PLC课程设计：液体混合装置控制的模拟

1.方案设计1.1 设计内容及要求设计一液体混合罐控制程序。

具体要求如下：（1）初始状态。

在液体混合罐投入运行前，液体控制阀门YV1、YV2为关闭状态，混合液体阀门YV3打开30s，将混合罐放空后关闭。

（2）启动与运行。

按下起动按钮SB1后, 液体混合罐按照工艺要求工作。

液体A阀门YV1打开,液体A流入液体混合罐。

当液位到达SL2时,SL2接通，液体A阀门YV1关闭,同时打开液体B阀门YV2。

当液位到达SL1时, 液体B阀门YV2关闭,启动搅拌电动机运转，将罐内A、B两种液体搅拌均匀。

搅拌电动机60秒钟后停止工作。

随后混合液体阀门YV3打开,排放混合液体。

当液面降到SL3以下时,SL3断开，再经过30秒延时后, 液体混合罐排空，混合液体阀门YV3关闭,开始下一个生产周期。

（3）停机。

按下停止按钮SB2后,只有在液体混合工艺过程全部处理完毕，才允许停车,即停在初始状态。

1.2 总体设计方案（1）本方案控制对象电动机由交流接触器KM1完成启停控制。

液体混合罐包含三个液位测定，具有两种液体加液、搅拌、排出的功能。

液位传感器SL1、SL2、SL3，当被液体淹没时接通，A、B两种液体的流入与混合后流出的液体分别由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅拌电动机。

液体混合罐控制系统示意图如下图所示图1-1 液体混合罐控制系统示意图（2）方案采用基本指令定时器指令和保持指令。

系统以欧姆龙公司的CPMA 系列小型机为对象，程序对应液体混合罐控制的启动、运行、停止等多种状态操作，并设计了控制流程图、梯形图和输入输出状态时序图。

（3）I/O 接口配置及功能表如下：表1-1 欧姆龙CPM 系统型机I/O 接口配置输入（I ） 功能 输入 功能00003 SB1-开车按钮 01001 YV1-液体A 电磁阀 00004 SB2-停车按钮 01002 YV2-液体B 电磁阀 00005 SL1-液体传感器 01003 YV3-混合液体电磁阀 00006 SL2-液体传感器 01004 KM1-搅拌电机接触器00007 SL3-液体传感器(4) 欧姆龙PLC 的I/O 接线图如下图所示图1-2 PLC 的I/O 接线图2. 系统设计2.1 输入输出状态时序图图2-1输入输出状态时序图2.2 控制流程图60s启动 停止 YV1 SL1KM1YV2 YV3 30sSL3 SL2图2-2 控制流程图2.3 梯形图图2-3 梯形图3.程序设计的特点和方案的优缺点梯形图设计原理清晰功能完善，结构简单，但适应于较简单混合罐控制。

目录一：绪论 (2)二：电气原理设计 (5)2.1 工作过程 (5)2.2 电器元器件明细表 (5)2.3 PLC 的I/O地址表 (6)2.4 PLC接线图 (7)三：PLC程序设计 (8)3.1 总体程序框图 (8)3.2 系统功能图 (8)3.3 梯形图 (10)3.3.1 OB1 (10)3.3.2 OB100 (10)3.3.3 FC1 (10)3.3.4 FC2 (12)3.3.5 FC3 (14)四：操作与调试 (18)4.1 程序检验 (18)4.2 信号模拟 (18)4.3 按要求进行模拟运行 (18)4.4 调试实物图 (19)五：小结........................................................................... 错误!未定义书签。

六：参考文献 (21)一：绪论PLC的产生1．继－接控制回顾由学生回答继电器（接触器）的结构、原理、画出三相异步电机启－停的主电路图、控制电路图由学生归纳出继－接控制的不足，从而引出“PLC的产生”2．PLC的产生68年美国通用汽车公司（GM）招标要求：（1）软连接代替硬接线（2）维护方便（3）可靠性高于继电器控制柜（4）体积小于继电器控制柜（5）成本低于继电器控制柜（6）有数据通讯功能（7）输入115V （8）可在恶劣环境下工作（9）扩展时，原系统变更要少（10）用户程序存储容量可扩展到4K核心思想：·用程序代替硬接线·输入/输出电平可与外部装置直接相联·结构易于扩展这是PLC的雏形。

69年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功PLC的诞生：·1969年，美国研制出世界第一台PDP-14·1971年，日本研制出第一台DCS-8·1973年，德国研制出第一台PLC·1974年，中国研制出第一台PLC二、PLC的特点、现状与发展（一）特点（1）体积小（2）可靠性高（3）柔性好，可在线更改程序（4）对环境条件无要求（5）价格低廉……具备招标要求的所有功能（二）现状80%以上的行业，80%以上的设备均可使用PLC（三）发展发展史：第一代：1969年~1972年，代表产品有·美国DEC公司的PDP-14/L·日本立石电机公司的SCY-022·日本北辰电机公司的HOSC-20第二代：1973年~1975年，代表产品有·美国GE公司的LOGISTROT·德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列·日本富士电机公司的SC系列第三代：1976~1983年，代表产品有·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884 ·德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列·日本三菱公司的MELPLAC-50、550第四代：1983年~现在，代表产品有·美国GOULD公司的A5900·德国西门子公司的S7系列发展方向：·产品规模向两极分化·处理模拟量·追求高可靠性·通讯接口和智能模块·系统操作站配高分辨率的监视器·追求软、硬件标准化三、PLC的分类·按结构分：·整体型·组合型·按I/O点数及内存容量分：·超小型：小于64点，256Byet~1KB·小型：65~128点，1~3。

（一）课程设计的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。

设计的多种液体混合装置利用可编程控制器可以实现在混合过程中进行精确控制，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。

（二）课程设计的目的及意义在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行所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，原来的液体混合装置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，传感器技术与机电一体化装置。

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。

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

他采用可以编制程序的储存器用来在其内部储存执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。

有以下主要特点：1）使用灵活，通用性强2）可靠性高，抗干扰能力强3）接口简单、维护方便4）体积小、功耗少、性价比高5）编程简单容易掌握6）设计施工调试周期短所以根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用PLC作为我们的控制系统。

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。

（三）课程设计的内容实现基于S7-200多种液体混合控制系统设计。

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ABSTRACTIn 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目录引言 (1)第一章液体混合系统的方案设计 (2)1.1系统的整体设计要求 (2)1.2控制方式系统的设计 (2)第二章液体混合系统的硬件设计 (4)2.1硬件配置及其原理 (4)2.2 I/O计算 (4)2.3 PLC选型 (5)2.4 I/O分配表设计 (6)2.5外部接线图设计 (7)第三章液体混合装置的软件设计 (9)3.1程序设计的一般方法 (9)3.2 PLC控制的相关流程图 (10)第四章系统调试运行分析 (13)4.1系统调试 (13)4.2结果分析 (13)第五章液体混合装置组态模拟 (14)5.1组态王软件 (14)5.2液体混合装置组态模拟的相关操作 (14)总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)引言在炼油、化工、制药等行业中多种液体混合是必不可少的工序，其组成部分以往常采用传统的继电器控制，使用硬连接电器较多，可靠性差，自动化程度不高。

多种液体自动混合装置plc课设报告1 目录1.选题背景(1)2.方案论证(1)2.1 继电器控制系统(1)2.2 单片机控制(1)2.3 工业控制计算机控制(2)2.4 可编程控制器控制(2)3.过程论述(3)3.1 控制分析(3)3.2 plc 选择(4)3.3 搅拌机的主电路图(5)3.4 分配I/O点(6)3.5 外部接线图(7)3.6 元器件选型(7)3.6.1 液位传感器的选择(7)3.6.2 搅拌电机的选择(8)3.6.3 电磁阀的选择(8)1）入罐液体(8)2）出罐液体(8)3.7 元件目录表(8)3.8 顺序控制图(9)3.9 梯形图(10)4.结果分析(13)4.1 系统模拟调试(13)4.2 仿真结果(13)5 总结(13)参考文献(15)1 选题背景随着科学技术的迅猛发展，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，以致现场给工作环境十分恶劣，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的精确控制，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。

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。

该系统需要对各种液体的液面进行液面的高度控制，因此，需要用到传感器进行液面高度的监控。

PLC课程设计报告液体混合的模拟控制2016年5月25日摘要PLC以其独特的优点得到迅速地发展和普及，并在冶金、机械、纺织、轻工等诸多领域取代了传统的继电接触器控制。

掌握可编程控制器的工作原理、具备设计、调试可编程控制器系统的能力，已成为现代工业对电气技术人员的基本要求。

将PLC应用于液体混合装置的控制，对于学习和工业上的应用显得尤为重要。

本设计以两种液体的混合控制为例，要求是将两种液体按一定比例混合，在搅匀电机搅匀后将混合液体输出容器。

并自动开始下一周期，形成一个循环状态。

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、自动控制目录1 液体自动混合系统方案设计 (1)1.1 控制要求 (1)1.2 编程软件地址分配表 (1)1.3 PLC外部电路接线图 (2)1.4 主电路连接图 (2)1.5 控制程序 (3)1.6 顺序功能图 (3)2 液体自动混合系统的硬件设计 (4)2.1 硬件选型 (4)2.2 主电路的设计 (5)2.3 液体混合控制系统示意 (5)3液体自动混合系统的软件设计 (6)3.1 PLC控制的相关流程图 (6)3.2 可编程控制器梯形图 (6)4 心得体会 (11)参考文献121 液体自动混合系统方案设计1.1 控制要求本课程设计是基于PLC的液体自动混合搅拌系统设计，L1、L2、L3是液面传感器。

两种液体的流入由电磁阀Y1和Y2控制，混合液的流出由电磁阀Y3控制。

搅拌电动机用于驱动桨叶将液体混合均匀。

本系统的工作原理如图1-1-1所示。

按下起动按钮，电磁阀Y1闭合，开始注入液体A,按L2表示液体到了L2的高度，停止注入液体A。

同时电磁阀Y2闭合，注入液体B，按L1表示液体到了L1的高度，停止注入液体B，开启搅拌机M，搅拌4s，停止搅拌。

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。

上海电机学院课程设计2015～2016学年第一学期课程名称可编程控制器原理及应用设计题目液体混合装置控制的模拟（一）院 (系) 电气学院专业电气工程及其自动化（港口自动化方向）学生姓名任书洋学号 151101190241 设计时间 2016年 1月 18日指导教师龚建芳提交日期年月日目录1. 简介------------------------------------------------------------------------------------------11.1课题概况-----------------------------------------------------------------------------------11.2设计要求-----------------------------------------------------------------------------------11.3设计内容----------------------------------------------------------------------------------------------12. 系统总体方案设计------------------------------------------------------------------------22.1总体方案选择说明-----------------------------------------------------------------------22.2 控制方式选择----------------------------------------------------------------------------22.3 操作界面设计----------------------------------------------------------------------------23. PLC控制系统的硬件设计---------------------------------------------------------------33.1 PLC的选型-------------------------------------------------------------------------------33.2 用户存储器容量的估计----------------------------------------------------------------33.3 I/O点数的估算---------------------------------------------------------------------------33.4电源模块选择-----------------------------------------------------------------------------33.5 I/O分配表---------------------------------------------------------------------------------43.6电气原理图设计--------------------------------------------------------------------------4 4．PLC控制系统系统程序设计-----------------------------------------------------------54.1状态分配表---------------------------------------------------------------------------------54.2 控制程序顺序功能图设计--------------------------------------------------------------64.3 控制程序设计思路-----------------------------------------------------------------------6 5．系统调试及结果分析---------------------------------------------------------------------------135.1 系统调试及解决的问题----------------------------------------------------------------135.2 结果分析----------------------------------------------------------------------------------28 6．系统的使用说明书-------------------------------------------------------------------------------28 7．课程设计体会--------------------------------------------------------------------------------------29 8．参考文献-----------------------------------------------------------------------------------30 9．附录-----------------------------------------------------------------------------------------30控制系统电气原理图-----------------------------------------------------------301．简介1.1 课题概况本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B的阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动混合电机。

实验三液体混合装置控制模拟实验1. 实验目的（1）结合多种液体自动混合系统，应用PLC技术对化工生产过程实施控制；（2）学会熟练使用PLC解决生产实际问题。

2. 实验设备（1）计算机（编程器）1台；（2）实验装置（含S7-200 24点CPU 1台；（3）多种液体自动混合实验模板1块；（4）连接导线若干。

3•液体自动混合系统的控制要求VI ¥2 Y4 II K T Li LI LS 鮎丫（1）液体自动混合系统的初始状态：图1.19多种液体混合模拟控制板在初始状态，容器为空，电磁阀丫1, 丫2, 丫3, Y4和搅拌机M以及加热元件R均为OFF 液面传感器L1，L2，L3和温度检测T均为OFF（2）液体混合操作过程：按动启动按钮，电磁阀丫1闭合（Y1为ON，开始注入液体A，当液面高度达到L3时（L3为ON -关闭电磁阀丫1 （Y1为OFF,液体A停止注入，同时，开启电磁阀门丫2 （Y2为ON注入液体B ,当液面升至L2时（L2为ON - 关闭电磁阀丫2 （Y2为OFF，液体B停止注入，同时，开启电磁阀丫3（ Y3为ON，注入液体C，当液面升至L1时（L1为ON - 关闭电磁阀Y3 （Y3为OFF，液体C停止注入，然后开启搅拌电动机 M搅拌10秒—停止搅拌，加热（启动电炉R）-当温度（检测器T动作）达到设定值时-停止加热（R为OFF，并放出混合液体（丫4为ON，至液体高度降为L3后，再经5秒延时，液体可以全部放完 -停止放出（Y4为OFF。

液体混合过程结束。

按动停止按钮，液体混合操作停止。

4.实验内容及要求（1）按液体混合要求，设计 PLC 外部电路（配合使用通用器件板开关元器件)；(2) 连接PLC外部(输入、输出)电路，编写用户程序;(3) 输入、编辑、编译、下载、调试用户程序；(4) 运行用户程序，观察程序运行结果。

5.思考练习功能表图：，SM0.1-10事起功搖钮v--------------------------RL10 TSS Ml 0 TSS梯形图:精品资料。