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专科生课程设计报告
题目多种液体自动混合控制系统设计
课程电气控制及可编程控制器
专业电气工程及其自动化
班级电气21131
学号 2010113141 2010113145 2010113 姓名王喆杨杰田东升
指导老师
完成日期 2013年 6月
目录
1 绪论 (1)
1.1 课程题目 (1)
1.2 设计目的及要求 (1)
1.3 原始资料 (1)
1.4 课题要求 (1)
1.5 日程安排 (2)
1.2 主要参考书 (2)
2 器件选择 (3)
2.1 总体结构 (3)
2.2 具体器件的选择 (3)
2.2.1液位传感器的选择 (3)
2.2.2温度传感器的选择 (4)
2.2.3 搅拌电动机的选择 (4)
2.2.4 电磁阀的选择 (5)
2.2.5 接触器的选择 (5)
2.2.6 热继电器的选择 (6)
3 程序设计 (7)
3.1 总体设计思路 (7)
3.2 PLC输入输出口分配 (8)
3.3 主电路设计 (9)
3.4 液体混合装置的输入输出接线图 (9)
3.5 液体混合装置的梯形图 (11)
4 安装、接线及系统联合测试 (13)
5 后期工作 (13)
6 总结 (14)
7 参考文献 (14)
1.绪论
1.1 课程题目
多种液体自动混合控制系统设计
1.2 设计目的及要求
1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。
2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。
3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。
4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。
1.3 原始资料
图例是三种液体自动加热搅拌混合示意图，工作过程如下：打开电
磁阀Y1加入液体A，加到L3位置时停止，然后打开Y2加入液体
B，到L2位置时停止，再打开Y3，加入液体C，到位置L1停止，
此时，电炉接通加热，搅拌电机工作。当温度到后停止加热和搅拌，
打开电磁阀Y4，排放加工好的液体，排放时间由拨码开关设定，时
间到后关断Y4，加工完成。拨码开关第一位为设定产量，7段数码
管显示当前产量，设计电路，编写程序。
1.4 课题要求
1、根据项目技术要求，设计PLC控制系统总体方案；
2、根据方案选择相应电气元器件后列写主要元器件清单；
3、绘制电路图、控制板电气元件布置图、电气安装接线图；
4、在控制板上安装接线；
5、系统控制板测试；
6、通电联调；
7、整理技术资料，编写项目报告，项目验收。
1.5 日程安排
本次课程设计时间共一周，进度安排如下：
1、设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。（1天）
2、分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。（1天）
3、绘制控制流程图、I/O端子接线图。（1天）
4、梯形图设计、编制程序及程序说明。（1天）
5、整理计算书及图纸、写课程设计报告。（1天）
1.6 主要参考书
1、《电气控制与可编程控制器应用技术》郁汉琪主编东南大学出版社
2、《工厂电气控制技术》方承远主编机械工业出版社
3、《可编程控制器原理应用网络》徐世许主编中国科学技术大学出版社
4、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社
2.器件选择
2.1 总体结构
从图2-1中可知设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌并控制温度，如图2-1所示。
此装置需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面淹没该点时为ON。Y1、Y2、Y3、Y4为电磁阀，M为搅拌电机，T为温度传感器，H为加热器。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。
图2.1 液体混合灌装机
2.1 具体器件的选择
2.2.1 液位传感器的选择
选用LSF-2.5型液位传感器其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。
LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。其原理是依据光的反射折射原理，当没有液体时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。应用此原理可制成单点或多点液位开关。LSF 光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）工作压力可达2.5Mpa
（2）工作温度上限为125°C
（3）触点寿命为100万次
（4）触点容量为70w
（5）开关电压为24V DC
（6）切换电流为0.5A 3.3
在本实验中，I/O接线图中用限位开关来代替液位传感器。
2.2.2 温度传感器的选择
选用KTY81-210A型温度传感器
其中“T”表示温度
KTY系列温度传感器采用进口Philips硅电阻元件精心制作而成，具有精度高，稳定性好，可靠性强，产品寿命长等优点, 该温度传感器已广泛应用于电机变频调速温度控制，太阳能热水器温度测量领域彩印设备温控，汽车油温测量、发动机冷却系统、工业控制系统中过热保护、加热控制系统、电源供电保护等。选用KTY81-210A型温度传感器。
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）测量温度范围为 -50~150℃℃
（2）温度系数TC 为 0.79%/K
（3）精度等级为 0.5%
（4）公称压力为 0.6MPa
2.2.3搅拌电动机的选择
选用EJ15-3型电动机
其中“E”表示电动机，“J”表示交流的，15为设计序号，3为最大工作电流相关元件主要技术参数及原理如下：
EJ15系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。
（1）额定电压为220V，额定频率为50Hz，功率为2.5KW，采用三角形接法。
（2）电动机运行地点的海拔不超过1000m。工作温度-15～40°C /湿度≤90%。
（3）EJ15系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。
2.2.4电磁阀的选择
（1）入罐液体选用VF4-25型电磁阀
其中“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，4表示设计序号，25表示口径（mm）宽度。
相关元件主要技术参数及原理如下：
1）材质：聚四氟乙烯。使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体。
2）介质温度≤150/℃环境温度-20～60°C。
3）使用电压：AC：220 V50Hz/60Hz DC：24V。
4）功率：AC：2.5KW。
5）操作方式：常闭：通电打开、断电关闭，动作响应迅速，高频率。（2）出罐液体选用AVF-40型电磁阀
其中“A”表示可调节流量，“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，40为口径(mm) 相关元件主要技术参数及原理如下：
1）其最大特点就是能通过设备上的按键设置来控制流量，达到定时排空的效果。
2）其阀体材料为：聚四氟乙烯，有比较强的抗腐蚀能力。
3）使用电压：AC：220 V50Hz/60Hz DC：24V。
4）功率：AC：5KW。
2.2.5接触器的选择
选用CJ20-10/CJ20-16型接触器
其中“C”表示接触器，“J”表示交流，20为设计编号，10/16为主触头额定电流
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）操作频率为1200/h
（2）机电寿命为1000万次
（3）主触头额定电流为10/16（A）
（4）额定电压为380/220（A）
（5）功率为2.5KW
2.2.6热继电器的选择
选用JR16B-60/3D型热继电器
其中“J”表示继电器，“D”带断相保护
相关元件主要技术参数及原理如下：
（1）额定电流为20（A）
（2）热元件额定电流为32/45（A）
3.程序设计
3.1总体设计思路
经过对上述设计要求的深入思考后，对系统的设计过程有了一定的构架。具体的想法有一下几点：
系统为多种液体自动混合，需要对各种液体的液面的高度监控，因此，需要运用到传感器进行液面高度的监控。各种液体入池的比例需要应用电磁阀控制，入池后的搅拌，则需要电机控制。对各个控件的控制，需要一个完整的控制流程，运用PLC技术进行编程，可以实现对各个控件的控制。
具体控制方法根据题目要求，按下启动按钮时，A种液体进入容器，当达到一定值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到一定值时，停止进入C种液体开始进入，当达到一定深度停止所有液体进入。搅拌机进行搅拌，一分钟后搅拌均匀，停止搅拌，放出液体。经20s后停止放出，按停止键停止操作。
液体的进入和放出，需要电磁阀的控制，液面的深度需要传感器的控制。
对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。
要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。
控制流程图如下。
图
3.2 PLC输入输出口分配
输入/输出地址分配如表1
表1 液体混合装置输入/输出地址分配
3.3 主电路设计
因为只有搅拌机是电动机控制的，所以主电路只需要一个电机控制，并搅拌机只有启动与停止两种工作状态，因此只需要一组主触点。
主电路如下。
图3-1 液体混合装置流程图
图3-2 液体混合装置的主电路
3.4 液体混合装置的输入输出接线图
液体混合装置输人输出接线图如下。
图3-3 液体混合装置的I/O接线图3.5 液体混合装置的梯形图
图3-4 液体混合装置的梯形图3.6：拨码开关
图3—5拨码开关
接线吧版的拨码开关内部已经接到PLC内部，所以只要把00——03和04——07接到com0端口，把10——13和14——17接到com2端口，右边的三个
拨码开关是控制电磁阀闭合的时间，当时间一到时电磁阀Y4闭合，从而完成一
个循环。
但是要把拨码开关的8421码通过PLC的BIN指令装换成可由7段数码管显示的十进制数这段程序是：
而拨码开关的左面第一位是8段数码管的显示，他是显示液体流量的。它的效果是通过下面的程序来实现的：
而7段数码管是效果图如下：
3.6 数码管
4.安装、接线及系统联合测试
按照电气设计图完成接线，对程序系统与电气系统进行联合测试，详细步骤略。
如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止
5.后期工作
1、操作过程简要说明
本实验在试验箱上模拟了多液体自动混合装置的工作过程，用按钮代替液面出发开关，用信号灯表示阀门和电动机的工作状态
打开电磁阀Y1加入液体A，加到L3位置时停止，然后打开Y2加入液体B，到L2位置时停止，再打开Y3，加入液体C，到位置L1停止，此时，电炉接通加热，搅拌电机工作。当温度到后停止加热和搅拌，打开电磁阀Y4，排放加工好的液体，排放时间由拨码开关设定，时间到后关断Y4，加工完成。拨码开关第一位为设定产量，7段数码管显示当前产量，设计电路，编写程序。
2、常见故障及其排除方案
(1)检查PLC能否完成1个工作流程?
不能：程序错误
解决方案：程序重编
(2)检查PLC能否从最后1步（Y4）回到第1步(Y1)开始新一轮循环?
不能：程序错误
解决方案：程序重编
(3)检查PLC能否实现连续运行？
不能：程序错误
解决方案：程序重编
6.总结
为期一个星期的PLC课程设计结束了，通过此次课程设计，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。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，我们对知识的掌握都是理论上的，对一些细节不够重视，面对单独课题的时候感觉很茫然。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。当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。这样，我就只能一个一个问题的去解决，通过查阅资料或者是请教同学，一次一次的调试程序，最后达到设计要求。
通过这次课程设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，这次课程设计使我更深刻的理解了PLC的编程思想，也能更好的将所学知识应用到实践中去。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。
7.参考文献
1、《电气控制与可编程控制器应用技术》郁汉琪主编东南大学出版社
2、《工厂电气控制技术》方承远主编机械工业出版社
3、《可编程控制器原理应用网络》徐世许主编中国科学技术大学出版社
4、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社
摘要 本文用可编程逻辑控制器（PLC）作为下位机、个人计算机（PC）作为上位机，设计了一个两种液体混合装置控制系统。 下位机采用西门子公司的S7-200CN型CPU芯片作为硬件，采用PLC程序设计的方法，实现对两种液体混合装置的控制。能够达到以下要求：1、将两种液体按一定比例混合；2、在电动机搅拌后将混合的液体输出容器，并自动开始新的周期，形成循环状态；3、在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。在此设计中，液位传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法，具有调试方便，维护简单，移植性好的优点。 上位机利用北京亚控公司的kongview6.53（组态王）作为组态监控软件，通过设计界面、定义设备、构造数据库、建立动画连接等步骤，实现了对液体混合装置的组态模拟。通过这种组态模拟，可以实现动画与PLC设备的即时通信，达到上位监控目的。 关键词：液体混合装置；PLC；组态模拟
ABSTRACT In this paper, using the programmable logic controller (PLC) as a lower machine, the personal computer as a host PC, designing two kinds of liquid mixing device control system. The machine adopts a Siemens S7-200 CN CPU chip as a hardware, the PLC program design method, the paper realize two kind of liquid mixing device control. To achieve the following requirements: 1. Taking the two liquids mixed in a certain proportion; 2. Stirring in the motor will mix of liquid output container, and automatically start a new cycle, form the circulation state; 3. In the stop button to complete the mixed still can end. In this design, level sensor and electric valves and stirring the motor corresponding toggles switch and led to simulation, and also with external components to complete this device. The whole process of the design method of structured, and has convenient debug, simple maintenance, portability good points. PC use a Beijing and a controller of the company kongview6.5 (configuration king) as the configuration of the monitoring software, through the design interface, definition equipment, structure, establishing animation database connection, etc steps, realizing the liquid mixing device configuration of the simulation. Through this configuration simulation, it can achieve animation and PLC equipment of instant communication, to achieve the upper monitor purpose. Key words: liquid mixing device; PLC; Configuration simulation
两种液体混合装置P L C控 制系统设计 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
摘要 S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。 本系统使用S7-200PLC实现了对液体混合装置的自动控制要求。同时控制系统利用仿真设备不仅能满足两种液体混合的功能，而且可以扩展其功能满足多种液体混合系统的功能。提出了一种基于PLC 的多种液体混合控制系统设计思路, 提高了液体混合生产线的自动化程度和生产效率。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计。其中硬件设计包液体混合装置的电路框图、输入/输出的分配表及外部接线；软件设计包括系统控制的梯形图、指令表及工作过程。在本装置设计中，液面传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法, 具有调试方便, 维护简单, 移植性好的优点. 关键词：PLC ；液体混合装置；程序 目录
1 液体混合装置控制系统设计任务 课程设计的目的 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： 1）PLC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。设计内容及要实现的目标 利用西门子PLC的S7-200系列设计 两种液体混合装置控制系统。在实验之前 将容器中的液体放空，按动启动按钮SB1 后，电磁阀A通电打开，液体A流入容 器。当液位高度达到中限位时，液位传感 器接通，此时电磁阀A断电关闭，而电磁 阀B通电打开，液体B流入容器。当液位 达到上限位时，液位传感器接通，这时电 磁阀B断电关闭，同时启动电动机M搅 拌。60分钟后电动机M停止搅拌，这时 电磁阀C通电打开，放出混合液去下道工 序。当液位高度下降到下限位后，再延时
两种液体混合装置PLC控制系统设计 摘要 S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。 本系统使用S7-200PLC实现了对液体混合装置的自动控制要求。同时控制系统利用仿真设备不仅能满足两种液体混合的功能，而且可以扩展其功能满足多种液体混合系统的功能。提出了一种基于PLC 的多种液体混合控制系统设计思路, 提高了液体混合生产线的自动化程度和生产效率。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计。其中硬件设计包液体混合装置的电路框图、输入/输出的分配表及外部接线；软件设计包括系统控制的梯形图、指令表及工作过程。在本装置设计中，液面传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法, 具有调试方便, 维护简单, 移植性好的优点. 关键词：PLC ；液体混合装置；程序
目录 1 液体混合装置控制系统设计任务 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2设计容及要实现的目标 (2) 2 系统总体方案设计 (3) 2.1系统硬件配置及组成原理 (3) 2.2系统接线图设计 (3) 3 控制系统设计 (4) 3.1估算 (4) 3.2硬件电路设计 (4) 3.3选型 (6) 3.4分配表设计 (6) 3.5外部接线图设计 (7) 3.6控制程序流程图设计 (8) 3.7控制程序设计 (8) 3.8创新设计容 (10) 4 系统调试及结果分析 (11) 4.1系统调试 (11) 4.2结果分析 (11) 总结 (12) 致 (13) 参考文献 (14)
目录 一、背景与意义 (1) 二、任务导入 (1) 1、装置示意图 (2) 2、装置说明 (2) 3、控制要求 (2) 三、任务实施 (3) 1、I/O分配 (3) 2、P L C外部硬件接线图 (3) 3、顺序功能图 (4) 4、梯形图设计 (4) 四、课程设计总结 (5) 五、参考文献 (6)
一、背景与意义 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。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,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后，设计出多种液体混合装置,可编程控制器在混合过程中控制精确，运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要。 可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点： ①可自动工作 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。 二、任务导入 1、装置示意图 如图1所示
液体混合装置P L C控 制系统
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：姓名： 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 姓名：\ 学号： 班级： 指导教师： 起止日期：
目录 《PLC控制技术》实训任务书 0 一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制 0 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) 一．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) 1.1.1 I/O接线 (4) 1.1.2 I/O接线图 (5) 1.1.3 参数设置 (5) 1.2任务2 变频器的外部运行操作 (6) 1.2.1．I/O接线 (6) 1.2.2变频器外部运行操作接线图 (7) 1.2.3 I/O图 (7) 1.2.4 梯形图程序 (8) 1.2.5 参数设置 (8) 1.2.6 变频器运行操作 (9) 1.3任务3 变频器的模拟信号操作控制 (9) 1.3.1 I/O接线 (9) 1.3.2变频器模拟信号控制接线图 (10) 1.3.3 I/O接线图 (10) 1.3.4 梯形图程序 (11) 1.3.5 参数设置 (11) 模拟信号操作控制参数 (11) 1.3.6 变频器运行操作 (12) 二．基础实训项目二 (13) 2.1模拟量采集与数据处理的综合应用 (13) 2.1.1 IO分配 (13) 2.1.2 接线图 (14) 2.1.3 梯形图程序 (15) 3.1.4工作流程 (15) 2.1.5调试结果 (16) 2.2模拟量输出通道控制点动执行器 (16) 2.2.1接线图 (16) 2.2.2 流程图 (17) 2.2.3 组态王显示 (17) 2.2.4 调试步骤与结果 (18) 三．综合型自主实训项目 (19) 3.1具体要求 (19) 3.2控制要求 (19) 3.3 I/O接线 (21) 3.4 I/O接线图 (22)
**** 专科生课程设计报告 题目多种液体自动混合控制系统设计 课程电气控制及可编程控制器 专业电气工程及其自动化 班级电气21131 学号 2010113141 2010113145 2010113 姓名王喆杨杰田东升 指导老师 完成日期 2013年 6月
目录 1 绪论 (1) 1.1 课程题目 (1) 1.2 设计目的及要求 (1) 1.3 原始资料 (1) 1.4 课题要求 (1) 1.5 日程安排 (2) 1.2 主要参考书 (2) 2 器件选择 (3) 2.1 总体结构 (3) 2.2 具体器件的选择 (3) 2.2.1液位传感器的选择 (3) 2.2.2温度传感器的选择 (4) 2.2.3 搅拌电动机的选择 (4) 2.2.4 电磁阀的选择 (5) 2.2.5 接触器的选择 (5) 2.2.6 热继电器的选择 (6) 3 程序设计 (7) 3.1 总体设计思路 (7) 3.2 PLC输入输出口分配 (8) 3.3 主电路设计 (9) 3.4 液体混合装置的输入输出接线图 (9) 3.5 液体混合装置的梯形图 (11) 4 安装、接线及系统联合测试 (13) 5 后期工作 (13) 6 总结 (14) 7 参考文献 (14)
1.绪论 1.1 课程题目 多种液体自动混合控制系统设计 1.2 设计目的及要求 1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。 2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。 3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。 4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。 1.3 原始资料 图例是三种液体自动加热搅拌混合示意图，工作过程如下：打开电 磁阀Y1加入液体A，加到L3位置时停止，然后打开Y2加入液体 B，到L2位置时停止，再打开Y3，加入液体C，到位置L1停止， 此时，电炉接通加热，搅拌电机工作。当温度到后停止加热和搅拌， 打开电磁阀Y4，排放加工好的液体，排放时间由拨码开关设定，时 间到后关断Y4，加工完成。拨码开关第一位为设定产量，7段数码 管显示当前产量，设计电路，编写程序。 1.4 课题要求 1、根据项目技术要求，设计PLC控制系统总体方案； 2、根据方案选择相应电气元器件后列写主要元器件清单； 3、绘制电路图、控制板电气元件布置图、电气安装接线图； 4、在控制板上安装接线； 5、系统控制板测试； 6、通电联调； 7、整理技术资料，编写项目报告，项目验收。 1.5 日程安排
题目：多种液体自动混合装置的PLC控制 系别：电气工程系 姓名： 学号： 指导教师： 石家庄铁道大学 2011年１２月２５日
摘要 随着我国经济的高速发展，微电子技术，计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，但是我国工业企业的自动化程度普遍较低，PLC产品有很大的应用空间，如机械行业80%以上的设备仍采用传统的继电器和接触器进行控制。因此，PLC在我国的应用潜力远没有得到充分发挥。 我国大中型企业普遍采用了先进的自动化系统对生产过程进行控制，但绝大部分小型企业尚未应用自动化系统和产品对生产过程进行控制。随着竞争的日益加剧，越来越多的小型企业将采用经济、实用的自动化产品对生产过程进行控制，以提高企业的经济效益和竞争实力。 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，最终完成了这次实验。 本文通过对“多种液体自动混合装置的PLC控制”的分析，解决了按下启动按钮SB1，液体A阀门打开，液体A流入容器，当液面到达SQ3时，SQ3接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门；当液面到达SQ2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门；当液面到达SQ1时关闭阀门C，搅匀电动机开始搅匀；搅匀电动机工作1min后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体等控制问题，实现了控制装置根据液位不同时状态自动转换的的任务。 同时本文还论述了在进行程序设计时遇到的问题和不足，最终我们通过自己的努力解决了这些问题。 关键词：自动控制 PLC 多种液体自动混合
目录 一、背景与意义 (4) 1、课题背景 (4) 2、研究目的和意义 (4) 二、已知情况，控制要求，设计要求 (5) 1、已知情况 (5) 2、控制要求 (6) 3、设计要求 (7) 三、总体设计思路 (7) 四、程序设计及调试 (7) 1、PLC的选型及I/0分配图 (8) 2、梯形图，指令表及编程元件明细表 (9) 五、电气设计 (12) 1、PL C外部接线原理图 (12) 六、课程设计总结 (12) 七、参考文献 (13)
扬州大学 本科生课程设计报告 题目多种液体自动混合控制系统设计 课程电气控制及可编程控制器 专业电气工程及其自动化 班级电气1102 学号 姓名 指导老师王永华 完成日期 2014年12月29日
目录 1.绪论 (3) 1.1 课程题目 (3) 1.2 设计目的及要求 (3) 1.3 原始资料 (3) 1.4 课题要求 (4) 1.5 日程安排 (4) 1.6 主要参考书 (4) 2.器件选择 (5) 2.1 总体结构 (5) 2.2 具体器件的选择 (5) 2.2.1 液位传感器的选择 (5) 2.2.2 温度传感器的选择 (6) 2.2.3搅拌电动机的选择 (7) 2.2.4电磁阀的选择 (7) 2.2.5接触器的选择 (8) 2.2.6热继电器的选择 (8) 3.程序设计 (9) 3.1总体设计思路 (9) 3.2 PLC输入输出口分配 (10) 3.3 主电路设计 (11) 3.4 液体混合装置的输入输出接线图 (11) 3.5 液体混合装置的梯形图 (13) 4.安装、接线及系统联合测试 (15) 5.后期工作 (15) 6.总结 (16) 7.参考文献 (17)
1.绪论 1.1 课程题目 多种液体自动混合控制系统设计 1.2 设计目的及要求 1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。 2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。 3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。 4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。 1.3 原始资料 初始时，容器为空，Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和M搅拌机均为OFF， 液面传感器L1、L2、L3为OFF。按下启动按钮，开始下列操作： 1、Y1、Y2为ON，液体A和B同时注入容器，当液面达到L2时，L2 为ON，使Y1、Y2为OFF，Y3为ON，即关闭Y1、Y2阀门，打开液体 C的阀门Y3。 2、液面达到L1时，Y3为OFF，M为ON，即关闭阀门Y3，电动机起动开始搅拌。 3、经10S搅匀后，M为OFF，停止搅拌，H为ON，加热器开始加热。 4、当混合液体温度达到某一指定值时，T为ON，H为OFF，停止加热，使电磁阀Y4为ON，开始放出混合液体。 5、当液体高度降为L3后，L3从ON到OFF，再经5S，容器放空，Y4为OFF，开始下一周期。当按下停止按钮后，在当前的混合操作处理完毕后，停止操作，停在初始状态。
摘要 “组态”的概念是伴随着集散型控制系统(Distributed Control System简称DCS)的出现才开始被广大的生产过程自动化技术人员所熟知的。在工业控制技术不断发展和应用的过程中，PC(包括工控机)相比以前的专用系统具有的优势日趋明显。这些优势主要体现在:PC技术保持了较快的发展速度，各种相关技术已经成熟;由PC构建的工业控制系统具有相对较低的拥有成本;PC的软件资源和硬件资源丰富，软件之间的互操作性强;基于PC的控制系统易于学习和使用，可以容易地得到技术方面的支持。在PC技术向工业控制领域的渗透中，组态软件占据着非常特殊而且重要的地位。 通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。 组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早出现在工业计算机控制中，如:DCS(集散控制系统)组态、PLC(可编程控制器)梯形图组态;人机界面生成软件就叫工控组态软件。在其他行业也有组态的概念，如AutoCAD，PhotoShop等。不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的，利用现场监控完成工业工程的调控。 关键词：工业组态；自动化；PLC控制；实时监控
目录 1 MCGS简介 (1) 1.1 MCGS组态软件的系统构成 (1) 1.1.1 MCGS组态软件的整体结构 (1) 1.1.2 MCGS工程的五大部分 (1) 1.2 MCGS组态软件的工作方式 (2) 1.2.1 MCGS如何与设备进行通讯 (2) 1.2.2 MCGS如何产生动画效果 (2) 1.2.3 MCGS如何实施远程多机监控 (3) 1.2.4 如何对工程运行流程实施有效控制 (3) 1.3MCGS嵌入版概述 (3) 1.3.1 MCGS嵌入版组态软件的主要功能 (3) 1.3.2 MCGS嵌入版组态软件的主要特点 (5) 2 PLC简介 (7) 2.1 PLC的介绍 (7) 2.2 PLC的工作原理 (7) 3 液体混合监控系统设计 (8) 3.1 控制要求 (8) 3.2 I/O分配表 (8) 3.3 程序设计 (9) 3.3液体混合装置人机界面设计 (12) 3.3.1 建立工程 (12) 3.3.2 定义数据对象 (13) 3.3.3 界面设计 (14) 3.3.4 设备连接 (14) 3.3.5 设备调试 (15) 4 plc程序模拟运行结果 (16) 总结 (17) 参考文献 (18)
本科毕业设计 （200*届） ************************ ************************ ************************ ************************ ************************ ************************
摘要 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。本人所设计的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作，具有断电记忆功能，复电后可以继续运行。另外，PLC还有通信联网功能，通过组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。 关键字：混合装置;PLC控制;组态
目录 1 问题的提出 (1) 1.1 课题研究的背景及意义 (1) 1.1.1 课题研究的背景 (1) 1.1.2 课题研究的意义 (1) 1.2 课题研究的内容 (1) 2 硬件设计 (3) 2.1 液体混合装置的结构及控制要求 (3) 2.2 主电路图 (4) 2.2.1液体传感器的选择 (4) 2.2.2 搅拌电机的选择 (5) 2.2.3 电磁阀的选择 (5) 2.2.4接触器的选择 (6) 2.2.5热继电器的选择 (6) 2.3可编程控制器 (6) 2.3.1 I/O分配表 (6) 2.3.2可编程控制器 (7) 2.3.3可编程控制器的外部接线图 (8) 3软件设计 (8) 3.1 程序框图 (9) 3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (9) 3.2.1控制梯形图见附录B所示 (9) 3.2.2 梯形图执行原理分析 (9) 3.3 语句表 (10) 4 组态监控系统设计 (11) 4.1 组态王软件简介 (11) 4.2 组态王工程在设计中的应用 (11) 5 软硬件调试 (20) 5.1 连接设置 (20)
摘要随着社会的不断发展和科学技术的不断提高，各种工业自动化不断升级，尤其是在工业上PLC的应用越来越广泛。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再加工，在工业上常常可见。 本次设计课题为“基于PLC的多种液体混合控制设计”，此设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程。此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O分配，主电路，梯形图，流程图，指令表，接线图，程序分析等, 经过多次修改和调试，最终实现题目要求。设计采用三菱FX2N-48PLC去实现设计要求。 关键词：自动控制 PLC 多种液体自动混合装置
目录
第一章概述 1.1课题背景 随着社会科学技术的不断发展，自动控制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。在许多行业中，多种液体自动混合装置是必不可少的，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。 由于在某些生产要求中，要求系统要具有配料精确、控制可靠等特点，这也是人工操作所难以实现的。所以为了达到生产要求，特别是要实现多种液体自动混合的目的,多种液体自动混合装置势必就是摆在我们眼前的一大课题。 随着PLC控制器的不断发展和计算机技术的不断提高，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PLC可编程控制器可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、自动化程度，适合相关工业生产的需要。
1.2课题的意义与发展方向 在工业生产中，把多种原料在合适的时间和条件下进行需要的加工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。 PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。 由于PLC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，且编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现，所以本系统采用PLC控制是再合适不过了。 根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的三菱FX2N-48 PLC具有小型化、高速度、高性能等特点，其指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，所以相当具有研究意义。
1.液体混合装置PLC控制系统设计 一、题目控制要求： 液体混合装置示意图如图1所示。初始状态，电磁阀Y1、Y2、Y3以及搅拌电机M和加热电炉H状态均为OFF，液位传感器L1、L2、L3状态均为OFF。 按下起动按钮SB1，开始注入液体A，当液面高度达到L2时，停止注入液体A，开始注入液体B，当液面上升到L1时，停止注入液体，开始搅拌10S，10S后继续搅拌，同时加热5S，5S后停止搅拌，继续加热8S。 8S后停止加热，同时放出混合液体C，当液面降至L3时，继续放2S，2S后停止放出液体，同时重新注入液体A，开始下一次混合。 按下停止按钮SB2，在完成当前的混合任务后，返回初始状态。 搅拌电机采用三相异步电机，单向运转。 图1 液体混合装置示意图 二、设计要求 1．进行I/O地址分配； 2．画出主电路和程序流程图； 3．编写控制程序并调试。 2.总体方案论证 本设计要求完成两种溶液混合装置的自动控制，目前在自动化控制领域常用的控制方式主要有:继电器-接触器控制系统、可编程序控制器控制、总线式工业控制机控制、分布式计算机控制系统、单片机控制。对于两种溶液混合装置的自动控制系统初步选定采用继电器-接触器控制和可编程序控制器控制。 可编程序控制器与继电器-接触器控制系统的区别: 继电器-接触器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触点，使得设备连线复杂，且触点时开时闭时容易受电弧的损害，寿命短，系统可靠性差。
可编程序控制器的梯形图与传统的电气原理图非常相似，主要原因是其大致上沿用了继电器控制的电路元件和符号和术语，仅个别之处有些不同，同时信号的输入1输出形式及控制功能基本.上也相同。但是可编程序控制器与继电器-接触器控制系统又有根本的不同之处，主要表现在以下几个方面。 1.控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬接线逻辑，并利用继电器机械触点的串联或并联及时间继电器等组合成控制逻辑，接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后， 想改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点有限，每个继电器只有4-8对触点，因此其灵活性和可扩展性都很差。而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要想改变控制逻辑，只需改变程序即可，因此PLC常称为“软接线”，其灵活 性和扩展性都很好。 2.工作方式 电源接通时，继电器控制线路中的各继电器同时都处于受制状态，即该吸合的都应吸合，不该吸合的都因某种条件限制不能吸合，因此它属于并行工作方式。而在PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性循环扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程字中的先后顺序计算得出的，因此它属于串行工作方式。3.可靠性和可维护性 继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多，且触点在开闭时会受到电弧的损害，并且有机械磨损，寿命短，因此其可靠性和可维护性差。而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路完成，其体积小、寿命长、可靠性高。PLC还配有自检和监督功能，能检查出自身的故障，并随时显示给操作人员;还能动态地监视控制程序的执行情况，为现场调试和维护提供了方便。 4.控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点开闭动作时间一般在几十毫秒数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题。而PLC是由程序指令控制半 导体电路来实现控制的，属于无触点控制，速度极快，一般一条指令的执行时间在微秒数量级，且不会出现抖动。 5.定时控制 继电器控制逻辑利用时间继电器进行时间控制。一般来说，时间继电器存在定时精度不高，定时范围窄，容易受环境湿度和温度变化的影响，调整时间困难等问题。而PLC使用半导体集成电路作为定时器，时基脉冲由晶振产生，精度相当高，且定时时间不受 环境的影响，定时范围最小可为，最长几乎没有限制，用户可以根据需要在程序中设置定时值，然后由软件来控制定时时间。 6. 设计和施工 使用继电器控制逻辑完成一项控制工程，其设计、施工、调试必须依次进行，周期长，而且修改困难。工程越大，其弊端越突出。而PLC完成一项控制工程，在系统设计完成以后，现场施工和控制逻辑的设计可以同时进行，周期短，且调试和修改都很方便。
教时安排第周 授课课题项目八液体混合控制系统授课类型理论+实训课 教学目标、 要求1.掌握步进顺序指令的用法 2.能根据控制要求用状态继电器编写流程图、梯形图，并上机调试 3.进一步提高PLC的编程能力，将PLC与生产过程自动化联系起来 教学重点状态继电器编写流程图、梯形图教学难点状态继电器编写流程图、梯形图教具准备课件 教学方法、 手段 讲授法、举例法、演示法 参考资料三菱FX系列PLC应用技能实训 教学过程 本项目的主要内容是以图8-1所示的液体(药剂)混合机为例,运用 PLC的顺序控制设计中的步进顺控指令编程法, 完成对液体自动混合装置的电气控制。 图8-2所示为液体自动混合装置的示意图,其控制要求如下: 1．初始状态、 液体自动混合装置投入运行时, 液体 A、 B阀门美闭, 容器为放空关闭状态 2?周期操作 按下混合装置启动按钮 SB1 , 液体自动混合装置开始按以下順序工作, (1)液体 A阀门打开,液体 A流入容器,液位上升。 (2)当液位上升到 SL2时, SL2导通,关闭液体 A阀f1,同时打开液体 B阀门,液体B开始流入容器。 (3) 当液位上升到 SL1关闭液体1B 网门, 搅拌电动机开始搅拌。 (4)搅拌电动机工作20后停止搅拌, 混合液阀门 YV3行开, 放出混合液体。 (5)当液位下降到 SL3时, 开始时,且装置继续放液,将容器放空,计时满20 s后, 混合液阀门关闭, 自动开始下一个周期? 3.停止操作 按下混合装置停止按钮 SB2，在完成当前的工作循环后装置才停止操作。
一、编程元件 状态继电器 S 用于记录系统的运行状态, 是编制顺序控制程序的重要编程元件。 状态继 电器应用与步进顺序指令STL 配合使用。 在使用状态继电器时,需要注意以下几个方面: 1.状态继电器的编号必须在指定的类别范围内使用 。 2.状态继电器与辅助继电器一样有很多常开和常闭触点。 3.不使用步进顺控指令时, -状态继电器可与辅助继电器一样使用 。 4.供报警用的状态继电器可用于外部故障诊断的输出 。 、 5.通用状态继电器和断电保持状态继电器的地址编号分配可通过改变参数来设置。 二、步进顺控指令(STL 、 RET) 1.指令功能 (1)STL ~ 步进开始指令, 与母线直接连接,表示步;i 生顺控开始。 STL 的操作元件为 S0～S899。 (2)RET 步进结束指令,表示步进顺控结束,用于状态流程图结東返回主程序。 RET 无操作元件。 2.编程实例 使用 STL 指令的状态继电器的常开触点称为 STL 触点 。 从图 8=3 所示可以看出顺序 功能图、步进梯形图和指令表的对应关系。 3.指令使用说明 (1) 每一个状态继电器具有三种功能, ,即对负载的驱动处理、 指定转换条件和指定转换目标,如图8-3a 所示。 (2) STL 触点与左母线连接,与 STL 相连的起始触点要使用LD 或 LDI 指令。使用STL 指令后, 相当于母线右移至 STL 触点的右侧,,形成子母线，一直到出现下一条 sTL 指 令或者出现RET 指令为止 。 RET 指令使右移后的子母线返回原来的母线, 表示顺控结束 。使用 ST L 指令为新的状态置位 前一状态自动复位。 步进触点指令只用子常开角成点。 每一状态的转换条件由指令 LD 或 LDI 引入, 当转换条件有效时, 该状态由置位指令激活, 并由步进指令进入该状态, 接着列出该状态下的所有基本顺序指令及转换条件。 在STL 指令后出现 RET 指令,则表明步进顺控过程结束。 (3) STL 触点可以直接驱动或通过别的触点驱动 Y 、 M 、 S 、 T 等元件中餐事和年用指令。 表8-1 · 状态继电器的类型和地址编号 类型 地址编号 数用途及特点 初始状态继电器 S0~S9 10 供初始化使用 回零状态继电器 S10~S19 10 供返回原点使用 通用状态继电器 S20~S499 480 没有断电保持功能,但是可以用程序将它们设 定为有断电保持功能 断电保持功能状态继电器 S500～S899 400 具有停电保持功能,断电再启动后,可继续执 行 报警用状态继电器 S900~S999 100 用于故障诊断和报警 '
液体混合装置PLC 控制系统
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：姓名： 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 姓名：\ 学号： 班级： 指导教师： 起止日期：
目录 《PLC控制技术》实训任务书 0 一、基础实训项目一：变频器对电机的运行控制 0 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) 一．基础实训项目一 (5) 1.1任务1 变频器的面板操作与运行 (5) 1.1.1 I/O接线 (5) 1.1.2 I/O接线图 (5) 1.1.3 参数设置 (5) 1.2任务2 变频器的外部运行操作 (6) 1.2.1．I/O接线 (6) 1.2.2变频器外部运行操作接线图 (7) 1.2.3 I/O图 (7) 1.2.4 梯形图程序 (8) 1.2.5 参数设置 (8) 1.2.6 变频器运行操作 (9) 1.3任务3 变频器的模拟信号操作控制 (9) 1.3.1 I/O接线 (10) 1.3.2变频器模拟信号控制接线图 (10) 1.3.3 I/O接线图 (11) 1.3.4 梯形图程序 (11)
1.3.5 参数设置 (11) 1.3.6 变频器运行操作 (12) 二．基础实训项目二 (13) 2.1模拟量采集与数据处理的综合应用 (13) 2.1.1 IO分配 (14) 2.1.2 接线图 (14) 2.1.3 梯形图程序 (15) 3.1.4工作流程 (15) 2.1.5调试结果 (16) 2.2模拟量输出通道控制点动执行器 (16) 2.2.1接线图 (16) 2.2.2 流程图 (17) 2.2.3 组态王显示 (17) 2.2.4 调试步骤与结果 (18) 三．综合型自主实训项目 (19) 3.1具体要求 (19) 3.2控制要求 (20) 3.3 I/O接线 (21) 3.4 I/O接线图 (22) 3.5流程图 (23) 3.6 PLC编程 (24) 3.6.1 复位环节 (25)
目录 1 题目背景与意义 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题意义 (1) 2 设计题目介绍 (2) 2.1 设计目的 (2) 2.2 设计内容及要求 (2) 3 系统设计方案 (3) 3.1 PLC输入输出地址分配 (3) 3.2 整体控制流程图 (3) 4 系统硬件设计 (5) 4.1 S7-300组态 (5) 4.1.1 S7-300特点 (5) 4.1.2 S7-300工作过程 (5) 4.2 S7-300组成部件 (5) 4.3 S7-300硬件组态步骤 (6) 5 系统软件设计 (7) 6 系统仿真调试 (8) 6.1 WinCC组态 (8) 6.2 触摸屏连接 (8) 6.3 变量定义 (9) 6.4 显示界面设置 (9) 6.5 管理画面设置 (11) 6.6 报警画面设置 (11) 设置超限报警值为100，具体操作如图6-9。 (11) 6.7 配方画面设置 (12) 6.8 趋势图画面设置 (13) 7 心得体会 (13) 8 参考文献 (14) 附录 (15)
1 题目背景与意义 1.1 课题背景 在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，这种控制方式自动化程度不高，使用的硬件设备多，不易连接，可靠性差。目前已有许多企业采用先进控制器对传统控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。 1.2 课题意义 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,液体自动混合配料的自动控制程序就显得尤为重要。 对于本课题来说，液体混合控制部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，控制装置需要根据企业和设备现况来构成并需尽量用以前系统中的元器件。对于人机交互方式改变后系统的操作模式应尽量和改造前的相似，以便于操作人员快速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量。系统的可靠性要高，人机界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。
1概述 1.1 PLC的基本概念 在PLC的发展过程中，美国电器制造商协会（NEMA）经过四年的调查，于1980年把这种新型的控制器正式命名为可编程控制器（Programmable Controller）,英文缩写为PC，并且作如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的是的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它使用可编程序的存储器来存储指令，用来在其部存储执行逻辑运算，顺序控制，计数，计时和算术运算等操作的指令。并且通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。” 定义强调了PLC应直接应用于工业环境，它必须有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 1.2 PLC的发展 PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美，德，日等工业发达的国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升，生产厂家不断涌现，品种不断翻新，产量产值大幅度上升而价格不断下降。 目前，世界上有200多个厂家，较有名的公司有美国：AB通用电气，莫迪康公司；日本：三菱，富士，欧姆龙，松下电工等：德国：西门子公司；法国：TE施耐德公司；国：三星，LG公司等。 1.3 PLC的发展趋势 （一）大型化 为适应大规模控制系统的要求，大型PLC向着大存储容量，高速度，高性能，增加I|O点数的发展方向。主要表现在以下几个方面： 1.增强网络通信功能：； 2.发展智能模块；
3.外部故障诊断功能； 4.编程语言、编程工具标准化、高级化 5.实现软件、硬件标准化 6.编程组态软件发展迅速 （二）小型化 发展小型PLC，其目的是为了占领广大的、分散的、中小型的工业控制场合，使PLC不仅成为继电器控制柜的替代物，而且超过继电器控制系统的功能。小型PLC朝着简易化、体积小、功能强、价格低的方向发展。 1.4 PLC的主要功能 1.开关量逻辑控制； 2.模拟量控制； 3.闭环过程控制； 4.定时控制； 5.计数控制； 6.顺序（步进）控制； 7.数据处理； 8.通信和联网。 1.5 PLC的特点 1.可靠性高、抗干扰能力强； 2.通用性强、灵活性好、功能齐全； 3.编程简单、使用方便； 4.模块化结构； 5.安装简便、调试方便； 6.网络通信。 1.6 PLC的基本组成和各部分作用 1.中央处理单元（Central Processing Unit）