plc控制的物料混合毕业设计 (1)

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0 XX职业技术学院

毕业论文(设计)

基于PLC的物料混合控制系统的研究

系 部自动控制工程系

专 业 名 称电气自动化

班 级电气1081班

姓 名XX

学 号XXXXXXXXX

指 导 教 师张强

2010年9月6日

I 基于PLC的物料混合控制系统的研究

指导老师：张强

2008级电气自动化专业学号XXX姓名XX

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。本文所介绍的多种液体混合的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，再通过WINCC组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。

关键词：可编程序控制器PLC；液位传感器； 定时器；

Based on PLC control system of mixing effcieng

Tutor: zhangqiang

2008 electric automation levelNo: 3Name: Li xin

Abstract

Computer technology as the core of PLC in the general automatic control

equipment, it is a kind of program to change control function of the computer. As

microprocessors, computer and communication technology, the rapid development of

PLC programmable controller has widely applied in industrial control, and the

proportion of the rapid rise in. PLC mainly consists of CPU module, input and output

module and programming module device. It is applied in industry, mixing equipment

mixing process realized automation control, and improved the stability, agitate

equipment work for the mixing machine smoothly, orderly, accurate working creates

powerful guarantee. This paper introduces various liquid mixture of PLC control

II procedures can be a single cycle or continuous working memory function, can

continue running after, wired back. In addition, PLC and communications, networking

WINCC configuration, but through direct to site monitoring and management, and

more convenient.

Keywords:PLC programmable controller, Level sensor, The timer,

1 目录

7.1本设计的整体内容和要求 ......................................................................................................... 16

第二章 总体方案设计错误!未定义书签。

第三章 硬件设计错误!未定义书签。

3.1 硬件选型，根据PLC的输入、出点数，控制功能选择适用型号的PLC错误!未定义书签。

3.1.1 PLC机型选择错误!未定义书签。

3.1.2 PLC容量选择错误!未定义书签。

3.1.3 I/O模块的选择错误!未定义书签。

3.1.4 电源模块的选择错误!未定义书签。

3.1.5 设备型号选择错误!未定义书签。

3.2 外部接线图错误!未定义书签。

3.3 系统安全设计，可靠性、实用性强错误!未定义书签。

第四章 程序设计错误!未定义书签。

4.1设计程序的流程图错误!未定义书签。

4.2 I/O分配表错误!未定义书签。

4.3 控制程序设计，最大限度的满足被控对象的控制要求错误!未定义书签。

4.3.2 程序设计错误!未定义书签。

第五章 人机界面设计错误!未定义书签。

5.1 设计思想，使计算机在人机界面上适应人的思维特性和行动特性错误!未定义书签。

5.2 画面组态，包括对变量、画面、动画、报警、用户管理、数据记录、趋势图、配方、报表、运行脚本和以太网通信的组态错误!未定义书签。

第六章 系统调试错误!未定义书签。

6.1 系统模拟调试，在编程软件和仿真软件对控制程序调试错误!未定义书签。

2 6.2 系统联机调试，WINCC画面中对整个系统进行运行和调试错误!未定义书签。

第七章 总结错误!未定义书签。

7.1 本设计的整体内容和要求错误!未定义书签。

7.2 本设计的功能和优点错误!未定义书签。

7.3 本次设计的心得体会错误!未定义书签。

结论错误!未定义书签。

致 谢错误!未定义书签。

参考文献错误!未定义书签。

1 第一章 引言

1.1传统的物料混合设备的控制存在的问题

鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪60到80年代期间得到了迅猛发展,其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。长期以来,虽然有大量设计经验和关联式可用于分析

和预测混合体系,但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模,仍是十分危险的,至今仍然需要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。这种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力,而且设计周期很长。据统计，在工业高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为10—100亿美元。

因此，从更微观更本质的角度,例如采用先进的测试手段和建立合理的数学模型,获取搅拌槽中的速度场、温度场和浓度场,不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设备的优化设计具有十分重要的经济意义,对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义。

而对于搅拌设备的研究，除功率问题外，有关搅拌的流体力学研究具有重要意义。这方面已做了许多工作，但尚需扩大和深入。在液体中进行搅拌时，搅拌器的功能不仅引起液体的整个运动，而且要在液体中产生湍动，湍动程度与搅拌器使液体旋转而产生的旋涡现象有密切关系。这些旋涡因经常地互相撞击和破裂，使液体受到剧烈的搅拌。由此可见在搅拌操作中，对于流体力学理论的研究是极其重要的。

1.2 物料设备的发展趋势用PLC来代替传统物料混合设备控制

近代化学工业中，流动的物料不再只是一些低粘度的牛顿型流体，许多高粘度流体也常常遇到，尤其是各种各样的高分子溶液以及混有催化剂粒子的浆状流体等非牛顿型流体的应用日益广泛。它们与通常的牛顿型流体具有不同的流动特性，所以对于非牛顿型液体的研究是当今的一个重要课题。对高粘度流体，特别是非牛顿型流体的搅拌传热的研究，也是近年来的一个方向。聚合釜的传热特性与其中所用的搅拌器的型式关系甚大。

2 随着科学技术的发展。设备有大型化发展的趋势，也需求搅拌设备大型化。如国外聚合釜的容积已由最初的8～40m3扩大到60～100m3，最火的已达到140m3。采用大型聚台釜可大大减少操作和检修人员，有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定产品质量。随着容积的大型化，釜型逐渐由细长型向矮胖型发展。而且采用底部搅拌的方式越采越多，多用三叶后掠式搅拌器。三叶后掠式搅拌器是目前大型聚合釜采用的一种较好搅拌器。因它排出量大，釜内液相循环充分，每分钟可达5～10次，能促使釜内反应均匀一致。

搅拌也可以在管路中进行，采用在管路中安装装置的办法对气-液系和液-液系进行混合。侧如采用喷射泵对水及醋酸丁酯进行混合；在石油精制中，也采用使液体流过设置在管路中的锐孔板或挡板，以便使两种液体进行接触。还有在管道中放入搅拌器的，即所谓管道搅拌。

可见，科学技术的发展带动了搅拌应用面的扩大。搅拌技术的发展又使得搅拌设备大型化。为了提高搅拌的全自动化和稳定性能，就需要一个功能更强、性能更好的系统做支持。

在本设计中我将引入PLC来实现其搅拌控制功能。

1.3 引入PLC来实现其物料混合设备的控制功能

本设计基于采用可编程序控制器（PLC）的设计方案，实现对液体混合搅拌的控制。以PLCS7-200为主要控制器。根据搅拌设备的功能特性、运作顺序等，设计中可选用电磁阀、时间继电器来实现液体的流入和时间上的延时，从而满足其控制要求。

根据控制要求，可以看出此程序是一个很典型的顺序控制问题。这样就可以先按照搅拌设备的先后运行顺序画出相应的顺序功能图，然后在根据顺序功能图画梯形图，最后再用仿真软件对其进行调试仿真。这样就可以实现PLC对混合搅拌控制程序的设计。

第二章 总体方案设计

2.1总体方案论证，系统是将计算机技术、PLC 、网络技术和工业自动化技术紧密结合起来，采用分布式的数据采集，集中式的数据处理。

3 就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。

（1）继电器控制系统

控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。（2）单片机控制单片机作为一个超大规模的集成电路，机构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O信号相连。要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。（3）工业控制计算机控制