基于PLC的两种液体混合搅拌控制系统设计

物理与电子工程学院

《PLC编程及应用》

课程设计报告书

设计题目：基于PLC的两种液体混合搅拌控制系统设计专业：自动化

班级：XXX

学生姓名:XX

学号:XXXX

指导教师：XXXX

2013年12 月18 日

物理与电子工程学院课程设计任务书专业：自动化班级：XX

PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，可编程序控制器PLC已在工业控制中得到广泛应用，而且所占比重在迅速的上升。PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。它应用于工业混合搅拌设备，使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性，为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。本文所介绍的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作，具有断电记忆功能，复电后可以继续运行。另外，PLC还有通信联网功能，再通过组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。

关键词：PLC；液位传感器；定时器；梯形图

1 液体自动混合系统方案设计 (1)

1.1 控制要求 (1)

1.2 编程软件地址分配表 (1)

1.3 PLC外部电路接线图 (2)

1.4 主电路连接图 (2)

1.5 控制程序 (3)

2 液体自动混合系统的硬件设计 (4)

2.1 硬件选型 (4)

2.2 主电路的设计 (5)

2.3 液体混合控制系统示意 (6)

3液体自动混合系统的软件设计 (7)

3.1 PLC控制的相关流程图 (7)

3.2 可编程控制器梯形图 (7)

4.1 系统模拟调试 (9)

4.2 系统联机调试 (9)

5 心得体会 (12)

参考文献 (13)

1 液体自动混合系统方案设计

1.1 控制要求

本课程设计是基于PLC的液体自动混合搅拌系统设计，H、I、L是液面传感器，SL1=H,SL2=L,SL3=I,该传感器被液面淹没时接通。两种液体的流入由阀门A和阀门B控制，混合液的流出由放液阀C控制。搅拌电动机用于驱动桨叶将液体混合均匀。本系统的工作原理如图1-1-1所示。

该液体自动混合搅拌系统的动作为：启动系统之前，容器是空的，各阀门关闭，传感器H=I=L=OFF，搅拌电动机M=OFF。首先，按下启动按钮，自动打开阀门A使液体A流入。当液面到达传感器I的位置时，关闭阀门A，同时打开阀门B使液体B流入。当液面到达传感器H位置时，关闭阀门B，同时启动搅拌电动机搅拌1min。搅拌完毕后，打开放液阀门C。当液面到达传感器L的位置时，再继续放液10s后关闭放液阀门C。随后再将阀门A打开，如此循环下去。

在工作中如果按下停止按钮，搅拌机不立即停止工作，只有当前混合操作处理完毕，才停止工作，即停在初始状态。

图1-1-1 液体自动混合搅拌系统

1.2 编程软件地址分配表

I/O地址分配表表1-2-1所示，根据设计要求，应该有6个输入信号，4个输出信号。

表1-2-1 I/O地址分配表

1.3 PLC外部电路接线图

液体自动混合搅拌系统的PLC外部接线图如图1-3-1所示。

图1-3-1 PLC外部接线图

1.4 主电路连接图

液体自动混合搅拌系统的主电路连接图如图1-4-1所示。

图1-4-1 主电路连接图

1.5 控制程序

网络1:按下启动按钮,阀门A电磁阀打开，液体A流入容器。

网络2：当液位达到I时，即SL3=SL2=ON时，关闭阀门A，同时阀门B电磁阀打开，液体B流入容器。

网络3：当液位达到H时，即SL1=SL3=SL2=ON时，关闭阀门B，同时启动搅拌电动机搅拌1min。

网络4：。搅拌完毕后，打开放液阀门C。当液面到达传感器L的位置时，再继续放液10s后关闭放液阀门C。

网络5：当液面到达传感器L的位置时，再继续放液10s后关闭放液阀

门C。随后再将阀门A打开，如此循环下去。

网络6：在工作中如果按下停止按钮，搅拌机不立即停止工作，只有当前混合操作处理完毕，才停止工作，即停在初始状态。

2 液体自动混合系统的硬件设计

2.1 硬件选型

通过分析控制任务，如不考虑产量显示，则共需要5个数字量输入和7个数字量输出，CPU型号可以选择S7-200PLC的CPU224（本机上有14个数字量输入和10个数字量输出）。由于系统需要显示灌装的灌数，产量上限为1600，可以使用4个带译码电路的BCD数码显示管显示灌装产量，这样就另外需要16点数字量输出。可以使用2个数字量输出扩展模块EM22（DC24V）或使用一个数字量输入/输出混合扩展模块

EM233(DI16/DO16*DC24V)。

SL1(L)、SL2(I)、SL3(H)为3个液位传感器，液体淹没时接通。进液阀QO.1、QO.2分别控制A液体和B液体进液，出液阀Q0.3控制混合液体出液。

该系统所使用的输入输出设备的I/O分配如表2-1-1所示。

表2-1-1 输入和输出设备I/O分配表

输入输出

I1.0 启动按钮SB1 Q0.1 液体A电磁阀Y1

I1.1 停止按钮SB2 Q0.2 液体B电磁阀Y2

I1.2 低液面传感器SL1 Q0.3 混合液电磁阀Y4

I1.3 中液面传感器SL2 Q0.0 搅动电动机接触器

I1.4 高液面传感器SL3

根据表2-1-1输入和输出设备及I/O点分配表画出图2-1-1 I/O主要接线