液體混合裝置PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、1.液體混合裝置 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、題目控制要求:液體混合裝置示意圖如圖1所示。初始狀態(tài)，電磁閥丫1、丫2、Y3以及攪拌電機(jī)M和加熱電爐H狀態(tài)均為OFF,液位傳感器L1、L2、L3狀態(tài)均為OFF。按下起動(dòng)按鈕SB1,開始注入液體A,當(dāng)液面高度達(dá)到L2時(shí)， 停止注入液體A,開始注入液體B,當(dāng)液面上升到L1時(shí)，停止注入液體，開始攪拌10S,10S后繼續(xù)攪拌，同時(shí)加熱5S,5s后停止攪拌，繼續(xù)加熱8S。8s后停止加熱，同時(shí)放出混合液體C,當(dāng)液面降至L3時(shí)，繼續(xù)放2S,2S后停止放出液體，同時(shí)重新注入液體A,開始下一次混合。按下停止按鈕SB2,在完成當(dāng)前的混合任務(wù)后，返回初始狀態(tài)。攪拌電機(jī)采用三相

2、異步電機(jī)，單向運(yùn)轉(zhuǎn)。nvs按艇圳一J-r域電卿 LLC圖1液體混合裝置示意圖二、設(shè)計(jì)要求1 .進(jìn)行 I/O 地址分配；2 .畫出主電路和程序流程圖；3 .編寫控制程序并調(diào)試。起動(dòng)按鈕 SB1I0.0停止按鈕 SB2I0.1液位傳感器 L1I0.2液位傳感器 L2I0.3液位傳感器 L3I0.4電磁閥 Y1Q0.1電磁閥 Y2Q0.2電磁閥 Y3Q0.3攪拌電機(jī) MQ0.0加熱電爐 HQ0.42 .總體方案論證本設(shè)計(jì)要求完成兩種溶液混合裝置的自動(dòng)控制，目前在自動(dòng)化控制領(lǐng)域常用的控制方式主要有：繼電器-接觸器控制系統(tǒng)、可編程序控制器控制、總線式工業(yè)控制機(jī)控制、分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制。 對(duì)

3、于兩種溶液混合裝置的自動(dòng)控制系統(tǒng)初步選定采用繼電器-接觸器控制和可編程序控制器控制。可編程序控制器與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別：繼電器-接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使得設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)時(shí)開時(shí)閉時(shí)容易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差?？删幊绦蚩刂破鞯奶菪螆D與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，主要原因是其大致上沿用了繼電器控制的電路元件和符號(hào)和術(shù)語，僅個(gè)別之處有些不同，同時(shí)信號(hào)的輸入 1 1 輸出形式及控制功能基本.上也相同。但是可編程序控制器與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)又有根本的不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1 1 .控制邏輯繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，并利用繼

4、電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及時(shí)間繼電器等組合成控制邏輯，接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)有限，每個(gè)繼電器只有 4-84-8 對(duì)觸點(diǎn)，因此其靈活性和可擴(kuò)展性都很差。而 PLCPLC 采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要想改變控制邏輯，只需改變程序即可，因此 PLCPLC 常稱為“軟接線”，其靈活性和擴(kuò)展性都很好。2 2 .工作方式電源接通時(shí)，繼電器控制線路中的各繼電器同時(shí)都處于受制狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因某種條件限制不能吸合，因此它屬于并行工作方式。而在PLCPLC 的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期

5、性循環(huán)掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程字中的先后順序計(jì)算得出的，因此它屬于串行工作方式。3 3 .可靠性和可維護(hù)性繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損害，并且有機(jī)械磨損，壽命短，因此其可靠性和可維護(hù)性差。而 PLCPLC 采用上各種因素，對(duì)兩種溶液的混合裝置的自動(dòng)化控制選用PLCPLC 控制系統(tǒng)。微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，其體積小、壽命長、可靠性高。PLCPLC 還配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員；還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)提供了方便。4 4 .控制速度繼電器控制

6、邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動(dòng)作時(shí)間一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。而 PLCPLC 是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，屬于無觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。5 5 .定時(shí)控制繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來說，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，容易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問題。而 PLCPLC 使用半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶振產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍最小可為 0.001S,0.001S,最長幾乎沒有限制，用戶可以根據(jù)需要從

7、以上幾個(gè)方面的比較可知，PLCPLC 在性能_ _上比繼電器- -接觸器控制系統(tǒng)優(yōu)異,特別是其可靠性、通用性強(qiáng)、設(shè)計(jì)施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、功耗低、使用維護(hù)方便。并且近年來隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLCPLC 的成本在不斷下降。綜合考慮以在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來控制定時(shí)時(shí)間。6.6.設(shè)計(jì)和施工使用繼電器控制邏輯完成一項(xiàng)控制工程，而且修改困難。工程越大，其弊端越突出。而后，現(xiàn)場施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長,PLCPLC 完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以周期短，且調(diào)試和修改都很方便。H液位傳感器3 .PLC 電路設(shè)計(jì)圖 3 3 為

8、該液體混合裝置的攪拌電動(dòng)機(jī)的主電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求該液體混合裝置的主電路需要實(shí)現(xiàn)讓攪拌電動(dòng)機(jī)安全可靠的工作。在主電路中各元器件的功能為：選用組合開關(guān)作為電源的引入開關(guān)，采用熔斷器用作短路保護(hù)，用接觸器作為欠壓和零壓保護(hù)，用熱繼電器作為過載保護(hù)。I/OI/O 接線是控制系統(tǒng)的主他井電黝皿出裱住A注入3 也入圖 3-3I/O 接線圖要技術(shù)文件，下圖是此控制系統(tǒng)的 IOIO 接線圖加熱信號(hào)電加熱絲Ht1Ht1Q0.4j控制信4信號(hào)右林元樸忠秣元件符號(hào)地址貽研糊Afo 號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常開按出SB1I0.0停止京號(hào)常一按鈕SB210.1L灌位種測信號(hào)光電檢用開某SQ1I0.21液位收期信號(hào)坨電檢測開美SQ2I

9、0.3H海府檢測信號(hào)光電檢蠲開關(guān)SO3I0.4蠟出他號(hào)電動(dòng)機(jī)鹿的信號(hào)空網(wǎng)KMKJM00.0注入A液體信號(hào)業(yè)峨閥YV1YV1Q0.1讓入白波瑋帝號(hào)啜磁閥YV2W200.2睇放混含液信號(hào)電坦用YV3YV383開船停止L相粗懂日I【授位傳加4,控制流程圖5.PLC 控制梯形圖程序設(shè)計(jì);停止6.設(shè)計(jì)成果的評(píng)價(jià)或改進(jìn)意見；每一次都非常珍惜大學(xué)期間為數(shù)不多的課程設(shè)計(jì)，這是將理論應(yīng)用于實(shí)踐的最好平臺(tái)。這次的機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的最后一次課程設(shè)計(jì)，通過這次課程設(shè)計(jì)為即將到來的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次練兵，積累了經(jīng)驗(yàn)，所以這次課程設(shè)計(jì)具有的意義更重大。通過這次實(shí)踐，我對(duì)這門課程有了更深層次的理解。為了高質(zhì)量的完成這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)真的復(fù)習(xí)了課本中內(nèi)容。掌握了-些常用的繼電器一接觸器控制電路，更深層次的了解了 PLC 的循環(huán)掃描工作方式：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC 在現(xiàn)代自動(dòng)化控制領(lǐng)域中所占的比重越來越大，這次的設(shè)計(jì)過程與經(jīng)驗(yàn)為自已以后獨(dú)立進(jìn)行相似自動(dòng)化