PLC液体混合装置控制课程设计

成绩评定表

课程设计任务书

摘要

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

目录

一引言 (1)

二系统总体方案设计 (2)

2.1 系统硬件配置及组成原理 (2)

2.2系统的整体设计要求 (2)

2.3系统方案的设计 (3)

三液体混合装置控制系统的硬件设计 (4)

3.1硬件的选型 (4)

3.1.1 可编程逻辑控制器PLC的选取 (4)

3.1.2液位传感器的选择 (5)

3.1.3搅拌电机的选择 (6)

3.2 PLC的I/O分配表 (7)

3.3 PLC的I/O接线图.................................................................................. I 四液体混合装置控制系统的软件设计.. (8)

4.1编程软件的介绍 (8)

4.2程序设计 (9)

五系统调试与结果分析 (12)

六总结............................................................................... 错误!未定义书签。七参考文献. (16)

一引言

随着经济的发展和社会的进步，各种工业自动化的不断升级，对于工人的素质要求也逐渐提高。在生产的第一线有着各种的自动加工系统，其中多种原材料混合在加工，是其中最为常见的一种。

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。

在生产过程、科学研究和其他产业领域中，可编程序自动控制技术的应用都是十分广泛的,因此,了解和学习这些重要技术对高校自动化专业的学生来说,已是必不可少。

掺混PLC控制系统这个课题具有其重要的意义。本课题掺混PLC 控制系统，其目的就是以PLC为核心，配合智能仪表，完成系统功能控制，状态显示，信息检测和报警硬件组建所需要的PLC和传感器等元件的选择，实现对掺混的自动控制以及运行状态的检测功能和显示功能。用PLC对掺混进行控制，系统的硬件结构简单、服务功能增强、系统的可靠性大大提高，且节省了成本，使掺混系统的性能价格比提高。

二系统总体方案设计

2.1 系统硬件配置及组成原理

液体混合装置控制的模拟实验面板图：

图2.1 模拟实验面板图

此面板中，液面传感器用钮子开关来模拟，启动、停止用动合按钮来实现，液体A阀门、液体B阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟。

2.2系统的整体设计要求

在该混合液体装置中，需要完成两种液体的进料、混合、卸料的功能，控制要求如下：

本装置为两种液体混合模拟装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅匀电机，控制要求如下：

初始状态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。

启动操作:按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：

液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时，关闭液体B阀门，搅匀电机开始搅匀。搅匀电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。

停止操作:按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。

2.3系统方案的设计

通过PLC接收液位传感器的信号，然后控制电磁阀的开关，以及电动机对两种溶液的混合搅拌，并一直重复这个过程，实现液体混合装置控制的模拟过程。

图2.3系统设计示意图

三液体混合装置控制系统的硬件设计

3.1硬件的选型

3.1.1 可编程逻辑控制器PLC的选取

模拟实验中，最主要选取的是可编程逻辑控制器PLC，本课题选取西门子S7-200PLC。

SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。

1.CPU单元设计：集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU221，222具有180mA输出，CPU224，CPU226分别输出280，400mA。可用作负载电源。

2.不同的设备类型：CPU221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。

3.本机数字量输入/输出点：CPU221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点。CPU 226具有24个输入点和16个输出点。

4.中断输入：允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。

5.高速计数器