多種液體自動混合裝置的PLC控制課程設(shè)計說明學(xué)習(xí)資料

1、電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計說明書題目：多種液體自動混合裝置的 PLC控制目錄1課題背景 31.1課題背景 31.2研究目的和意義 31.3本文的主要工作 32已知情況、控制要求、設(shè)計要求 42.1已知情況 42.2控制要求 42.3設(shè)計要求 53總體設(shè)計思路 64程序設(shè)計及調(diào)試 64.1PLC的選型及I/O 分配圖 64.2梯形圖、指令表及編程元件明細(xì)表 85電氣設(shè)計 115.1PLC 外部接線原理圖 115.2多種液體自動混合裝置電氣元件明細(xì)表 126安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試 127后期工作 137.1操作過程簡要說明 137.2常見故障及排除方案 137.3編寫并提交（課程）設(shè)計說明

2、書 138尚存在的問題及方案建議 149課程設(shè)計總結(jié) 1410致謝 1511參考文獻(xiàn) 16多種液體自動混合裝置的PLC控制1 課題背景1.1 課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的猛速發(fā)展， 自動控制技術(shù)在人類活動的各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越 廣泛，它的水平已成為衡量一個國家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要標(biāo)志。 在煉 油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的程序，而且也是其生產(chǎn)過程中 十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、 有毒有腐蝕性的介質(zhì)， 以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分 惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有配料精確、控制可靠等特 點(diǎn)，這也是人工操作和半自動化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。所以

3、為了幫助相關(guān)行業(yè)，特別是 其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體自動混合的目的 , 液體自動混合配料勢必就是擺在我 們眼前的一大課題。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，提出數(shù)據(jù)采集、自 動控制、 運(yùn)行管理等多方面的要求。 設(shè)計的多種液體混合裝置利用可編程控制器實(shí)現(xiàn) 在混合過程中精確控制，提高了液體混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動化程度高， 適合工業(yè)生產(chǎn)的需要 .1.2 研究目的和意義 在工藝加工最初，把多種原料再合適的時間和條件下進(jìn)行需要的加工以得到產(chǎn)品 一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的， 在后來多用繼電器系統(tǒng)對順序或邏輯的操作過程 進(jìn)行自動化操作， 但是現(xiàn)在隨著時代的發(fā)展， 這些方式

4、已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際 需要。實(shí)際生產(chǎn)中需要更精確、更便捷的控制裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化程度要求越來越高，原來的液體混合遠(yuǎn)遠(yuǎn)不 能滿足當(dāng)前自動化的需要。 可編程控制器液體自動混合系統(tǒng)集成自動控制技術(shù)， 計量 技術(shù)，傳感器技術(shù)等技術(shù)與一體的機(jī)電一體化裝置。 充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集 中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便?？删幊炭刂破鞫喾N液體自動混合控制系統(tǒng)的特點(diǎn)： 系統(tǒng)自動工作； 控制的單周期運(yùn)行方式； 由傳感器送入設(shè)定的參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動控制； 啟動后就能自動完成一個周期的工作，并循環(huán)。本系統(tǒng)米用PLC是基于以下兩個原因： PLC具有很高的可靠性，

5、通常的平均無故障時間都在 30萬小時以上； 編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來實(shí)現(xiàn)；根據(jù)多種液體自動混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用的PLC具有小型化、高速度、 高性能等特點(diǎn)，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的 特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對多種液體自動混合實(shí)現(xiàn)控制。1.3本文的主要工作本文首先回顧多種液體自動混合裝置的發(fā)展過程， 說明了種液體自動混合裝置的 PLC控制的重要性和必然性。然后，講述了可編程程序控制器的應(yīng)用，通過論述可編程程序控制器的優(yōu)點(diǎn)對可 控

6、制編程器對多種液體混合裝置的控制有一個總體的認(rèn)識。 綜合多種液體自動混合裝 置的控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行了外部電路的連線和 PLC程序設(shè)計，從部件的選擇，流程 的分析，程序順序控制的設(shè)計等方面，完成了本次的設(shè)計任務(wù)。最后，通過對程序液位控制系統(tǒng)的程序的調(diào)試，檢測，再進(jìn)行是對系統(tǒng)的更正， 使控制系統(tǒng)更加完善，確保系統(tǒng)能順利運(yùn)行。2已知情況、控制要求、設(shè)計要求2.1 已知情況：本題目用PLC來模擬并實(shí)現(xiàn)多種液體自動混合裝置的控制<YV1><YV> C YV3 >2.2控制要求:如圖所示為三種液體混合裝置，SQ1 SQ2 SQ3和SQ4為液面?zhèn)鞲衅?，液面淹沒 時接通，液體

7、A B、C與混合液閥由電磁閥YV1、YV2 YV3 YV4控制，M為攪勻電動 機(jī)，其控制要求如下：1、初始狀態(tài)裝置投入運(yùn)行時，液體 A、B、C閥門關(guān)閉，混合液閥門 打開20s將容器放空 后關(guān)閉。2、起動操作按下啟動按鈕SB1,裝置開始按下列給定規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。(1) 液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SQ3時，SQ3接通，關(guān)閉液 體A閥門，打開液體B閥門。(2) 當(dāng)液面到達(dá)SQ2時，關(guān)閉液體B閥門，打開液體C閥門。(3) 當(dāng)液面到達(dá)SQ1時關(guān)閉閥門C,攪勻電動機(jī)開始攪勻。(4) 攪勻電動機(jī)工作1min后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。(5) 當(dāng)液面下降到SQ4時，SQ4由接通變

8、斷開，再過20s后，容器放空，混合液 閥門關(guān)閉，開始下一周期。3、停止操作按下停止按鈕SB2后，要將當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才停止操作(停在初始狀態(tài)）。2.3 設(shè)計要求 ：根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面及其它方面的需要，本次設(shè)計要達(dá)到如下設(shè)計要求：（1 ）要求本次設(shè)計的控制裝置采用 PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn)；（ 2）要能完全滿足控制要求；（3） 按下停止按鈕后，要將當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才停止操作3 總體設(shè)計思路經(jīng)過對上述設(shè)計要求的深入思考后， 對系統(tǒng)的設(shè)計過程有了一定的構(gòu)架。 具體的 想法有一下幾點(diǎn)：我做的系統(tǒng)為多種液體自動混合，需要對各種液體的液面的高度監(jiān)控，因此，需 要運(yùn)用到傳感器進(jìn)行液面高度的監(jiān)控。

9、 各種液體入池的比例需要應(yīng)用電磁閥控制， 入 池后的攪拌，則需要電機(jī)控制。對各個控件的控制，需要一個完整的控制流程，運(yùn)用 PLC技術(shù)進(jìn)行編程，可以實(shí)現(xiàn)對各個控件的控制。具體控制方法根據(jù)題目要求，按下啟動按鈕時， A種液體進(jìn)入容器，當(dāng)達(dá)到一定 值時，停止進(jìn)入，B種液體開始進(jìn)入，當(dāng)達(dá)到一定值時，停止進(jìn)入C種液體開始進(jìn)入， 當(dāng)達(dá)到一定深度停止所有液體進(jìn)入。 攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌， 一分鐘后攪拌均勻， 停止攪拌， 放出液體。經(jīng) 20s 后停止放出，按停止鍵停止操作。液體的進(jìn)入和放出，需要電磁閥的控制，液面的深度需要傳感器的控制。4 程序設(shè)計及調(diào)試4.1 PLC 選型及 I/O 分配圖根據(jù)設(shè)計要求、控制要求，

10、選定 PLC的型號為：FX1N系列它是日本三菱公司生產(chǎn)的三菱 FX1N系列，擁有28路輸入、18路（繼電器）輸出，而本例實(shí)際只需要 6 路輸入、 5路輸出，輸出留有約 1/3 的余量，輸出所留余量超出1/3，完全滿足要求；擁有8K步的內(nèi)存容量，而本例用戶程序的容量估計在50步左右，完全夠用多種液體自動混合裝置的 I/0 分配輸人X0:啟動按鈕XI：限位開關(guān)SQ1X2:限位開關(guān)SQ2X3:限位開關(guān)SQ3X4:限位開關(guān)SQ4X5:停止按鈕輸出Y1:液體A控制閥門YV1Y2 :液體B控制閥門YV2Y3 :液體C控制閥門YV3Y4: D 口控制閥門YV4丫5:攪拌機(jī)控制M4.2編程PLC多種液體自動混

11、合裝置程序工作過程簡析、編程兀件明細(xì)表梯形圖.多種液體混合自動裝置指令表如下:0LDxn麗1SETM200ZRSTYUO13RSTYD吐4RSTYBO35SETYOD46SETMl呻1LDX0059RSTH2003LDMZO910ANDTl11SETYBO112LDP砂14ourM10016LDM100冷RSTYBO117LDM1O(J18SETYftO?19LDPXOD221ourM101nLDMIDI23RSTYBOZ24LDU1O125SETYU皿26LDPXDI0128OUTM102外LDmz30RSTY00331LDMIO?32SETYOOS33LDYfloa34OUTTO27LDT

12、O30RSTYflOS39NOP40NOP41NOP4?IDTfi43SETY90444LDF幀446OUTMI0447LDN10449SETN10549LDN10550OUTT1K20053LDII54RSTN10555LDTl56RSTV90457EMDPLC編程元件明細(xì)表:編程元件作用X0起動開關(guān)X1觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q1X2觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q2X3觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q3X4觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q4X5停止開關(guān)Y1閥門A打開液體A注入Y2閥門B打開液體B注入Y3閥門C打開液體C注入Y4閥門D打開混合液流出Y5電動機(jī)轉(zhuǎn)動TO電動機(jī)轉(zhuǎn)動定時T1混合液流岀定時M200中間繼電器，使閥 A門打開M1OO

13、中間繼電器，使閥門 A關(guān)閉，使閥門B打開M1O1中間繼電器，使閥B門關(guān)閉，使閥C門打開M102中間繼電器，使閥門 C關(guān)閉，使攪拌機(jī)工作M104中間繼電器，使M105置位M105使計時器T1計數(shù)5電氣設(shè)計5.1 PLC外部接線原理圖5.2 多種液體自動混合裝置電氣元件明細(xì)表參考電氣控制與PLC應(yīng)用（胡漢文丁如春主編，人民郵電出版社，2009.5）第9章設(shè)計樣例，擬定本順控設(shè)備電氣元件明細(xì)表如表2所示。序號文字符號名稱型號規(guī)格單位數(shù)量備注11#PLC1 號 PLCF1N-240M8路輸入8路輸岀臺1求是生產(chǎn)6安裝、接線、及系統(tǒng)聯(lián)合測試按照電氣設(shè)計圖完成接線，對程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合測試， 詳細(xì)

14、步驟 略。如不滿足要求，再回去修改程序或檢查接線，直到滿足要求為止7后期工作7.1 操作過程簡要說明 本實(shí)驗(yàn)在試驗(yàn)箱上模擬了多液體自動混合裝置的工作過程， 用按鈕代 替液 面出發(fā)開關(guān)，用信號燈表示閥門和電動機(jī)的工作狀態(tài)（1）啟動開接通時，系統(tǒng)開始工作，電磁閥YV1打開A液體注入（丫1燈亮）。 當(dāng)起動開關(guān)斷開時，信號燈運(yùn)行完一個周期后才熄滅。（2）當(dāng)液體液位到達(dá)SQ3位置時，觸動開關(guān)X3,電磁閥YV2打開B液體注 入，（丫2燈亮）。（3） 當(dāng)液體液位到達(dá)SQ2位置時，觸動開關(guān)X2,電磁閥YV3打開C液體 注入，（丫3燈亮）。（4）當(dāng)液體液位到達(dá)SQ1位置時，觸動開關(guān)XI,攪勻電動機(jī)開始攪勻，（丫

15、5 燈亮），同時計時器TO開始計時，1min鐘后計時完畢，電磁閥YV4閥門 打開，（丫4燈亮）。（5）開始放出混合液體，當(dāng)液面下降到 SQ4時，出動X4按鈕，計時器T2 開始計時20s，計時完畢完成了一個周期的控制，開始進(jìn)行下一個周期。7.2 常見故障及其排除方案（1）檢查PLC能否完成1個工作流程？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編（2）檢查PLC能否從最后1步（丫4）回到第1步（Y1）開始新一輪循環(huán)？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編（3）檢查PLC能否實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行？ 不能：程序錯誤解決方案：程序重編7.3 編寫并提交 （ 課程）設(shè)計說明書 “課程設(shè)計說明書”包括以下內(nèi)容：（1）封面(2)

16、 課程設(shè)計任務(wù)書(3) 摘要(4) 目錄(5) 已知情況、控制要求、設(shè)計要求(6) 總體設(shè)計思路(7) 程序設(shè)計及調(diào)試(8) 電氣設(shè)計(9) 安裝、接線、聯(lián)合測試(10) 后期工作(11) 課程設(shè)計總結(jié)(12) 致謝(13) 主要參考文獻(xiàn)及資料8 尚存在的問題及方案建議本設(shè)計方案雖然“設(shè)計簡約，考慮面廣，滿足要求” ，但至少存在以下 2 個 問題尚未解決：(1)由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，只能制作成手動的控制裝置，與實(shí)際根據(jù)液壓傳 感器來自動控制裝置的試驗(yàn)現(xiàn)象相差較大， 到達(dá)指定液位時裝置就自動變化的現(xiàn) 象可能有時不太明顯觀察。( 2)隨時停止工作：在設(shè)過程中，為了簡化操作過程，對 PLC 未加裝強(qiáng)制

17、停 止按鈕，突發(fā)情況不能強(qiáng)制停止。9 課程設(shè)計總結(jié)小學(xué)期課程設(shè)計是非常難得的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會，通過這次小 學(xué)期對“多種液體自動混合裝置的PLC控制”的設(shè)計使我擺脫了單純理論學(xué)習(xí)的 狀態(tài)，和眼高手低的毛病，通過本次PLC的課程設(shè)計，使我了解到PLC的重要性。電氣控制與可編程控制器是一門極其重要的課程， 他綜合了計算機(jī)技術(shù)和自 動控制技術(shù)和通訊技術(shù)。 在當(dāng)今由機(jī)械化向自動化， 信息化飛速發(fā)展的社會， PLC技術(shù)越來越受人們廣泛應(yīng)用，前景可觀，因此學(xué)會和運(yùn)用 PLC將對我們以后踏 上工作崗位有極其重要的幫助， 在此次設(shè)計中， 我們遇到了許多困難， 通過對自 身的查找，我找出幾點(diǎn)不足之處：1

18、，不太會利用查翻資料。遇到困難，首先不先查看資料，過多依賴同學(xué)和 老師的幫助，相對不獨(dú)立。2，學(xué)習(xí)認(rèn)真程度不夠，學(xué)習(xí)熱情不高，基礎(chǔ)相對薄弱，掌握知識太少。 3，設(shè)計時對時間合理安排上欠妥。但正是這次設(shè)計，讓我認(rèn)識到自己的不 足，為以后以后的工作學(xué)習(xí)找到了方向和前進(jìn)的動力。通過這次PLC課程設(shè)計實(shí)踐。我學(xué)會了 PLC的基本編程方法，對PLC的工作 原理和使用方法也有了更深刻的理解。 在對理論的運(yùn)用中， 提高了我們的工程素 質(zhì)，在沒有做實(shí)踐設(shè)計以前， 我們對知識的撐握都是理論上的， 對一些細(xì)節(jié)不加 重視，當(dāng)我們把自己想出來的程序用到 PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn) 行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。 這樣，我就只能一個一個問題的去 解決，通過查閱資料或者是請教同學(xué)， 一次一次的調(diào)試程序， 最后達(dá)到設(shè)計要求。 使得我對 PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到