基于PLC的多种液体混合控制系统设计

前言为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等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。所以为了帮助相关行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，液体混合自动配料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，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。由于PLC的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，因此具有广阔的市场前景。本次设计是将PLC用于多种液体混合装设置的控制，对学习和实用是很好的结合。本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有：1）使液体混合机能够实现安全、高效的灌装；2）满足灌装的各种技术要求；3）具体内容包括多种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。本课题应解决的主要问题是如何使PLC在灌装中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对灌装机进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探讨。目录1PLC控制系统方案设计..................................................................................11.1方案设计思路......................................................................................11.2方案的介绍..........................................................................................12硬件电路设计................................................................................................42.1总体结构.............................................................................................42.1.1面板图.......................................................................................42.1.2所需设备...................................................................................52.1.3设计要求...................................................................................52.2电器的选择..........................................................................................62.2.1液位传感器的选择.....................................................................62.2.2搅拌电机的选择.........................................................................62.2.3电磁阀的选择............................................................................72.2.4接触器的选择............................................................................82.2.5热继电器的选择.........................................................................82.3PLC的选择..........................................................................................92.4PLC的I/O口分配..............................................................................112.5液体混合装置I/O接线及操作步骤....................................................122.5.1I/O接线图................................................................................122.5.2操作步骤.................................................................................133PLC的I/O模块及软件设计..........................................................................143.1输出元件的点数统计和配置...............................................................143.2功能指令使用及程序流程图...............................................................143.2.1正/负跳变指令使用..................................................................143.2.2程序流程图..............................................................................153.3根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图......................................153.3.1控制梯形图..............................................................................153.3.2语句表.....................................................................................174系统常见故障分析及维护............................................................................184.1系统故障的概念.................................................................................184.2系统故障分析及处理.........................................................................184.2.1PLC主机系统故障分析及处理.................................................184.2.2PLC的I/O端口故障分析及处理..............................................194.2.3现场控制设备故障分析及处理.................................................194.3系统抗干扰性的分析和维护..............................................................20结束语.............................................................................................................21参考文献.........................................................................................................22附录...............................................................................................................23《电气控制及PLC技术》课程设计任务书适用班级：自动化1121学号：5，10，15，20，25，30起止时间：2012.12.17-2012.12.21一设计题目多种液体混合装置PLC控制系统设计二设计目的（1）通过多种液体混合装置PLC控制系统设计的实践，了解一般电气控制设计及PLC控制系统设计过程，掌握设计要求和主电路相关器件选择计算方法。独立完成设计任务的同时，培养学生综合运用所学的基础理论知识、基本技能和专业知识进行分析和解决实际工程技术问题的能力。（2）通过课程设计，培养查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。（3）培养工程绘图能力、编写技术报告和编制技术资料的能力。三设计要求1、设计三种液体混合装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机M，加热器H，温度传感器T组成。实现三种液体的混合，搅匀，加热等功能。2、打开“启动”开关，装置投入运行时。首先液体A、B、C阀门关闭，混合液阀门打开10秒将容器放空后关闭。然后液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL3时，SL3接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门。液面到达SL1时，关闭液体C阀门。3、搅匀电机开始搅匀、加热器开始加热。当混合液体在6秒内达到设定温度，加热器停止加热，搅匀电机工作6秒后停止搅动；当混合液体加热6秒后还没有达到设定温度，加热器继续加热，当混合液达到设定的温度时，加热器停止加热，搅匀电机停止工作。4、搅匀结束以后，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。四设计依据（1）设备概况介绍参考实验室多种液体混合模拟装置，见下图所示：五设计任务（1）根据控制要求，对主要电器元件（如传感器等）进行选择计算。（2）设计多种液体混合装置PLC控制方案，包括机型选择、I/O地址分配及I/O接线图。（4）编写PLC控制程序，上机模拟调试程序。（5）编写设计、使用说明书、设计小结及参考资料目录。六设计时间进度安排（1）了解多种液体混合装置控制要求，收集设计相关资料——1天（2）根据控制要求，对主要电器元件进行选择计算，列出明细表。设计多种液体混合装置PLC控制方案，包括机型选择、I/O地址分配及I/O接线图。——2天（5）编写PLC控制程序和上机调试程序。（指导教师检查）—