SQ4X5:停止按钮输出Y1:液体A控制阀门YV1Y2 :液体B控制阀门YV2Y3 :液体C控制阀门YV3Y4: D 口控制阀门YV4丫5:搅拌机控制M4.2编程PLC多种液体自动混合

11、装置程序工作过程简析、编程兀件明细表梯形图.多种液体混合自动装置指令表如下:0LDxn丽1SETM200ZRSTYUO13RSTYD吐4RSTYBO35SETYOD46SETMl呻1LDX0059RSTH2003LDMZO910ANDTl11SETYBO112LDP砂14ourM10016LDM100冷RSTYBO117LDM1O(J18SETYftO?19LDPXOD221ourM101nLDMIDI23RSTYBOZ24LDU1O125SETYU皿26LDPXDI0128OUTM102外LDmz30RSTY00331LDMIO?32SETYOOS33LDYfloa34OUTTO27LDTO

12、30RSTYflOS39NOP40NOP41NOP4?IDTfi43SETY90444LDF帧446OUTMI0447LDN10449SETN10549LDN10550OUTT1K20053LDII54RSTN10555LDTl56RSTV90457EMDPLC编程元件明细表:编程元件作用X0起动开关X1触发液面传感器SQ1X2触发液面传感器SQ2X3触发液面传感器SQ3X4触发液面传感器SQ4X5停止开关Y1阀门A打开液体A注入Y2阀门B打开液体B注入Y3阀门C打开液体C注入Y4阀门D打开混合液流出Y5电动机转动TO电动机转动定时T1混合液流岀定时M200中间继电器，使阀 A门打开M1OO中

13、间继电器，使阀门 A关闭，使阀门B打开M1O1中间继电器，使阀B门关闭，使阀C门打开M102中间继电器，使阀门 C关闭，使搅拌机工作M104中间继电器，使M105置位M105使计时器T1计数5电气设计5.1 PLC外部接线原理图5.2 多种液体自动混合装置电气元件明细表参考电气控制与PLC应用（胡汉文丁如春主编，人民邮电出版社，2009.5）第9章设计样例，拟定本顺控设备电气元件明细表如表2所示。序号文字符号名称型号规格单位数量备注11#PLC1 号 PLCF1N-240M8路输入8路输岀台1求是生产6安装、接线、及系统联合测试按照电气设计图完成接线，对程序系统与电气系统进行联合测试， 详细步

14、骤 略。如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止7后期工作7.1 操作过程简要说明 本实验在试验箱上模拟了多液体自动混合装置的工作过程， 用按钮代 替液 面出发开关，用信号灯表示阀门和电动机的工作状态（1）启动开接通时，系统开始工作，电磁阀YV1打开A液体注入（丫1灯亮）。 当起动开关断开时，信号灯运行完一个周期后才熄灭。（2）当液体液位到达SQ3位置时，触动开关X3,电磁阀YV2打开B液体注 入，（丫2灯亮）。（3） 当液体液位到达SQ2位置时，触动开关X2,电磁阀YV3打开C液体 注入，（丫3灯亮）。（4）当液体液位到达SQ1位置时，触动开关XI,搅匀电动机开始搅匀，（丫5

15、 灯亮），同时计时器TO开始计时，1min钟后计时完毕，电磁阀YV4阀门 打开，（丫4灯亮）。（5）开始放出混合液体，当液面下降到 SQ4时，出动X4按钮，计时器T2 开始计时20s，计时完毕完成了一个周期的控制，开始进行下一个周期。7.2 常见故障及其排除方案（1）检查PLC能否完成1个工作流程？ 不能：程序错误解决方案：程序重编（2）检查PLC能否从最后1步（丫4）回到第1步（Y1）开始新一轮循环？ 不能：程序错误解决方案：程序重编（3）检查PLC能否实现连续运行？ 不能：程序错误解决方案：程序重编7.3 编写并提交 （ 课程）设计说明书 “课程设计说明书”包括以下内容：（1）封面(2)

16、课程设计任务书(3) 摘要(4) 目录(5) 已知情况、控制要求、设计要求(6) 总体设计思路(7) 程序设计及调试(8) 电气设计(9) 安装、接线、联合测试(10) 后期工作(11) 课程设计总结(12) 致谢(13) 主要参考文献及资料8 尚存在的问题及方案建议本设计方案虽然“设计简约，考虑面广，满足要求” ，但至少存在以下 2 个 问题尚未解决：(1)由于试验设备的限制，只能制作成手动的控制装置，与实际根据液压传 感器来自动控制装置的试验现象相差较大， 到达指定液位时装置就自动变化的现 象可能有时不太明显观察。( 2)随时停止工作：在设过程中，为了简化操作过程，对 PLC 未加装强制停

17、 止按钮，突发情况不能强制停止。9 课程设计总结小学期课程设计是非常难得的一次理论与实践相结合的机会，通过这次小 学期对“多种液体自动混合装置的PLC控制”的设计使我摆脱了单纯理论学习的 状态，和眼高手低的毛病，通过本次PLC的课程设计，使我了解到PLC的重要性。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， 在此次设计中， 我们遇到了许多困难， 通过对自 身的查找，我找出几点不足之处：1，

18、不太会利用查翻资料。遇到困难，首先不先查看资料，过多依赖同学和 老师的帮助，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，为以后以后的工作学习找到了方向和前进的动力。通过这次PLC课程设计实践。我学会了 PLC的基本编程方法，对PLC的工作 原理和使用方法也有了更深刻的理解。 在对理论的运用中， 提高了我们的工程素 质，在没有做实践设计以前， 我们对知识的撑握都是理论上的， 对一些细节不加 重视，当我们把自己想出来的程序用到 PLC中的时候，问题出现了，不是不能运 行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。 这样，我就只能一个一个问题的去 解决，通过查阅资料或者是请教同学， 一次一次的调试程序， 最后达到设计要求。 使得我对 PLC 的理解得到加强，看到