电气工程学院课程设计说明书电气控制与P L C
设计题目: 液体混料装置的PLC控制系统的设计系别: 电气工程系
年级专业：检测技术与仪器2班
学号：
学生姓名：曹庆春
指导教师：张立国
教师职称：
2013年12 月12 日
内容摘要
随着科学技术的发展，人们的生活日趋自动化，生产技术更是如此。PLC作为计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计的。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在工业控制中的地位也日益提升并且在工业控制中得到广泛应用，而且可编程控制器在工业控制中所占比重在迅速的上升。
本次设计是利用PLC实现两种液体的自动混合。此次设计主要考虑其各个不同状态动作的连续和关联，对不同的状态进行不同的动作控制输出，从而实现将AB两种液体混合的周期性控制（包括单周期）。本次设计的主要意义是：用PLC编程来控制，一方面可以省去人力物力，从而达到节省成本的目的；另一方面，程序的合理性，全面性和可靠性可以使液体混合能更安全可靠全面的实现。
关键词：PLC液体混合装置自动控制
目录
第1章引言 (1)
第2章控制系统设计 (2)
系统整体设计要求 (2)
系统设计思想 (2)
系统硬件设计 (3)
PLC输入输出口分配 (3)
液体混合装置输入输出接线图 (4)
PLC主电路图 (5)
电气位置安装图 (6)
硬件选择 (6)
液位传感器选择 (6)
电动机选择 (7)
电磁阀的选择 (7)
PLC的选择 (7)
元件选择 (8)
系统软件设计 (8)
控制相关流程图 (8)
可编程控制器梯形图 (10)
系统调试 (13)
第3章总结及进一步研究方向 (18)
致谢 (19)
参考文献 (20)
第一章引言
随着科学技术的飞速发展，自动控制技术已经在人类活动的各个领域中的应用得越来越广泛，而它的水平已经成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要指标。在炼油、制药、化工等行业中，液体混合已经是不可缺少的程序，而且也是工业生产中非常重要的一部分。然而由于此类行业中多数为有腐蚀有毒性介质和易燃易爆介质，这样就造成现场的工作环境非常恶劣，不适宜工作人员在现场操作。此外，要求该系统在生产过程中具有配料准确、控制良好等规定，这也是半自动化及人工操作控制所难以实现的。因此为了解决相关行业出现的这些问题，尤其是中小型企业中要求做到多种液体自动混合,液体自动混合配料势必成为摆在我们眼前的一大课题。
液体混合系统采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性的特点。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景，液体混合自动配料系统就此应社会工厂的需要而诞生了。
如何使PLC在饮料灌装中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对灌装机进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探索。
整个设计过程是按工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务，设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件：工程对电气控制线路提供的具体资料，系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。
对于本课题来说，液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改适升级，控制装置需要根据企业工艺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，需要从怎样实现多个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。
第二章液体混合装置系统设计
系统的整体设计要求
在该混合液体装置中，需要完成两种液体的进料、混合、卸料的功能，集体控制要求如下图：
按动启动按钮后，电磁阀A通电打开，液体A流入容器。当液位高度达到L2时，液位传感器L2接通，此时电磁阀A断电关闭，而电磁阀B通电接通，液体B流入容器。液位达到L3时，液位传感器L3接通，这时电磁阀B断电关闭，同时启动电机M搅拌。1分钟后电动机M停止搅拌，这时电磁阀C通电打开，放出混合液体。当液位下降到L3，再继续放液20秒后关闭放液阀门，随后再将电磁阀A打开，开始新的周期。
本设计使用液位L1、L2、L3三个传感器控制液体A、液体B的进入和混合液排出的3个电磁阀门及搅拌机的启停。
系统方案的设计思想
控制系统简单、经济、使用和维护方便。物料混合设备要节能、安全、高效和满足生产及应用要求：
（1）可靠性高
具有较高的可靠性是衡量一个电气控制设备很关键的性能指标。由于PLC采用现代大规模集成电子电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，所以生产制作出来的产品的可靠性往往都是很高的。
（2）配套齐全，功能完善，适用性强
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了功能中的逻辑处理以外，现代PLC基本上都具有比较完善的数据运算能力，因此可以用在各种各样的数字控制场合。
（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎
作为通用的工业控制计算机，PLC是面向工矿企业的工控设备。它的接口简单，编程语言容易被工程技术人员接受。梯形图编程语言的符号及图形与表达方式跟继电器的电路图比较相当接近，只用少量的PLC开关量逻辑控制指令就能方便地实现继电器电路所能实现的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机来从事工业控制减少了很多工作量，节约了时间。
（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
PLC中存储逻辑被接线逻辑代替了，这样一来就大大的削减了控制设备的外部接线数量，控制系统的设计及建造的周期也大大缩短，同时维护起来也变得容易。更为重要的是这样同一设备只需改变程序便可实现不同的生产过程，给需要进行多品种、小批量的生产场合带来了很大的便利。
（5）体积小，重量轻，能耗低
（6）硬件配套齐全，拥护使用方便，适应性强
系统硬件设计
PLC输入输出口分配
通过分析控制任务，共需要5个数字量输入和4个数字量输出。为开始按钮，为停止按钮，、、分别为三个液位传感器，、、分别为电磁阀A、电磁阀B、排放电磁阀三个电磁阀，为搅拌电机。输入/输出地址分配如图2-1所示。
图2-1 输入/输出地址分配
液体混合装置输入输出接线图
液体混合装置输入/输出接线图如图2-2所示。
（1）启动操作
按下启动按钮SB1，YV1通电并自锁，液体A流入容器。
（2）液面上升到I
当液位高度达到I时，液位传感器I接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2通电接通，液体B流入容器。
(3) 液面上升到H
液位达到H时液位传感器H接通，这时电磁阀YV2断电关闭，同时启动电机M搅拌。
(4) 搅匀后排放混合液体
1分钟后电动机M停止搅拌，这时电磁阀YV3通电打开，放出混合液体去下道工序。当液位下降到L后，再延时20s使电磁阀YV3断电关闭，并自动开始新的周期。
(6) 停止操作
按下停止按钮SB2，在当前的操作处理完毕后停止操作。
图2-2 液体混合输入/输出接线图
PLC主电路图
本次设计中的混合液体搅拌由电动机M启动。带有短路保护、过载保护等，短路保护由FU熔断器来实现保护功能，过载保护由FR热继电器来实现其保护功能。
当液体倒到H时，KM接通，搅拌电机开始运行。液体混合装置的主电路图如图2-3所示。
图2-3 主电路
硬件选择
液位传感器的选择
选用型液位传感器其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，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）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。
搅拌电机的选择
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，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。
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：。
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。
PLC的选择
在本控制系统中，所需的开关量输入为5点，开关量输出为4点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式PLC。由于本系统的控制是顺序控制，选用西门子S7-200系列PLC作控制单元来控制整个系统。之所以选择这种PLC，主要考虑S7-200系列PLC有以下特点：
（1）丰富的指令系统。除能实现一般的逻辑控制外，还可进行运动控制、复杂数据处理，甚至可直接控制变频器实现电动机调速控制。而且各类PLC产品的指令系统都具有向上兼容性，便于应用程序的移植。
（2）快速的CPU处理速度、大程序容量。
（3）大的网络通信功能。可直接连接调制解调器，可方便地与其他PLC或上位机连成通信网络，通过上位计算机对生产现场的PLC进行实时监控。在生产规模较大，所控制的机床达到两台以上时，可采用1：n上位链接通信方式，用一台计算机管理多台床，构成一个二级分布式集一散控制系统。
（4）编程及监控功能强大、维护简单、价格适中。
元件选择
元器件明细如图2-4
图2-4 元器件明细
系统PLC软件设计
PLC控制相关流程图
PLC控制相关流程图如图2-4所示，主要是有混合过程和停止过程两个方面构成： (1) 混合过程：
按动启动按钮SB1后，电磁阀YV1通电打开，液体A流入容器。当液位高度达到I 时，液位传感器I接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2通电接通，液体B流入容器。液位达到H时液位传感器H接通，这时电磁阀YV2断电关闭，同时启动电机M 搅拌。
(2) 停止过程：
1分钟后电动机M停止搅拌，这时电磁阀YV3通电打开，放出混合液体去下道工序。当位下降到L后，再延时2s使电磁阀YV3断电关闭，并自动开始新的周期。
(3) 具体运行过程为：
按动启动按钮SB1后，电磁阀YV1通电打开，液体A流入容器。当液位高度达到I 时，液位传感器I接通，此时电磁阀YV1断电关闭，而电磁阀YV2通电接通，液体B流入容器。液位达到H时液位传感器H接通，这时电磁阀YV2断电关闭，同时启动电机M 搅拌。1分钟后电动机M停止搅拌，这时电磁阀YV3通电打开，放出混合液体去下道工序。当液位下降到L后，再延时2s使电磁阀YV3断电关闭，并自动开始新的周期。
图2-4
可编程控制器梯形图
根据系统控制流程图所表达出的各控制对象的动作顺序，相互间的制约关系。在明确PLC寄存器空间分配，确定专用寄存器的基础上，进行控制系统的程序设计，包括主程序编制，各功能子程序的编制，其他辅助程序的编制。本次设计利用经验设计的方法进行在整体上将继电器转化成对输出线圈的控制，然后进行细节修改。
本次设计的PLC梯形图：
语句表
Network 1
可编程序控制器的编程方法和工程应用[M].重庆：重庆大学出版社.2003
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[3] 陈润泰﹑许琨. 检测技术与智能仪表中南工业大学出版社. 2002
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[5] 李景学﹑金广业编．可编程控制器应用系统设计方法．北京：电子工业出版社，1995
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
基于组态软件的液体自动混合装置的监控系统设计 摘要 本次设计以力控组态软件实时检测锅炉压力与液位控制系统为背景，主要内容利用北京三维力控科技公司的全中文工控组态软件设计锅炉压力与液位监控系统，在上位机上显示每个控制系统的结果，并可以对比实时压力与液位曲线和专家报表。本文首先说明了自己对传感器等元器件的认识并对锅炉的控制系统做了简单的介绍，然后又对整个系统做了介绍。其中重点阐述了ForceControl6.1组态软件，以及各个元器件的作用，整个系统各个模块的功能与作用。同时对组态软件做了详细说明，介绍了如何绘制组态图和动画的连接，然后又对该系统做了仿真演练，用仿真来实现锅炉压力与液位的检测功能通过宇电仪表实现电压与压力的转换。经过多次实践和不断的改善从而完成了整个毕业设计。 关键词：锅炉压力检测，锅炉液位检测，组态软件，宇电808P 一、实际系统介绍 两种液体的流入和混合液体的流出分别由三个电磁阀控制，可用一个搅拌电机带动搅拌器工作，用三个液位传感器控制三个电磁阀。外加一个压力传感器检测炉内压力，超过设定值后自动报警以便提醒工作人员，确保设备和人身安全。通过连接宇电仪表实现压力的检测目的。 二、设计目标 初始状态：装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液流出阀门打开20S，将容器液体排空后关闭。 按下启动按钮，装置按以下动作工作： 1，液体A阀门打开，液体A流入容器； 2，液面到达L2时，传感器L2触点接通，关闭液体A阀门，同时打开B阀门； 3，当液面到达L1时，传感器L1触点接通，关闭液体B阀门，同时搅拌电机工作。 4，搅拌1分钟后停止，混合液体阀门打开，放出混合液体。 5，当液面降到L3时，传感器L3触点由接通变为断开，再经20S容器排空，关闭混合液体流出阀门，开始下一周期操作。 停止操作：按下停止按钮后，当前的混合操作处理完毕后，才停止操作，即停在初始状态上。在搅拌期间，通过压力传感器实时的反映炉内压力变化情况，连接宇电仪表，给系统压力当超过设定值之后及时报警确保安全问题。 三、所需硬件及简介 液位罐，搅拌器，搅拌电动机，电磁阀，液位传感器，管道，压力传感器，宇电808P 温度源，热电偶，压力表，气囊，电源等。YLXN-01型虚拟仪器技术试验箱。 附：宇电AI-708P/808P程序型仪表的介绍 1主要特点 输入采用数字校正系统，内置常用热电阻和热电偶非线性校准表格，测量精度 达0.2级。采用先进性模块化结构，提供丰富的输出规格。供电电源为24VDC 电源。 2部分端子连接及参数设定 1,2连两相插座，3连T/R+，4接T/R-,0-5V的信号由17,18端输入。
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)
北京工业大学 PLC 课程设计说明书 题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 学院：电子信息与控制工程学院 专业：自动化 学号： 1202 姓名： 指导教师：张会清刘红云 成绩： 2015年6月
PLC课程设计报告提纲及要求 目录 一、课程设计题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 二、课程设计目的： 在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上，通过松下系列PLC对多种液体自动混合监控系统的设计及组态进行控制的编程设计与调试，进一步熟悉并掌握PLC的工作原理，了解控制对象的工艺流程和技术要求, 运用所学知识进行系统设计，初步掌握PLC控制系统设计的基本方法，培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件，掌握组态设计的方法及调试方面的知识。 三、课程设计任务： 1．设计任务 用PLC和组态软件构建多种液体自动混合监控系统，完成系统的组建和调试工作，写出设计说明书。 2．实验设备 TVT-90DT台式可编程序控制器训练装置一套； TVT90HC-7 多种液体自动混合实验板； 天工组态软件一套； 连接导线若干。 3．动作过程 （1）初始状态 容器是空的，4个电磁阀和搅拌机均为OFF，3个液面传感器均为OFF。 （2）起动 按下启动按钮，开始下列操作： 电磁阀1和2闭合，开始注入液体A和B，至液面高度为L2，停止注入，同时起动电磁阀3，开始注入液体C，当液面高度为L1时，停止注入。 停止液体C注入时，开起搅拌机，搅拌混合时间为10s。 停止搅拌后放出混合液体，至液体高度将为L3时，再经5s停止放出。 （3）停止 按下停止按钮后，在当前操作完毕后，停止操作，回到初始状态。
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)
.. . .. . 自动化专业 控制系统软件设计 指导教师： 题目：混合配料监控系统 实现软件：组态王 组别： 学生姓名： 学生班级： 完成日期：
目录 一、组态王软件概述 (1) 二、设计背景 (1) 三、设计题目以及要求 (1) 1 题目 (1) 2 对象描述 (1) 3 测量信号 (1) 4 控制要求 (1) 5 设计内容 (1) 四、实验目的 (1) 五、实验步骤 (1) (一) 创建组态画面 (1) (二) 程序设计 (1) 六、结束语 (1) 七、参考书目 (1) 一、组态王软件概述 组态王软件是一种通用的工业监控软件，它融过程控制设计、现场操作以及工厂资源管理于议题，将一个企业内部的各种生产系统和应用以及信息交流汇集在一起，实现最优化管理。它给予Microsoft Windows XP/NT/2000/7操作系统，用户可以在企业网络的所有层次
的各个位置上都可以及时获得系统的实时信息。采用组态王软件开发工业监控工程，可以极大地增强用户生产控制能力、提高工厂的生产力和效率、提高产品的质量、减少成本以及原材料的消耗。它适用于从单一设备的生产运营管理和鼓掌诊断，到网络结构的分布式大型集中监控管理系统的开发。 组态王软件结构由工程管理器、工程浏览器及运行系统组成。 工程管理器：工程管理器用于新工程的创建和已有工程的管理，对一游工程进行搜索、添加、备份、恢复以及实现数据词典的导入和导出等功能。 工程浏览器：工程浏览器是一个工程开发设计工具，用于创建监控画面、监控的设备及相关变量、动画链接、命令语言以及设定运行系统配置等的系统组态工具。 运行系统：工程运行界面，从采集设备中获得通讯数据，并依据工程浏览器的动画设计显示动态画面，实现人与控制设备的交互操作。
**** 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
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)
A、课程设计目的 (2) B、课程设计内容 (2) 1、课题概况说明 (2) 系统总体方案设计 (5) 2.1 系统硬件配置及组成原理 (6) 2.2 系统接线图设计 (7) 2.3.1 液位传感器的选择 (7) 2.3.2 搅拌电机的选择 (8) 2.3.3 电磁阀的选择 (8) 2.3.4 按钮开关的选择 (8) 2.3.5熔断器的选择 (9) 2.3.6热继电器的选择 (9) 2.3.7交流接触器的选择 (9) 2.3.8电源刀开关 (9) 2.3.9行程开关........................................................................................ 错误！未定义书签。 2.3.10PLC的选择 (9) 2.3.11 元件选择 (10) 2.1 程序流程图 (10) 2.2 I/O地址分配及接线图 (11) 2.2.1 I/O地址分配及功能表 (11) 2.3 操作步骤 (12) 系统调试及结果分析 (14) 4.1 系统调试 (14) 4.2 结果分析 (14) 总结 (15)
一．任务书 课程设计任务书 A、课程设计目的 本课程是机械制造及自动化专业的专业必修课。课程设计的目的和任务在于使学生掌握机械设备电器控制的基本知识、基本原理和基本方法,以培养学生对电气控制系统的分析和设计的基本能力。加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固、扩大所学的基本理论知识。 B、课程设计内容 1、课题概况说明 1.总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机M，加热器H，温度传感器T组成。实现三种液体的混合，搅匀，加热等功能。
多种液体自动给混合控制监控系统设计 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
信息与电气工程学院 课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期） 课程名称：《工业监控系统工程设计》课程设计 题目：多种液体自动给混合控制监控系统设计 专业班级：自动化 0903 学生姓名： 学号： 指导教师：等 设计周数： 2周 设计成绩： 2013年 1月 4日
目录
一、课程设计目的 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新月异，PLC在生产生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学生来说熟悉和掌握PLC的结构，工作原理及应用是十分重要的。组态软件时完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实时数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。组态软件功能强大，使用方便，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现监控层的各项功能，并可以向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，使用组态软件可以方便、快速地进行系统集成，构造不同需求的数据采集与监控系统。这次课程设计我们将PLC应用和力控组态软件相结合，达到模拟生产控制，上位机和下位机相结合，记录数据，实时控制。 1、掌握s7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。 2、熟练使用s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件 程序的设计思路和梯形图的设计方法。 3、掌握s7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 4、通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程 所获知识在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。 5、熟悉力控监控组态软件。 6、掌握力控监控组态制作动画，与PLC接口相连接。
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)
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。
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）