基于PLC控制液体混合加热系统设计

液体混合装置控制系统plc课程设计液体混合装置控制系统PLC课程设计引言：液体混合装置是工业生产中常见的设备，通过控制系统的设计，可以实现液体的精确配比和混合。

本文将介绍液体混合装置控制系统PLC课程设计的相关内容。

液体混合装置控制系统的设计旨在实现液体的准确配比和混合，提高生产效率和产品质量。

一、设计目标液体混合装置控制系统的设计目标是实现液体的精确配比和混合，确保产品的质量稳定和生产效率的提高。

具体包括以下几个方面：1. 实现液体的精确配比，保证混合比例准确无误；2. 控制液体流量和压力，确保液体供应的稳定；3. 控制液体温度，适应不同的生产需求；4. 监测液体混合过程中的参数，实时调整控制策略，确保混合效果。

二、系统架构液体混合装置控制系统采用PLC作为控制核心，通过传感器和执行器与液体混合装置进行信息交互。

系统架构主要包括以下几个模块：1. 传感器模块：用于采集液体流量、压力和温度等信息，将采集到的数据传输给PLC；2. PLC控制模块：接收传感器模块传输的数据并进行处理，根据设定的控制策略生成控制信号；3. 执行器模块：根据PLC生成的控制信号，控制液体的供给和混合过程；4. 人机界面模块：提供对液体混合装置控制系统的监控和操作界面，方便操作员进行参数设定和实时监测。

三、系统设计1. 传感器选择：根据不同的控制需求选择合适的传感器，如流量传感器、压力传感器和温度传感器等，确保采集到的数据准确可靠。

2. PLC编程：根据设计目标和控制策略，编写PLC程序，实现液体的精确配比和混合控制。

程序应包括液体流量、压力和温度的控制算法，以及实时监测和报警机制。

3. 执行器控制：根据PLC生成的控制信号，控制液体的供给和混合过程。

可采用电磁阀、变频器等执行器设备，确保液体供给的准确性和稳定性。

4. 人机界面设计：设计人机界面，提供参数设定、实时监测和报警信息等功能。

界面应简洁明了，操作方便，能够满足操作员的需求。

液体混合PLC控制系统设计液体混合是一种广泛应用的工业制程。

为了实现可靠和高效的控制，现代工业中常常采用PLC（可编程逻辑控制器）控制系统。

本文将介绍PLC控制液体混合的系统设计。

一、系统功能需求液体混合的系统功能需求通常包括：液体流量计量、液体掺杂比例控制、液体混合搅拌等。

在系统设计过程中，应考虑该制程的特殊性需求，例如液体成分、流速以及搅拌程度等。

二、PLC选择PLC控制系统是液体混合制程中最常用的自动化控制器，因为它拥有很高的控制精度和可靠性。

在选择PLC时，应考虑其I/O点数、处理器性能、扩展性、通信口数量和支持的编程软件等因素。

三、系统功能模块1.流量计量模块。

通常采用电磁流量计或者重力流量计，用于测量液体的质量流量，与PLC通讯以获取液体流量数据。

2.比例控制模块。

通常采用调节阀或者脉宽调制控制方式，用于控制液体的掺杂比例，比例控制事件可根据PLC内存程序进行设定。

3.搅拌控制模块。

通常采用调速电机，用于控制搅拌桨的转速，PLC控制搅拌桨的转速等参数。

四、编程设计针对系统功能模块，需要进行编程设计。

PLC编程可以采用多种编程方式，如Ladder Diagram（LD）、Function Block Diagram（FBD）、Structured Text（ST）、Instruction List（IL）等。

其中Ladder Diagram是最常使用的一种方式，是一种类似于电路图的编程格式。

在设计过程中需要定时存储数据，数据库可以自行搭建或者直接采用PLC内部的存储器。

五、系统控制策略在液体混合制程中，系统的控制策略应尽量保证其稳定性和精准度。

系统控制策略通常包括以下几种方式：1.滞后控制。

在处理液体混合制程时，只有等到液体流动到特定位置时才开始进行搅拌操作，这使得混合不是非常均匀。

2.脉冲控制。

通过控制调节阀或者脉宽调制的方式，设置掺杂比例，可以较精确的控制液体混合。

3.前馈控制。

在搅拌过程中，通过加入一定的预测信息来实现搅拌效果的改善。

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。

基于plc的混合液体温度控制系统的设计设计内容：本设计基于PLC控制技术，设计了一个混合液体温度控制系统，主要用于控制两种液体的混合温度，从而满足不同的工业生产需求。

该系统由温度传感器、PLC控制器、加热器、风扇、液体泵和液体混合室等组成，通过其自动化控制与智能反馈机制，实现对温度变化的自动调节，保证生产过程中液体处于设定的最优温度范围内，从而提高工业生产效率。

设计原理：该系统主要采用了基于PID控制方法来实现温度控制，PID控制方法是一种通过计算误差的比例、积分和微分来调节系统输出的控制方式。

在本系统中，温度传感器负责监测液体混合室中液体的温度，并通过传输器将监测到的数据传输给PLC控制器。

由PLC控制器根据误差比例、积分和微分计算出控制器的输出信号，进而控制加热器和风扇的动作，以调节液体的温度。

此外，液体泵负责将两种液体通过管线引至混合室，在混合室中完成实际的混合过程。

设计流程：1. 系统的硬件设计：选择合适的传感器、PLC控制器、加热器、风扇、液体泵和液体混合室，进行系统组装和连线，并进行相关性能测试。

2. 温度传感器的设置：对传感器进行校准和安装，设置合适的采样间隔，确保传输的数据准确可靠。

3. PLD控制器的编程：编写程序，实现温度数据的采集、误差计算和输出控制，以及相应的控制逻辑，再进行测试验证。

4. 对加热器、风扇和液体泵进行编程：编写相应的控制程序，根据温度数据的变化，自动调节加热器、风扇和液体泵的动作，以实现液体混合温度的控制。

5. 系统的测试：对整个系统进行系统测试，确定最优控制策略和调节参数，并在实际的工业生产过程中进行使用。

设计实现：本系统的设计实现有效地提高了工业生产的效率和质量，使得液体的混合过程更为高效和稳定。

该系统具有以下几点突出优势：1. 采用了基于PID控制方法，具有更高的控制精度和稳定性。

2. 对预先设定的最优温度值进行了自动调节，避免了对工业生产过程的影响。

液体自动混合装置的PLC控制系统设计摘要可编程序控制器简称PLC，是近年来一种发展极为迅速，应用极为广泛的工业控制装置。

它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。

由于PLC的性能优越，兼具计算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，维修方便等优点，形成以微电脑为核心的电子控制设备。

可编程序控制器技术在世界上己广泛应用，成为自动化系统中的基本电控装置PLC在现代工业生产和实际生活中有着广泛的应用，由于可编程控制器（PLC）具有编程梯形图语言易学易懂、控制灵活方便、抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，现在的工业自动化生产控制多采用可编程控制器来实现。

本论文首先介绍PLC的产生和发展及应用，以及它的基本功能和特点。

然后鉴于PLC的原理及其优越性，应用PLC控制液体的自动混合，该程序可进行单周期或连续工作，正常工作时，至少完成一个周期，该程序具有一定的防止误动作能力。

本论文从硬件设计，软件设计，组态王监控设计等方面进行分析，对西门子S7-200的应用有一定的指导意义。

关键词：可编程控制器，液体混合装置，传感器Design of liquid mixing control system based on PLCABSTRACTProgrammable logic controller is called PLC for short.It develops fastly,and has a wide use as industricial controlling device.It is a electronic system which oporates digitally,and it is designed for industrial enviroment application. The memory it adopts is programmable,and it stores user instruction.Through the digital or anolog input/output,PLC can wok by set logic sequence,can time ,can count,can operate, and can complete other else functions.So it can control all kinds of mechanical procejures and production procejures.Because of its high performance ,mutiple functions like a computer,high flexibility,good commonality,simple and pellucid relay-contactor controlling,easy mantainace and other else merits, people begin to take microcompute as the core controlle to control the electronic equipment . PLC was widely used all around the world..Owing to its easy-to-learn and easy-to-undersdand ladder diagram programmable languge,flexible and convenient controlling methods,good capacity of resisting disturbance,reliable operaion and so on features , PLC is extensively used in industricial automatic production.This passage firstly introduces the production,the development of Programmable Logic Controller( Called PLC for short), and its basic function and characteristics.According to its main principle and excellent quality,we can use PLC to control the mixing of two kinds of liquid. This controlling prosess can make a single circle or circle in succession, At work time, it can finish one circle at least.This procedure also has the ability of preventing bad moving.This passage introduces the design of hardware,the design of software and the design of supervisory control using the king of configuration.This will be helpful for the studying of the simens S7-200.KEY WORDS: PLC , Liquid mixing device , Sensors目录前言 (1)第1章绪言 (2)第2章液体混合装置的控制的硬件设计 (6)2.1液体混合装置结构及控制要求 (6)2.2 硬件选用 (7)2.2.1选择接触器 (7)2.2.2选择搅拌电机 (9)2.2.3选择小型三极断路器 (11)2.2.4选择液位传感器 (12)2.2.5选择电磁阀 (13)2.2.6选择泄压阀 (15)2.3 S7-200的CPU的选择 (16)第3章液体混合装置的控制的软件设计 (21)3.1控制要求及分析： (21)3.2两种液体混合装置的输入/输出分配 (23)3.3两种液体混合装置的输入/输出接线图 (24)3.4两种液体混合装置的梯形图 (25)第4章液体混合装置的控制的组态王监控设计 (29)4.1组态王选择 (29)4.2组态画面监视设计 (29)第4章系统常见故障分析及维护 (38)4.1 系统常见故障分析及维护 (38)4.2 系统故障分析及处理 (39)4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (41)结论 (43)谢辞 (44)参考文献 (45)附录 (46)前言随着科技的发展，PLC的开发与应用把各国的工业推向自动化、智能化。

基于PLC的液体混合控制系统的设计摘要可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。

PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

PLC 最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑机，印刷机，订书机，组合智能窗帘，磨床，包装等。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。

本文以三种液体的混合灌装控制为例，将三种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到控制要求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，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。

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（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。

关键词PLC 控制液体混合说明The design of liquid mixing control system based on PLCABSTRACTWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors..The inverted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, strong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control proces s, pendulum can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-up and track, therefore.This paper studies a control method of double invert ed pendulum . First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is established.Themake a control design to double inverted pendulum on the mathematical m odel, and determine the system performance index weightmatrix , by using genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Finally, the si mulation of the system is made by . After several test matrix value the results are n ot satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Sim ulation results show: The system response can meet the design requirements effecti vely after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for meat. the system state feedback control matrix.Keywords PLC cylinder pneumatic Fout degrees of freedom目录第一章绪论 (1)1.1 课题的研究背景和历史意义 (3)1.2 选题的目的和意义 (4)第二章液体混合控制系统PLC控制系统的设计 (5)2.1 PLC简介 (6)2.1.1 PLC的定义 (8)2.1.2 PLC的用途 (9)2.2 PLC的组成 (11)2.2.1中央处理单元 (13)2.2.2存储器 (14)2.2.3输入输出单元 (16)2.2.4通讯接口 (17)2.2.5智能接口模块 (18)2.2.6编程装置 (19)2.2.7电源 (19)第三章控制系统设计 (20)3.1 硬件设计 (20)3.2 混合装置的基本组成 (20)3.3 液体混合装置电气原理图的绘制 (21)3.4 PLCI/O点分配及外部硬件接线图 (22)3.5液体混合系统运行流程图 (22)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)第一章绪论1.1 课题的研究背景和历史意义机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊摘要本设计是针对多种液体自动混合系统，一方面由于液体进料与控制过程比较复杂、使进料参数变化较大,造成液体混合精度控制难，难以用测量控制器进行测定;另一方面由于循环控制过程出现故障不能随时停机。

PLC控制、应用于多组分原料自动混合系统,从而提高多组分原料自动混合系统的稳定性、可靠性、精确性，以及多种液体混合循环控制时，可以自动或手动调节系统的启停。

在大力提倡节约能源的今天，研究这种高性能、经济型的多组分原料自动混合系统，对于提高劳动生产率、降低能耗具有重要的现实意义。

关键词：调试；混合加热;总结┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractThis design is aimed at a variety of liquid automatically mixed system, on the one hand，because of liquid feeding and control process is more complex, make incoming parameters large variation，cause liquids mixed accuracy control difficult，it is difficult to use measurement controller are measured, On the other hand，because of cycle control process malfunction can't stop。

PLC control, used in automatic mixing system components materials，thereby improving the multi—composition raw material automatically mixed system’s stability，reliability，accuracy, and a variety of liquid mixing cycle control，can automatically or manually adjusting system of start-stop. In advocate vigorously to save energy today, study this high performance，economical multi-component raw material automatic hybrid systems, to improve labor productivity, reducing energy consumption has the important practical significance。