PLC课程设计报告 液体混合教材Word文档格式.docx

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在按下停止按钮后所有工序停止操作。

同时，该设计采用西门子公司的S7-200系列机型进行控制系统的PLC程序设计，利用模拟装置对两种液体混合的工业流程进行模拟。

关键词：

两种液体、混合装置、自动控制

第一章概述

1.1课题内容

1.1.1选题的目的

借助实验设备熟悉工业生产过程中PLC的应用，进一步了解所学可编程控制器的原理及应用，熟悉其编程方式。

两种液体的混合装置的控制更常见于工业生产过程中，尤其在化工工业中多常见，便于学有所用。

1.1.2课程设计的意义

了解常用电气控制装置的设计方法、步骤和设计原则。

学以致用，巩固课本知识。

通过训练，使我们初步具有设计电气控制装置的能力，从而培养了独立工作和创造的能力。

而且用PLC进行开关量控制的实例很多，在冶金、纺织、机械、化工、铁路的行业几乎都需要用到它，如机床电控、食品加工、电梯、自动化仓库等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。

本次设计是将PLC用于两种液体混合装置的控制，对学习和实用是很好的结合。

1.2设计过程

利用西门子S7-200设计两种液体的混合装置控制系统。

需要了解该液体混合工艺流程，首先需列出该程序的I/O分配表，然后画出该程序的流程图，绘制PLC外部接线图，最后编写、调试梯形图或语句表，发现问题并逐步改善。

1.3系统主要功能

按下启动按钮SB1，装置投入运行时，自动排空容器内液体，20秒后，开始按比例混入两种不同的液体。

当混合液体到达一定的容量时，搅匀电机开始搅匀两种液体，6秒后电机停止搅动并排出混合液体。

当按下停止按钮时停止所有工艺。

第二章系统硬件电路设计

2.1系统控制要求

如图2-1所示为两种液体混合装置的结构示意图。

SL1、SL2、SL3为液面传感器，液面淹没时接通，两种液体（液体A、液体B）的流入和混合液体的流出分别由电磁阀门YV1、YV2、YV3控制，YKM为搅匀电机。

图2-1两种液体混合装置结构示意图

控制要求：

1、初始状态：

当装置投入运行时，容器内为放空状态。

2、启动操作：

按下启动按钮SB1，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：

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，搅动电机开始搅动。

搅动电机工作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。

3、停止操作：

当按下停止按钮，所有工序停止操作。

2.2混合装置基本组成

1、液体混合罐：

为液体混合装置的主体，提供两种液体进行混合所需空间。

2、输液管道：

三条带有电磁阀的输液管道与混合罐连接，在不同时间内将需要混合的两种液体输入罐内以及输出混合后的液体。

3、液面传感器：

作为不同液体输入量的进行控制的主要器件，根据需要对液面传感器器做相应的调整可满足不同比例的液体进行混合。

4、电动机：

通过传动轴连接罐内搅拌叶片为搅匀混合液体提供动力。

2.3液体混合装置运行流程分析

在系统进入运行状态后，启动定时器同时打开混合液体阀门YV3。

当到达定时器所规定时间后，混合液体阀门YV3关闭、液体A阀门YV1打开，液体A输入容器内。

当容器内液面到达传感器SL3时SL3接通，但不引起系统内其它控制或被控制装置的动作。

当液面到达传感器SL2时，此时系统要完成的工作是关闭阀门A，同时打开液体B阀门YV2将液体B输入容器。

当液面到达传感器SL1时则说明液体的输入工序完成，系统需要关闭液体B阀门YV2，启动搅匀电机，同时还要启动定时器以控制搅匀电机的工作时间。

搅匀电机停止工作后需要打开混合液体阀门YV3输出混合液体，容器内液面下降会依次使液面传感器SL1、SL2由接通变为断开，但不引起系统内其它控制或被控制装置的动作。

在液面下降到传感器SL3时，SL3也由接通变为断开，此时SL3才引起系统的动作，即启动定时器，在定时时间内完成液体放空并关闭阀门YV3。

若系统未接到停止指令，则系统将进入下一个循环工作。

2.4PLCI/O点分配表及外部硬件接线图

2.4.1系统I/O点分配表

在绘制PLC外部接线图之前，需要对要用到的I/O点进行地址分配，以明确PLC芯片I/O接口以及有助于PLC程序设计。

根据混合液体的控制要求，可以得出控制系统的PLC控制输入量：

启动按钮SB1、液面传感器SL1、SL2、SL3；

控制输出量：

搅匀电机YKM、电磁阀YV1、YV2、YV3。

并对它们进行I/O点分配，如表2-1所示为I/O分配表。

表2-1控制系统I/O点分配表

输入/I

输出/O

启动SB1

I0.0

搅匀电机YKM

Q0.0

液面SL1

I0.1

液体A阀门YV1

Q0.1

液面SL2

I0.2

液体B阀门YV2

Q0.2

液面SL3

I0.3

混合液体阀门YV3

Q0.3

2.4.2PLC外部硬件接线图

设计采用西门子S7-200CUP226型号PLC进行PLC控制系统设计，根据CPU226型号PLC的外部结构及两种液体混合控制系统的控制要求画出PLC外部硬件接线图，如图2-4所示为PLC外部硬件接线图。

图2-4PLC外部硬件接线图

第三章系统软件程序设计

3.1液体混合控制程序顺序结构图

通过对液体混合装置及其控制系统运行流程的简要分析，我们对系统的工作及控制要求有了进一步的认识，由此不难推出两种混合液体混合系统的运行流程图。

如图3-1所示为两种液体混合系统顺序结构图。

电机YKM停止，电磁阀YV3打开。

6S后

SL3断开

2S后

图3-1两种液体混合系统顺序结构图

3.2程序设计与系统调试

根据两种混合液体顺序结构框图和I/O点分配表进行系统程序设计，模拟两种液体混合装置的操作过程进行系统调试，进一步改善系统程序，使之变成可以连续调试的系统程序。

具体作法如下：

首先依据程序顺序结构框图设计两种液体混合系统程序，然后保存并下载程序，让PLC进入运行方式：

按下启动按钮SB1，YV3指示灯亮20秒后熄灭同时YV1指示灯亮；

依顺序接通SL3、SL2，在接通SL2时，YV1指示灯灭，YV2指示灯亮；

接通SL1时，YV2指示灯灭、YKM指示灯亮，6秒后YKM指示灯灭、YV3指示灯亮；

依顺序断开SL1、SL2、SL3，当断开SL32秒后，YV3指示灯熄灭，当前操作周期结束，自动进入下一个操作周期。

在系统运行过程中，模拟按下停止按钮，所有运行立即结束。

调试结束。

3.3源程序代码

3.3.1程序梯形图LAD

3.3.2程序指令表STL

LDI0.0//Q0.3置位、T37开始计时

LPS

EU

SQ0.3,1

LPP

TONT37,200

LDI0.0//20s后Q0.3复位、Q0.1置位

AT37

RQ0.3,1

SQ0.1,1

LDI0.0//Q0.1复位、Q0.2置位

AI0.2

AI0.3

RQ0.1,1

SQ0.2,1

LDI0.0//Q0.2复位、Q0.0置位、T38开始计时

AI0.1

RQ0.2,1

LRD

SQ0.0,1

TONT38,60

LDI0.0//6s后Q0.0复位、Q0.3置位

AT38

RQ0.0,1

LDI0.0//T39开始计时

TOFT39,20

LDI0.0//2s后Q0.3复位、Q0.1置位开始下一个循环周期

AT39

ED

LDI0.0//断开I0.0所有运行立即结束

RQ0.0,4

第四章课程设计体会

通过这次课程设计使我了解到PLC的重要性以及自身的不足。

在程序设计中，起初我们未画出该程序的流程框图，结果程序设计得很混乱。

所以我们从中学到程序设计必须要有清晰的程序流程图，才能把一个程序设计好。

在当今由机械化向自动化，信息化飞速发展的社会，尤其是PLC越来越受人们广泛应用。

因此学会和运用PLC，将对我们以后踏上工作岗位有极其重要的帮助，在此次课程设计中，我们遇到了许多困难，通过对自身的查找，我也找出了不足之处：

学习认真程度不够，基础相对薄弱。

通过这次课程设计，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在理论的运用中，提高了我的科学文化素养。

透过这次课程设计，显露出自身基础知识的薄弱环节，未能将理论知识很好的运用于实践，实践是检验真理的唯一标准。

只有将理论知识运用在现实中，才能充分发挥理论知识实用性，才能适应现代社会的飞速发展。

最后还是要感谢老师的指导还有组员们的合作。

参考文献

[1]蔡红斌.电气与PLC控制技术[M].北京:

清华大学出版社.2006.

[2]高钦和.PLC应用开发案例精选（第2版）[M].北京:

人民邮电出版社，2008.

[3]陈建明.电气控制与PLC应用（第2版）[M].北京：

电子工业出版社.2010.

[4]李全利.运动控制技术应用设计与实践（西门子）[M].北京:

机械工业出版社.2009.

[5]廖常初.PLC编程及应用（第3版）[M].北京：

机械工业出版社，2008