基于PLC的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)

1、基于PLC的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)摘要假拌機(jī)作為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的部分，在現(xiàn)代技術(shù)的支持下攪拌機(jī)得到了 較大的發(fā)展，以前的假拌機(jī)邵是由繼電器控制組成，系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，響 應(yīng)速度緩慢。由于現(xiàn)代PLC控制技術(shù)的迅速發(fā)展，采用軟件就可以取代繼電器 系統(tǒng)，所以，越來(lái)越多的企業(yè)和工廠邵選用PLC作為對(duì)攪拌機(jī)的系統(tǒng)的控制。該課題設(shè)計(jì)的主要控制是運(yùn)用可編程控制的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。先是根據(jù)需求畫(huà) 出工藝流程圖，再技照工藝流程圖來(lái)設(shè)計(jì)硬件配置，最后是根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行系 統(tǒng)的主要電路和控制電路的設(shè)計(jì)，從而達(dá)到系統(tǒng)的控制要求。然后再按照控制的 要求進(jìn)行兼件部分的設(shè)計(jì)，為了將自動(dòng)化控制加入系統(tǒng)中，該設(shè)計(jì)是運(yùn)用PLC 來(lái)控

2、制主要的電路。其中包括PLC、電動(dòng)機(jī)、電磁網(wǎng)、泵、液位變送器等元件的 選型。其中液位傳送器負(fù)責(zé)收集撼拌容器中液位的實(shí)時(shí)高度，再將采集到的信息 轉(zhuǎn)化后送給PLC, PLC再對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，然后根據(jù)程用輸出控制命令，進(jìn)而促 使整個(gè)系統(tǒng)按要求進(jìn)程。從而達(dá)到降低制造成本和維護(hù)成本的目的。關(guān)懾?fù)恚篜LC,攪拌機(jī)，液位變送器，自動(dòng)控M.總結(jié)資料Based on PLC the mixer control systemAbstractMixer as an integral part of the modern industry, with the support of modern technology

3、blender got greater development, previous mixer is posed of relay control, system is relatively plicated, the response speed is slow. Due to the rapid development of modernPLC control technology, the software could replace relay system, therefore, more and more panics and factories all use PLC as th

4、e control of the mixer system.This design is to use PLC technology to realize the main control of the mixing system. First is carries on the process of system design, hardware configuration according toprocess flow design, and then design the system of the main circuit, control circuit, so as to ach

5、ieve control requirements. Then according to the requirement of the control software design, in order to achieve the automatic control of the liquid mixing system PLC control technology are adopted in this design. Including PLC, motor, solenoid valve, pump, liquid level transmitter ponents selection

6、, etc. Collected in the liquid level transmitter site liquid level height will be transmitted to the PLC, and through the PLC logic of data processing, and then send the requirements of the control mand, prompting the plete mand control system.So as to achieve the aim of reducing manufacturing costs

7、 and maintenance costs.Key words: PLC,Mixer,Liquid level transmitter,automatic control第一章結(jié)論11.1 設(shè)計(jì)攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的目的11.2 設(shè)計(jì)攬樣機(jī)控制系統(tǒng)的意義11.3 本設(shè)計(jì)的主要工作2第二章基于PLC的振拌機(jī)控制系統(tǒng)總體方案32.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的組成32.2 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)it容32.3 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)it方案32.4 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理42.5 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的需求分析52.6 攪拌機(jī)控制的自動(dòng)儀控制概述52.6.1 PLC應(yīng)用方面的特點(diǎn)5第三章基于PLC的振拌機(jī)控制系統(tǒng)

8、的硬件部分63.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型73.1.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型73.1.2 電磁閥的選擇73.1.3 液位傳感器的選擇83.1.4 變頻器的選擇83.1.5 攪拌電動(dòng)機(jī)的選擇93.2 攪拌機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)93.3 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的主電路設(shè)it103.3.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的檢網(wǎng)電路113.3.2 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的控制部分11第四章攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的裳件設(shè)計(jì)124.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的工作流程124.2 PLC 的 I/O 分配134.3 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)it134.3.1 系統(tǒng)的啟動(dòng)停止144.3.2 系統(tǒng)的自動(dòng)人液控制144.3.3 系統(tǒng)的自動(dòng)加熱部分154.3.4

9、 攪拌機(jī)出液控制164.3.5 檢闡電路16淵一5柵三»溝叁鈍185三»5卡片或今185.2 盤(pán)斗部曲片三»19521 sss19522三相叁殍尋沛岡205.3 三»造聲能淞21步齡K松出>4舁23聒K室如ImTPLCs截乘三通支刑黑融漏的左囪25第一章結(jié)論施著工業(yè)發(fā)展速度的加快，人們敏來(lái)越注重科學(xué)、穩(wěn)定、簡(jiǎn)便以及安全的工 業(yè)生產(chǎn)方式。生產(chǎn)方式又依賴于生產(chǎn)機(jī)器的穩(wěn)定、可靠、高效的運(yùn)行，而這樣子 的運(yùn)行是可以通過(guò)一定的技術(shù)手段對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行改善來(lái)達(dá)到實(shí)現(xiàn)的。目前大部 分的企業(yè)對(duì)液體攪拌系統(tǒng)邵是采用繼電器技術(shù)進(jìn)行控制，這種方法不僅消耗大， 而且攪拌效果

10、也很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，這使得企業(yè)的能源和資源不能得到充分的利 用。隨著it算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展起來(lái)，生產(chǎn)廠家對(duì)生產(chǎn)的自動(dòng)仇水平有了更高的 需求，因此，對(duì)假拌機(jī)系統(tǒng)應(yīng)該加以改進(jìn)。經(jīng)過(guò)不斷的改良后，一款基于PLC 的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)出現(xiàn)，它既可以靈活的根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行混合材料，并且還 能達(dá)到節(jié)能、高效、環(huán)保的目的。1.1 設(shè)計(jì)報(bào)拌機(jī)控制系統(tǒng)的目的近年來(lái)施看我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工廠機(jī)器制造業(yè)進(jìn)程不斷的加快，功能的 需求也逐漸增加。撅拌已經(jīng)成為了現(xiàn)代工業(yè)制造不可缺少的部分，由維電器控制 組成的攪拌機(jī)，因?yàn)橄到y(tǒng)比較復(fù)雜，反應(yīng)速度也跟不上工序的需求，應(yīng)此，需要 一款更加高效的控制裝置來(lái)代替繼電器為主的系統(tǒng)控制

11、。伴隨著技術(shù)的進(jìn)步、工藝的改進(jìn)、系統(tǒng)的完善以及人類(lèi)需求的增加，對(duì)于撅 拌機(jī)的控制便有了更高的要求，本系統(tǒng)就是一款具多功能的撅拌機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè) 計(jì)中將自動(dòng)控制的方式融入其中，不僅減少了人員的使用，而且還減輕了員工的 日常工作強(qiáng)度，不僅很好的提高了人員的使用效率，而且還能在工作環(huán)境惡劣的 行業(yè)中進(jìn)行工作，具有良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，逐步提高了系統(tǒng)的自動(dòng)控制的水 平。1.2 設(shè)計(jì)報(bào)拌機(jī)控制系統(tǒng)的意義本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就是將假拌機(jī)工業(yè)仇的自動(dòng)性能進(jìn)行控制，攪拌機(jī)的自動(dòng)仇設(shè) it,不但可以對(duì)液體攬拌過(guò)程的每個(gè)部分進(jìn)行準(zhǔn)確的自動(dòng)控制，并且還能很大程 度的降低生產(chǎn)成本，這樣便可以直接的用在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員的要求

12、也不是 很高，對(duì)企業(yè)提高自動(dòng)化管理水平具有很大的幫助，同時(shí)也提高了生產(chǎn)線的使用 壽命和流水線的工作效率，減輕了企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量波動(dòng)性。Hilt,攪拌機(jī) 在未來(lái)的市場(chǎng)中具有廣闊的發(fā)展前景。由于工業(yè)的快速發(fā)展，技術(shù)的不斷前進(jìn)，自動(dòng)化和智能化越來(lái)。多的被用在 工業(yè)生產(chǎn)中。在化學(xué)、食品加工等行業(yè)的生產(chǎn)中，液體攪拌是不可缺少的重要環(huán) 節(jié)，液體攪拌最重要的部分是保證原料的混合過(guò)程中的準(zhǔn)確性，并要求比例精準(zhǔn) 和保證原料充分混合。所以我自動(dòng)仇的授拌機(jī)控制系統(tǒng)不管是從技術(shù)的角度或者 發(fā)展的潛力來(lái)說(shuō)那是具有深遠(yuǎn)的意義的。希望通過(guò)本次設(shè)計(jì)能峭更Dll熟悉攪拌機(jī) 在工業(yè)生產(chǎn)中的作用并且能砥更好地運(yùn)用。1.3 本設(shè)

13、計(jì)的主要工作本設(shè)計(jì)主要是基于PLC的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)，設(shè)it步驟如下：(1)深入對(duì)臧拌機(jī)結(jié)構(gòu)組成和工作原理進(jìn)行詳細(xì)的了解。(2)分析攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，確定控制系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)思路。(3)確定好系統(tǒng)的整體控制，根據(jù)控制中要實(shí)現(xiàn)的要求進(jìn)行I/O點(diǎn)數(shù)的設(shè)計(jì), 再根據(jù)要求選擇PLC型號(hào)，編寫(xiě)I/O分布表或I/O端子的接線圖。(4)根據(jù)控制要求畫(huà)出流程圖，學(xué)習(xí)使用編程裳件，并且根據(jù)流程圖編寫(xiě)梯 形圖，然后進(jìn)行編譯調(diào)試。(5)學(xué)習(xí)使用侑真軟件，并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。.總結(jié)資料第二章基于PLC的相拌機(jī)控制系統(tǒng)總體方案2.1 2拌機(jī)控制系統(tǒng)的組成該系統(tǒng)的主要部分包括PLC、液位槍測(cè)裝置、CPU、電機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)控制相

14、以及 報(bào)警裝置組成。系統(tǒng)控制圖如圖2-1所示。計(jì)算機(jī)IF圖2-1攪拌機(jī)控制系統(tǒng)示意圖液位傳送器通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)液位的高度的采集后，并將其轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)傳給 PLC中心分析，PLC依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的狀況以及外部輸入的信號(hào)來(lái)控制攪拌機(jī)系統(tǒng)，并 將信號(hào)傳送至計(jì)算機(jī)中心處理，最后再顯示操作指示如操作錯(cuò)誤及發(fā)出報(bào)警。2.2 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)容液體攪拌系統(tǒng)由進(jìn)/出液、假拌機(jī)組成。它先讓兩種液體流入假拌機(jī)，然 后在假拌機(jī)的攪拌下混合，最后出液HQ打開(kāi)，流出混合好的液體。兩種原料液體 進(jìn)液時(shí)達(dá)到設(shè)定的液面時(shí)，進(jìn)液HQ立即停止放人液體，且假拌機(jī)的攪拌時(shí)間可根 據(jù)濃度不同而另行設(shè)計(jì)。要攪拌混合兩種液體，首先要確定攪拌機(jī)無(wú)殘

15、留的液體，所以，在控制啟動(dòng) 前，同時(shí)it出液眼打開(kāi)，然后打開(kāi)系統(tǒng)啟動(dòng)鍵，此時(shí)進(jìn)液HQ A打開(kāi)液體進(jìn)入，當(dāng) 液體在容器中的位置到中限位的時(shí)候人液閥關(guān)閉,使液體停止流入，同時(shí)B人液 眼打開(kāi)開(kāi)始注液，當(dāng)液體的位置在上限位時(shí)，液體停止注入，同時(shí)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工 作，攪拌均勻后,出液閥C打開(kāi)混合液體流出,當(dāng)液位的位置到下限位時(shí)，再使 隨C繼續(xù)保持打開(kāi)的狀態(tài)，使混合液體流干凈，再開(kāi)始新一輪的他環(huán)。2.3 授拌機(jī)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在圖2-2中的上、中、下液位傳感器只有當(dāng)液體淹沒(méi)時(shí)才會(huì)接通，液體A、 B電磁陽(yáng)和C電減陽(yáng)分別由YV1、YV2、YV3控制的，M為損拌電機(jī)，如下圖所 示：2.4 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的基

16、本運(yùn)行原理如圖2-2中所示分為上限位SL1 (上)、中限位SL2(中)、下限位SL3(下)3 個(gè)液位傳感器，被淹沒(méi)時(shí)接通信號(hào)為0No電磁陽(yáng)線圈通電時(shí)打開(kāi)。其中液體A 和液體B的進(jìn)液分別由進(jìn)液閥A和B控制,混合液體的液出由出液閥C控制。(1)起始操作：為了確保假拌容器是空的，不殘留前次混合液體，在運(yùn)行 時(shí)，進(jìn)液4A和B處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)出液隔C打開(kāi)，使容器中所殘存液體放 空,放空后出液4C關(guān)閉。(2)打開(kāi)啟動(dòng)按鈕，進(jìn)液閥A打開(kāi)，A液體注入，液體高度持續(xù)上升。(3)當(dāng)液位高度到中限位SL2(中)時(shí)，開(kāi)關(guān)量變?yōu)镺N, A液體立即停止注 人，同時(shí)打開(kāi)進(jìn)源隅B, B液體便開(kāi)始注。(4)當(dāng)液位高度至上限上

17、SL1 (上)處,進(jìn)液HQB立即關(guān)閉，B液體注入停 止，同時(shí)電動(dòng)機(jī)便開(kāi)始工作。(5)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)攪拌器攪動(dòng)液體，混合攪拌時(shí)間設(shè)定60s。(6)當(dāng)電機(jī)攪拌到達(dá)設(shè)定時(shí)間后，電機(jī)線圈失電打開(kāi)，停止工作，此時(shí)出液 眼C打開(kāi)，液位開(kāi)始下降。(7)當(dāng)液體高度到下限位SL3(下)處時(shí),出液HQC保持打開(kāi)狀態(tài)8s,液體維 續(xù)流出，直至攪拌容器放空為止。(8) 8s后放液4C線圈失開(kāi)關(guān)閉合，系統(tǒng)將自動(dòng)開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。(9)停止操作：設(shè)計(jì)當(dāng)工作時(shí)，如果按下停止按鈕，系統(tǒng)不會(huì)立即停止，而 是按照流程需要完成當(dāng)前的操作直至一個(gè)流程結(jié)束方會(huì)自動(dòng)停止操作。2.5 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的需求分析(1 )功能需求控制系統(tǒng)應(yīng)具有可靠性

18、能高，功能強(qiáng)大等顯著特點(diǎn)，并且需要做到擴(kuò)展容易及連 接方便,并且能峭實(shí)時(shí)的滿足I/O 口多樣化的控制、I/O端的選擇性多和實(shí)時(shí)信號(hào) 通訊等功能；系統(tǒng)還要能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的信號(hào)采集工作，并且要更保證傳輸過(guò)程的 可靠性和穩(wěn)定性。(2)實(shí)時(shí)性需求在生產(chǎn)過(guò)程中，根據(jù)液體的混合進(jìn)度設(shè)計(jì)具有實(shí)時(shí)性能是非常有必要的，特 別是在各種材料的混合闡量方面，必須以確保所有抻類(lèi)的液位動(dòng)態(tài)精度能砥實(shí)時(shí) 的傳送給傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，系統(tǒng)可以更快的響應(yīng)做出相 應(yīng)的操作步驟，或關(guān)閉4門(mén)運(yùn)動(dòng)。也就是說(shuō)，要有一個(gè)時(shí)間限制，系統(tǒng)也必須在 規(guī)定的時(shí)間采取行動(dòng)，并且執(zhí)行器的響應(yīng)時(shí)間盡可能要短，系統(tǒng)必須能峭用應(yīng)快。2.6

19、2拌機(jī)控制的自動(dòng)化控制概述施著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，本設(shè)計(jì)以PLC作為攪拌機(jī)的控制中心，PLCffl 過(guò)逐步升級(jí)也極大的噌強(qiáng)了其自身大多功能?，F(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為企業(yè)生產(chǎn) 不可缺少的部分，是名副其實(shí)的聚多功能控制于一身的裝置器。由于PLC的主 要控制系統(tǒng)具有控制功能完整強(qiáng)大、可靠性能高、性價(jià)比高等特點(diǎn)，并且具有順 用性、周期性等優(yōu)良工作特征，即成為工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置器2.6.1 PLC應(yīng)用方面的特點(diǎn)根據(jù)實(shí)標(biāo)的應(yīng)用來(lái)分析可編程控制器，且具有以下特點(diǎn)：(1 )準(zhǔn)確性較高：因?yàn)镻LC的時(shí)間動(dòng)量是由晶振效果發(fā)生的，所以選磁性 非常之高，其數(shù)據(jù)播存圍也比較寬；并且具有計(jì)數(shù)/定時(shí)的功能。其都是通過(guò)

20、半 導(dǎo)體組成的，控制響應(yīng)速度快，同時(shí)信號(hào)也不因外界耳境洱度改變而受到影響。(2)裝置體枳?。涸诠I(yè)生產(chǎn)過(guò)程中主要運(yùn)用微處理器和大規(guī)模的集成電珞 進(jìn)行組裝,這樣使安裝更加方便,并逐步實(shí)現(xiàn)了體積向小型化方向發(fā)展。(3)使用方便：PLC是串行工作，所以不受蔡福,并且I/O控制有很好的傳 輸保護(hù)模塊與信號(hào)調(diào)節(jié)整理模塊；在受熱性能、防塵性能、受潮性能等方面邵考 慮的非常周全。在不同的控制系統(tǒng)中，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)的選擇確定后，如果I/O作為很小的變量 時(shí)，這時(shí)只需根據(jù)要求改變對(duì)程序做改變即可，并對(duì)系統(tǒng)的I/O 口連接線做小圍 的調(diào)整，不僅能夠使現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量減少,而且操作也變得靈活簡(jiǎn)便。(4)穩(wěn)定性能高：因?yàn)?/p>

21、PLC的I/O 口均采用光電耦合器件，并運(yùn)用了隔離和 杭干擾等方法，使其具有了較強(qiáng)抗干擾的能力，因而能峭工作在惡劣的外界因素 下；PLC是無(wú)觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，并采用了密封、防塵、防潮的外殼封裝，具有自我診斷 的功能和監(jiān)控程序執(zhí)行的功能。(5)通用性能好：由于PLC采用的是模塊儀結(jié)構(gòu)，一般有it算機(jī)模塊、PID 模塊、模機(jī)I/O模塊等，可以用這些模塊靈活的組成要求不同的控制系統(tǒng)，對(duì)不 同的控制系統(tǒng)中，只要選取需要的模塊完成，因而具有較好的通用性能；本課題假拌機(jī)控制系統(tǒng)，是通過(guò)液位變送器對(duì)臧拌容器的液位信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí) 的采集，并通UA/D轉(zhuǎn)換將信號(hào)輸送給CPU進(jìn)行處U,實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)系統(tǒng)的控制。 該系統(tǒng)的總體

22、方案主要的目的在于保證混合原料過(guò)程中的準(zhǔn)確性以及保證原料 的能夠充分的混合?；赑LC的上述優(yōu)點(diǎn)便能夠?qū)崿F(xiàn)和滿足本課題的設(shè)計(jì)容，所以我選擇攪拌機(jī) 控制系統(tǒng)為采用西門(mén)子的PLC,提高系統(tǒng)的自動(dòng)化水平。系統(tǒng)的水位，溫度，壓 力均可以進(jìn)行監(jiān)旭和控制，減少了人力資源的浪費(fèi)；變顓器可以根據(jù)實(shí)標(biāo)負(fù)荷的 大小來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)猿率,減少能量的損失；對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng),會(huì)減小 電流和機(jī)械的沖擊，使系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)。第三章基于PLC的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的硬件部分3.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的硬件選型根據(jù)上面對(duì)于攪拌機(jī)系統(tǒng)的了解，控制要求的設(shè)定，首先清楚了解系統(tǒng)中會(huì) 使用到的相關(guān)元件和性能，然后先對(duì)整體的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行

23、介紹。3.1.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的PLC選型在該系統(tǒng)中，有5個(gè)開(kāi)關(guān)輸入量，7個(gè)開(kāi)關(guān)輸出量，對(duì)系統(tǒng)的可護(hù)展性和維 護(hù)進(jìn)行考慮，可編程控制器可以選擇模塊化裝置。因?yàn)楸究刂葡到y(tǒng)是一個(gè)連續(xù)性 的，所以選擇PLC的型號(hào)為西門(mén)子S7-200作為控制單元。S7-200 PLC的一般結(jié)構(gòu)包括CPU(中央處理單元)、存播器、輸入/輸出接口 電潞、電源、外設(shè)接口、I/O擴(kuò)展接口。3.1.2 電做閥的選擇由于電磁陽(yáng)是進(jìn)出人液體的流通管道，所以必須考慮攪拌液體的神類(lèi)、仇學(xué) 性質(zhì)、濃度密度等方面進(jìn)行選擇相應(yīng)的電磁股，然后經(jīng)過(guò)種科方面比較與選擇， 最后該系統(tǒng)的電磁力決定采用“VF4-25”型。其中的“V”所表示的是電磁閥

24、,而“F”所表示的是電磁閥得耐腐蝕性，“4" 所表示的是設(shè)計(jì)的序列號(hào)，最后的“25”所表示的是電俄圈口徑的(mm)寬度。“VF4-25”型電42得主要技術(shù)參數(shù)如下所示:(1 )材質(zhì):聚四氟乙烯。使用介質(zhì)：磷酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、仇學(xué)試劑等酸破性液體；(2)介質(zhì)溫度W150七、。境濕度-20為一+60七；(3 )使用電壓:220V 50HZ/24V 60HZ ；(4)功率：2.5KW；(5)操作方式：常閉，通電打開(kāi)，斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高獨(dú)率。3.1.3 液位傳感器的選擇現(xiàn)在我們先介紹液位傳感器，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用的是光電式液位傳感器。導(dǎo) 管裝有測(cè)量元件，它可以將所測(cè)量的液面信號(hào)轉(zhuǎn)換成

25、正比于液位變化的電阻與 號(hào)，并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。設(shè)it中，在攬拌容器中安裝液位傳感器，監(jiān)測(cè)水位 情況，并且跟設(shè)定上限水位和下限水位做比較，使得相應(yīng)的線圈動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。 首先要求液位傳感器精選性，可靠性強(qiáng)，其次應(yīng)選擇杭液體腐蝕能力以及杭老化 能力好。最后，本系統(tǒng)決定采用“LSF-2.5”液位傳感器。其中“L”所表示的是光電 的，“S”所表示的是傳感器,“F”表示的是防腐蝕的,'25”所表示為最大 工作壓力?！癓SF-2.5 ”液位傳感器主要技術(shù)參數(shù)如下：工作壓力可達(dá)2.5Mpa；(2)工作溫度上限為+125七;觸點(diǎn)壽命為100萬(wàn)次；觸點(diǎn)功率為70W；(5)開(kāi)關(guān)電壓為24V；切換電流為

26、0.5A。該型號(hào)是基于光的反射和折射的原理，當(dāng)容器是空的時(shí)候，光經(jīng)過(guò)枝鏡面或 球而反射回接觸點(diǎn)；液體淹沒(méi)傳感器的光電探頭球面時(shí)，光通過(guò)棱鏡表面折射出 來(lái)，使其輸出量發(fā)生相應(yīng)的變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器的動(dòng)作便會(huì)伴施著一個(gè) 開(kāi)關(guān)量的輸出而變化。該設(shè)計(jì)還采用壓力傳感器，壓力傳感器是一神轉(zhuǎn)換壓力變量，可以將測(cè)量?jī)x 器的輸出信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)化，并將其輸出信號(hào)與給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系進(jìn)行壓力。主要 用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制。在系統(tǒng)中檢測(cè)臧拌容器中的液壓，用來(lái)與 變顓器結(jié)合控制電機(jī)，盡量使壓力保持穩(wěn)定。3.1.4 變頻器的選擇變顓器是利用功率半導(dǎo)體器件的通斷功能來(lái)實(shí)現(xiàn)工顓功率轉(zhuǎn)換到另一個(gè)獨(dú) 率功率控制裝置，

27、可以實(shí)現(xiàn)交流異步電動(dòng)機(jī)費(fèi)啟動(dòng)和電機(jī)轉(zhuǎn)速的顓率控制，提高 操作精度，改變功率因數(shù)，過(guò)電流/過(guò)電壓/過(guò)費(fèi)保護(hù)等功能。變頻器使用的時(shí)候, 根據(jù)液體的液壓大小，都可以對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)。使用變顓器調(diào)整轉(zhuǎn)速后, 因?yàn)椴坑须娙菰床?，這樣不僅可以減小無(wú)功的損耗，而且還噌加了電機(jī)的有功功 率?；谧冾吰鞯母魃駜?yōu)點(diǎn)，在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中加入變頻器對(duì)于工廠來(lái)說(shuō)是非 常有利的。在本系毓的設(shè)計(jì)中)111人變頻器就是要根據(jù)液體的壓力來(lái)調(diào)節(jié)電機(jī)運(yùn) 監(jiān)。3.1.5 一拌電動(dòng)機(jī)的選擇三和異步電動(dòng)機(jī)的選擇，包括功率、類(lèi)型、電壓和方式等。(1 )功率的選擇根據(jù)要求選擇合適的電動(dòng)機(jī)是運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性重要的保證。一般電機(jī)的 功率是

28、根據(jù)所需的電動(dòng)機(jī)的輸出功率來(lái)進(jìn)行比較選擇。連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率的選擇：所謂連續(xù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)功率是指在一長(zhǎng)期時(shí)間下電動(dòng) 機(jī)連續(xù)工作時(shí)所消耗的功率：對(duì)于連續(xù)運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)，如果負(fù)我是恒定負(fù)載時(shí)， 要計(jì)算機(jī)械功率的產(chǎn)生多大，然后再選擇額定功率的電機(jī)應(yīng)略大于或等于產(chǎn)生機(jī) 械功率，從而保證經(jīng)濟(jì)安全。(當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，計(jì)算復(fù)雜，通常根據(jù)機(jī)械負(fù)荷的產(chǎn)生和變化規(guī)律進(jìn)行等效 恒裁，然后選擇電機(jī))。(2)種類(lèi)和型式的選擇從交流、直流、速度、起動(dòng)性能、機(jī)械性能、等方面進(jìn)行了選型。(3)電3的選擇根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇。一般的Y系列蘢型電機(jī)的額定電壓只有 380V的等級(jí)；而大功率的異步電機(jī)則采用的是3/6000V的等

29、級(jí)。32授拌機(jī)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)以上元件的了解，設(shè)計(jì)整個(gè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，如圖3-1所示。本系統(tǒng) 設(shè)計(jì)主要是以PLC為控制中心，熱后通過(guò)壓力輸出信號(hào)來(lái)控制變獨(dú)器，從而控 制電機(jī)。從液位傳感器、壓力傳感器采集來(lái)的狀態(tài)放置在相應(yīng)的存儲(chǔ)器中，因?yàn)?PLC只能識(shí)別開(kāi)關(guān)量，所以從相應(yīng)的存慌器中讀取的狀態(tài)會(huì)先監(jiān)摸成為PLC可以 識(shí)別的信息，然后進(jìn)行判斷，再輸出相應(yīng)的信號(hào)，比如轉(zhuǎn)速、功率和報(bào)警。在液 位傳感器檢測(cè)完后，有液位信息輸出，在壓力檢闡完成之后，有相應(yīng)的輸出信號(hào), 通過(guò)相同的通信機(jī)議傳遞給變顓器。03-1水循環(huán)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)連接圖3.3攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的主電骼設(shè)計(jì)主電潞主要由控制電機(jī)組成，任務(wù)是通過(guò)控制

30、電珞的作用來(lái)完成目標(biāo)，主電 路的支架或下降直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的功能是否齊全，所需的功率充足，響應(yīng)靈 敏等。主電潞由工業(yè)380伏三相交流電源線組成，如圖3-2所示。圖3-2攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的主電路圖3.3.1 3拌機(jī)控制系統(tǒng)的槍測(cè)電路控制系統(tǒng)中，檢測(cè)控制電路是對(duì)系統(tǒng)所要求的環(huán)境參數(shù)的保障，并且對(duì)其出 現(xiàn)的狀況，提示相應(yīng)的信號(hào)?？刂齐娐旱淖饔檬怯蒔LC來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所以,檢測(cè) 系統(tǒng)的好壞，直接相關(guān)控制系統(tǒng)的可靠度和準(zhǔn)確度。本設(shè)計(jì)的檢旭電路主要是通過(guò)傳感器來(lái)檢測(cè)容器中的水位，并輸送液壓。容 器中的水位檢測(cè)，設(shè)定有上限位、中限位和下限位，當(dāng)高于中限位就會(huì)輸出警示 進(jìn)而發(fā)出報(bào)警，當(dāng)高于上限位時(shí)也會(huì)同樣工作。系

31、統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，就會(huì)向容器中 注水，當(dāng)水量發(fā)生變仇時(shí)，變頻器根據(jù)對(duì)壓力的設(shè)定值和壓力傳感器反饋值之差, 經(jīng)過(guò)PID算法對(duì)電機(jī)的特速進(jìn)行控制。對(duì)于水位，水壓的數(shù)值的監(jiān)控，以便工作 人員更好的進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3.3.2 報(bào)拌機(jī)控制系統(tǒng)的控制部分假拌機(jī)系統(tǒng)的控制中心就是PLC,對(duì)于一個(gè)PLC的控制電珞，正確的端口分 配和接線連接直接關(guān)系著控制程序是否可以按照預(yù)先設(shè)定的步驟進(jìn)行，且連接的 誤差和連接的分布使得無(wú)法識(shí)別的設(shè)備，甚者導(dǎo)致致命的應(yīng)用錯(cuò)誤，造成不必要 的損失。在選擇PLC類(lèi)型的時(shí)候首先要確定輸入輸出信號(hào)數(shù)量，功能等。按照上述的描述，選擇西門(mén)子公司S7-200系列CPU226的PLC,一共有5 個(gè)數(shù)字量

32、輸入，7個(gè)數(shù)字量的輸出，還可帶有7塊擴(kuò)展模塊，考慮系統(tǒng)的可護(hù)展 性和維護(hù)方便，可以選擇模塊儀的可編程控制器。外部接線圖如下圖3-3第四章攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的工作流程通過(guò)之前對(duì)于假拌機(jī)控制系統(tǒng)的分析研究，我們?cè)O(shè)計(jì)出該系統(tǒng)的工藝流程, 如下圖4-1所示，從系統(tǒng)的開(kāi)始，運(yùn)行方式以及水位、水溫的加熱，能帽清嚙的 看出整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行情況，能夠更加明確控制目的。4.2 PLC的I/O分配通過(guò)對(duì)工業(yè)水循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程及控制檢測(cè)要求的全面分析，采用S7-200系列CPU226型號(hào)的PLC對(duì)輸入輸出信號(hào)進(jìn)行I/O系配如下圖4-2所示o序號(hào)設(shè)備/信號(hào)類(lèi)型設(shè)備名稱(chēng)信號(hào)地址1輸入啟動(dòng)按鈕S

33、B1I0.02停止按鈕SB210.13上限位傳感器I0.24中限位傳感器I0.35下限位傳感器I0.46輸出進(jìn)液眼A/YV1Q0.07進(jìn)液網(wǎng)B/YV2Q0.18出液i C/YV3Q0.29撅拌電動(dòng)機(jī)MQ0.310加熱指示Q0.411液位報(bào)警指示Q0.512報(bào)警鈴Q0.6表4-2系統(tǒng)I/O分84.3 相拌機(jī)控制系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計(jì)根據(jù)上述工作流程圖，我們可將總體設(shè)計(jì)分為四個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)it：系統(tǒng)的啟 動(dòng)和停止、系統(tǒng)自動(dòng)人液控制、系統(tǒng)的自動(dòng)加溫控制、系毓自動(dòng)出液控制、系統(tǒng) 的槍測(cè)部分和系統(tǒng)的主電路部分（即電機(jī)的運(yùn)行情況）分別進(jìn)行介紹。4.3.1 系統(tǒng)的啟動(dòng)停止系統(tǒng)的開(kāi)啟與停止這部分控制就是要求系統(tǒng)可以正

34、常的開(kāi)啟運(yùn)行或者停止。在梯形圖設(shè)計(jì)中，只有在系統(tǒng)開(kāi)啟（即22線圈閉合），槍測(cè)上限水位，壓 力一切都正常后，中間維電器M0.0閉合也就是系統(tǒng)啟動(dòng)準(zhǔn)備成功。若是技下系 統(tǒng)停止，那也就是整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)就會(huì)停止運(yùn)行。4.3.2 系統(tǒng)的自動(dòng)人液控制系統(tǒng)在兩個(gè)液體分別到達(dá)相應(yīng)的中限位和上限位時(shí)，水位一加都準(zhǔn)確的情況 下，自動(dòng)進(jìn)行人液，梯形圖如下4-4所示M0.1MO.O網(wǎng)絡(luò)3圖4-4系統(tǒng)的自動(dòng)人液控制在系統(tǒng)中有A、B兩抻液體，當(dāng)A液體開(kāi)始流入容器中時(shí)，中限位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟, 一旦液位到達(dá)中限位，人液隨A將立即關(guān)閉，此時(shí)B液體流入，上限位開(kāi)關(guān)開(kāi) 啟，直到液位到達(dá)限位地址,液體B立即停止注入。4.3.3 系統(tǒng)的自動(dòng)加

35、熱部分系統(tǒng)的加熱部分可根據(jù)混合液體的需求可加亦可刪去，梯形圖如圖4-5M0.3T37M0.5M0,42OO" PT 100 m$圖4-5系統(tǒng)的自動(dòng)加熱系統(tǒng)的加熱部分的目的是在于一些特殊環(huán)境下的需求，這樣能讓撼拌機(jī)系統(tǒng)在各方面各家完全，能涉及的液體攪拌更加多方便，足以應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)合進(jìn)行假 拌。434攪拌機(jī)出液控制混合液體攪拌完全后，電動(dòng)機(jī)停止，出液閥打開(kāi)，梯形圖如下圖4-6所示網(wǎng)絡(luò)7網(wǎng)絡(luò)8M0.4M0.6M0.5M0.5M0.510.4M0.0M0.1MO.6M0.6T39IN TON80-PT 100 ms圖4-6系筑的自動(dòng)出液控制當(dāng)攪拌機(jī)停止時(shí)，出液隨C打開(kāi)，混合液體流出，為了確保

36、系統(tǒng)能保證混合 質(zhì)量的情況下，流至下限位時(shí)，出液周將繼續(xù)打開(kāi)8s保證混合液體充分的流出 干凈，然后再自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)。4.3.5槍測(cè)電路當(dāng)液體超過(guò)限位器時(shí)，為了減少損失，就必須要設(shè)計(jì)報(bào)警電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì) 系統(tǒng)的監(jiān)控，檢測(cè)是否運(yùn)行正常。一旦液位超過(guò)，報(bào)警器可立即發(fā)出聲光來(lái)提醒 人們來(lái)排除故躥，因此，增加報(bào)警電路具有重要的價(jià)值和意義。由于條件有限， 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，如下圖所示為程序運(yùn)行流程圖。圖4-7系統(tǒng)的槍測(cè)流程實(shí)際梯形圖如圖4-8所示Q0.5Q0.6(I圖4-8槍測(cè)電絡(luò)圖在水位檢測(cè)中，當(dāng)達(dá)到中限位或者上限水位時(shí)，比較指令進(jìn)行操作,比較觸 點(diǎn)接通，然水池就會(huì)發(fā)出報(bào)警指示燈亮Q0.5； 一旦有

37、報(bào)警指示燈亮，就會(huì)有報(bào) 警拎Q0.6得電發(fā)出響聲。第五章仿真及調(diào)試5.1侑真軟件的簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)采用的西門(mén)子S7 - 200的仿真軟件是Simulation1.2(1)在Step 7 Micro Win V4.0中新建一個(gè)項(xiàng)目。編譯正確后保存,并在文件 中選擇導(dǎo)出，保存后綴為awl的文件，轉(zhuǎn)換成STL編程諾言界面(查看(V)- STL(S) oI程序注釋Network 1網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題I網(wǎng)絡(luò)至釋D NNNN L o A A A A =2 0 3 7 0 102 0 2 0 110I M I I I I MNetwork 2LD11.2AMO . 0CALL 自動(dòng)SymbolAddressComment自

38、動(dòng)SBR1子程序至釋Met work 3圖5-1 STL編程語(yǔ)言界面(2)打開(kāi)侑真軟件，點(diǎn)“配置” -"CPU型號(hào)”(然后選擇CPU226,再點(diǎn)擊 Accept 即可)。0123455701234567012345670SEMENSSMAT1C梯蹴OB1II程序央(O-0O0O0 -kloYOl<>ISMB29 | J !0IIOFWHiZATW.eiOGK 王 Y ?由圖5-4系統(tǒng)正常運(yùn)行522儕真調(diào)試的誤區(qū)在侑真過(guò)程中很容易出現(xiàn)各式各樣的錯(cuò)誤，其中最大的問(wèn)題就是輸出燈不亮或者 誤亮。我在侑真過(guò)程中也出現(xiàn)輸出燈誤亮的問(wèn)題,如下圖5-5、5-6所示S(VJ 配百©

39、; PLC 顯示(D) ttKD(H)益至密曲 .區(qū)姆皿帆必存您就前鴛梯形圖OB1程辦法a.°n-m ?Set/cr>. Z um.8A2r». ?osru.o0FD.O2r». i-n).QNetvofl 3LUFD.6hT%4CG0”以1»/一乳必 支、? 8, rteewcc* 1 .V圖5-5系統(tǒng)錯(cuò)誤運(yùn)行1程*PI義若IV) lESC) PLC顯示(D)壟助(H)益盅韶卜三理械心附閑后急避中的塊(o. - 0 3。 0。4。一密浮嶂罕LCCK王榭 aBEGiy -_Ket/orV I /網(wǎng)給比裝網(wǎng)絡(luò)注J3LD 10.0口 10 30MD.

40、3-MD TKvt/or); 2OOOOO 00。一012345570 123d567012345670煦MD -MD 0Koe/or): 3 U?ii梯形圖OB1CKGANZnCK_BlQCK 上三1 »I SMB ZB I 0 I1 SMB 29 I J 0 I0 0圖5-6系統(tǒng)錯(cuò)誤運(yùn)行2如5-5圖所示，當(dāng)10.3及中限位開(kāi)啟時(shí)，技照控制要求，此時(shí)A液體停止流人，B液體流入，及B人液網(wǎng)開(kāi)啟，只有Q0.1燈亮，可是圖中Q0.2也保持亮燈。圖5-6所示，當(dāng)02及上限位開(kāi)啟時(shí)，按照控制要求，此時(shí)B液體停止流入,攪拌機(jī)開(kāi)始工作，此時(shí)應(yīng)該只有Q0.3燈亮，可是圖中Q0.0也保持亮燈。 經(jīng)過(guò)反復(fù)的查找神形圖后,發(fā)現(xiàn)在啟動(dòng)和停止模塊的中間繼電器出現(xiàn)問(wèn)題，錯(cuò)誤將繼電器M0.6代替了 M0.7,這樣才使得系統(tǒng)出錯(cuò)，指示燈誤亮問(wèn)題。5.3仿真調(diào)試結(jié)果使用西門(mén)子的仿真軟件Simulation1.2版對(duì)STEP7-Micro WIN V4.0較件中巳 編譯成功的軟件進(jìn)行仿真,根據(jù)相應(yīng)的I/O 口,對(duì)相應(yīng)的技扭進(jìn)行強(qiáng)制閉合或者 打開(kāi)，觀察相應(yīng)的輸出，經(jīng)過(guò)多次的調(diào)試之后，所得結(jié)果能夠得到設(shè)計(jì)要求。當(dāng) 然，希望之后會(huì)有機(jī)會(huì)做實(shí)物，將PLC與變獨(dú)器、壓力和液位警示連接起來(lái)， 調(diào)試結(jié)果，能砥更好的在實(shí)標(biāo)生產(chǎn)中運(yùn)用?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)首先分析了攪拌機(jī)控制系