多種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 . . . 電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：多種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制 目 錄1課題背景 31.1課題背景 31.2研究目的和意義 31.3本文的主要工作 32已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求 42.1已知情況 42.2控制要求 42.3設(shè)計(jì)要求 53總體設(shè)計(jì)思路 64程序設(shè)計(jì)與調(diào)試 64.1PLC的選型與I/0分配圖 64.2梯形圖、指令表與編程元件明細(xì)表 85電氣設(shè)計(jì) 115.1PLC外部接線原理圖 115.2多種液體自動(dòng)混合裝置電氣元件明細(xì)表 126安裝、接線、與系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試127后期工作 137.1操作過(guò)程簡(jiǎn)要說(shuō)明 137.2常見(jiàn)故障與排除方案 137.3編寫(xiě)并提交（課程

2、）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 138尚存在的問(wèn)題與方案建議 149課程設(shè)計(jì)總結(jié) 1410致 1511參考文獻(xiàn) 16多種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制1課題背景1.1課題背景隨著科學(xué)技術(shù)的猛速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在人類(lèi)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它的水平已成為衡量一個(gè)國(guó)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。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的程序，而且也是其生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有配料精確、控制可靠等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。所以為了幫助相關(guān)行

3、業(yè)，特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體自動(dòng)混合的目的,液體自動(dòng)混合配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，提出數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、運(yùn)行管理等多方面的要求。設(shè)計(jì)的多種液體混合裝置利用可編程控制器實(shí)現(xiàn)在混合過(guò)程中精確控制，提高了液體混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，適合工業(yè)生產(chǎn)的需要.1.2研究目的和意義 在工藝加工最初，把多種原料再合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行需要的加工以得到產(chǎn)品一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，在后來(lái)多用繼電器系統(tǒng)對(duì)順序或邏輯的操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化操作，但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的發(fā)展，這些方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際 需要。實(shí)際生產(chǎn)中

4、需要更精確、更便捷的控制裝置。 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，原來(lái)的液體混合遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足當(dāng)前自動(dòng)化的需要。可編程控制器液體自動(dòng)混合系統(tǒng)集成自動(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。充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)，配置靈活、組態(tài)方便。 可編程控制器多種液體自動(dòng)混合控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：系統(tǒng)自動(dòng)工作；控制的單周期運(yùn)行方式；由傳感器送入設(shè)定的參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；啟動(dòng)后就能自動(dòng)完成一個(gè)周期的工作，并循環(huán)。 本系統(tǒng)采用PLC是基于以下兩個(gè)原因：PLC具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在30萬(wàn)小時(shí)以上；編程能力強(qiáng)，可以將模

5、糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 根據(jù)多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用的PLC具有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。本系統(tǒng)就是應(yīng)用可編程序控制器(PLC)對(duì)多種液體自動(dòng)混合實(shí)現(xiàn)控制。1.3本文的主要工作本文首先回顧多種液體自動(dòng)混合裝置的發(fā)展過(guò)程，說(shuō)明了種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制的重要性和必然性 。然后，講述了可編程程序控制器的應(yīng)用，通過(guò)論述可編程程序控制器的優(yōu)點(diǎn)對(duì)可控制編程器對(duì)多種液體混合裝置的控制有一個(gè)總體的認(rèn)識(shí)。綜合多種液體自動(dòng)混合

6、裝置的控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行了外部電路的連線和PLC程序設(shè)計(jì)，從部件的選擇，流程的分析，程序順序控制的設(shè)計(jì)等方面，完成了本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。最后，通過(guò)對(duì)程序液位控制系統(tǒng)的程序的調(diào)試，檢測(cè)，再進(jìn)行是對(duì)系統(tǒng)的更正，使控制系統(tǒng)更加完善，確保系統(tǒng)能順利運(yùn)行。2已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求 2.1已知情況： 本題目用PLC來(lái)模擬并實(shí)現(xiàn)多種液體自動(dòng)混合裝置的控制2.2控制要求：如圖所示為三種液體混合裝置，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4為液面?zhèn)鞲衅?，液面淹沒(méi)時(shí)接通，液體A、B、C與混合液閥由電磁閥YV1、YV2、YV3、YV4控制，M為攪勻電動(dòng)機(jī)，其控制要求如下：1、初始狀態(tài) 裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體A、B、C閥門(mén)關(guān)

7、閉 ，混合液閥門(mén) 打開(kāi)20s將容器放空后關(guān)閉。2、起動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕SB1，裝置開(kāi)始按下列給定規(guī)律運(yùn)轉(zhuǎn)。(1) 液體A閥門(mén)打開(kāi)，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SQ3時(shí)，SQ3接通，關(guān)閉液體A閥門(mén)，打開(kāi)液體B閥門(mén)。(2) 當(dāng)液面到達(dá)SQ2時(shí)，關(guān)閉液體B閥門(mén)，打開(kāi)液體C閥門(mén)。(3) 當(dāng)液面到達(dá)SQ1時(shí)關(guān)閉閥門(mén)C，攪勻電動(dòng)機(jī)開(kāi)始攪勻。(4) 攪勻電動(dòng)機(jī)工作1min后停止攪動(dòng)，混合液體閥門(mén)打開(kāi)，開(kāi)始放出混合液體。(5) 當(dāng)液面下降到SQ4時(shí)，SQ4由接通變斷開(kāi)，再過(guò)20s后，容器放空，混合液閥門(mén)關(guān)閉，開(kāi)始下一周期。3、停止操作 按下停止按鈕SB2后，要將當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀

8、態(tài)）。2.3設(shè)計(jì)要求 ：根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備工作方面與其它方面的需要，本次設(shè)計(jì)要達(dá)到如下設(shè)計(jì)要求：（1）要求本次設(shè)計(jì)的控制裝置采用PLC技術(shù)實(shí)現(xiàn);（2）要能完全滿(mǎn)足控制要求；（3） 按下停止按鈕后，要將當(dāng)前的混合操作處理完畢后，才停止操作3總體設(shè)計(jì)思路 經(jīng)過(guò)對(duì)上述設(shè)計(jì)要求的深入思考后，對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程有了一定的構(gòu)架。具體的想法有一下幾點(diǎn)： 我做的系統(tǒng)為多種液體自動(dòng)混合，需要對(duì)各種液體的液面的高度監(jiān)控，因此，需要運(yùn)用到傳感器進(jìn)行液面高度的監(jiān)控。各種液體入池的比例需要應(yīng)用電磁閥控制，入池后的攪拌，則需要電機(jī)控制。對(duì)各個(gè)控件的控制，需要一個(gè)完整的控制流程，運(yùn)用PLC技術(shù)進(jìn)行編程，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)控件的控制。

9、具體控制方法根據(jù)題目要求，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，A種液體進(jìn)入容器，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，停止進(jìn)入，B種液體開(kāi)始進(jìn)入，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，停止進(jìn)入C種液體開(kāi)始進(jìn)入，當(dāng)達(dá)到一定深度停止所有液體進(jìn)入。攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，一分鐘后攪拌均勻，停止攪拌，放出液體。經(jīng)20s后停止放出，按停止鍵停止操作。 液體的進(jìn)入和放出，需要電磁閥的控制，液面的深度需要傳感器的控制。4程序設(shè)計(jì)與調(diào)試4.1 PLC選型與I/O分配圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求、控制要求，選定PLC的型號(hào)為：FX1N系列它是日本三菱公司生產(chǎn)的三菱FX1N系列，擁有28路輸入、18路(繼電器)輸出，而本例實(shí)際只需要6路輸入、5路輸出，輸出留有約1/3的余量，輸出所留余量超出1/3

10、，完全滿(mǎn)足要求；擁有8K步的存容量，而本例用戶(hù)程序的容量估計(jì)在50步左右，完全夠用多種液體自動(dòng)混合裝置的I/0分配。16 / 16輸人X0：?jiǎn)?dòng)按鈕X1：限位開(kāi)關(guān)SQ1X2：限位開(kāi)關(guān)SQ2X3：限位開(kāi)關(guān)SQ3X4：限位開(kāi)關(guān)SQ4X5：停止按鈕 輸出Y1:液體A控制閥門(mén)YV1Y2：液體B控制閥門(mén)YV2Y3：液體C控制閥門(mén)YV3Y4：D口控制閥門(mén)YV4Y5：攪拌機(jī)控制M 4.2編程PLC多種液體自動(dòng)混合裝置程序工作過(guò)程簡(jiǎn)析、編程元件明細(xì)表梯形圖多種液體混合自動(dòng)裝置指令表如下：PLC編程元件明細(xì)表：編程元件作用X0起動(dòng)開(kāi)關(guān)X1觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q1X2觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q2X3觸發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q3X4觸

11、發(fā)液面?zhèn)鞲衅鱏Q4X5 停止開(kāi)關(guān)Y1閥門(mén)A打開(kāi)液體A注入Y2閥門(mén)B打開(kāi)液體B注入Y3閥門(mén)C打開(kāi)液體C注入Y4閥門(mén)D打開(kāi) 混合液流出Y5電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)T0電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)定時(shí)T1混合液流出定時(shí)M200中間繼電器，使閥A門(mén)打開(kāi)M100中間繼電器，使閥門(mén)A關(guān)閉，使閥門(mén)B打開(kāi)M101中間繼電器，使閥B門(mén)關(guān)閉，使閥C門(mén)打開(kāi)M102中間繼電器，使閥門(mén)C關(guān)閉，使攪拌機(jī)工作M104中間繼電器，使M105置位 M105使計(jì)時(shí)器T1計(jì)數(shù) 5電氣設(shè)計(jì)5.1 PLC外部接線原理圖 5.2多種液體自動(dòng)混合裝置電氣元件明細(xì)表參考電氣控制與PLC應(yīng)用（胡漢文 丁如春主編，人民郵電，2009.5）第9章設(shè)計(jì)樣例，擬定本順控設(shè)備電氣元件

12、明細(xì)表如表2所示。序號(hào)文字符號(hào)名稱(chēng)型號(hào)規(guī)格單位數(shù)量備注11#PLC1號(hào)PLCF1N-240M8路輸入8路輸出臺(tái)1生產(chǎn)6 安裝、接線、與系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試按照電氣設(shè)計(jì)圖完成接線，對(duì)程序系統(tǒng)與電氣系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合測(cè)試，詳細(xì)步驟略。如不滿(mǎn)足要求，再回去修改程序或檢查接線，直到滿(mǎn)足要求為止7 后期工作7.1操作過(guò)程簡(jiǎn)要說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)在試驗(yàn)箱上模擬了多液體自動(dòng)混合裝置的工作過(guò)程，用按鈕代替液 面出發(fā)開(kāi)關(guān)，用信號(hào)燈表示閥門(mén)和電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)（1）啟動(dòng)開(kāi)接通時(shí)，系統(tǒng)開(kāi)始工作，電磁閥YV打開(kāi)A液體注入（Y1燈亮）。當(dāng)起動(dòng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，信號(hào)燈運(yùn)行完一個(gè)周期后才熄滅。（2）當(dāng)液體液位到達(dá)SQ3位置時(shí)，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)X3，電磁閥YV2打

13、開(kāi)B液體注入，（Y2燈亮）。（3） 當(dāng)液體液位到達(dá)SQ2位置時(shí)，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)X2，電磁閥YV3打開(kāi)C液體注入，（Y3燈亮）。（4） 當(dāng)液體液位到達(dá)SQ1位置時(shí)，觸動(dòng)開(kāi)關(guān)X1，攪勻電動(dòng)機(jī)開(kāi)始攪勻，（Y5燈亮），同時(shí)計(jì)時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)時(shí)，1min鐘后計(jì)時(shí)完畢，電磁閥YV4閥門(mén)打開(kāi)，（Y4燈亮）。 （5）開(kāi)始放出混合液體，當(dāng)液面下降到SQ4時(shí)，出動(dòng)X4按鈕，計(jì)時(shí)器T2開(kāi)始計(jì)時(shí)20s，計(jì)時(shí)完畢完成了一個(gè)周期的控制，開(kāi)始進(jìn)行下一個(gè)周期。7.2常見(jiàn)故障與其排除方案(1)檢查PLC能否完成1個(gè)工作流程?不能：程序錯(cuò)誤解決方案：程序重編(2)檢查PLC能否從最后1步（Y4）回到第1步(Y1)開(kāi)始新一輪循環(huán)?不能：程

14、序錯(cuò)誤解決方案：程序重編(3) 檢查PLC能否實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行？ 不能：程序錯(cuò)誤 解決方案：程序重編7.3編寫(xiě)并提交(課程)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)“課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)”包括以下容：(1)封面(2)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)(3)摘要(4)目錄(5)已知情況、控制要求、設(shè)計(jì)要求(6)總體設(shè)計(jì)思路(7)程序設(shè)計(jì)與調(diào)試(8)電氣設(shè)計(jì)(9)安裝、接線、聯(lián)合測(cè)試(10)后期工作(11)課程設(shè)計(jì)總結(jié)(12)致(13)主要參考文獻(xiàn)與資料8 尚存在的問(wèn)題與方案建議本設(shè)計(jì)方案雖然“設(shè)計(jì)簡(jiǎn)約，考慮面廣，滿(mǎn)足要求”，但至少存在以下2個(gè)問(wèn)題尚未解決：(1）由于試驗(yàn)設(shè)備的限制，只能制作成手動(dòng)的控制裝置，與實(shí)際根據(jù)液壓傳感器來(lái)自動(dòng)控制裝置的試驗(yàn)現(xiàn)象相差

15、較大，到達(dá)指定液位時(shí)裝置就自動(dòng)變化的現(xiàn)象可能有時(shí)不太明顯觀察。 （2)隨時(shí)停止工作：在設(shè)過(guò)程中，為了簡(jiǎn)化操作過(guò)程，對(duì)PLC未加裝強(qiáng)制停止按鈕，突發(fā)情況不能強(qiáng)制停止。9課程設(shè)計(jì)總結(jié) 小學(xué)期課程設(shè)計(jì)是非常難得的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次小學(xué)期對(duì)“多種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制”的設(shè)計(jì)使我擺脫了單純理論學(xué)習(xí)的狀態(tài)，和眼高手低的毛病，通過(guò)本次PLC的課程設(shè)計(jì)，使我了解到PLC的重要性。電氣控制與可編程控制器是一門(mén)極其重要的課程，他綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)。在當(dāng)今由機(jī)械化向自動(dòng)化，信息化飛速發(fā)展的社會(huì)，PLC技術(shù)越來(lái)越受人們廣泛應(yīng)用，前景可觀，因此學(xué)會(huì)和運(yùn)用PLC，將對(duì)我們以

16、后踏上工作崗位有極其重要的幫助，在此次設(shè)計(jì)中，我們遇到了許多困難，通過(guò)對(duì)自身的查找，我找出幾點(diǎn)不足之處： 1，不太會(huì)利用查翻資料。遇到困難，首先不先查看資料，過(guò)多依賴(lài)同學(xué)和老師的幫助，相對(duì)不獨(dú)立。2，學(xué)習(xí)認(rèn)真程度不夠，學(xué)習(xí)熱情不高，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，掌握知識(shí)太少。3，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)時(shí)間合理安排上欠妥。但正是這次設(shè)計(jì)，讓我認(rèn)識(shí)到自己的不足，為以后以后的工作學(xué)習(xí)找到了方向和前進(jìn)的動(dòng)力。通過(guò)這次PLC課程設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知識(shí)的撐握都是理論上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把

17、自己想出來(lái)的程序用到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。這樣，我就只能一個(gè)一個(gè)問(wèn)題的去解決，通過(guò)查閱資料或者是請(qǐng)教同學(xué)，一次一次的調(diào)試程序，最后達(dá)到設(shè)計(jì)要求。使得我對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。最后通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我了解了PLC控制技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位；通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我更深刻的理解了PLC的編程思想，也能更好的將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中動(dòng)。因此學(xué)好這門(mén)課程對(duì)以后的發(fā)展有舉足輕重的地位。10 致 這次課程設(shè)計(jì)基本上涵蓋了我們所學(xué)習(xí)的PLC程序的大部分知識(shí)點(diǎn)，課程設(shè)計(jì)題目要求不僅要求對(duì)課本知識(shí)有較深刻的了解，同時(shí)要求程序設(shè)計(jì)者由較強(qiáng)的思維能力和操作動(dòng)手能力。這次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)PLC程序的編程、程序的錄入、以與在上機(jī)操作調(diào)試有了很大的提高。大部分同學(xué)只關(guān)心程序運(yùn)行的結(jié)果，而對(duì)程序的創(chuàng)新絲毫不在意。這是非常不可取的，因?yàn)?/p>