PLC技术及应用(FX2N系列)-八混合液

PLC技术及应用——FX2N系列

中等职业学校电气运用与维修专业供用电专业教学用书高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS主编姜治臻项目任务项目分析项目实施基本指令详解知识测评项目评估项目八：液体混合系统控制返回

液体混合装置如图所示，此装置有搅拌电动机M（1.5KW）及混合罐，罐内设置上限位SL1、中限位SL2和下限位SL3液位传感器，电磁阀门YV1和YV2控制两种液体的注入，电磁阀门YV3控制液体的流出。控制要求是将两种液体按比例混合，搅拌60s后输出混合液。请用PLC实现控制过程。一、项目任务二、项目分析1、初始状态工作前,混合罐保持空罐状态。2、过程控制按下起动按钮，开始下列操作：（1）开启电磁阀YV1，开始注入液体A，至液面高度到达液面传感器SL2处时（此时SL2和SL3为ON），停止注入液体A，同时开启电磁阀YV2注入液体B，当液面升至液面传感器SL1处时，停止注入液体B。（2）停止注入液体B时，开启搅拌机，搅拌混合时间为60s。（3）停止搅拌后开启电磁阀YV3，放出混合液体，至液体高度降到液面传感器SL3处后，再经5s关闭YV3。（4）循环（1）（2）（3）工作。3、停止操作按下停止键后，在当前循环（操作过程）完毕后，停止操作，回到初始状态。返回三、项目实施1.主回路设计2.确定I/O点总数及地址分配3.控制回路4.设备材料表5.程序设计6.运行调试返回1.主回路设计

主回路控制的对象有一台电动机和三只电磁阀，电动机因功率较小采用直接起动控制方式，电磁阀因其通电瞬间电流较大，PLC输出点通过中间继电器或接触转换后再接电磁阀线圈。主回路控制图如图所示，回路中采用了10个电气元件，分别为断路器QF1和QF2，电磁阀门YV1～YV3，接触器KM，热继电器FR，还有中间继电器KA1～KA3。其中，KM的线圈与PLC的输出点连接，KA的线圈与PLC的输出点连接，FR的辅助触点与PLC的输入点连接，可以确定主回路中需要1个输入点与4个输出点。主回路输入1个输入点输出4个输出点。2.确定I/O点总数及地址分配

控制回路中有两个控制按钮，起动按钮SB1和停止按钮SB2；三个液位限位开关SL1～SL3。这样整个系统总的输入点数为6个，输出点数为4个。PLC的I/O分配地址如表所示：输入信号输出信号1启动按钮SB11接触器KM2停止按钮SB22中间继电器KA13上限液位开关SL13中间继电器KA24中限液位开关SL24中间继电器KA35下限液位开关SL36热保护继电器FRX0X1X2X3Y0Y1X4X53.控制回路4.设备材料表设备材料表序号符号设备名称型号、规格单位数量备注1M电动机Y-112M-4380V、1.5KW、1378r/min，50HZ台12PLC可编程控制器FX2N-16MR-001台13QF1断路器DZ47-D10/3P只14QF2断路器DZ47-D20/3P只15QF3断路器DZ47-D10/1P只16FU熔断器RT18-32/6A只27KM交流接触器CJX2（LC1-D）-9线圈电压220V只18SB按钮LA39-11只29FR热继电器JRS1（LR1）-D09306/2.9A只110SL液位开关LV20-1201只311KA中间继电器JZ7-44吸引线圈工作电压AC220V只312YV电磁阀DF-50-AC:220V只35.程序设计

液体混合是典型的步进过程控制根据要求设计功能图如图所示液体混合装置步进控制功能图

根据功能图写出PLC梯形图6.运行调试

根据原理图连接PLC线路，检查无误后。将程序下载到PLC中，运行程序，观察控制过程。PLC实训台模拟调试接线图。

PLC实训台模拟调试接线图。输出端接线输入端接线四、基本应用技巧返回PLC与外部设备的连接PLC常见的输入设备有按钮、行程开关、接近开关、转换开关、编码器、各种传感器等，输出设备有继电器、接触器、电磁阀等。这些外部元件或设备与PLC连接时，必须符合PLC输入和输出接口电路的电气特性要求，才能保证PLC安全可靠的工作。1.

PLC与主令电器类(机械触点)设备的连接如图2.8.6所示是与按钮、行程开关、转换开关等主令电器类输入设备的接线示意图。图中的PLC为直流汇点式输入，即所有输入点共用一个公共端COM，输入侧的COM为PLC内部DC24V电源的负极，在外部开关闭合时，经光电隔离后进入PLC的CPU中。图2.8.6

PLC与主令电器类输入设备的连接示意图1.对于输入信号，在编程使用时要建立输入继电器的概念。2.PLC的输入继电器X具有常开触点和常闭触点两种开关状态特性。3.外部起动按钮、停止按钮、热保护与PLC接线连接的是常开触点。注意事项：在程序中使用常开触点时，外部连接也使用常开触点，PLC内部状态与外部输入的状态是一致的。在程序中使用常闭触点时，外部连接常采用常开触点，PLC常闭触点状态与外部输入的常开触点状态是相反的。即外部输入没有接通时，输入继电器X的常闭触点是闭合的。外部输入接通时，输入继电器X的常闭触点是断开的。我们习惯在PLC程序中用停止按钮或热保护的常闭触点状态，那么在PLC外部接线时需要使用外部器件的常开触点进行输入。2．PLC与传感器类（开关量）设备的连接传感器的种类很多，其输出方式也各不相同，但与PLC基本单元连接的传感器只能是开关量输出的传感器，模拟量输出的传感器需要特殊功能模块。当采用接近开关、光电开关等两线式传感器时，由于传感器的漏电流较大，可能出现错误的输入信号而导致PLC的误动作，此时可在PLC输入端并联旁路电阻Ｒ，如图所示与X6连接的二线制传感器的接线方式。图中与X2连接发的是使用PLC输出电源的三线制的传感器的接线方式；与X13连接发的是使用外部直流电源供电的三线制传感器的接线方式，需要将外部直流电源与PLC内直流电源共地。图

PLC与传感器类（开关量）设备的连接示意图3．PLC与输出设备的一般连接方法

PLC与输出设备连接时，不同组（不同公共端）的输出点，其对应输出设备（负载）的电压类型、等级可以不同，但同组（相同公共端）的输出点，其电压类型和等级应该相同。要根据输出设备电压的类型和等级来决定是否分组连接。如图所示，KM1、KM2、KM3均为交流220V电源情况，所以COM1组公共端；而KA则使用了COM2组，保证了不同电压等级的输出设备连接的安全性。要注意的是在设计过程中，尽可能采取措施使PLC输出端连接的控制元件为同一电压等级。另外还要注意，在PLC输出继电器同为ON时可能造成电气故障的情况，应首先考虑外部互锁的解决措施。例如图中KM2与KM3之间具有外部互锁的接线情况。图

PLC与一般输出设备的连接示意图4．PLC与感性输出设备的连接直流感性负载，在其两端并联续流二极管。例，图中与Y4连接的是直流感性负载；交流感性负载，在其两端并联阻容吸收电路。例，图中与Y0连接的是交流感性负载图中，续流二极管选用额定电流大于负载电流、额定电压大于电源电压的5-10倍；电阻值可取50~120Ω，电容值可取0.1~0.47μF，电容的额定电压应大于电源的峰值电压。上述接法是在PLC额定输出要求的情况下才连接，继电器输出型PLC的输出特性为AC250V、DC30V（2A）以下，如果某感性设备额定电压或额定电流超出范围，则需要通过中间继电器或接触器来连接。图2.8.9

PLC与感性输出设备的连接示意图五、知识测评返回1.选择题

1）下面哪种信号不能作为PLC基本功能模块的输入信号（）。

A.按钮开关B.热继电器的常闭触点

C.连接型压力传感器D.温度开关（2）继电器输出型PLC的输出点的额定电压电流是（）。

A.DC250/2AB.AC250/2AC.DC220/1AD.AC220V/1A（3）并接于直流感性负载的续流二极管，其反向耐压值至少是电源电压的多少倍（）。

A.5B.3C.20D.11（4）晶体管输出型PLC的输出点的额定电压电流约是（）。

A.DC250/2AB.AC250/2AC.DC24/0.5AD.AC220V/0.5A（5）属于初始化状态器的有（）

A.S9B.S20C.S246D.S2502.应用拓展如图所示，编制三种液体自动混合的控制程序，并运行调试程序（1）初始状态容器是空的，YV1、YV2、YV3、YV4均为OFF，SL1、SL2、SL3为OFF，搅拌机M为OFF。（2）启动操作按一下启动按钮，开始下列操作：<1>YV1=YV2=ON，液体A和B同进入容器，当达到SL2时，SL2=ON，使YV1=YV2=OFF，YV3=ON，即关闭YV1、YV2阀门，打开液体C的阀门YV3。<2>当液体达到SL1时，YV3=OFF，M=ON，即关闭阀门YV3，电动机M启动开始搅拌。<3>经10s搅拌均匀后，M=OFF，停止搅动。<4>停止搅拌后放出混合液体，YV4=ON，当液面降到SL3后，再经5s停止放出，YV4=OFF。（3）停止操作按下停止键，在当前混合操作处理完毕后，才停止操作。六、项目评估返回评价项目评价内容配分评价标准得分课堂学习能力学习态度与能力10态度端正，学习积极思维拓展能力拓展学习的表现与应用10积极的拓展学习并能正确应用团结协作意识分工协作，积极参与5