毕业设计_PLC控制液体自动混合装置

PLC控制液体自动混合装置

摘要

在众多生产领域中，经常需要对贮槽，贮罐，水池等容器中的液位进行监控，以往采用传统的继电器接触器控制，使用的硬件连接多，可靠性差，自动化程度不高，目前已有许多的企业采用先进控制器对传统的控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自动化程度，为企业提供了更可靠的生产保障。

本文介绍了基于FX2N型号的可编程控制器（PLC），组态软件的液面控制系统的设计方案，采用PID算法实现液面的自动控制。利用组态软件设计人机画面，通过串行口和可编程控制器通信实现控制系统的实时监控，现场数据的采集和处理，其结构简单，监控系统不仅自动化程度高，还具有在线修改功能，灵活性强。

关键词：PLC 液面控制触摸屏变频

Abstract

In many areas of production, often need to tank of the storage tanks, tank containers, liquid level of monitoring, the traditional relay-contactor, using the hardware connection, poor reliability, automation degree is not high, many enterprises to adopt advanced controller to improve the traditional, greatly improving the reliability and degree of automation control system, provides a more reliable guarantee for the production of enterprises.

This paper introduces a programmable controller based on FX2N model (PLC), design of liquid level control system configuration software, using PID algorithm to realize automatic control of liquid level. Using configuration software to design man-machine interface, through the serial port and can realize real-time monitoring control system for communication programming controller, field data collection and processing, the structure is simple, the monitoring system is not only a high degree of automation, but also changes with the online function, flexibility.

Key words: PLC level control touch screen frequency converter

目录

摘要 (1)

Abstract (2)

目录 (3)

第一章绪论 (5)

1.1本课题设计背景 (5)

1.2本课题设计内容 (6)

1.3本课题设计的目的和意义 (6)

第二章系统控制方案的确定 (8)

2.1 采用PLC控制液体自动混合的优点 (8)

2.2 系统设计的基本步骤 (8)

2.3 系统控制方案 (9)

第三章系统硬件设计 (11)

3.1可编程控制器（PLC）的选型 (11)

3.1.1 PLC机型的选择与特点 (11)

3.1.2 模拟量输入输出模块（FX0N-3A） (13)

3.2 水泵选型 (14)

3.3 变频器选型 (15)

3.4 触摸屏 (16)

3.4.1 触摸屏的工作原理 (16)

3.4.2 触摸屏的主要类型 (16)

3.5 液位传感器 (17)

3.5.1 液位传感器简介 (17)

3.5.2 液位传感器的工作原理 (17)

3.6 流量计 (18)

3.6.1 电磁流量计简介 (18)

3.6.2 电磁流量计的工作原理 (18)

3.7 硬件接线图 (18)

第四章 PID控制器的设计 (21)

4.1 PID控制算法及特点 (21)

第五章系统软件设计 (23)

5.1 程序设计编程基本原则与注意问题 (23)

5.1.1 程序设计（梯形图）编程基本原则 (23)

5.1.2 程序设计注意问题 (23)

5.2 程序设计 (23)

5.3 变频器参数设定 (24)

5.5元器件列表 (25)

第六章PLC如何控制液面 (27)

6.1 自动控制液面 (27)

总结 (29)

致谢 (1)

参考文献 (2)

附录一程序流程图 (3)

附录二程序 (4)

附录三系统结构图 (35)

附录四PLC外部接线图 (35)

附录五主电路图 (35)

第一章绪论

1.1本课题设计背景

20世纪20年代起，人们把各种继电器、定时器、接触器及其触点按一定的逻辑关系连接起来组成控制系统，控制各种生产机械，这就是大家所熟悉的传统继电接触器控制系统.由于它结构简单、容易掌握、价格便宜，在一定范围内能满足控制要求，因而使用面甚广，在工业控制领域中一直占主导地位.但是继电接触器控制系统有明显的缺点：设备体积大，可靠性差，动作速度慢，功能少，难与实现较复杂的控制，特别是由于它是靠硬连线逻辑构成的系统，接线复杂，当生产工艺或对象改变时，原有的接线和控制盘就要更换，所以通用性和灵活性较差.

20世纪60年代末期，美国的汽车制造业竞争激烈，各生产厂家的汽车型号不断更新，它必然要求生产线的控制系统亦随之改变，以及对整个开展系统重新配置.为抛弃传统的继电接触器控制系统的束缚，适应白热化的市场竞争要求，1968年美国通用汽车公司公开向社会招标，对汽车流水线控制系统提出具体要求，归纳起来是：（1）编程方便，可现场修改程序

（2）维修方便，采用插件式结构

（3）可靠性高于继电器控制装置

（4）体积小于继电器控制盘

（5）数据可直接送入管理计算机

（6）成本可与继电器控制盘竞争

（7）输入可以是交流150V以上

（8）输出为交流115V，容量要求在2A以上，可直接驱动接触器，电磁阀等（9）扩展时原系统改变最小

（10）用户存储器至少能扩张到4KB（适应当时汽车装配过程的需要）

十项指标的核心要求是采用软布线（编程）方式代替继电控制的硬接线方式，实现大规模生产线的流程控制。

美国国际电工委员会（IEC）在1987年对可编程序控制器做出如下定义：可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统，它采用了可编程序的存储器，用来在其内部进行存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、记数和算术运算等功能的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入或输出，控制各种类型的机械或