液体混合控制系统设计说明
用PLC实现多种液体自动混合控制
用PLC实现多种液体自动混合控制近年来PLC在处理速度、控制功能、通信能力以及控制领域等方面都不断有新突破，因此当今PLC是集计算机技术、通信技术和自动控制技术为一体的新型工业控制装置，它具有可靠性高，编程方便、环境要求低、体积小、重量轻、功耗低等特点，是一种专为工业控制设计及过程控制的数字运算操作的电子系统，是实现机电一体化的理想控制设备。
PLC的应用范围很广泛，目前国内市场的PLC较常见的进口机有美国的AB 公司和通用电气（CE）公司，日本的三菱公司的立石公司，以及德国的西门子公司的产品。
日本松下电工公司的FP系列PLC进入国内市场相对较晚，但因其品种齐全、功能完善，而且在设计上有其独到之处，所以近年来推广很快。
FP1系列机属于小型机，它一般由主控单元、扩展单元、智能单元三部分组成。
该系列包括有C14, C16, C24, C40, C56, C72六种型号的主机和E8,E16,E24,E40四种型号的扩展单元。
主控单元加扩展单元的I/O点数最大可扩展至152点。
FP1系列不但硬件配置齐全，而且软件功能也很强，共有192条指令。
它具有结构紧凑、硬件配置齐全、软件功能强大等特点，而且它的某些功能甚至可与大型机相媲美，所以具有较高的性价比，特别适合于在轻工行业的中小型企业中推广应用。
本文采用日本松下公司生产的FP1系列C40---AFP12416（电源电压为AC100—240V，输入点数为24点，输出点数为16点，输入电压为DC24V，输出类型为继电器输出，AFP12416为品名）可编程控制器为主控部件，设计了一种对多种液体进行自动混合的控制系统。
一、系统简介及控制要求多种液体混合控制主要是将3种液体分别注入、搅拌、加热，最终达到自动混合的目的，L1、L2、L3为液位传感器，被液面淹没时输出高电平；Y1、Y2、Y3、Y4为电磁阀，得电时打开，失电时关闭；M为搅拌电机；H为加热器，如图1所示。
具体控制要求如下：1.初始状态容器是空的，阀门Y1、Y2、Y3、Y4均为OFF,液位传感器L1、L2、L3均为OFF，搅拌机M为OFF，加热器H为OFF。
三菱PLC混合液课程设计
集美大学机制专业课程设计论文（机电方向）专业：机械设计制造及其自动化（08级）姓名：郑长安班级：机制0811-0814（机电方向）学号：2008710047指导教师：弓清忠雷慧集美大学机制专业（机电方向）课程设计任务书目录一、概述……………………………………………………1.1课程设计的目的……………………………………………1.2 可编程控制器(PLC)简介…………………………………二、课程设计题目…………………………………………三、系统方案及元件介绍…………………………………四、控制系统设计…………………………………………4.1 系统I/O口分配和端子接线图……………………………4.2 主电路图设计……………………………………………4.3控制程序流程图…………………………………………4.4控制梯形图以及状态转移图……………………………4.5指令表………………………………………………………4.6控制程序时序图…………………………………………五、系统调试及结果分析…………………………………5.1 系统调试…………………………………………………5.2问题及结果分析…………………………………………六、心得体会………………………………………………七、参考文献………………………………………………一、概述1.1课程设计的目的：可编程序控制器（PLC）是以微处理器为核心的通用工业控制装置，它将传统的继电器—接触器控制系统与计算机控制技术紧密结合，集计算机、控制、通信于一体，为工业自动化提供了近乎完美的现代化自动控制装置。
近年来，可编程序控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。
为此，各高校的电气自动化、电器工程、供用电技术、机电一体化等相关专业相继开设了有关可编程序控制器原理及应用的课程。
高等工科院校培养目标的首要任务是培养具有创新精神的实践能力的各类技术人才，这种人才培养的目标实现必须具有一定的实践教学环节。
毕业设计 多种液体混合PLC控制系统设计报告
（一）课程设计的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应用越来越广泛。
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。
设计的多种液体混合装置利用可编程控制器可以实现在混合过程中进行精确控制，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。
（二）课程设计的目的及意义在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行所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，原来的液体混合装置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，传感器技术与机电一体化装置。
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。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
他采用可以编制程序的储存器用来在其内部储存执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。
有以下主要特点：1）使用灵活，通用性强2）可靠性高，抗干扰能力强3）接口简单、维护方便4）体积小、功耗少、性价比高5）编程简单容易掌握6）设计施工调试周期短所以根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用PLC作为我们的控制系统。
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。
（三）课程设计的内容实现基于S7-200多种液体混合控制系统设计。
两种液体的混合装置PLC控制系统设计说明
两种液体的混合装置PLC控制系统设计设有两种液体A和B在容器按照一定比例进行混合搅拌，装置结构如图10-1所示。
其中SL1、SL2、SL3为液面传感器，当液面淹没时分别输出信号。
YV1、YV2、YV3为电磁阀，M为搅拌用电动机。
图10-1 两种液体混合装置示意图1．控制要求(1)初始状态此时各阀门关闭，容器是空的。
YV1=YV2=YV3=OFFSL1=SL2=SL3=OFFM=OFF(2)启动操作合上起动开关，开始下列操作：①YVl=ON，液体A流入容器，当液面到达SL3时，YV1=OFF, YV2=ON;②液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，M=ON，开始搅拌（设时间为16 s）。
在搅拌期间，为了搅拌的均匀，缩短搅拌时间，要求：正、反转搅拌；③混合液体搅拌均匀后，M=OFF，YV3=ON，放出混合液体。
④当液体下降到SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20 s后容器放空，关闭YV3。
(YV3=OFF)完成一个操作周期；⑤只要没断开开关，则自动进入下一操作周期。
(3)停止操作当断开起停开关，待当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。
(4)拖动情况搅拌机由一台三相异步电动机拖动，要求电动机可正、反转，直接起动，自由停机。
2．设计要求(1)完成控制要求中的控制过程。
(2)搅拌液体时，要求：正、反搅拌交替进行。
(3)在发生突发事件后（如突然停电）整个控制系统能继续突发事件前工作状态工作，也能通过手动使系统回到原始（循环工作前）状态。
(4)作出I/O分配表、PLC的I/O接线图。
设计流程图、梯形图、指令表、调试操作板布置图。
(5)编制设计使用说明书。
3．设计过程(1) I/O分配表（见表10 -1）在了解了系统工艺要求和控制要求后，首先要做I/O分配，把已知的输入信号和输出信号分配给PLC的指定I/O端子。
表10-1 I/O分配表(2) PLC的I/O接线图（见图10 -2）图10-2 PLC的I/O接线图(3)设计梯形图程序根据控制要求，选择用顺序控制设计两种液体混合装置的系统控制，其步骤如下：①A液体流入（对应的Y11=ON），当SL3液面中位传感器动作(X3=ON)，使KV1停止工作( Y11=OFF)。
基于PLC的多种液体混合灌装机控制系统设计
基于PLC的多种液体混合灌装机控制系统设计摘要以三种液体的混合灌装控制为例，将三种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。
并形成循环状态。
液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。
设计以液体混合控制系统为中心,从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。
关键词：多种液体，混合装置，自动控制I目录第1章绪论 (3)第2章系统总体设计 (4)2.1 方案的选择 (4)2.2 系统总体设计 (4)第3章硬件设计 (6)3.1 硬件选型 (6)3.1.1液位传感器的选择 (6)3.1.2 温度传感器的选择 (6)3.1.3搅拌电机的选择 (7)3.1.4 电磁阀的选择 (7)3.1.5 接触器的选择 (7)3.1.6 热继电器的选择 (8)3.1.7 PLC的选择 (8)3.1.8 储罐的选择 (8)3.2 硬件电路设计 (8)3.2.1输入/输出地址分配如表3-2 (8)3.2.2液体混合装置输人/输出接线 (10)第4章软件设计 (12)4.1 系统流程（流程图） (12)4.2根据控制分配的I/O地址及仿真 (15)第5章系统常见故障分析与维护 (15)结论 (16)参考文献 (17)附录………………………………………………………………………...错误!未定义书签。
第1章绪论在工业生产中，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,多种液体混合是必不可少的工序, 而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。
第10章多种液体混合装置控制
5.关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。
三、程序流程图
四、I/O分配
PLC地址（PLC端子） 电气符号（面板端子）
功能说明
多种液体混合装置控制
多种液体混合装置控制
一、工艺要求
二、控制要求
1.总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合 模拟装置，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。
X00
SD
启动（SD）
X01
SL1
液位传感器SL1
X02
SL2
液位传感器SL2
X03
SL3
液位传感器SL3
X04
T
温度传感器T
Y00
YV1
进液阀门A
Y01
YV2
进液阀门B
Y02
YV3
进液阀门C
Y03
YV4
排液阀门
Y04
YKM
搅拌电机
Y05
H
加热器
主机COM、面板COM接电源GND
电源地端
主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、 接电源GND
七、程序设计
电源地端
面板V+接电源+241.检查实训设备中器材及调试程序。 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的
接线，认真检查，确保正确无误。 打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，
多种液体自动混合装置的PLC控制讲解
2、 状态转移图及状态功能
第二步：绘制状态转移图 顺序控制若采用步进指令编程，则需根据流程图画出状态
二、项目介绍
由PLC控制的多种 液体自动混合装置，适 合如饮料的生产、酒厂 的配液、农药厂的配比 等。L1、L2、L3为液位 传感器，液面淹没时接 通，两种液体的流入和 混合液体放液阀门分别 由电磁阀YV1、YV2、 YV3控制，M为搅拌电动 机。
二、项目介绍
控制要求：
（1）初始状态。装置初始状态为：液体A、液体B阀 门关闭（YV1、YV2为OFF），放液阀门将容器放空 后关闭。 （2）启动操作。按下启动按钮SB1，液体混合装置 开始按下列规律操作。
转移图。状态转移图是用状态继电器(简称状态)描述的流程图。
状态元件是构成状态转移图的基本元素，是可编程序控制器的 元件之一。
2、 状态转移图及状态功能
状态可提供以下三种功能 ： (1) 驱动负载。状态可以驱动M、Y、T、S等线圈。可以
直接驱动和用置位SET指令驱动，也可以通过触点联锁条件来
驱动。例如，当状态S20置位后，它可以直接驱动Y1。在状态 S20与输出Y1之间有一个联锁条件Y2。 (2) 指定转移的目的地。状态转移的目的地由连接状态之 间的线段指定，线段所指向的状态即为指定转移的目的地。 例如，S20转移的目的地为S21。
顺控设计法的设计步骤
功能表图的绘制 根据以上分析和被控对象工作内容、步骤、顺序和控 制要求画出功能表图。绘制功能表图是顺序控制设计法中 最为关键的一步。 功能表图又称做状态转移图，它是描述控制系统的控 制过程、功能和特性的一种图形。 功能表图不涉及所描述控制功能的具体技术，是一种 通用的技术语言，可用于进一步设计和不同专业的人员之 间进行技术交流。 各个 PLC 厂家 都 开发 了 相 应 的 功 能 表 图 ， 各 国 家 也 都制 定 了 国 家 标 准 。 我 国 1986 年 颁 布 了 功 能 表 图 国 家 标 准 （GB6988.6-86）。
基于PLC的液体混合控制系统设计
基于PLC的液体混合控制系统的设计摘要可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
PLC 最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机，印刷机，订书机，组合智能窗帘，磨床，包装等。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。
本文以三种液体的混合灌装控制为例，将三种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到控制要求才能将混合的液体输出容器，并形成循环状态。
液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。
设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。
关键词PLC 控制液体混合说明The design of liquid mixing control system based on PLCABSTRACTWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors..The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control proces s, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of double invert ed pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established.Themake a control design to double inverted pendulum on the mathematical m odel, and determine the system performance index weightmatrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the si mulation of the system is made by . After several test matrix value the results are n ot satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Sim ulation results show: The system response can meet the design requirements effecti vely after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for meat. the system state feedback control matrix.Keywords PLC cylinder pneumatic Fout degrees of freedom目录第一章绪论 (1)1.1 课题的研究背景和历史意义 (3)1.2 选题的目的和意义 (4)第二章液体混合控制系统PLC控制系统的设计 (5)2.1 PLC简介 (6)2.1.1 PLC的定义 (8)2.1.2 PLC的用途 (9)2.2 PLC的组成 (11)2.2.1中央处理单元 (13)2.2.2存储器 (14)2.2.3输入输出单元 (16)2.2.4通讯接口 (17)2.2.5智能接口模块 (18)2.2.6编程装置 (19)2.2.7电源 (19)第三章控制系统设计 (20)3.1 硬件设计 (20)3.2 混合装置的基本组成 (20)3.3 液体混合装置电气原理图的绘制 (21)3.4 PLCI/O点分配及外部硬件接线图 (22)3.5液体混合系统运行流程图 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1 课题的研究背景和历史意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
PLC两种液体混合控制
专题实验一：两种液体混合控制一、任务说明：上限位、下限位和中线位液体传感器被液体淹没时为1状态，阀A、阀B和阀C为电磁阀，线圈通电时打开，线圈断电时关闭。
开始时容器是空的，各阀门均关闭，各传感器均为0状态。
按下启动按钮，打开阀门A，液体A进入容器，中限位开关变ON时，关闭阀门A，打开阀B，液体B流入容器，液面上升到上限位开关时，关闭阀门B，电动机M 运行，搅拌液体；1min后停止搅拌，打开阀C，放出混合液体；当液体至下限位开关之后5S，容器放空，关闭阀C，打开阀A，开始下一周期的操作。
按下停止按钮后，当前工作周期的操作结束后，才停止操作，并返回初始状态。
二、I/O地址分配序号地址元件说明序号地址元件说明1 I0.2 S1 上限位按钮 6 Q0.3 Y4 排水阀2 I0.3 S2 中限位按钮7 Q0.4 M 电动机3 I0.4 S3 下限位按钮8 Q0.5 L1 上限位指示灯4 Q0.1 Y1 液体A 9 Q0.6 L2 中限位指示灯5 Q0.2 Y2 液体B 10 Q0.7 L3 下限位指示灯三、硬件接线图四、软件设计思路启动混合液体系统时，SM0.1为初始脉冲并扫描一个周期。
M0.0接通并保持，使Q0.1输出，电磁阀A开启液体A开始流入容器中。
当页面上升至下限位L3时，下限位传感器给出信号，I0.4接通，点亮下限位指示灯D3（Q0.7通电）；当液面上升至中限位L2时，中限位传感器给出信号，I0.3接通，点亮中限位指示灯D2（Q0.6通电），并关闭电磁阀A(QO.1断电)，同时打开电磁阀B(Q0.2通电)，液体B开始流入容器中，当液体上升至上限位L1时，上限位传感器给出信号，I0.2接通，点亮上限位传感器指示灯D1（Q0.5通电），并关闭电磁阀B（Q0.2断电），同时启动搅拌电动机M(Q0.4通电)，搅拌1min后，电动机M停止搅拌（Q0.4断电），并打开电磁阀C(Q0.3通电)，混合液体流出容器，随着混合液体流出，传感器信号逐渐消失，液面指示灯依次熄灭，当液面下降至下限位后，再延时5秒，容器放空，关闭电磁阀C（Q0.3断电），并打开电磁阀A(Q0.1通电)，开始下一个周期工作过程。
西门子S7-1200多液体混合控制系统PLC课程设计报告
交通学院电控与PLC课程设计报告院(部)别信息科学与电气工程学院班级电气学号姓名指导教师时间 2017.12.11--2017.12.22课程设计任务书题目多液体混合控制系统学院信息科学与电气工程学院专业电气工程及其自动化班级电气学生学号12 月 11 日至 12 月 22 日共 2 周指导教师(签字)院长(主任) (签字)2017 年 12月 20 日目录摘要............................................................... - 1 -一、基础题............................................................ - 2 -1. 1天塔之光...................................................... - 2 -1.1.1设计要求................................................. - 2 -1.1.2设计思路................................................. - 2 -1.1.3部分程序梯形图........................................... - 3 -1.2PLC控制电机正反转.............................................. - 4 -1.2.1设计要求................................................. - 4 -1.2.2设计思路................................................. - 4 -1.2.3电路接线图............................................... - 5 -1.2.4程序梯形图............................................... - 5 -二、组合题 PLC 实现多液体自动混合控制.............................. - 6 -2.1设计要求....................................................... - 6 -2.2设计思路及流程图............................................... - 6 -2.3 实验器材...................................................... - 7 -2.4 I/O分配...................................................... - 8 -2.5 程序梯形图................................................... - 8 -2.6 设计中遇到的问题，解决方法................................... - 12 -2.7实验效果图.................................................... - 13 -三、课程设计总结..................................................... - 14 - 参考文献.......................................................... - 14 -摘要本课程设计为基于PLC的多种液体混合控制系统，是以控制三种液体的混合装置为例，将三种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后并加热到一定的温度才能将混合的液体排出装置，并形成自动循环状态。
多种液体自动混合实训报告
多种液体自动混合实训报告班级:电气1052班姓名:胡永彬学号：杨念峰朱弈蓉一·任务描述容器是空的，Y1，Y2，Y3，Y4电磁阀和搅拌机均为OFF，液面传感器L1，L2，L3均为OFF。
启动操作按下启动按钮，开始下列操作：⑴电磁阀Y1闭合（Y1=ON），开始注入液体A，至液面高度为L3（L3=ON）时，停止注入液体A（Y1=OFF），同时开启液体B电磁阀Y2（Y2=ON）注入液体B，当液面高度为L2（L2=ON）时，停止注入液体B（Y2=OFF），同时开启液体C电磁阀Y3（Y3=ON）注入液体C，当液面高度为L1（L1=ON）时，停止注入液体C（Y3=OFF）。
⑵停止液体C注入时，开启搅拌机M（M=ON），搅拌混合时间为10s。
⑶停止搅拌后加热器H开始加热（H=ON）。
当混合液温度达到某一指定值时，温度传感器T动作（T=ON），加热器H停止加热（H=OFF）。
⑷开始放出混合液体（Y4=ON），至液体高度降为L3后，再经5s停止放出（Y4=OFF）。
停止操作按下停止键后，停止操作，回到初始状态。
二·硬件分析1.任务分析(1).PLC型号：2．液位传感器型号：LSF-2.5型液位传感器其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。
相关元件主要技术参数及原理如下：（1）工作压力可达2.5Mpa（2）工作温度上限为125℃（3）触点寿命为100万次（4）触点容量为70w（5）开关电压为24V DC（6）切换电流为0.5A性能指标如下：3．温度传感器型号：KTY81-210A型温度传感器其中“T”表示温度相关元件主要技术参数及原理如下：（1）温度测量范围-50——150℃（2）温度系数TC为0.75%/K（3）精度等级为0.5%（4）公称压力为0.6MPa4．搅拌电机的选择型号；EJ15-3型电动机其中“E”表示电动机，“J”表示交流的，15为设计序号，3为最大工作电流相关元件主要技术参数及原理如下：EJ15系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机（1）额定电压为220V,额定频率为50Hz,功率为2.5KW,采用三角形接法。
2液体自动混合使用说明书
S5.3 液体自动混合教学模型使用说明书液体自动混合教学装置是一个模拟真实生产过程的微缩模型，它使用了PLC技术、传感器技术、液体输送技术、流量测量与控制技术、液体搅拌技术等，具有液体的自动配比、混合等功能，也可配置监控软件由上位计算机监控。
适用于各类学校机、电专业的教学演示、教学实验、实习培训和课程设计，可以培养学生对PLC控制系统硬件和软件的设计与调试能力；分析和解决系统调试运行过程中出现的各种实际问题的能力。
液体自动混合教学装置由储液罐、泵、分液罐、混合罐、管路、电磁阀等组成，配合PIC、单片机等控制器、输入输出接口等既可构成典型的机电一体化教学模型。
一．主要技术参数1．系统电源：220V AC，50HZ。
内置漏电保护开关，动作电流〈30mA。
2．储液罐容积：2*28升。
3．分液罐容积：3*9升。
4．混合罐容积：27升。
5．外形尺寸：1000*600*1600mm。
二．组成及原理液体自动混合教学装置的结构如图一所示。
图一液体自动混合教学装置1.结构用40*40轻型工业铝型材制成底座和框架，由1.5mm冷扎钢板钣金加工成型底板，配备静音带刹车脚轮。
储液灌：容积2*28升，箱体由1.5mm不锈钢板钣金加工成型，有1/2隔板，有盖，配有标准罗纹的进、出水口和放水口。
分液灌：容积3*9升，罐体由8mm透明有机玻璃加工成型，配有标准罗纹的出水口和液位标尺。
混合罐：容积27升，罐体由8mm透明有机玻璃加工成型，配有标准罗纹的进、出水口和液位标尺。
水泵：采用意大利CALPEDA离心式水泵。
管路：采用PPR管路和不锈钢过渡连接件；不锈钢手动阀门。
执行器：铜质电磁阀AC220V，2W。
控制箱：具有电源接入、水泵启动停止和控制信号接口的功能。
2．使用方法（1）将储液罐的清水侧（接水泵的一侧）注满清水。
（2）分别向分液罐中的颜料储杯灌注红、绿、黄色颜料。
（3）启动水泵，打开进水阀门，分别将各分液罐注入相同高度的清水。
电气控制与PLC(案例教程)教学课件第9章 S7-200 PLC程序控制指令及其应用 ——以两种液
ห้องสมุดไป่ตู้
• （1）结束指令END和MEND • 结束指令分为有条件结束指令（END）和无条件结束指令（MEND）。 • （2）停止指令STOP • STOP指令的功能是输入有效时，立即终止程序的执行，能够使CPU从RUN状态切换到STOP 状态。 • （3）看门狗复位指令WDR • WDR（Watchdog Reset）称做看门狗复位指令，也称为警戒时钟刷新指令。 • 为了保证系统可靠运行，PLC内部设置了系统监视定时器（WDT），用于监视扫描周期是否 超时。
• 在循环指令中，FOR和NEXT之间的程序段称为循环体。当循环允许信号EN端为1时，开始执 行循环指令。每执行一次循环体，当前计数值增1，并且将结果同终值比较，如果大于终值，则 终止循环。
• 每条FOR指令必须对应一条NEXT指令，即必须成对使用。循环可以嵌套（一个FOR--NEXT 循环在另一个FOR--NEXT循环之内）使用，但嵌套深度最多为8层，各个嵌套之间不可有交叉现 象。
• （3）当一个子程序被调用时，系统自动保存当前的堆栈数据，并把栈顶置1，堆栈中的其他值 为0，子程序占有控制权。子程序执行结束，通过返回指令自动恢复原来的逻辑堆栈值，调用程 序又重新取得控制权。
• （4）子程序中的定时器和累加器。
• （5）当子程序在一个扫描周期内被多次调用时，在子程序中不能使用上升沿、下降沿、定时 器和计数器指令。
• 1. 建立子程序
• 建立子程序是通过编程软件来完成的。
• 可以采用下列方法建立：在编程软件“编辑”菜单中选择“插入子程序”；或者在程序编辑器窗 口中单击鼠标右键，从弹出的菜单中选择“插入子程序”。
• 2. 指令格式及功能 • 子程序指令包括两条：子程序调用指令和子程序条件返回指令。
基于PLC三种液体混合控制系统资料
4.电动机：通过传动轴连接罐内搅拌叶片为搅匀混合液体提供动力。
2.2.3液体混合装置运行流程分析
结合本章的2.1.4控制要求对液体混合装置及其控制系统的运行流程做以下 简要分析，以助于对系统的主电路设计及PLC程序设计。
要求如下：
1.初始状态：当装置投入运行时，容器内为放空状态。
2.起动操作：按下启动按钮SB1,装置开始按规定工作，液体A阀门打开， 液体A流入容器。当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开B阀门。当液面到 达SL3时，关闭液体B阀门，打开C阀门。当液面到达SL4时，关闭液体C阀门, 搅拌电动机开始转动。搅拌电动机工作1mm后，停止搅动，混合液体阀门打开， 开始放出混合液体。当液面下降到SL1时，SL1由接通变为断开，经过20s后， 容器放空，混合液体阀门YV4关闭，接着开始下一个循环操作。
CPU22X型PLC有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种不同型号的CPU基本单元供用户选用。
CPU221集成6输入/4输出共10个数字量I/O点，无I/O扩展能力，6KB程 序和数据存储空间。
CPU222集成8输入/678路数字量I/O或10路模拟I/O点，6KB程序和数据存储空间。
关键词：多种液体，混合装置，自动控制
PLC-BASED A VARIETY OF LIQUID MIXED
ABSTRACT
In the 60's at the end of the last century the emergence of PLC, the advantages of its unique rapid development and popularization of, and in metalluigy, machinery, textile, light industry, chemical industiy and many other industries to replace the traditional Electiical relay control. PLC master the working principle, with the design, conmiissioning and maintenance of PLC control systems, has become a modem industrial electiical teclinicians and engineering students the basic requiiements. Will be used PLC on a variety of liquid mixed contiol system, for the study and application in industiy, especially in the chemical industiy it is veiy important applications.
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摘要“组态”的概念是伴随着集散型控制系统(Distributed Control System简称DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。
在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC(包括工控机)相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。
这些优势主要体现在:PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟;由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本;PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强;基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。
在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。
通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。
组态软件是有专业性的。
一种组态软件只能适合某种领域的应用。
组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如:DCS(集散控制系统)组态、PLC(可编程控制器)梯形图组态;人机界面生成软件就叫工控组态软件。
在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。
不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的，利用现场监控完成工业工程的调控。
关键词：工业组态；自动化；PLC控制；实时监控目录1 MCGS简介 (1)1.1 MCGS组态软件的系统构成 (1)1.1.1 MCGS组态软件的整体结构 (1)1.1.2 MCGS工程的五大部分 (1)1.2 MCGS组态软件的工作方式 (2)1.2.1 MCGS如何与设备进行通讯 (2)1.2.2 MCGS如何产生动画效果 (2)1.2.3 MCGS如何实施远程多机监控 (3)1.2.4 如何对工程运行流程实施有效控制 (3)1.3 MCGS嵌入版概述 (3)1.3.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能 (3)1.3.2 MCGS嵌入版组态软件的主要特点 (5)2 PLC简介 (7)2.1 PLC的介绍 (7)2.2 PLC的工作原理 (7)3 液体混合监控系统设计 (8)3.1 控制要求 (8)3.2 I/O分配表 (8)3.3 程序设计 (9)3.3液体混合装置人机界面设计 (12)3.3.1 建立工程 (12)3.3.2 定义数据对象 (13)3.3.3 界面设计 (14)3.3.4 设备连接 (14)3.3.5 设备调试 (15)4 plc程序模拟运行结果 (16)总结 (17)参考文献 (18)1 MCGS简介MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套基于Microsoft的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。
MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。
1.1MCGS组态软件的系统构成1.1.1MCGS组态软件的整体结构MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。
两部分互相独立，又紧密相关。
MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，它由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。
用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。
1.1.2 MCGS工程的五大部分MCGS组态软件所建立的工程由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分构成，每一部分分别进行组态操作，完成不同的工作，具有不同的特性。
1、主控窗口：是工程的主窗口或主框架。
在主控窗口中可以放置一个设备窗口和多个用户窗口，负责调度和管理这些窗口的打开或关闭。
主要的组态操作包括：定义工程的名称，编制工程菜单，设计封面图形，确定自动启动的窗口，设定动画刷新周期，指定数据库存盘文件名称及存盘时间等。
2、设备窗口：是连接和驱动外部设备的工作环境。
在本窗口配置数据采集与控制输出设备，注册设备驱动程序，定义连接与驱动设备用的数据变量。
3、用户窗口：本窗口主要用于设置工程中人机交互的界面，诸如：生成各种动画显示画面报警输出、数据与曲线图表等。
4、实时数据库：是工程各个部分的数据交换与处理中心，它将MCGS工程的各个部分连接成有机的整体。
在本窗口定义不同类型和名称的变量，作为数据采集、处理、输出控制、动画连接及设备驱动的对象。
5、运行策略：本窗口主要完成工程运行流程的控制。
包括编写控制程序（if…then 脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。
1.2 MCGS组态软件的工作方式1.2.1 MCGS如何与设备进行通讯MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。
包括数据采集和发送设备指令。
设备驱动程序是由VB程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。
MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中各个部分，完成整个系统的通讯过程。
每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。
1.2.2 MCGS如何产生动画效果MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。
所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。
然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。
当工业现场中测控对象的状态（如：储油罐的液面高度等）发生变化时，通过设备驱动程序将变化的数据采集到实时数据库的变量中，该变量是与动画属性相关的变量，数值的变化，使图形的状态产生相应的变化（如大小变化）。
现场的数据是连续被采集进来的，这样就会产生逼真的动画效果（如储油罐的液面的升高和降低）。
用户也可编写程序来控制动画界面，以达到满意的效果。
1.2.3 MCGS如何实施远程多机监控MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络测控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。
同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。
分布式网络测控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS 工控组态软件。
MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。
1.2.4 如何对工程运行流程实施有效控制MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。
MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。
所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。
1.3 MCGS嵌入版概述1.3.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能简单灵活的可视化操作界面。
MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。
以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版的组态工作既简单直观，又灵活多变。
实时性强、有良好的并行处理性能。
MCGS嵌入版是真正的32位系统，充分利用了32位WindowsCE操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能，以线程为单位对在工程作业中实时性强的关键任务和实时性不强的非关键任务进行分时并行处理，使嵌入式PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。
例如，MCGS嵌入版在处理数据采集、设备驱动和异常处理等关键任务时，可在主机运行周期时间插空进行象打印数据一类的非关键性工作，实现并行处理。
丰富、生动的多媒体画面。
MCGS嵌入版以图像、图符、报表、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的状态、品质及异常报警等相关信息；用大小变化、颜色改变、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果；对图元、图符对象定义相应的状态属性，实现动画效果。
MCGS嵌入版还为用户提供了丰富的动画构件，每个动画构件都对应一个特定的动画功能。
完善的安全机制。
MCGS嵌入版提供了良好的安全机制，可以为多个不同级别用户设定不同的操作权限。
此外，MCGS嵌入版还提供了工程密码功能，以保护组态开发者的成果。
强大的网络功能。
MCGS嵌入版具有强大的网络通讯功能，支持串口通讯、Modem串口通讯、以太网TCP/IP通讯，不仅可以方便快捷的实现远程数据传输，还可以与网络版相结合通过Web浏览功能，在整个企业围浏览监测到所有生产信息，实现设备管理和企业管理的集成。
多样化的报警功能。
MCGS嵌入版提供多种不同的报警方式，具有丰富的报警类型，方便用户进行报警设置，并且系统能够实时显示报警信息，对报警数据进行应答，为工业现场安全可靠地生产运行提供有力的保障。
实时数据库为用户分步组态提供极大方便。
MCGS嵌入版由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，其中实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区，是整个系统的核心。
各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制。
在生成用户应用系统时，每一部分均可分别进行组态配置，独立建造，互不相干。
支持多种硬件设备，实现“设备无关”。
MCGS嵌入版针对外部设备的特征，设立设备工具箱，定义多种设备构件，建立系统与外部设备的连接关系，赋予相关的属性，实现对外部设备的驱动和控制。
用户在设备工具箱中可方便选择各种设备构件。
不同的设备对应不同的构件，所有的设备构件均通过实时数据库建立联系，而建立时又是相互独立的，即对某一构件的操作或改动，不影响其它构件和整个系统的结构，因此MCGS嵌入版是一个“设备无关”的系统，用户不必担心因外部设备的局部改动，而影响整个系统。