液体混合装置PLC控制系统方案.docx
- 文档编号:12564990
- 上传时间:2023-04-20
- 格式:DOCX
- 页数:40
- 大小:762.52KB
液体混合装置PLC控制系统方案.docx
《液体混合装置PLC控制系统方案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《液体混合装置PLC控制系统方案.docx(40页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
液体混合装置PLC控制系统方案
电气与自动化工程学院实训评分表
课程名称:
PLC控制技术实训
实训题目:
液体混合装置PLC控制系统
班级:
学号“
项目
评分比例
得分
实训平时表现
30%
实训答辩
50%
实训报告
20%
实训总成绩
指导老师:
年月日
常熟理工学院
电气与自动化工程学院
《PLC控制技术实训》
题目:
液体混合装置PLC控制系统
姓
学
班
名八
号:
级:
指导教师:
起止日期:
《PLC控制技术》实训任务书1
一、基础实训项目一:
变频器对电机的运行控制1
二、基础实训项目二:
模拟量采集与数据处理的综合应用1
三、综合型自主实训项目:
液体混合装置PLC控制系统2
1.基础实训项目一4
1.1任务1变频器的面板操作与运行4
1.1.1I/O接线4
1.1.2I/O接线图4
1.1.3参数设置4
1.2任务2变频器的外部运行操作5
1.2.1.I/O接线5
1.2.2变频器外部运行操作接线图6
1.2.3I/O图6
1.2.4梯形图程序7
1.2.5参数设置7
1.2.6变频器运行操作8
1.3任务3变频器的模拟信号操作控制8
1.3.1I/O接线8
1.3.2变频器模拟信号控制接线图9
1.3.3I/O接线图9
1.3.4梯形图程序10
1.3.5参数设置10
1.3.6变频器运行操作10
2.基础实训项目二12
2.1模拟量釆集与数据处理的综合应用12
2.1.110分配12
2.1.2接线图12
2.1.3梯形图程序13
3.1.4工作流程13
2.1.5调试结果14
2.2模拟量输出通道控制点动执行器14
2.2.1接线图14
2.2.2流程图15
2.2.3组态王显示15
2.2.4调试步骤与结果16
3.综合型自主实训项目17
3.1具体要求17
3.2控制要求17
3.3I/O接线18
3.4I/O接线图19
3.5流程图20
3.6PLC编程21
3.6.1复位环节21
3.6.2手动环节22
3.&3启动环节23
3.&4自动程序24
3.6.5停止环节27
3.7调试步骤也结果28
3.7.1开始28
3.7.2手动28
3.7.3自动29
3.8组态王32
3.8.1组态王的建立32
3.8.2手动模式图34
3.8.3自动模式图35
4.收获、体会36
5.参考文献37
贞脚
《PLC控制技术》实训任务书
题目:
液体混合装置PLC控制系统
(一)
实训学生需要完成2个基础实训项目和1个综合型自主实训项目的训练。
一、基础实训项目一:
变频器对电机的运行控制
一)实训目的
1、进一步巩固掌握PLC基本指令功能的及其运用方法;
2、根据实训设备,熟练掌握PLC的外围I/O设备接线方法;
3、掌握异步电动机变频调速原理,熟悉变频器的用法。
二)实训设备
PLC主机单元模块、电位器、MM440C或MM420)变频器、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三)工艺控制要求
使用变频器实现异步电动机的可逆调速控制,即可以电动机可正反向运行、调速和点动功能。
参考电气原理图见教材说5,速度控制有两种方式:
(1)由外接的电位器控制,
(2)由PLC的模拟量输出通道控制。
四)实训步骤
1、进行PLC的I/O地址分配,并画出变频器对电机控制的PLC控制系统的接线图。
2、设计由PLC控制的梯形图程序。
3、输入自编程序,上机调试、运行直至符合动作要求。
二、基础实训项目二:
模拟量采集与数据处理的综合应用
一)实训目的
1,掌握PLC中模拟量输入、输出的基本工作原理;
2,掌握数据处理指令的运用方法;
3,熟悉组态王与PLC的连接使用。
二)实训设备
PLC主机单元模块、电位器、万用表、个人计算机PC、PC/PPI编程电缆。
三)实训项目原理与要求
1、用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器,假设当温度是OP时,对应电位器输出OV电压,假设当温度是100七时,对应电位器输出电压10Vo用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压,进行标度变换,将转换后的温度值存储在变量存储器中,并在组态界面上显示出具体温度。
2、用PLC模拟量输出通道控制电动执行器,执行器开度设置为0%时,输出电压为0V,执行器开度为100%时,输出电压10V。
执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入,观察模拟量输出的数值,并用万用表测疑输岀电压值。
四)实训项目的步骤
1、根据项目要求拟定I/O地址分配表,画出外部接线图,并进行接线图线路连接。
2,设计梯形图程序,调试并记录数据。
输入
输出
电压
AIW
温度值(弋)
执行器开度
AQW
电压(V)
0V
()
4V
40%
6V
60%
8V
80%
10V
100%
三、综合型自主实训项目:
液体混合装置PLC控制系统
一)实训项目工艺要求:
本课題要求设计一个自动售货机的PLC控制系统,具体要:
1)在初始状态时,容器是空的,各阀门均关闭,低、中、高液位传感器为开关量,分别按动三个按钮来模拟液位情况。
初始时所有传感器为OFF状态。
当液面淹没时接通并保持闭合状态,相对应的指示灯H、I、J点亮。
2)系统有手动和自动两种工作方式。
当进入手动方式时,手动指示灯点亮,液依A阀门、液体B阀门、混料泵、I、报警灯等均可以通过按动组各自的测试按钮进行点动调试。
3)进入自动方式时,自动指示灯点亮,按下启动按钮,系统进入工作状态,系统电源指示灯点亮。
5S后开始工作,液体A阀门XI先打开,液体A流入容器,液位开始升高,当中液位传感器报警后,A阀门XI关闭,打开液体B阀门X2,液体B流入容器;当高液位传感器报警后,关B阀门,混料泵电机H得电;搅拌20S后,混料泵关闭,出料泵开,混合液流出容器;低液位传感器报警后,出料泵继续开10S,液体排空,此时报警灯按亮2S、灭1S的规律闪烁5次,一个循环结束。
在此过程中,若没有按动停止按钮,则A阀门再次打开,开始新一轮的循环。
任何时候按下停止按钮,在当前工作周期结束后,才停止操作,电源指示灯熄灭。
二)目的
通过本次实训使学生掌握:
1)Step7—Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用;2)实际程序的设计及实现方法;3)程序的调试和运行操作技术。
从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。
三)容与要求
1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块;
2、液体混合装置PLC控制系统设计;
3、硬件接线图、程序清单;
4、采用状态转移图SFC图或经验设计法进行设计;
5、设计组态王上位机监控画面,对工作过程进行显示。
四、实训报告要求
报告应采用统一的报告纸书写,应包括评分表、封面、目录、正文、收荻、参考文献(并按此顺序装订)。
报告中提供如下容:
1、目录
2、正文
(1)实训任务书;
(2)实训容,三个任务分别写
a、每个实训任务的总体设计方案(应有PLC的选型及依据)
b、I/O分配表,PLC外部接线图,程序中使用的元件及功能表;
c、程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单,注释说明;
d、调试、运行及其结果;
3、收荻、体会
4、参考文献
(注意实训报告原则上手写,允许打印,但雷同者的零分处理)
五、实训进度安排
周次
工作日
工作容
第
周
1
布置实训任务,查找相关资料,熟悉实验台。
2
完成两个基础实训项目。
3
根据综合型实训任务,完成总体设计方案(硬件选型、分配10点等)
4
完成硬件接线,编写程序并调试
.5
编写程序并调试
第
周
1
编写程序并调试
2
编写程序并调试
3
编写程序并调试及准备实训报告
4
完成报告并于下午两点之前上交
.5
答辩
本实训共需两周时间
六、实训考核办法
本实训满分为100分,其中实训平时表现(含2个基础实训项目完成情况)30%,综合型实训项目答辩50%,实训报告20%。
1.基础实训项目一
1.1任务1变频器的面板操作与运行
1.1.1I/O接线
无多余的接线,只需要给变频器加上AC220V电源,检查电路正确无误后,合上主电源开关QS即可。
1.1.2I/O接线图
1.1.3参数设置
(1)设定P0010=30和P0970=l,按下P键,开始复位,复位过程大约3min,这样就可保证变频器的参数回复到工厂默认值。
(2)设置电动机参数,为了使电动机与变频器相匹配,需要设置电动机参数。
电动机参数设定完成后,设P0010=0,变频器当前处于准备状态,可正常运行。
(3)设置面板操作控制参数
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0010
0
0
正确地进行运行命令的初始化
P0001
0
7
命令和数字I/O
P0700
2
1
由键盘输入设定值(选择命令源)
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0001
0
10
设定值通道和料坡函数发生器
P1000
2
1
由键盘(电动电位计)输入设定值
P1080
0
0
电动机运行的最低频率(Hz)
P1082
50
50
电动机运行的最离频率(Hz)
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0001
0
10
设定值通道和料坡函数发生器
P1040
5
20
设定镀盘控制的频率值(Hz)
P1058
5
10
正向点动频率(Hz)
P1059
5
10
反向点动频率(Hz)
P1060
10
5
点动斜坡上升时问(s)
P1061
10
5
点动斜坡下降时问(S)
面板基本操作控制参数
1.2任务2变频器的外部运行操作
1.2.1.I/O接线
输入
输出
正转
10.0
正传指示灯
Q0.0
反转
10.1
反转指示灯
Q0.1
正向点动
10.2
正向点动指示灯
Q0.2
停止
10.3
1.2.2变频器外部运行操作接线图
1.2.3I/O图
外部运行澡作接线图
1.2.4梯形图程序
Network1:
正向运行/停止
10010.1Q0.1Q0.0
—II—._MM()
Q0.0
TI—
Network2:
反向运行/停止
10.210.1QO-OQ0.1
T1—1klM()
Q0.1
—II—1
1.2.5参数设置
接通断路器QS,在变频器在通电的情况下,完成相关参数设置,具体设置见表。
参数号
出厂值
设置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
7
命令和数宇I/O
P0700
2
2
命令源选择沖端子排输入”
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0004
0
7
命令和数宇I/O
♦P0701
1
1
ON接通正转,OFF停止
♦P0702
1
2
ON接通反转,OFF停止
♦P0703
9
10
正向点动
♦P0704
9
11
反向点动
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0004
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1000
2
I
由镀盘(电动电位计)输入设定值
♦P1080
0
0
电动机运行的最低頻率(Hz)
桦1082
50
50
电动机运行的最高频率(Hz)
♦P1120
10
5
斜坡上升时问(s)
♦P1121
10
5
斜坡下降时问(S)
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0001
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
♦P1010
5
20
设定縫盘控制的频率值
♦P1058
5
10
正向点动频率(Hz)
♦P1059
5
10
反向点动频率(Hz)
♦P1060
10
5
点动斜坡上升时问(s)
♦P1061
10
5
点动斜坡下降时问(s)
变频器参数设置
1.2.6变频器运行操作
(1)变频器启动:
在变频器的前操作面板上按运行键,变频器将驱动电动机升速,并运行在由P1040所设定的20Hz频率对应的560r/min的转速上。
(2)正反转及加减速运行:
电动机的转速(运行频率)及旋转方向可直接通过按前操作面板上的键/减少键(▲/▼)来改变。
(3)点动运行:
按下变频器前操作面板上的点动键,则变频器驱动电动机升速,并运行在由P1058所设置的正向点动10Hz频率值上。
当松开变频器前错做面板上的点动键,则变频器将驱动电动机降速至零。
这时,如果按下一变频器前操作面板上的换向键,在重复上述的点动运行操作,电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。
(4)电动机停车:
在变频器的前操作面板上按停止键,则变频器将驱动电动机降速至零。
1・3任务3变频器的模拟信号操作控制
1.3.1I/O接线
输入
输出
正转
10.0
正传指示灯
Q0.0
反转
10.1
反转指示灯
Q0.1
正向点动
10.2
正向点动指示灯
Q0.2
1.3.2变频器模拟信号控制接线图
MM140变頻器模拟信号控制接线图
1.3.3I/O接线图
QL+
QM
Q0.0
Q0.1
7)
1.3.4梯形图程序
Network1:
正向运行/停止
10.010.1Q0.1
—II_——klk卜
Q0.0
Network2:
反向运行『停止
10.210.1Q0.0
―II~~——klkh
Q0.1
1.3.5参数设置
设置模拟信号操作控制参数,模拟信号操作控制参数设置。
参数号
没置值
说明
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0001
0
7
命令和数字1/0
P0700
2
2
命令源选择由端子排输入
P0003
1
2
设用户访问级为扩展级
P0001
0
7
命令和数字1/0
P0701
1
1
0N接通正转,OFF停止
P0702
1
2
0N接通反转,OFF停止
P0003
1
1
设用户访问级为标准级
P0001
0
10
设定值通道和斜坡函数发生器
P1000
2
2
频率设定值选择为模拟输入
P1080
0
0
电动机运行的最低频率(HZ)
P1082
50
50
电动机运行的最高频率(HZ)
模拟信号澡作控制参数
1.3.6变频器运行操作
(1)电动机正转与调速
按下电动机正转自锁按钮SB1,数字输入端口DINI为”ON"•电动机正转运行■转速由外接电位器RP1来控制,模拟电压信号在0〜10V之间变化,对应变频器的频率在0、50Hz之间变化。
当松开带锁按钮SB1时,电动机停止运转。
(2)电动机反转与调速
按下电动机反转自锁按钮SB2,,数字输入端口DIN2为"ON”,电动机反转运行•与电动机正转相同,反转转速的大小仍由外接电位器来调节。
当松开带锁按钮SB2时,电动机停止运转。
4.变频器速度由PLC的模拟量输出通道控制
将变频器上的AIN+、AIN-端与PLC模拟量输出通道的V和AQH端相连,用MOVW指令将0~32000的数字量送入AQWO,相当于在AIN+.AIN-之间所加的模拟电压信号在O'lOV之间变化,从而控制变频器的频率在0^50Hz之间变化。
2.基础实训项目二
2.1模拟量采集与数据处理的综合应用
用扩展模块中的电位器模拟温度测量变送器,假设当温度是0X3时,对应电位器输出0V电压,假设当温度是1009时,对应电位器输出电压10Vo用CPU224XP的模拟量输入通道采集电位器电压,进行标度变换,将转换后的温度值存储在变量存储器中,并在组态界面上显示出具体温度。
2.1.110分配
输入
输出
A
温度
2.1.2接线图
1OV
O2
■
4
B+AIM
CPU224xp
2.1.3梯形图程序
3.1.4工作流程
2.1.5调试结果
电压
AWI
温度值(°C)
0V
0
0
4V
12864
39
6V
19248
60
8V
25648
80
10V
31728
99
2.2模拟量输出通道控制点动执行器
用PLC模拟量输出通道控制电动执行器,执行器开度设置为0%时,输出电压为0V,执行器开度为100%时,输出电压10V。
执行器开度控制量的多少采用组态王软件输入,观察模拟量输出的数值,并用万用表测量输出电压值。
2.2.1接线图
2.2.2流程图
在原组态
王屮添加
元素
设置执行
器开度
¥
输入模拟
量
输出数值
*
万用表测
;;量输出电;;
压
%
2.2.3组态王显示
温度
XXX〔
执行开度
iXXX:
:
:
:
:
2.2.4调试步骤与结果
执行器开度
AQW
电压
0
0
0V
40%
12800
4.027V
60%
19200
6.024V
80%
25600
8.023V
100%
32000
10.016V
3.综合型自主实训项目
3.1具体要求
1)在初始状态时,容器是空的,各阀门均关闭,低、中、高液位传感器为开关量,分别按动三个按钮来模拟液位情况。
初始时所有传感器为OFF状态。
当液面淹没时接通并保持闭合状态,相对应的指示灯H、I、J点亮。
2)系统有手动和自动两种工作方式。
当进入手动方式时,手动指示灯点亮,液体A阀门、液体B阀门、混料泵M、报警灯等均可以通过按动组各自的测试按钮进行点动调试。
3)进入自动方式时,自动指示灯点亮,按下启动按钮,系统进入工作状态,系统电源指示灯点亮。
5S后开始工作,液体A阀门XI先打开,液体A流入容器,液位开始升髙,当中液位传感器报警后,A阀门XI关闭,打开液体B阀门X2,液体B流入容器;当髙液位传感器报警后,关B阀门,混料泵电机得电;搅拌20S后,混料泵关闭,出料泵开,混合液流出容器;低液位传感器报警后,出料泵继续开10S,液体排空,此时报警灯按亮2S、灭1S的规律闪烁5次,一个循环结束。
在此过程中,若没有按动停止按钮,则A阀门再次打开,开始新一轮的循环。
任何时候按下停止按钮,在当前工作周期结束后,才停止操作,电源指示灯熄灭。
需要完成的容有:
编写输入输出对照表,包括信号名称、外部元件号、部继电器号;绘制PLC外部接线图;绘制功能流程图;编写、调试梯形图或语序表。
3.2控制要求
该溶液混合装置的结构简图如图3-1所示,该装置有三个液位传感器:
J为低液位传感器,I为中液位传感器,H为高液位传感器。
当液位到达某传感器的位置时,该传感器就会发出ON信号,若低于传感器位置时,传感器就变为OFF状态。
该系统有三个电磁阀:
Y1为注入A液体电磁阀,Y2为注入B液体电磁阀,Y3为混合液体输出电磁阀,当电磁阀为ON状态时,阀门打开;为OFF状态时,阀门就关闭,通过阀门的开和闭来实现液体的流入和流出。
M为搅拌电动机,当继电器线圈得电时,搅拌电动机运行;当继电器线圈失电时,搅拌电动机停止工作。
该系统的初始状态为:
起动搅拌器之前,容器是空的,各阀门关闭,液位传感器L、液位传感器I、液位传感器H均为OFF状态,搅拌电动机M也处于OFF状态。
3.3I/O接线
I/O接线是进行施工接线的主要参考,它决定了PLC各个接口的作用与接口的位置,好的I/O分配能够使接线更加的简便。
操作更加简洁。
如图所示为该溶液混合装置控制系统的I/O接线图。
输入设备
输出设备
序号
名称
地址
序号
名称
地址
1
开始按钮
10.0
1
XI
Q0.6
2
手动按钮
10.1
2
X2
Q0.7
3
自动按钮
10.2
3
H
Q0.4
4
停止
10.3
4
I
Q0.3
5
J
10.4
5
J
Q0.2
6
I
10.5
6
M
Q2.1
7
H
10.6
7
X3
Q1.1
8
XI(A)
10.7
8
报警灯
Q2.0
9
X2(B)
11.0
9
电源
Q0.5
10
M
11.1
11
X3
11.2
12
报警
11.3
13
电源
11.4
14
启动
11.5
I/O地址分配
3.4I/O接线图
3.5流程图
3.6PLC编程
PLC的编程有三种方法:
经验法.图解法.顺序控制设计法。
在本系统中,采用的是顺序控制设计法。
所谓顺序控制设计法就是针对顺序控制系统的一种专门的设计方法。
这种设计方法很容易被初学者接受,对于有经验的工程师,也会提髙设计的效率,程序的调试、修改和阅读也很方便。
PLC的设计者们为顺序控制系统的程序编制提供了大量通用和专用的编程元件,开发了专门供编制顺序控制程序用的功能表图,使这种先进的设计方法成为当前PLC程序设计的主要方法。
对那些按动作的先后顺序进行控制的系统,非常适合使用顺序控制设计法进行编程。
顺序控制法规律性很强,虽然编程相当长,但程序结构清晰、可读性。
在用顺序控制设计法编程时,功能图是很重要的工具。
功能图能够清楚地表现出系统各工作步的功能、步与步之间的转换顺序及其转换条件。
3.6.1复位环节
Network5
S0.1
SCR
Notwork6
life
QO.O
R〕
11
Network7
手云力挨镖,转换至I旧0.2,手动樓式
NetworkU
自动按谨,转换到曲.3自动模式
S0.1对系统进行复位,10.1和10.2分别对应了手动模式和自动模式,只需要按下其中一
个便可以切换到相应的模式。
3.6.2手动环节
Nlotwork:
12
I
10.3S0.1
1|g口T]
M2.3
Zu2o*13
I堂动扶田
10.2S0.3
1I
M2.2
Net-worKT-4
SORE〉
S0.2为手动模式,在此模式下A阀门、B阀门.H搅拌机、电源、报警等开关
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 液体 混合 装置 PLC 控制系统 方案