多种液体自动混合装置的PLC控制

多种液体自动混合装置的
P L C控制
This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020
目录
一、课题背景 (2)
1、课题背景 (2)
2、目的和意义 (2)
3、本文的主要工作 (3)
二、课题设计的控制要求 (4)
三、设计思路 (5)
四、程序设计及调制 (5)
五、后期工作 (10)
六、参考文献 (11)
七、实验总结 (12)
多种液体自动混合装置的PLC控制
一、课题背景
1、课题背景
随着社会经济的发展，自动化技术的要求越来越高，采用可编程程序控制器来有很多的优点。

为了生活方便，省时，多种液体自动混合装置用途广泛、深受欢迎。

它是将液体传感器、搅拌电动机、接触器、继电器等紧凑地合为一体的生活用品，具有轻巧、灵活、成本较低，且安全可靠，有一定的自动控制系统，维护方便等特点。

因此它被广泛应用于食品加工厂、居民日常生活、饭店、超市、货场、商店等场所,而且在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，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混合液体的自动控制，对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大控制系统的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的原器件。

对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。

从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，具备数据存储和分析汇总的能力，要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题如何实现以及确定怎样的方法来确定系统方案。

2、目的与意义
可编程控制器多种混合液体混合控制系统的特点：
（1）每次开始时，容器都会自动清空。

（2）几种液体可以按照一定的比例进行混合。

（3）启动后可以自动形成循环状态。

（4）在按停止按钮后，要完成本次混合才能结束。

3、本文的主要工作
首先,多种液体自动混合装置的应用越来越广泛，对其的要求也越来越高，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了多种液体混合装置控制系统，才满足了多种液体自动混合的要求。

然后,叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。

结合多种液体自动混合装置控制系统的要求，进行硬件、程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。

最后,通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。

二、课程设计的要求
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）。

三、设计思路
根据已知情况、控制要求、设计要求，多种液体自动混合装置的 PLC-控制装置的设计可划分为以下5个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下：
(1)程序设计及调试
拟移位法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试。

(2)电气设计
完成电气线路原理图、元件位置图、接线图、互连图的设计。

(4)安装、接线、联合测试
完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试。

(5)后期工作
说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。

四、程序设计及调制
1、程序设计的I/O接口分配图：
输入：
启动按钮SB1：X000
停止按钮SB2：X006
液体到达传感器SQ3: X002
液体到达传感器SQ2： X003
液体到达传感器SQ1： X004
液体到达传感器SQ4： X005
输出：
阀门A：Y001 搅拌机：Y004阀门B：Y002 液体释放阀门：Y005阀门C：Y003
2、硬件系统的接线原理图
3、梯形图
4、指令表
0、LD M8002 24、LD M103 53、ANI T2
1、OR Y000 25、AND X004 54、OUT Y005
2、ANI T0 26、ORB 55、LDI X005
3、OUT Y000 27、LD M104 56、PLF M0
4、LD Y000 28、AND T1 58、LD M0
5、OUT T0 K20 29、ORB 59、OR M2
8、LD X000 30、SFTL M100 M101 K5 K1 60、ANI T2
9、OR T2 39、LD M101 61、OUT M2
10、ANI M1 40、ANI X102 62、LD M2
11、PLS M100 41、OUT Y001 63、OUT T2
13、LD X001 42、LD M102
14、OR M1 43、ANI X003
15、ANI X000 44、OUT Y002
16、OUT M1 45、LD M103
17、LD M100 46、ANI X004
18、LD M101 47、OUT Y003
19、AND X002 48、LD M104
20、ORB 49、OUT Y004
21、LD M102 50、LD Y004
22、AND X003 51、OUT T1 K600
23、ORB 52、LD M105
5、 PLC编程元件明细表
五、后期工作
1、操作过程
接通电源后，进入初始状态，装置自动运行20秒，将容器内的液体放空后，阀门自动关闭。

按下启动按钮SB1则液体阀门打开，A液体流入，按下开关SQ4，再按下SQ3，A阀门关闭，B阀门打开，B液体流入。

按下SQ2，B阀门关闭，C阀门打开，C液体流入。

按下SQ1，C阀门关闭，此时搅拌电动机开始工作，同时定时器T1定时一分钟，一分钟后定时器开关动作，停止搅拌，同时，混合阀打开流出混合液体。

当按下SQ4，定时器T2开始工作，20秒后容器放空，混合液阀门关闭，同时进入下一周期。

按下停止按钮SB2，当前混合操作完毕后，停止操作。

2、常见故障
（1）按下SB2时，Y002灯不亮
说明：程序错误
改正：在M0前加一个PLF，上升沿触发。

（2）断开SQ4时，计时器不及时
说明: 程序错误
改正：T2必须一直通电，所以M2要自锁。

六、参考文献
1、石家庄铁道大学四方学院PLC实验指导书
2、常斗南等编.可编程控制器原理.应用.实验.北京：机械工业出版社，1998
3、可编程控制器应用技术，张万忠主编，化学工业出版社，2002
4、
5、可编程控制器原理及应用教程，王晖孙玉峰王文华主编，清华大学出版社出版，2004
七、实验总结
PLC和学别的学科一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。

我们做的是一个交通灯的实验。

由于平时大家都是学理
论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。

但通过各方面的查资料并学习。

我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法。

最后程序也可以顺利完成。

这次的设计差不多都是我们课本中学过的知识，但它要求我们对课本的知识熟悉掌握和更深的了解，同时也要我们有创新精神，在设计的过程重要大胆下手，多试验多操作，这样我们才能学到更多东西，有更多收获，但在设计的过程中我们不能只注重结果，而不去了解过程，那样我们对知识的掌握就不会很熟练，同时也不会对操作能力和创新思维有提高，所以我们要自己亲手动手，来完成才会有成功的喜悦。

在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。

做事要学思结合。

这次的PLC试验让我们学到了很多东西，受益匪浅。