多种液体自动混合装置的PLC控制

题目：多种液体自动混合装置的PLC控制

系别：电气工程系

姓名：

学号：

指导教师：

石家庄铁道大学

2011年１２月２５日

摘要

随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，但是我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。

我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。

我设计的题目是“多种液体自动混合装置的PLC控制”，此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O分配，梯形图，指令表，接线图，电气原理图及情况说明, 经过多次修改和调试，最终完成了这次实验。

本文通过对“多种液体自动混合装置的PLC控制”的分析，解决了按下启动按钮SB1，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；当液面到达SQ2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门；当液面到达SQ1时关闭阀门C，搅匀电动机开始搅匀；搅匀电动机工作1min后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体等控制问题，实现了控制装置根据液位不同时状态自动转换的的任务。

同时本文还论述了在进行程序设计时遇到的问题和不足，最终我们通过自己的努力解决了这些问题。

关键词：自动控制 PLC 多种液体自动混合

目录

一、背景与意义 (4)

1、课题背景 (4)

2、研究目的和意义 (4)

二、已知情况，控制要求，设计要求 (5)

1、已知情况 (5)

2、控制要求 (6)

3、设计要求 (7)

三、总体设计思路 (7)

四、程序设计及调试 (7)

1、PLC的选型及I/0分配图 (8)

2、梯形图，指令表及编程元件明细表 (9)

五、电气设计 (12)

1、PLC外部接线原理图 (12)

六、课程设计总结 (12)

七、参考文献 (13)

多种液体自动混合装置的PLC控制

一、背景与意义

1、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。

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：

①系统自动工作；

②控制的单周期运行方式；

③由传感器送入设定的参数实现自动控制；

④启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。

本系统采用PLC是基于以下两个原因：

①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；

②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。

二、已知情况、控制要求、设计要求

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

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）。

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

三、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