PLC三种液体混合的设计 毕业论文.doc
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1、0 0 PLC 三种液体混合的设计三种液体混合的设计 摘要摘要 以三种液体的混合罐装控制为例,将三种液体按一定比例混合,在电动机搅拌 后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。并形成循环状态,在按停止 按钮后依然要完成本次混合才能结束。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。三种液体混合,主要用于建筑、制 剂、建材等部门料场中的混合作业。采系统用分批进给,逐步达到混匀混合。 自古将两种物质均匀混合就是人类日常生活和工作必
2、不可少的,现在国内外生 活的细致程度与工程的强度更需要更为细致的混合,通过 PLC 能减少劳动力的 使用,加快工程进度,增加精确度,提高系统稳定性。混合机械广泛用于各类 工业和日常生活中。做好液体混合的 PLC 设计,有助于同学们加深对搅拌机工 作原理的认识,从而在以后工作当中碰到时,能更加方便的去利用、维护、修 理,同时,这也是对我们以前的有关 PLC、传感器等电子设计具有十分重要的 意义。 关键词 可编程控制器 PLC 传感器 混合机械 可编程控制器 PLC:是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/输出接口, 以位运算为主,能完成逻辑、顺序、定时、计数、和运算等功能,用于控制机 器或生产
3、过程的自动化控制装置。 传感器:传感器是一种物理装置或生物器官,能够探测、感受外界的信号、物 理条件(如光、热、湿度)或化学组成(如烟雾),并将探知的信息传递给其 他装置或器官。 混合机械:是利用机械力和重力等,将两种或两种以上,物料均匀混合起来的机 械广泛用于各类工业,和日常生活中。 PLC 三种液体混合的设计 1 目录目录 第一章 引言.2 第二章 总体方案设计6 第三章 硬件设计.9 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.9 3.1.1 PLC 机型选择 .9 3.1.2 PLC 容量选择 .10 3.1.3 I/O 模块的选择 .11 3.1.
4、4 电源模块的选择11 3.1.5 PLC 的选择.13 3.3 系统安全设计,可靠性、实用性强 .13 第四章 程序设计.15 4.1 硬件接线图 .15 4.2 I/O 分配表.16 4.3 顺序控制功能图 .17 4.4 梯形图26 4.5 语句表 2 6 第五章 系统调试.30 5.1 系统常见故障分析及维护.30 第六章 总结32 6.1 本次设计的心得体会 .33 结论35 致 谢36 参考文献37 2 2 第一章引言 在工业控制或建筑生产中,为了能够准确按比例进行配料,液体自动混合装置 应运而生。随着经济的发展和社会的进步,各种工业经济化的不断升级,对于 工人的素质要求也逐渐提高
5、。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在加工,是其中最为常见的一种。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,一直是在监控 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,这些方式已经无法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。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 作过程做简单的设计和说明。为了提高产品质量,缩短生产周期,适
6、应产品迅 速更新换代的要求,产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量 等方向发展。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, 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。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混合的自动控制, 从而达到液体混合的目的,液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课 题。 PLC 三种液体混合的设计 3 第二章 总体方案设计 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
7、次修改和调试,最中实现题目要求本文通过对 “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,电磁阀 Y1、Y2 打开,注入液体 A 与 B,液面高度 L2 是(此时 L2 和 L3 均为 ON),停止 注入(Y1、Y2 为 OFF)。同时开启液体 C 的电磁阀 Y3(Y3 为 ON),注入液体 C,当液面升至 L1 时(L1 为 ON),停止注入(Y3 为 OFF)。开启搅拌机 M 搅拌和 电炉 H 加热,搅拌时间和加热时间均为 3 秒。之后电磁阀 Y4 开启,排出液体, 再延时 4 秒,Y4 关闭。按启动按钮可以重新开始工作。本次设计是将 PLC 用于 多种液体混合罐装设置
8、的控制,对学习与实用是很好的结合。本设计的主要研 究范围及要求达到的技术参数有(1)使液体灌装机能够实现安全、高效的灌装; (2)满足罐装的各项技术要求;(3)具体要求包括多种液体混合控制方案的设 计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。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,是功能的实现由一到多而且更加趋于完善。 4 4 第三章硬件设计 3.1 硬件选型,根据 PLC 的输入、出点数
9、,控制功能选择适用型号 的 PLC 3.1.1 PLC 机型选择 根据控制 系统的设计要求,考虑到系统的扩展和功能,可选择继电器输出结构 的 CPU224 小型 PLC 作为控制元件。硬件设计依照 PLC 的 I/O 地址分配表,结合 系统的控制要求,设多种液体自动混合控制装置当中电磁阀、搅拌机、加热炉 等采用直流 12V 电流供电,并且负载电流较小,可使 PLC 输出点直接驱动。 3.1.2 PLC 容量选择 PLC 的容量划分为 I/O 点数和用户存储容量两个方面。 (一) I/O 点数的选择 PLC 平均的 I/O 点的价格还比较高,因此应该合理选用 PLC 的 I/O 点的数量, 在满
10、足控制要求的前提下力争使用的 I/O 点最少,但必须留有一定的裕量。 通常 I/O 点数是根据被控对象的输入、输出信号的实际需要,再加上 10%15% 的裕量来确定。 (二) 存储容量的选择 用户程序所需的存储容量大小不仅与 PLC 系统的功能有关,而且还与功能实现 的方法、程序编写水平有关。一个有经验的程序员和一个初学者,在完成同一 复杂功能时,其程序量可能相差 25%之多,所以对于初学者应该在存储容量估 算时多留裕量。 3.1.3 I/O 模块的选择 一般 IO 模块的价格占 PLC 价格的一半以上。PLC 的 IO 模块有开关量 IO 模块、模拟量 IO 模块及各种特殊功能模块等。不同的
11、 IO 模块,其电路及 功能也不同,直接影响 PLC 的应用范围和价格,应当根据实际需要加以选择。 (一)开关量 IO 模块的选择 1. 开关量输入模块的选择 开关量输入模块是用来接收现场输入设备的开关信号,将信号转换为 PLC 内部 接受的低电压信号,并实现 PLC 内、外信号的电气隔离。 2. 开关量输出模块的选择 PLC 三种液体混合的设计 5 开关量输出模块是将 PLC 内部低电压信号转换成驱动外部输出设备的开关信号 ,并实现 PLC 内外信号的电气隔离。 (二)模拟量(二)模拟量 IO 模块的选择模块的选择 模拟量 IO 模块的主要功能是数据转换,并与 PLC 内部总线相连,同时为了
12、安 全也有电气隔离功能。模拟量输入(AD)模块是将现场由传感器检测而产生 的连续的模拟量信号转换成 PLC 内部可接受的数字量;模拟量输出(DA)模块 是将 PLC 内部的数字量转换为模拟量信号输出。 (三三)特殊功能模块的选择特殊功能模块的选择 目前,PLC 制造厂家相继推出了一些具有特殊功能的 IO 模块,有的还推出了 自带 CPU 的智能型 IO 模块,如高速计数器、凸轮模拟器、位置控制模块、PI D 控制模块、通信模块等。 3.1.4 电源模块的选择 1 电源模块选择需要考虑的几个方面 额定功率# 封装形式 温度范围与降额使用 隔离电压 功耗和效率 2 额定功率 一般建议实际使用功率是
13、模块电源额定功率的 3080%为宜(具体比例大小还 与其他因素有关,后面将会提到。),这个功率范围内模块电源各方面性能发 挥都比较充分而且稳定可靠。所有模块电源均有一定的过载能力,但是仍不建 议长时间工作在过载条件下,毕竟这是一种短时应急之计。 3 封装形式 主要有三个方面: 一定功率条件下体积要尽量小,这样才能给系统其他部分 更多空间更多功能; 尽量选择符合国际标准封装的产品,因为兼容性较好, 不局限于一两个供货厂家; 应具有可扩展性,便于系统扩容和升级。全部符 合国际标准,为业界广泛采用的半砖、全砖封装,与 VICOR、 LAMBDA 等着名品 6 6 牌完全兼容,并且半砖产品功率范围覆盖
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