PLC技術(shù)及應(yīng)用(FX2N系列)-八混合液

PLC技術(shù)及應(yīng)用——FX2N系列

中等職業(yè)學(xué)校電氣運(yùn)用與維修專業(yè)供用電專業(yè)教學(xué)用書高等教育出版社HIGHEREDUCATIONPRESS主編姜治臻項(xiàng)目任務(wù)項(xiàng)目分析項(xiàng)目實(shí)施基本指令詳解知識(shí)測(cè)評(píng)項(xiàng)目評(píng)估項(xiàng)目八：液體混合系統(tǒng)控制返回

液體混合裝置如圖所示，此裝置有攪拌電動(dòng)機(jī)M（1.5KW）及混合罐，罐內(nèi)設(shè)置上限位SL1、中限位SL2和下限位SL3液位傳感器，電磁閥門YV1和YV2控制兩種液體的注入，電磁閥門YV3控制液體的流出?？刂埔笫菍煞N液體按比例混合，攪拌60s后輸出混合液。請(qǐng)用PLC實(shí)現(xiàn)控制過程。一、項(xiàng)目任務(wù)二、項(xiàng)目分析1、初始狀態(tài)工作前,混合罐保持空罐狀態(tài)。2、過程控制按下起動(dòng)按鈕，開始下列操作：（1）開啟電磁閥YV1，開始注入液體A，至液面高度到達(dá)液面?zhèn)鞲衅鱏L2處時(shí)（此時(shí)SL2和SL3為ON），停止注入液體A，同時(shí)開啟電磁閥YV2注入液體B，當(dāng)液面升至液面?zhèn)鞲衅鱏L1處時(shí)，停止注入液體B。（2）停止注入液體B時(shí)，開啟攪拌機(jī)，攪拌混合時(shí)間為60s。（3）停止攪拌后開啟電磁閥YV3，放出混合液體，至液體高度降到液面?zhèn)鞲衅鱏L3處后，再經(jīng)5s關(guān)閉YV3。（4）循環(huán)（1）（2）（3）工作。3、停止操作按下停止鍵后，在當(dāng)前循環(huán)（操作過程）完畢后，停止操作，回到初始狀態(tài)。返回三、項(xiàng)目實(shí)施1.主回路設(shè)計(jì)2.確定I/O點(diǎn)總數(shù)及地址分配3.控制回路4.設(shè)備材料表5.程序設(shè)計(jì)6.運(yùn)行調(diào)試返回1.主回路設(shè)計(jì)

主回路控制的對(duì)象有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)和三只電磁閥，電動(dòng)機(jī)因功率較小采用直接起動(dòng)控制方式，電磁閥因其通電瞬間電流較大，PLC輸出點(diǎn)通過中間繼電器或接觸轉(zhuǎn)換后再接電磁閥線圈。主回路控制圖如圖所示，回路中采用了10個(gè)電氣元件，分別為斷路器QF1和QF2，電磁閥門YV1～YV3，接觸器KM，熱繼電器FR，還有中間繼電器KA1～KA3。其中，KM的線圈與PLC的輸出點(diǎn)連接，KA的線圈與PLC的輸出點(diǎn)連接，F(xiàn)R的輔助觸點(diǎn)與PLC的輸入點(diǎn)連接，可以確定主回路中需要1個(gè)輸入點(diǎn)與4個(gè)輸出點(diǎn)。主回路輸入1個(gè)輸入點(diǎn)輸出4個(gè)輸出點(diǎn)。2.確定I/O點(diǎn)總數(shù)及地址分配

控制回路中有兩個(gè)控制按鈕，起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2；三個(gè)液位限位開關(guān)SL1～SL3。這樣整個(gè)系統(tǒng)總的輸入點(diǎn)數(shù)為6個(gè)，輸出點(diǎn)數(shù)為4個(gè)。PLC的I/O分配地址如表所示：輸入信號(hào)輸出信號(hào)1啟動(dòng)按鈕SB11接觸器KM2停止按鈕SB22中間繼電器KA13上限液位開關(guān)SL13中間繼電器KA24中限液位開關(guān)SL24中間繼電器KA35下限液位開關(guān)SL36熱保護(hù)繼電器FRX0X1X2X3Y0Y1X4X53.控制回路4.設(shè)備材料表設(shè)備材料表序號(hào)符號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)、規(guī)格單位數(shù)量備注1M電動(dòng)機(jī)Y-112M-4380V、1.5KW、1378r/min，50HZ臺(tái)12PLC可編程控制器FX2N-16MR-001臺(tái)13QF1斷路器DZ47-D10/3P只14QF2斷路器DZ47-D20/3P只15QF3斷路器DZ47-D10/1P只16FU熔斷器RT18-32/6A只27KM交流接觸器CJX2（LC1-D）-9線圈電壓220V只18SB按鈕LA39-11只29FR熱繼電器JRS1（LR1）-D09306/2.9A只110SL液位開關(guān)LV20-1201只311KA中間繼電器JZ7-44吸引線圈工作電壓AC220V只312YV電磁閥DF-50-AC:220V只35.程序設(shè)計(jì)

液體混合是典型的步進(jìn)過程控制根據(jù)要求設(shè)計(jì)功能圖如圖所示液體混合裝置步進(jìn)控制功能圖

根據(jù)功能圖寫出PLC梯形圖6.運(yùn)行調(diào)試

根據(jù)原理圖連接PLC線路，檢查無誤后。將程序下載到PLC中，運(yùn)行程序，觀察控制過程。PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)模擬調(diào)試接線圖。

PLC實(shí)訓(xùn)臺(tái)模擬調(diào)試接線圖。輸出端接線輸入端接線四、基本應(yīng)用技巧返回PLC與外部設(shè)備的連接PLC常見的輸入設(shè)備有按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)、編碼器、各種傳感器等，輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、電磁閥等。這些外部元件或設(shè)備與PLC連接時(shí)，必須符合PLC輸入和輸出接口電路的電氣特性要求，才能保證PLC安全可靠的工作。1.

PLC與主令電器類(機(jī)械觸點(diǎn))設(shè)備的連接如圖2.8.6所示是與按鈕、行程開關(guān)、轉(zhuǎn)換開關(guān)等主令電器類輸入設(shè)備的接線示意圖。圖中的PLC為直流匯點(diǎn)式輸入，即所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端COM，輸入側(cè)的COM為PLC內(nèi)部DC24V電源的負(fù)極，在外部開關(guān)閉合時(shí)，經(jīng)光電隔離后進(jìn)入PLC的CPU中。圖2.8.6

PLC與主令電器類輸入設(shè)備的連接示意圖1.對(duì)于輸入信號(hào)，在編程使用時(shí)要建立輸入繼電器的概念。2.PLC的輸入繼電器X具有常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)兩種開關(guān)狀態(tài)特性。3.外部起動(dòng)按鈕、停止按鈕、熱保護(hù)與PLC接線連接的是常開觸點(diǎn)。注意事項(xiàng)：在程序中使用常開觸點(diǎn)時(shí)，外部連接也使用常開觸點(diǎn)，PLC內(nèi)部狀態(tài)與外部輸入的狀態(tài)是一致的。在程序中使用常閉觸點(diǎn)時(shí)，外部連接常采用常開觸點(diǎn)，PLC常閉觸點(diǎn)狀態(tài)與外部輸入的常開觸點(diǎn)狀態(tài)是相反的。即外部輸入沒有接通時(shí)，輸入繼電器X的常閉觸點(diǎn)是閉合的。外部輸入接通時(shí)，輸入繼電器X的常閉觸點(diǎn)是斷開的。我們習(xí)慣在PLC程序中用停止按鈕或熱保護(hù)的常閉觸點(diǎn)狀態(tài)，那么在PLC外部接線時(shí)需要使用外部器件的常開觸點(diǎn)進(jìn)行輸入。2．PLC與傳感器類（開關(guān)量）設(shè)備的連接傳感器的種類很多，其輸出方式也各不相同，但與PLC基本單元連接的傳感器只能是開關(guān)量輸出的傳感器，模擬量輸出的傳感器需要特殊功能模塊。當(dāng)采用接近開關(guān)、光電開關(guān)等兩線式傳感器時(shí)，由于傳感器的漏電流較大，可能出現(xiàn)錯(cuò)誤的輸入信號(hào)而導(dǎo)致PLC的誤動(dòng)作，此時(shí)可在PLC輸入端并聯(lián)旁路電阻Ｒ，如圖所示與X6連接的二線制傳感器的接線方式。圖中與X2連接發(fā)的是使用PLC輸出電源的三線制的傳感器的接線方式；與X13連接發(fā)的是使用外部直流電源供電的三線制傳感器的接線方式，需要將外部直流電源與PLC內(nèi)直流電源共地。圖

PLC與傳感器類（開關(guān)量）設(shè)備的連接示意圖3．PLC與輸出設(shè)備的一般連接方法

PLC與輸出設(shè)備連接時(shí)，不同組（不同公共端）的輸出點(diǎn)，其對(duì)應(yīng)輸出設(shè)備（負(fù)載）的電壓類型、等級(jí)可以不同，但同組（相同公共端）的輸出點(diǎn)，其電壓類型和等級(jí)應(yīng)該相同。要根據(jù)輸出設(shè)備電壓的類型和等級(jí)來決定是否分組連接。如圖所示，KM1、KM2、KM3均為交流220V電源情況，所以COM1組公共端；而KA則使用了COM2組，保證了不同電壓等級(jí)的輸出設(shè)備連接的安全性。要注意的是在設(shè)計(jì)過程中，盡可能采取措施使PLC輸出端連接的控制元件為同一電壓等級(jí)。另外還要注意，在PLC輸出繼電器同為ON時(shí)可能造成電氣故障的情況，應(yīng)首先考慮外部互鎖的解決措施。例如圖中KM2與KM3之間具有外部互鎖的接線情況。圖

PLC與一般輸出設(shè)備的連接示意圖4．PLC與感性輸出設(shè)備的連接直流感性負(fù)載，在其兩端并聯(lián)續(xù)流二極管。例，圖中與Y4連接的是直流感性負(fù)載；交流感性負(fù)載，在其兩端并聯(lián)阻容吸收電路。例，圖中與Y0連接的是交流感性負(fù)載圖中，續(xù)流二極管選用額定電流大于負(fù)載電流、額定電壓大于電源電壓的5-10倍；電阻值可取50~120Ω，電容值可取0.1~0.47μF，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。上述接法是在PLC額定輸出要求的情況下才連接，繼電器輸出型PLC的輸出特性為AC250V、DC30V（2A）以下，如果某感性設(shè)備額定電壓或額定電流超出范圍，則需要通過中間繼電器或接觸器來連接。圖2.8.9

PLC與感性輸出設(shè)備的連接示意圖五、知識(shí)測(cè)評(píng)返回1.選擇題

1）下面哪種信號(hào)不能作為PLC基本功能模塊的輸入信號(hào)（）。

A.按鈕開關(guān)B.熱繼電器的常閉觸點(diǎn)

C.連接型壓力傳感器D.溫度開關(guān)（2）繼電器輸出型PLC的輸出點(diǎn)的額定電壓電流是（）。

A.DC250/2AB.AC250/2AC.DC220/1AD.AC220V/1A（3）并接于直流感性負(fù)載的續(xù)流二極管，其反向耐壓值至少是電源電壓的多少倍（）。

A.5B.3C.20D.11（4）晶體管輸出型PLC的輸出點(diǎn)的額定電壓電流約是（）。

A.DC250/2AB.AC250/2AC.DC24/0.5AD.AC220V/0.5A（5）屬于初始化狀態(tài)器的有（）

A.S9B.S20C.S246D.S2502.應(yīng)用拓展如圖所示，編制三種液體自動(dòng)混合的控制程序，并運(yùn)行調(diào)試程序（1）初始狀態(tài)容器是空的，YV1、YV2、YV3、YV4均為OFF，SL1、SL2、SL3為OFF，攪拌機(jī)M為OFF。（2）啟動(dòng)操作按一下啟動(dòng)按鈕，開始下列操作：<1>YV1=YV2=ON，液體A和B同進(jìn)入容器，當(dāng)達(dá)到SL2時(shí)，SL2=ON，使YV1=YV2=OFF，YV3=ON，即關(guān)閉YV1、YV2閥門，打開液體C的閥門YV3。<2>當(dāng)液體達(dá)到SL1時(shí)，YV3=OFF，M=ON，即關(guān)閉閥門YV3，電動(dòng)機(jī)M啟動(dòng)開始攪拌。<3>經(jīng)10s攪拌均勻后，M=OFF，停止攪動(dòng)。<4>停止攪拌后放出混合液體，YV4=ON，當(dāng)液面降到SL3后，再經(jīng)5s停止放出，YV4=OFF。（3）停止操作按下停止鍵，在當(dāng)前混合操作處理完畢后，才停止操作。六、項(xiàng)目評(píng)估返回評(píng)價(jià)項(xiàng)目評(píng)價(jià)內(nèi)容配分評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)得分課堂學(xué)習(xí)能力學(xué)習(xí)態(tài)度與能力10態(tài)度端正，學(xué)習(xí)積極思維拓展能力拓展學(xué)習(xí)的表現(xiàn)與應(yīng)用10積極的拓展學(xué)習(xí)并能正確應(yīng)用團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)分工協(xié)作，積極參與5