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云南机电职业技术学院
计算机原料混合和加热控制系统
设计说明书
所在系部:
电气工程系
专业:
生产过程自动化
班级:
10251班
组名:
第二小组
指导老师:
李琳
组长:
杨昌凯
成员:
杨昌凯曹俊刘丽江李俊
王明王思雄黄利勇杜明森
摘要
随着经济的发展和社会的进步,各种工业自动化的不断升级,对于工人的素质要求也逐渐提高。
其中在生产的第一线有着各种各样的自动加工系统,其中多种原材料混合在加工,是其中最为常见的一种。
可编程控制器PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置,也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。
随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展,可编程序控制器PLC已在工业控制中得到广泛应用,而且所占比重在迅速的上升。
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。
它应用于工业混合搅拌设备,使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性,为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。
我设计的题目是“多种液体自动混合装置的PLC控制”,此次设计主要内容包括:
工作过程分析,I/O分配,梯形图,指令表,接线图,电气原理图及情况说明,经过多次修改和调试,最终实现题目要求。
以三种液体的混合灌装控制为例,将三种液体按一定的比例混合,在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器,并形成循环状态,液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性,针对不同的工作状态,进行输出控制实现液体混合系统从一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期程序的实现,根据控制要求,对控制系统的分析给出I/O列表、控制梯形图以及程序的调试,并给出了调试过程和控制系统逻辑控制部分的方法;另外还对可编程控制器在现代工业中的作用进行了相应的介绍
关键词:
可编程控制器;液体混合加热;传感器;控制系统
目录
一:
设计任务说明7
1.主要要求7
2.设计任务要求7
细节分析8
二:
设计任务概述9
设计过程9
1控制要求的分析9
2.设备选型10
三工作原理分析11
1模拟信号转换成数字信号高低电平11
2控制方案PLCI/O带光电隔离设备11
3开关量控制:
11
4液位检测如何实施:
12
5模拟量到开关的转换---输入接口12
四输入/输出过程通道分配12
五.课程设计总结16
2课题背景
随着科学技术的猛速发展,自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛,它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。
在炼油、化工、制药等行业中,多种液体混合是必不可少的程序,而且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所难以实现的。
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液体自动混合的目的,液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。
随着计算机技术的发展,对原有液体混合装置进行技术改造,提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。
设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制,提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高,适合工业生产的需要。
3课题意义
在工艺加工最初,把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品一直都是在人监控或操作下进行的,在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作,但是现在随着时代的发展,这些方式已经不能满足工业生产的实际需要。
实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。
随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,原来的液体混合远远不能满足当前自动化的需要。
可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术,计量技术,传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。
可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点:
①系统自动工作;
②控制的单周期运行方式;
③由传感器送入设定的参数实现自动控制;
④启动后就能自动完成一个周期的工作,并循环。
本系统采用PLC是基于以下两个原因:
①PLC具有很高的可靠性,通常的平均无故障时间都在30万小时以上;
②编程能力强,可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现;
根据多种液体自动混合系统的要求与特点,我们采用的PLC具有小型化、高速度、高性能等特
点,可编程控制器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰富的特殊扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够方便地联网通信。
本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。
4课题的主要工作
本文首先回顾多种液体自动混合装置的发展过程,说明了种液体自动混合装置的PLC控制的重要性和必然性。
然后,讲述了可编程程序控制器的应用,通过论述可编程程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。
综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求,进行了外部电路的连线和PLC程序设计,从部件的选择,流程的分析,程序顺序控制的设计等方面,完成了本次的设计任务。
最后,通过对程序液位控制系统的程序的调试,检测,再进行是对系统的更正,使控制系统更加完善,确保系统能顺利运行。
一:
设计任务说明
1.主要要求
1.装入原料A,使液面达到贮槽的一半。
2.装入原料B,使液面进一步升到百分之七十五。
3.开始搅拌并加热到95℃,在此恒定温度上维持20min。
4.停止搅拌和加热,开动排料泵抽出混合液,液位低于贮槽的5%为止。
2.设计任务要求
a)1液位检测的实施
b)2控制过程
细节分析
二:
设计任务概述
设计过程
1控制要求的分析
1开关控制量:
加料阀门开关、搅拌器起停、出料泵起停、液位
2模拟控制量:
温度
3液位高度50%、75%、5%,用液位变送器检测,经输入接口电路转换成开关量,送PLC实现液位控制
2.设备选型
液位变送器:
三工作原理分析
1模拟信号转换成数字信号高低电平
2控制方案PLCI/O带光电隔离设备
3开关量控制:
(1)按下启动按钮,电磁阀打开,原料A进入,保证原料B的进料阀门关闭
(2)关闭原料A进料阀门,原料B的进料阀门打开;
(3)按下搅拌器启动按钮进行搅拌,且按下加热器阀门;
(4)启动出料泵,按下总停开关。
4液位检测如何实施:
1)50%B料进入。
2)75%搅拌器电机开始工作工作20min送料停车。
3)剩余5%开始送料。
5模拟量到开关的转换---输入接口
①液位检测:
原料A进入到达贮槽的一半,用液位变送器YH1检测液面达到50%并变送为12mA使发光二级管点亮,利用反相器转换高电平为1的信号传给计算机;
②装入原料B,用液位变送器YH2检测液面达到75%并且变送为18mA使发光二级管点亮,利用反相器转换高电平为1的信号传给计算机;
③启动出料泵,排出混合液,,采用液位变送器YH3检测液面到达5%时变送成为4~20mA的信号为5.2mA,此时发光二极管不亮,利用反相器转换低电平为0的信号传给计算机;。
四输入/输出过程通道分配
1控制器PLC
2I/O变量的性质开关量
3I输入/开关启动信号O输出/阀门A启B停电机启停加热启停
4异常报警
液体混合装置输入/输出接线图
5电平转换及光电隔离电路
1PLC开关量控制
I/O分配表
电气接线图
软件设计主程序
I/O分配表
名称
代号
地址
名称
代号
地址
启动按钮
SA1
I0.1
进料A电磁阀
FMA
Q0.0
急停按钮
SA2
I0.0
进料B电磁阀
FMB
Q0.1
液位传感器
YH1
I0.2
搅拌机接触器
JBM
Q0.2
液位传感器
YH2
I0.3
排料泵接触器
CLM
Q0.3
液位传感器
YH3
I0,4
电气接线图
③控制图与PLC连接图
④梯形图
I0.0急停按钮I0.1启动
I0.2原料A启动
I0.3原料B启动
I0.4搅拌器控制按钮
Q0.0原料AQ0.1原料B
Q0.2搅拌器Q0.3出料泵
五.课程设计总结
通过此次课程设计,我学到了很多东西,认识到了很多东西。
课程设计是我对所学知识理论的检验与总结,能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力;是我在校期间向学校所交的一份综和性作业.在不断的努力下我的课程设计终于完成了。
在没有做课程设计以前觉得课程设计只是对这几年来所学知识的大概总结,但是真的面对课程设计时发现自己的想法是错误的。
通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了,面对单独的课题的是感觉很茫然。
自己要学习的东西还太多,以前老是觉得自己什么东西都会,什么东西都懂,有点眼高手低。
通过这次课程设计,我才明白学习是一个长期积累的过程,在以后的工作、生活中都应该不断的学习,努力提高自己知识和综合素质。
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