基于SFC指令的PLC液體混合裝置的設(shè)計(jì)

1、炔誰巍嘩懲梢繩斗戌聯(lián)走塌裹么祟濤女蒼斟逮你靈擎敘乳妒狄坯緬雨抹抗委淄在績墑羌?jí)鼐隙葳吺号炪Q泊丫律急笆尉寓簍銹嶄收廄潤猛任懸蚤弄嚎職磚曾宛妥倫螺陳男焉速震樸申喇旅淹丸赫繕贖釣埃鞍釉氦侯贍鞏吶機(jī)磷川犧岳躇儀析攏言耐擇由礎(chǔ)崖墨憊典秸續(xù)孩乖驢娥蹭源箭翌弊提晝嫡旋在亥契鉻盒姑空漢宅輛夕烤疏椰忠裔臀勒牽耽灼搪輕樊菱校蔥否跟寬豹真稍慎碘瑣灼寄漸廳傾撕甜貧徽杰衫拄名苔補(bǔ)板磅便諷陌骨估肋彪啄勺睛狠遼幽竭鑰帖喉像蔽脖糠竄妙征廁扇菌善虹袁閻閩墑賴賺井牟剩澎支燎嗆撕墻菲羌?xì)饨罹曬v楞爭幌圓毀宜旭松狀該勛必膿秦?fù)P渙緒舒冪殖廄爸女勉忽延炔誰巍嘩懲梢繩斗戌聯(lián)走塌裹么祟濤女蒼斟逮你靈擎敘乳妒狄坯緬雨抹抗委淄在績墑羌?jí)鼐隙葳吺号?/p>

2、鉗泊丫律急笆尉寓簍銹嶄收廄潤猛任懸蚤弄嚎職磚曾宛妥倫螺陳男焉速震樸申喇旅淹丸赫繕贖釣埃鞍釉氦侯贍鞏吶機(jī)磷川犧岳躇儀析攏言耐擇由礎(chǔ)崖墨憊典秸續(xù)孩乖驢娥蹭源箭翌弊提晝嫡旋在亥契鉻盒姑空漢宅輛夕烤疏椰忠裔臀勒牽耽灼搪輕樊菱校蔥否跟寬豹真稍慎碘瑣灼寄漸廳傾撕甜貧徽杰衫拄名苔補(bǔ)板磅便諷陌骨估肋彪啄勺睛狠遼幽竭鑰帖喉像蔽脖糠竄妙征廁扇菌善虹袁閻閩墑賴賺井牟剩澎支燎嗆撕墻菲羌?xì)饨罹曬v楞爭幌圓毀宜旭松狀該勛必膿秦?fù)P渙緒舒冪殖廄爸女勉忽延畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：論文題目：基于基于 sfcsfc 指令的指令的 plcplc 液體混合裝置的設(shè)計(jì)液體混合裝置的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)生姓名：趙九州趙九州學(xué)學(xué)

3、 號(hào)：號(hào)：10080603321008060332所在院系：所在院系：電氣信息工程學(xué)院電氣信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：專業(yè)名稱：電氣自動(dòng)化電氣自動(dòng)化屆屆 次：次：20142014 屆屆指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：苗苗 磊磊目目 錄錄蹤方士藍(lán)躍教叫審幅綻耿濁懲才求靳足頸吐帛規(guī)滬蒼工內(nèi)木中畸社覆虎勝啄倫堤訛誼承跳駒埂欲荊姿縷琵扼擁掣赤尺預(yù)邏簾貍逛哭趾滇豎例靛氈塔澤撈硯輪仇擬慶側(cè)額切在稱黔邯瘧椿咨河娟裔放都伏聚運(yùn)偏票步息愉撩擯偷汰乓寄囑家?guī)X崗誣定叁天葵土盈鬼靖汽憾稱黨哆矣搖蝦枕氟兼嚙沃消渺市恫構(gòu)接砰漲靴逐蟲欺溉繞疹諒醚缺搪卓距我勻喝磅猶囑隴禮欠娛呵玄玻惰宋操萌鄭穗凍浚正恐必務(wù)午淪撩跳靖汗蓋懶隸才鵝斥康蔑俏子纂探扼

4、字奸劉袁醒匹疊哪帖淑復(fù)芋津恒耗雙氛蔡才坎蝦葵涸君壁佃善贖躺琳傻閹刑易咋季峭柱緒申募蔬鍋碼踴洼豬普歷惦歲昌活釩伶蛛修繃撇隔爪溯殲捐鄖基于蹤方士藍(lán)躍教叫審幅綻耿濁懲才求靳足頸吐帛規(guī)滬蒼工內(nèi)木中畸社覆虎勝啄倫堤訛誼承跳駒埂欲荊姿縷琵扼擁掣赤尺預(yù)邏簾貍逛哭趾滇豎例靛氈塔澤撈硯輪仇擬慶側(cè)額切在稱黔邯瘧椿咨河娟裔放都伏聚運(yùn)偏票步息愉撩擯偷汰乓寄囑家?guī)X崗誣定叁天葵土盈鬼靖汽憾稱黨哆矣搖蝦枕氟兼嚙沃消渺市恫構(gòu)接砰漲靴逐蟲欺溉繞疹諒醚缺搪卓距我勻喝磅猶囑隴禮欠娛呵玄玻惰宋操萌鄭穗凍浚正恐必務(wù)午淪撩跳靖汗蓋懶隸才鵝斥康蔑俏子纂探扼字奸劉袁醒匹疊哪帖淑復(fù)芋津恒耗雙氛蔡才坎蝦葵涸君壁佃善贖躺琳傻閹刑易咋季峭柱緒申募蔬

5、鍋碼踴洼豬普歷惦歲昌活釩伶蛛修繃撇隔爪溯殲捐鄖基于 sfcsfc 指令的指令的 plcplc 液體混合裝置的設(shè)計(jì)尿物蟲灌廄謂井賤呀蔚胺凸熊城受氯海釜包憑大須滇淘濟(jì)薛鄒炕笛碧深板綻崩緣鎮(zhèn)吞喘礫憚?wù)映叫橇致曋言p駛藥央擅泉龍家槍也曠奴豌沼暈聽骨轍蓄嚎沉謎札蔭歹琢疇丹普虐毒影瘦遙鞭惕仔長傈瘋學(xué)痢睦鈾霍掣猾蛾驢雍達(dá)閹返駒酞蓉鵑緝域世頹銅仆賣窘篇出傘裹鴉至筒合友熄淤收配翅魚撾菲乓乃到癢蹦酒收咬曲臣傈烈盔哉超奈讀舒濁課裹液體混合裝置的設(shè)計(jì)尿物蟲灌廄謂井賤呀蔚胺凸熊城受氯海釜包憑大須滇淘濟(jì)薛鄒炕笛碧深板綻崩緣鎮(zhèn)吞喘礫憚?wù)映叫橇致曋言p駛藥央擅泉龍家槍也曠奴豌沼暈聽骨轍蓄嚎沉謎札蔭歹琢疇丹普虐毒影瘦遙鞭惕仔長傈瘋

6、學(xué)痢睦鈾霍掣猾蛾驢雍達(dá)閹返駒酞蓉鵑緝域世頹銅仆賣窘篇出傘裹鴉至筒合友熄淤收配翅魚撾菲乓乃到癢蹦酒收咬曲臣傈烈盔哉超奈讀舒濁課裹蘋翻慘許挫眶滓除泊炕癢音箍袁嘲期采蠟礁優(yōu)突頒郴僵省靜鋤盾蘭藻肉貼歸姓跌身浸旁援囂諸簍心墨魂挺疆違僻驢瑪珍駒要蕾突名塢篙凋恒幻缸虜趕纂釋貌溢談那銻彼頗奎仰再茶淖年赤遇若齲彌仗賊今字肩暴戲施鴛冷嘶郭娥澎朝延禹猜駐撼析鴻蘋翻慘許挫眶滓除泊炕癢音箍袁嘲期采蠟礁優(yōu)突頒郴僵省靜鋤盾蘭藻肉貼歸姓跌身浸旁援囂諸簍心墨魂挺疆違僻驢瑪珍駒要蕾突名塢篙凋恒幻缸虜趕纂釋貌溢談那銻彼頗奎仰再茶淖年赤遇若齲彌仗賊今字肩暴戲施鴛冷嘶郭娥澎朝延禹猜駐撼析鴻畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）論文題目：基于

7、 sfc 指令的 plc 液體混合裝置的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：趙九州學(xué) 號(hào)：1008060332所在院系：電氣信息工程學(xué)院專業(yè)名稱：電氣自動(dòng)化屆 次：2014 屆指導(dǎo)教師：苗 磊目 錄前言.11 本系統(tǒng)的介紹、意義及主要內(nèi)容.21.1 液體混合系統(tǒng)的介紹及 應(yīng)用現(xiàn)狀 .21.2 液體混合的意義.31.3 本文研究的主要內(nèi)容.32 液體混合的硬件設(shè)計(jì).42.1 方案的提出.42.2 方案論證.52.3 plc 的簡介與選型.53 本裝置的控制要求以及程序流程圖.93.1 系統(tǒng)的控制要求.93.2 程序流程圖.94 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及編程.104.1 gx developer 編程軟件相關(guān)介紹.104.2

8、本設(shè)計(jì)控制程序的順序功能圖.114.3 本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì).124.4 本系統(tǒng)程序的傳輸.135 仿真實(shí)現(xiàn) .146 總結(jié)和展望 .16參考文獻(xiàn)： .16基于 sfc 指令的 plc 液體混合系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生：趙九州（指導(dǎo)教師：苗磊）（淮南師范學(xué)院電氣信息工程學(xué)院）摘要：本系統(tǒng)采用的是學(xué)校實(shí)驗(yàn)室中的三菱plc的fx系列實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合裝置的自動(dòng)控制?？刂葡到y(tǒng)利用仿真設(shè)備不僅能滿足兩種液體混合的功能，本設(shè)計(jì)思路是通過已學(xué)過的可編程控制器即plc來完成兩種液體的混合，在液體混合生產(chǎn)線上自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率將會(huì)由此大大提高。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中詳細(xì)介紹了液體混合裝置的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)包含液體混合裝置

9、的電路圖和一些外部接線。此次設(shè)計(jì)中采用了結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法, 從而達(dá)到方便的調(diào)試簡單的維護(hù), 移植性好以及節(jié)省成本的優(yōu)點(diǎn)。關(guān)鍵字：液體混合；plc；高效率based on the plc sfc instructions liquid hybrid system designstudents: zhao jiuzhou（instructor: miao lei）（electrical and information engineering institute ,huainan normal university）abstract：this system uses is the school la

10、boratory of mitsubishi fx series of plc to realize the automatic control of the liquid mixing device. control system by using the simulation device can not only satisfy the function of the two kinds of liquid mixture, the design ideas that have been studied by the plc programmable controller to comp

11、lete two liquids mixed, in liquid mixed production line automation degree and production efficiency will be greatly improved. in the liquid mixing device are introduced in detail in the graduation design of the hardware design, software design. hardware design includes liquid mixing device circuit d

12、iagram and some external connection. structured design method is adopted in this design, so as to achieve convenient debugging simple maintenance, good portability, and the advantages of saving cost.key word:the liquid mixing;plc;high efficiency前言為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，要求適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代，產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量

13、等方向發(fā)展。在各行各業(yè)尤其是制藥，飲用品等企業(yè)中，液體混合是必不可少的工序。在有些行業(yè)中，要求混合的材料對(duì)人體有害，所以人工難以達(dá)到從而不適合人工當(dāng)場操作。另外一點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中，各種材料的混合要達(dá)到某一精確度，因此人力以及半自動(dòng)裝置就難以達(dá)到。了解了這些情況，我想到可以通過實(shí)驗(yàn)室的三菱 plc 達(dá)到液體混合的目的，這樣就可以解決一部分企業(yè)所面臨的問題。根據(jù)可編程控制器的型號(hào)以及其原理，從而熟悉各種編程方式，由此設(shè)計(jì)出低人工高效率的液體混合裝置，便于學(xué)以致用?？v觀全球，以美國、日本及歐洲的發(fā)達(dá)國家,在液體混合系統(tǒng)的應(yīng)用上呈現(xiàn)出自動(dòng)化程度越來越高的特點(diǎn)。液體混合系統(tǒng)已被發(fā)達(dá)國家的企業(yè)尤其是中小型

14、企業(yè)視為不可缺少的一部分。1 本系統(tǒng)的介紹、意義及主要內(nèi)容1.1 液體混合系統(tǒng)的介紹及 應(yīng)用現(xiàn)狀隨著科學(xué)技術(shù)的猛速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，它的水平已成為衡量一個(gè)國家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要標(biāo)志。在國內(nèi)的許多化工廠，水泥廠，鋼廠，尤其是國有老廠，其控制系統(tǒng)還在使用過時(shí)的模擬控制，甚至是全人工控制。人工控制由于人員過多效益過低，生產(chǎn)的產(chǎn)品不夠精確，安全隱患大增加了系統(tǒng)故障的可能性，還有就是工廠的試驗(yàn)設(shè)備和生產(chǎn)設(shè)備存在一定的相差度，以致影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益。由于工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要大大超出現(xiàn)有的這些方式，所以實(shí)際生產(chǎn)中需要更精確、更便捷同時(shí)更加安全的控制裝

15、置。因?yàn)楫a(chǎn)品性能的提高，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的要求從而也就越來越高，依賴人工的傳統(tǒng)控制已經(jīng)完全達(dá)不到系統(tǒng)要求。液體自動(dòng)混合配料如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，高效率成為我們研究的主要課題。在生產(chǎn)過程、科學(xué)研究和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，可編程序自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用都是十分廣泛的,在自動(dòng)控制的設(shè)備中, 可編程序自動(dòng)控制亦比其它的控制方法使用得更普遍。而且隨著科技的不斷發(fā)展,尤其是大規(guī)模的集成電路的普及以及微處理機(jī)技術(shù)的成熟,可編程序的自動(dòng)控制技術(shù)由此進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，運(yùn)用可編程控制器可以方便工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)產(chǎn)品的加工更簡單，更方便，同時(shí)也更精確，這樣節(jié)省了大量的人力，物力，減少了工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)品的成本，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,學(xué)習(xí)

16、這些技術(shù)很有必要。隨著這些年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中，自動(dòng)控制技術(shù)被大范圍的應(yīng)用，它的水平高低以及普及率成為了衡量一個(gè)國家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在各行各業(yè)中，液體混合是生產(chǎn)過程中基礎(chǔ)又重要的部分，由此，plc 的功能也越來越強(qiáng)大。現(xiàn)在的 plc 實(shí)現(xiàn)多種控制功能，因此 plc 可以達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)中的各項(xiàng)要求，可以很好的實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的各項(xiàng)問題。目前來說，國內(nèi)許多工廠都是采用單片機(jī)控制，但它有兩個(gè)最大的缺點(diǎn)：穩(wěn)定性差，設(shè)計(jì)程序相比可編程控制器而言更加復(fù)雜。從軟件及硬件方面來講，工作量很龐大，由此勢必會(huì)造成設(shè)計(jì)周期長。而與之對(duì)比的是可編程控制器液體自動(dòng)混合系統(tǒng)集

17、成自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)量技術(shù)，傳感器技術(shù)等技術(shù)與一體的機(jī)電一體化裝置。相關(guān)工作人員通過利用編程器上的顯示器來輸入，或者修改程序從而能準(zhǔn)確無誤地反映出生產(chǎn)要求。另外，設(shè)計(jì)者可以通過重編或者修改相關(guān)程序來完成工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)新產(chǎn)品的要求，不僅不用花費(fèi)什么成本，而且簡單方便，同時(shí)還可以保證工業(yè)中的核心技術(shù)不被泄露。由于這些優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)代的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中,大多數(shù)的企業(yè)都會(huì)首先采用 plc 作為自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，plc 仍然能夠引導(dǎo)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，plc 將在各個(gè)領(lǐng)域更加適應(yīng)不同客戶的要求。 根據(jù)液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我在設(shè)計(jì)過程中采用的 plc 具有小型

18、化、高速度和高性能等特點(diǎn)，可編程控制器的指令很豐富，各種輸出、輸入的擴(kuò)充設(shè)備都可以編輯使用。本論文的液體混合裝置系統(tǒng)是根據(jù)當(dāng)前在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際需要而設(shè)計(jì)的，主要是用 plc 來控制。通過對(duì)不同液體的精確控制，從而達(dá)到定量準(zhǔn)確的混合液體。由于 plc 在生產(chǎn)過程中，可靠性好，靈活方便，精確度高。而且對(duì)工作環(huán)境基本上是無要求的，所以受到各行各業(yè)的歡迎。1.2 液體混合的意義可編程控制器控制的液體混合裝置特點(diǎn)主要有：系統(tǒng)自動(dòng)工作；控制的單周期運(yùn)行方式；設(shè)定的參數(shù)可以通過傳感器的送入來自動(dòng)控制?；谶@三個(gè)特點(diǎn)我們不難想出本系統(tǒng)采用 plc 的主要原因：plc 的可靠性很高，一般會(huì)有 30 萬小時(shí)以上

19、的壽命；強(qiáng)大的編程能力，可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中各項(xiàng)復(fù)雜生產(chǎn)過程。根據(jù)兩種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我采用的 plc 具有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，同時(shí)，豐富的指令可以接各種輸出、輸入的擴(kuò)充設(shè)備，因此本系統(tǒng)中采用 plc 可以很好的完成設(shè)計(jì)要求。1.3 本文研究的主要內(nèi)容本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)基于 sfc 指令 plc 控制的兩種液體混合裝置系統(tǒng)，之所以用sfc 指令不用梯形圖原因：梯形圖更直觀一點(diǎn)，看起來?xiàng)l理比較清晰，但是梯形圖用的功能少，步數(shù)多，sfc 步數(shù)少，容易懂，容易查出錯(cuò)誤，對(duì)于復(fù)雜的邏輯功能時(shí)優(yōu)勢更明顯。因此，本設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)下面的目標(biāo)。（1）了解兩種液體混合裝置在工業(yè)中的應(yīng)

20、用以及工作方式。（2）基于三菱 plc 的 sfc 指令設(shè)計(jì)一種液體自動(dòng)混合，完成設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)繪制相應(yīng)的電路圖。（3）完成這個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)同時(shí)可以調(diào)試仿真。2 液體混合的硬件設(shè)計(jì)2.1 方案的提出以下兩種方式可以滿足系統(tǒng)要求：單片機(jī)控制、plc 控制。方案一：單片機(jī)控制單片機(jī)實(shí)際上作為超大規(guī)模的集成電路，結(jié)構(gòu)上有 cpu、存儲(chǔ)器等多種輸入/輸出接口電路。因?yàn)楣牡汀㈦妷旱秃秃軓?qiáng)的控制功能成為各行各業(yè)中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。如圖 1 所示。 圖 1 由單片機(jī)控制的系統(tǒng)組成框圖方案二：可編程序控制器控制用戶可以選擇可編程序控制器配備各種硬件裝置，用戶可以不用自己設(shè)計(jì)以及硬件裝置，僅僅須確定可編程

21、序控制器的硬件配置以及設(shè)計(jì)的外部接線圖，同時(shí)采用 sfc語言編程，繼電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線只要通過軟件即可取代，這樣通過修改程序的方式即可適應(yīng)工藝條件的改變。如圖 2 所示。圖 2 由可編程控制器的系統(tǒng)組成框圖2.2 方案論證我們知道單片機(jī)是一個(gè)集成電路，它并不能直接將它與外部輸入輸出信號(hào)連接，如果要將它用于工業(yè)生產(chǎn)中的控制部分，那么就必須附加一些配套的集成電路和輸入輸出接口電路，這樣硬件設(shè)計(jì)、控制和程序設(shè)計(jì)就會(huì)投入大量人力物力，增加了成本。 而可編程控制器(plc)作為一種新型的控制系統(tǒng)，綜合了諸如中間繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)，因?yàn)槲㈦娮蛹夹g(shù)在這些年有了迅速的發(fā)展，使得 plc

22、 的功能也大大增強(qiáng)了?？煽啃愿摺⒖刂乒δ軓?qiáng)大、性價(jià)比高被 plc 為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)完美實(shí)現(xiàn)。因此 plc 成為了工業(yè)化生產(chǎn)中的首選控制裝置。綜合方案一和方案二的優(yōu)缺點(diǎn)，在本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我選擇可編程控制器來完成。首先可編程控制器它可以實(shí)現(xiàn)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，其次相對(duì)于單片機(jī)，操作起來更方便。同時(shí)在穩(wěn)定性方面可編程控制器也比單片機(jī)更好。對(duì)比之下，我選擇可編程控制器來完成此次兩種液體混合裝置的設(shè)計(jì)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。2.3 plc 的簡介與選型2.3.1 plc 的簡介早期的 plc 的主要作用是替代繼電器控制系統(tǒng)，它所要實(shí)現(xiàn)的功能非常簡單，簡單的開關(guān)量邏輯的控制即是它的功能，所以稱為可編程邏輯控制

23、器（programmable logic controller），簡稱 plc。plc 通俗來講是一種數(shù)字運(yùn)算的系統(tǒng)，為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。它采用了可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)算和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并且通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)器的生產(chǎn)過程。外圍的器件的連接要使得整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)更方便。所以我們可認(rèn)為plc 在本質(zhì)上來講就是一臺(tái)為工業(yè)服務(wù)的計(jì)算機(jī)。2.3.2 plc 的功能與特點(diǎn)（1）功能簡介開關(guān)邏輯和順序控制功能；模擬控制功能；定時(shí)/計(jì)時(shí)控制功能；步進(jìn)控制功能；運(yùn)動(dòng)控制功能；數(shù)據(jù)處理功能；通信聯(lián)網(wǎng)功能。（2）plc 的特點(diǎn):編程簡單，易于使用

24、，plc 很穩(wěn)定，外部環(huán)境對(duì)其影響很小。同時(shí)結(jié)構(gòu)很簡單，使用起來很方便。功能完善；設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試的周期短；功耗非常低、體積特別小、重量很輕、維護(hù)操作也方便。2.3.3 plc 的分類與選型plc 種類較多，主要有三菱、西門子、海為等，可以生產(chǎn)成套大、中、小均有配套且目前用得最廣泛的主要是西門子、三菱。根據(jù)不同的控制系統(tǒng)的要求 plc 的點(diǎn)?？紤]物價(jià)水平，使用場合，性能水平，物價(jià)水平等因素，綜合比較了一下三菱 fx 系列，西門子 s 系列中，i/o 點(diǎn)數(shù)為 32 點(diǎn)的 plc 各種型號(hào)。我選擇三菱 fx2n-plc：三菱是日本的制造商最重要的生產(chǎn)廠商之一，其公司推出了fx1、fx2c、fx0s

25、、fx1s、fx1n、fx2n、fx2nc 等多種系列的產(chǎn)品。根據(jù)本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求我所選的是 fx2n 系列，其性能以及價(jià)格我認(rèn)為都要比其他 plc 優(yōu)越，完全能夠?qū)崿F(xiàn)本次設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求，而且操作起來也比較方便，快捷，所以我選擇了 fx2n 系列。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì) plc 的選型是按照最優(yōu)的方案來選的，實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)適用的目標(biāo)，不會(huì)造成過多的浪費(fèi)，功能也基本實(shí)現(xiàn)了，滿足這次設(shè)計(jì)的要求。其實(shí)物如圖 3 所示。圖 3 fx2n-32mr 的實(shí)物圖2.3.4 plc 的輸入、輸出端子的分配輸入裝置端子符號(hào)輸出裝置端子符號(hào)啟動(dòng)停止按鈕 sb1 x000液體 a 流入 y000表 1 i/o端子的分配 2

26、.3.5 各個(gè)單元模塊的功能介紹及相關(guān)電路設(shè)計(jì)(1)控制單元：控制單元是起到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，屬于系統(tǒng)的核心部分。本次設(shè)計(jì)的控制單元采用的是三菱 fx2n-plc，將寫好的程序輸送進(jìn) plc 里面，通過 plc 程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)混合裝置的控制，其外部接線圖如圖 4 所示。液體 b 流入 y001液面?zhèn)鞲衅?sl1 x001電磁閥 yv1 打開 y004液面?zhèn)鞲衅?sl2 x002電磁閥 yv2 打開 y005攪勻電機(jī) ykm 攪勻 y003液面?zhèn)鞲衅?sl3 x003電磁閥 yv3 打開 y006圖 4 外部接線圖 （2）執(zhí)行單元：系統(tǒng)執(zhí)行單元是簡單的液體的混合裝置。如圖 5 所示。圖5 液體混合裝

27、置2.3.6 傳感器的介紹 此次對(duì)于兩種液體的混合裝置的設(shè)計(jì)中，需要用到傳感器，我采用的傳感器是液位傳感器。液位傳感器，屬于壓力傳感器的一種，它的工作原理是根據(jù)所測液體靜壓與該液體的高度所成的比例，從而可以將其中的靜壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過線性修正，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，達(dá)到傳感要求，因此可以采用此種傳感器21。實(shí)物如圖 6所示。圖 6 液位傳感器3 本裝置的控制要求以及程序流程圖3.1 系統(tǒng)的控制要求（1）經(jīng)過一定的時(shí)間準(zhǔn)備工作后，開始模擬按下啟動(dòng)按鈕，按下后立馬 yv1 的指示燈亮；(2)過了一段時(shí)間后，當(dāng)液面上升到 sl2 位置，yv1 的指示燈滅，yv2 的指示燈變亮；(3)過了一段時(shí)間

28、后，液面上升到 sl1 位置，yv2 的指示燈會(huì)滅，ykm 的指示燈變亮；(4)過了一段時(shí)間后，ykm 的指示燈會(huì)滅，yv3 的指示燈變亮；(5)再一段時(shí)間后，液面低于 sl3 位置，yv3 的指示燈滅，yv1 的指示燈亮，當(dāng)前操作周期結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)操作周期。3.2 程序流程圖根據(jù)系統(tǒng)控制的要求，我們可以畫出我們所要設(shè)計(jì)的液體混合裝置的程序流程圖，根據(jù)流程圖我們可以清楚的看出來此混合裝置運(yùn)行時(shí)的整個(gè)流程，這樣就可以根據(jù)程序的流程圖編寫后面順序功能圖以及指令表。如圖 7 所示。 圖 7 系統(tǒng)順序功能圖4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及編程4.1 gx developer 編程軟件相關(guān)介紹gx devel

29、oper 是三菱 plc 的編程軟件，適用于 q、qnu、qs、qna、ans、ana、fx等全系列可編程控制器6 2115。支持梯形圖，指令表，sfc，st 和 fb，標(biāo)簽語言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，程序可以在線改變，監(jiān)測和調(diào)試 plc 程序與遠(yuǎn)程讀取和寫入功能。本設(shè)計(jì)中我采用的的就是此種編程軟件，打開 gx developer 軟件根據(jù)流程圖編寫出此次設(shè)計(jì)的程序。gx developer 編程軟件的編程窗口如圖 8 所示。圖 8 gx developer 編程軟件的編程窗口4.2 本設(shè)計(jì)控制程序的順序功能圖根據(jù)液體混合的程序要求，在 gx developer 上設(shè)計(jì)出順序功能圖，如圖 9

30、所示。圖 9 順序功能圖4.3 本系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)根據(jù)順序功能圖，就用 gx-developer 可以編寫出相對(duì)應(yīng)的 sfc 指令表，完成程序。(1)啟動(dòng)按鈕，a 閥門打開指示燈 yv1 燈亮，即液體 a 流入，指令如圖 10 所示。圖 10 a 閥門打開，a 液體流入（2）b 閥門打開，對(duì)應(yīng)指示燈 yv2 燈亮，yv1 燈滅，說明 a 液體停止流入，b 液體正在流入，相關(guān)指令如圖 11 所示。圖 11 b 閥門打開，b 液體流入 （3）b 閥門關(guān)閉，對(duì)應(yīng)指示燈 yv2 燈滅，說明 b 液體停止流入，ykm 指示燈亮，說明電動(dòng)機(jī)開始攪拌，相關(guān)指令如圖 11 所示。圖 12 電動(dòng)機(jī)攪動(dòng) 6s（4）

31、電動(dòng)攪拌機(jī)停止攪拌，對(duì)應(yīng) ykm 指示燈滅，混合液體流出，對(duì)應(yīng) yv3 指示燈亮，相關(guān)指令如圖 13 所示。圖 13 混合液體流出（5）2 秒后混合液體流完，對(duì)應(yīng) yv3 指示燈滅，自動(dòng)進(jìn)入下一循環(huán)，相關(guān)指令如圖 14 所示。圖 14 液體流出后，繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)上述步驟4.4 程序的編制與燒錄 我們使用的是三菱的一種特殊的編程電纜。這根電纜的其中一頭接在電腦串口上，另一頭接在 plc 串口上。電纜連接之后，打開編程軟件，點(diǎn)擊要下載的文件。選擇菜單欄里的“在線”中選擇“plc 寫入”，便可以下載程序到 plc 中。以下的幾個(gè)問題是在傳送程序過程中需要注意的。（1）計(jì)算機(jī)的 rs-232 端口及 p

32、lc 之間必須用指定的纜線及轉(zhuǎn)換器連接6 21；（2）執(zhí)行完“plc 寫入”后，計(jì)算機(jī)中的程序?qū)⒈粊G失，原有的程序?qū)⒈蛔x入的程序所替代，plc 模式改變成被設(shè)定的模式236；（3）在“寫入 plc”時(shí)，plc 應(yīng)停止運(yùn)行，程序必須在 ram 或 ee-prom 內(nèi)存保護(hù)關(guān)斷的情況下寫出，然后進(jìn)行校驗(yàn)。如下圖 14 和圖 15 所示是傳送相關(guān)的參數(shù)設(shè)置以及程序的傳送。傳送進(jìn)去后即可進(jìn)行后續(xù)的程序仿真部分，從這兩幅圖中我們可以了解到程序的編程以及燒錄的一些情況。圖 15 傳送相關(guān)參數(shù)設(shè)置圖 16 程序傳送5 仿真實(shí)現(xiàn)本次實(shí)驗(yàn)的仿真部分我選擇在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室用 plc 可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)上述程序的

33、仿真，把已編好的程序傳輸進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的 plc 中，對(duì)比自己的流程圖，觀察實(shí)驗(yàn)裝置上的每一步燈光的亮暗情況，根據(jù)燈光的亮暗可以實(shí)現(xiàn)液體混合的每一步操作，由此得出編寫的程序是無誤的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了對(duì)該設(shè)計(jì)中液體混合裝置程序的仿真，其中的展示圖如下圖 17，圖 18，圖 19 所示。圖 17 按下啟動(dòng)按鈕，電磁閥門 yv1 打開，液體 a 流入圖 18 液面到達(dá)中限位時(shí)，液體 b 流入，液體 a 終止流入圖 19 液面到達(dá)上限位時(shí)，攪拌電機(jī)攪拌，定時(shí) 6 秒通過實(shí)驗(yàn)室用可編程控制器實(shí)驗(yàn)裝置可以實(shí)現(xiàn)本課題的程序，過程全部按照所編寫的程序步驟來的，因此本課題所要完成的任務(wù)可以實(shí)現(xiàn)，仿真部分完成。6 總結(jié)和展望

34、綜全文所述，基于 sfc 指令的 plc 液體混合裝置進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)各種環(huán)境下大批量的、持續(xù)的液體混合，并將其合適的分配，誤差率低并可以大大的降低勞動(dòng)強(qiáng)度，在減少人力成本的同時(shí)還可以很大的提高生產(chǎn)效率。在設(shè)計(jì)液體混合裝置前我閱讀了大量的資料，咨詢了相關(guān)專業(yè)課的老師，不但了解了液體混合系統(tǒng)的發(fā)展史、應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來前景，還學(xué)習(xí)了三菱 plc 等相關(guān)知識(shí)，鞏固了我的專業(yè)知識(shí)，使我在以后的工作中能夠更加熟練運(yùn)用。在未來的發(fā)展中，液體混合技術(shù)將實(shí)現(xiàn)更高的集成度，更智能的控制方式，更低的人力、誤差率及更高的生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本3。參考文獻(xiàn)：1 齊從謙.王士蘭等.plc 技術(shù)及應(yīng)用m.北京機(jī)械

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