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2 5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寸，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
、背景与意义
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/O 分配图 (8)
2、梯形图，指令表及编程兀件明细表 (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........................................................... 1 3
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。

本系统米用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。

⑴ 液体A阀门打开，液体A流入容器。

当液面到达SQ3寸，SQ3接通，关闭液体
A阀门，打开液体B阀门。

⑵ 当液面到达SQ2寸，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。

具体的想法有一下几点：
我做的系统为多种液体自动混合，需要对各种液体的液面的高度监控，因此，需要运用到传感器进行液面高度的监控。

各种液体入池的比例需要应用电磁阀控制，入池后的搅拌，则需要电机控制。

对各个控件的控制，需要一个完整的控制流程，运用PLC技术进行编程，可以实现对各个控件的控制。

具体控制方法根据题目要求，按下启动按钮时，A种液体进入容器，当达到一定值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到一定值时，停止进入C种液体开始进入，当达到一定深度停止所有液体进入。

搅拌机进行搅拌，一分钟后搅拌均匀，停止搅拌，放出液体。

经20s后停止放出，按停止键停止操作。

液体的进入和放出，需要电磁阀的控制，液面的深度需要传感器的控制。

四、程序设计及调试
1、PLC选型及I/O分配图
•根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：FX1N系列
它是日本三菱公司生产的三菱FX1N系，拥有28路输入、18路（继电器）输出，而本例实际只需要6路输入、5路输出，输出留约1/3 的余量，输出所留余量超出1/3，
完全满足要求；拥有8K 步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在 全
够用
•多种液体自动混合装置的I/O 分配。

输出 Y1:液体A 控制阀门YV1
Y2:液体B 控制阀门YV2
Y3:液体C 控制阀门YV3 Y4: D 口控制阀门YV4 丫5:搅拌机控制M
X5:停止按钮
多种液体混合自动装置指令表如下: PLC 编程元件明细表：
50步左右，完
输人 X0:启动按钮 XI ：限位开关SQ1 X2:限位开关SQ2
X3:限位开关SQ3
X4:限位开关SQ4
外部接线原理图
六、课程设计总结
这次的小学期实验课题“多种混合液体自动混合装置” 是我加深了对pic 这门课 程的认识，加强了知识运用能力，自己动手能力还有别人合作的能力，但是这次实验 也露出了许多不足：
1, 不太会利用查翻资料。

遇到困难，首先不先查看资料，过多依赖同学和老师 的帮助，相对不独立。

2, 学习认真程度不够，学习热情不高，基础相对薄弱，掌握知识太少。

3, 设计时对时间合理安排上欠妥。

但正是这次设计，让我认识到自己的不足， 为以后以后的工作学习找到了方向和前进的动力。

通过这次PLC 课程设计实践。

我学会了 PLC 的基本编程方法，对PLC 的工作原理 和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没 有做实践设计以前，我们对知识的撑握都是理论上的，对一些细节不加重视，当我们 把自己想出来的程序用到PLC 中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结 果和要求的结果不相符合。

这样，我就只能一个一个问题的去解决，通过查阅资料或 者是请教同学，一次一次的调试程序，最后达到设计要求。

使得我对
PLC 的理解得到
加强，看到了实践与理论的差距。

最后通过本次课程设计，使我了解了 PLC 控制技术在工业应用和工业生产中的重 要地位；通过本次课程设计，使我更深刻的理解了 PLC 的编程思想，也能更好的将所 学知识应用到实践中动。

因此学好这门课程对以后的发展有举足轻重的地位。

七、参考文献
[1] 电器与可编程控制器应用技术（第三版），邓则名
[2] 可编程控制器指导书，李文娟 五、
电气设计 1、PLC。