電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)液體自動(dòng)混合控制

1、電氣控制與plc課程設(shè)計(jì)題目：液體自動(dòng)混合控制院 系專 業(yè) 班 級(jí)：姓 名學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：二一五年六月plc課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、基本情況學(xué)時(shí)：1周 學(xué)分：1學(xué)分 適應(yīng)班級(jí)：自動(dòng)化1201-1202，電氣工程1201-1204二、進(jìn)度安排本設(shè)計(jì)共安排1周，合計(jì)30學(xué)時(shí)，具體分配如下：實(shí)習(xí)動(dòng)員及準(zhǔn)備工作： 1學(xué)時(shí)總體方案設(shè)計(jì)：4學(xué)時(shí)硬件設(shè)計(jì)：10學(xué)時(shí)軟件設(shè)計(jì)：10學(xué)時(shí)撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告：4 學(xué)時(shí)總結(jié)： 1學(xué)時(shí)教師輔導(dǎo)： 隨時(shí)三、基本要求1、課程設(shè)計(jì)的基本要求電氣控制與plc課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：理論設(shè)計(jì)與撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告等。其中理論設(shè)計(jì)又包括總體方案選擇，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)；硬件設(shè)計(jì)包括單元電路，

2、選擇元器件及計(jì)算參數(shù)等；軟件設(shè)計(jì)包括模塊化層次結(jié)構(gòu)圖，程序流程圖，應(yīng)用程序。程序設(shè)計(jì)是課程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過進(jìn)一步完善程序設(shè)計(jì)，使之達(dá)到課題所要求的指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)的最后要求是寫出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告，把設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行全面的總結(jié)，若有實(shí)踐條件，把實(shí)踐內(nèi)容上升到理論高度。2、課程設(shè)計(jì)的教學(xué)要求電氣控制與plc課程設(shè)計(jì)的教學(xué)采用相對(duì)集中的方式進(jìn)行，以班為單位全班學(xué)生集中到設(shè)計(jì)室進(jìn)行。做到實(shí)訓(xùn)教學(xué)課堂化，嚴(yán)格考勤制度，在實(shí)訓(xùn)期間累計(jì)曠課達(dá)到6節(jié)以上，或者遲到、早退累計(jì)達(dá)到6次以上的學(xué)生，該課程考核按不及格處理。在實(shí)訓(xùn)期間需要外出查找資料，必須在指定的時(shí)間內(nèi)方可外出。課程設(shè)計(jì)的任務(wù)相對(duì)分散，每3-4名學(xué)生組成一

3、個(gè)小組，完成一個(gè)課題的設(shè)計(jì)。小組成員既有分工、又要協(xié)作，同一小組的成員之間可以相互探討、協(xié)商，可以互相借鑒或參考別人的設(shè)計(jì)方法和經(jīng)驗(yàn)。但每個(gè)學(xué)生必須單獨(dú)完成設(shè)計(jì)任務(wù)，要有完整的設(shè)計(jì)資料，獨(dú)立撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告，設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超過50%的課程設(shè)計(jì)考核按不及格處理。四、設(shè)計(jì)題目及控制要求某一液料自動(dòng)混合裝置如下，用于將3種液體按一定的容積比例進(jìn)行混合。1.初始狀態(tài)，液罐為空的，電磁閥yv14、電動(dòng)機(jī)m均為失電狀態(tài)，液位傳感器sq14均為不動(dòng)作狀態(tài)。2.物料自動(dòng)混合控制。按下起動(dòng)按鈕sb1，電磁閥yv1的電，開始注入液料1，當(dāng)液料1的液位達(dá)到液位傳感器sq3時(shí)，yv1關(guān)，yv2閥開，注入液料2，當(dāng)液位達(dá)到

4、液位傳感器sq2時(shí)，yv2閥關(guān)，yv3閥開，注入液料3，當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器sq1時(shí)，yv3閥關(guān)，攪拌電動(dòng)機(jī)m起動(dòng)，攪拌20秒后停止，放液電磁閥yv4動(dòng)作，當(dāng)液位下降到液位傳感器sq4以下時(shí)，再經(jīng)過5秒鐘（放掉剩余液體）后，sq4閥關(guān)閉，之后，自動(dòng)循環(huán)上述過程。3.停止操作。按下停止按鈕sb2，當(dāng)完成一個(gè)循環(huán)過程，即液灌液體放空后在全部停止。按下急停按鈕sb3，所有輸出立即停止。五、設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)完成后，必須撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告。設(shè)計(jì)報(bào)告必須獨(dú)立完成，格式符合要求，文字（不含圖形、程序）不少于2000字，圖形繪制規(guī)范。設(shè)計(jì)報(bào)告的格式如下： 1、封面 2、摘要 3、目錄4、正文(1) 所作題目的意義、

5、本人所做的工作及系統(tǒng)的主要功能；(2) 方案選擇及論證；(2) 硬件電路設(shè)計(jì)及描述（包括硬件的選型及電路圖、輸入輸出接線圖等的設(shè)計(jì)）；(3) 軟件設(shè)計(jì)流程及描述（流程圖及文字說明；(4) 源程序代碼及調(diào)試；5、心得體會(huì) 6、參考文獻(xiàn) 六、考核方法電氣控制與plc技術(shù)課程設(shè)計(jì)的考核方式為考查，考核結(jié)果為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五等，分?jǐn)?shù)在90-100之間為優(yōu)秀，80-89分之間為良好，70-79分之間為中等，60-69分之間為及格，60分以下為不及格。 考核分三個(gè)方面進(jìn)行：平時(shí)表現(xiàn)20%；設(shè)計(jì)過程25%；設(shè)計(jì)報(bào)告 40%；設(shè)計(jì)答辯15%。有下列情形之一者，課程設(shè)計(jì)考核按不及格處理： 1、設(shè)

6、計(jì)期間累計(jì)遲到、早退達(dá)8次；2、設(shè)計(jì)期間累計(jì)曠課達(dá)6節(jié)；3、設(shè)計(jì)報(bào)告雷同率超過50%或無設(shè)計(jì)報(bào)告；4、不能完成設(shè)計(jì)任務(wù)，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。摘要可編程序控制器（programmable controller）簡稱plc，是近年來一種極為迅速，應(yīng)用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。它是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)行的電子系統(tǒng)，它采用可編程程序的存儲(chǔ)器，用來存儲(chǔ)用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出完成確定的邏輯順序、定時(shí)、記數(shù)、運(yùn)算和一些確定的功能來控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。由于plc的性能優(yōu)越，兼具計(jì)算機(jī)的功能完備，靈活性強(qiáng)，通用性好和繼電接觸器控制簡單易懂，維修方便等雙重優(yōu)點(diǎn)，形成以微電腦為核心的

7、電子控制設(shè)備?？删幊绦蚩刂破骷夹g(shù)在世界上己廣泛應(yīng)用，成為自動(dòng)化系統(tǒng)中的基本電控裝置plc在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際生活中有著廣泛的應(yīng)用，由于可編程控制器（plc）具有編程軟件采自易學(xué)易懂的梯形圖語言、控制靈活方便、抗干擾能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)，現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)控制多采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)。以三種液體的混合灌裝控制為例，將三種液體按一定比例混合，在電動(dòng)機(jī)攪拌后要達(dá)到控制要求才能將混合的液體輸出容器，并形成循環(huán)狀態(tài)。液體混合系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作的連續(xù)性以及各個(gè)被控設(shè)備動(dòng)作之間的相互關(guān)聯(lián)性，針對(duì)不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)液體混合系統(tǒng)從第一種液體加入到混合完成輸出的這樣一

8、個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。該摻混控制系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際要求利用plc的實(shí)時(shí)控制和順序處理功能，完成系統(tǒng)控制，。在本次論文中，給出了控制系統(tǒng)的硬件原理圖，主電路圖及軟件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞： 自動(dòng)控制 可編程序控制器 存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī)技術(shù)目錄1章緒論11.1 研究的意義及目的11.2 可編程控制器基本應(yīng)用和發(fā)展方向21.2.1 plc的基本應(yīng)用21.2.2 plc發(fā)展方向31.3 本課題的主要任務(wù)和基本參數(shù)31.3.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容31.3.2 設(shè)計(jì)要求42章方案的論證與選擇53章液體自動(dòng)混合控制的硬件設(shè)計(jì)93.1 總體結(jié)構(gòu)93.2 元器件的選擇103.3 液位傳感器的選擇113.4 攪拌電機(jī)的選擇113.5 電

9、磁閥的選擇123.6 plc的選擇143.7 plc輸入輸出口分配153.8 plc輸入/輸出接線設(shè)計(jì)164章軟件系統(tǒng)174.1 程序流程圖174.2 梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)185章調(diào)試結(jié)果19心得體會(huì)20參考文獻(xiàn)21第1章 緒論1.1研究的意義及目的以可編程序控制器為主要控制裝置所構(gòu)成的控制系統(tǒng)為可編程序控制系統(tǒng)或plc控制統(tǒng)?？删幊炭刂破?plc)控制系統(tǒng)以其運(yùn)行可靠、易學(xué)易用、抗干擾性強(qiáng)等特點(diǎn),在工業(yè)控制中得到廣泛的應(yīng)用。提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不

10、可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多是易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、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。所有為了幫助相關(guān)行業(yè)，特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體混合的自動(dòng)控制，從而達(dá)到液體混合的目的，液體混合自動(dòng)配料勢必就是擺在我們眼前的一大課題，借助實(shí)驗(yàn)室設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)中plc的應(yīng)用，了解不同公司的可編程控制器的型號(hào)和原理，熟悉其編程方式，而多種液體混合裝置的控制更常見于工業(yè)生產(chǎn)中，適合大中型飲料生產(chǎn)廠家，尤其見于化學(xué)化工業(yè)中，便于學(xué)以致用。采用基于pl

11、c的控制系統(tǒng)來取代原來由單片機(jī)、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的課移植性和可維護(hù)性。提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，因此具有廣闊的市場前景，用plc進(jìn)行開關(guān)量控制的實(shí)例很多，在冶金、機(jī)械、紡織、輕工、化工、鐵路等行業(yè)幾乎都需要到它，如燈光照明、機(jī)床電控、食品加工、印刷機(jī)械、電梯、自動(dòng)化倉庫、液體混合自動(dòng)配料系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線等方面的邏輯控制，都廣泛應(yīng)用plc來取代傳統(tǒng)的繼電器控制。本課題摻混plc控制系統(tǒng)，其目的就是以plc為核心，配合智能儀表，完成系統(tǒng)功能控制，狀態(tài)顯示，信息檢測和報(bào)警硬件組建所需要的plc和傳感器等元件的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)摻混的自動(dòng)控

12、制以及運(yùn)行狀態(tài)的檢測功能和顯示功能。用plc對(duì)摻混進(jìn)行控制，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單、服務(wù)功能增強(qiáng)、系統(tǒng)的可靠性大大提高，且節(jié)省了成本，使摻混系統(tǒng)的性能價(jià)格比提高。尤其在集散控制系統(tǒng)中，利用現(xiàn)場總線技術(shù)，可方便地進(jìn)行集中監(jiān)控管理。1.2可編程控制器基本應(yīng)用和發(fā)展方向1.2.1plc的基本應(yīng)用最初，plc主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著plc技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用如今，plc不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實(shí)現(xiàn)大范圍、跨地域的控制用plc進(jìn)行開關(guān)量控制實(shí)例是很多的，冶金、機(jī)械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業(yè)行業(yè)都需要用到它。pl

13、c具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場的根本原因。1.2.2plc發(fā)展方向由于工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)需求的多樣性，plc的發(fā)展方向有兩個(gè)：1、朝著小型、簡易、價(jià)格低廉方向發(fā)展。近年來，單片機(jī)的出現(xiàn)，促進(jìn)了plc向緊湊型發(fā)展，體積減小，價(jià)格降低，可靠性不斷提高。這種plc可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應(yīng)用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動(dòng)線控制。2、朝著大型、高速、多功能方向發(fā)展。大型的plc一般為多處理器系統(tǒng)，由字處理器、位處理器和浮點(diǎn)處理器等組成，有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口。通過豐富的智能外圍接口，可以獨(dú)立完成位置控制、閉環(huán)調(diào)節(jié)等特

14、殊功能；通過網(wǎng)絡(luò)接口，可級(jí)連不同類型的plc和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)，適用于大型自動(dòng)化控制系統(tǒng)，如霍尼韋爾的9000系列等。從plc的發(fā)展趨勢看，plc控制技術(shù)將成為今后工業(yè)自動(dòng)化的主要手段。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，plc技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和cad/cam技術(shù)將成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱。1.3本課題的主要任務(wù)和基本參數(shù)1.3.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1. 可編程程序控制器輸出輸入接線圖。2. 電動(dòng)機(jī)主電路圖。3. 控制梯形圖和程序。1.3.2設(shè)計(jì)要求1. 設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)題目要求，滿足控制要求。2. 列出所選設(shè)備型號(hào)、規(guī)格和數(shù)量等。3. 說明書應(yīng)書寫工整、整齊，用規(guī)定統(tǒng)一紙張。4. 圖紙應(yīng)清潔規(guī)

15、范，電氣圖形符號(hào)和文字符號(hào)應(yīng)規(guī)范。5. 設(shè)計(jì)獨(dú)立完成，不得抄襲他人。第2章 方案的論證與選擇目前常用的控制系統(tǒng)有以下幾種：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器控制。現(xiàn)在將這幾種控制系統(tǒng)相比較，并結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際確定控制方案。(1)繼電器控制系統(tǒng)plc與繼電器均可用于開關(guān)量邏輯控制。plc的梯形圖與繼電器電路圖都是用線圈和觸點(diǎn)來表示邏輯關(guān)系。繼電器控制系統(tǒng)的控制功能是用硬件繼電器(或稱物理繼電器)和硬件接線來實(shí)現(xiàn)的，plc的控制功能主要是用軟件(即程序)來實(shí)現(xiàn)的。plc采用的計(jì)算機(jī)技術(shù)、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)控制和通信聯(lián)網(wǎng)等功能，比繼電器控制系統(tǒng)的功能

16、強(qiáng)大的多。繼電器系統(tǒng)的可靠性差，診斷復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)的故障非常困難。梯形圖程序中的輸出繼電器是一種“軟繼電器”，它們的功能是用軟件來實(shí)現(xiàn)的，因此沒有硬件繼電器那樣的觸點(diǎn)易于出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象。plc的可靠性高，故障率極低，并且很容易診斷和排除故障。繼電器的控制功能被固定在線路中，其功能單一，不易修改，靈活性差。plc的控制方式靈活，有很強(qiáng)的柔性，僅需修改梯形圖就可以改變控制功能。至今還沒有一套通用的容易掌握的繼電器電路設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)復(fù)雜的繼電器電路既困難又費(fèi)時(shí)，設(shè)計(jì)出的電路也很難閱讀理解。plc有大量用軟件實(shí)現(xiàn)的輔助繼電器，定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等編程元件供梯形圖的設(shè)計(jì)者使用。用先進(jìn)的順序控制設(shè)計(jì)法來

17、設(shè)計(jì)梯形圖，比設(shè)計(jì)相同功能的繼電器電路花費(fèi)的時(shí)間要少得多。繼電器要在硬件安裝，接線全部完成后才能進(jìn)行調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改電路花的時(shí)間也很多。plc控制系統(tǒng)的開關(guān)柜制作，現(xiàn)場施工和梯形圖設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，梯形圖可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，發(fā)現(xiàn)問題后修改起來非常方便。（2）單片機(jī)控制單片機(jī)又稱單片微控制器，將cpu、并行輸入/輸出接口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、存儲(chǔ)器和通信接口集成在一個(gè)芯片中，最便宜的8位單片機(jī)銷售僅為幾元，其功能強(qiáng)，響應(yīng)速度快，性能價(jià)格比極高。但是除了單片機(jī)芯片外，單片機(jī)還需要設(shè)計(jì)硬件電路圖和印制電路板。單片機(jī)一般用匯編語言或c語言編程，編程時(shí)需要了解單片機(jī)內(nèi)部的硬件結(jié)構(gòu)。將單片機(jī)用于工業(yè)控制

18、，對(duì)開發(fā)人員的硬件設(shè)計(jì)水平和軟件設(shè)計(jì)水平的要求都很高。此外，用單片機(jī)設(shè)計(jì)測控產(chǎn)品需要采用大量的硬件，軟件方面的抗干擾措施，才能保證長期穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。有的專業(yè)公司開發(fā)的單片機(jī)產(chǎn)品的可靠性都難達(dá)到plc的水平。(3) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制控制用的個(gè)人計(jì)算機(jī)(pc)稱為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，簡稱為工控機(jī)。工控機(jī)是在個(gè)人計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，采用總線結(jié)構(gòu)，硬件的兼容性較強(qiáng)。ipc有各種各樣的輸入/輸出板卡供用戶選用，有很強(qiáng)的高速浮點(diǎn)去處、圖像運(yùn)算、通信和人機(jī)交互等功能，容易實(shí)現(xiàn)管理控制網(wǎng)絡(luò)的一體化。plc的體積小巧緊湊，硬件和操作系統(tǒng)的可靠性總體上比工控機(jī)高。工控機(jī)則來源于個(gè)人計(jì)算機(jī)，主要用于過程控制或

19、控制系統(tǒng)中的上位機(jī)和人機(jī)接口。在高端應(yīng)用方面，很難區(qū)分plc和工業(yè)pc之間的差異，因主兩者均采用同樣的微機(jī)處理器和內(nèi)存芯片。plc與pc相比有以下優(yōu)點(diǎn)：1) 對(duì)低端應(yīng)用，plc具有極大的性能價(jià)格比優(yōu)勢。工控機(jī)的價(jià)格比較高，將它用于小型開關(guān)量控制系統(tǒng)以取代繼電器控制，無論在體積和價(jià)格上都很難接受，可靠性也遠(yuǎn)不如plc。2) plc的可靠性無可比擬，故障停機(jī)時(shí)間最少。3) plc是專門為工廠現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境設(shè)計(jì)的，結(jié)構(gòu)上采用整體密封或插件組合型，對(duì)印制板，電源，機(jī)架，插座的制造和密閉，均采用了嚴(yán)密的措施。4) plc使用專門為工控設(shè)計(jì)的各種編程語言，這些語言簡單易學(xué)。與pc機(jī)發(fā)展太快相比，plc產(chǎn)品可

20、以長期供貨，并提供長期的技術(shù)支持。5) plc有龐大的有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員，維護(hù)人員和技術(shù)支持系統(tǒng)。（4）可編程程序控制器控制plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。有以下主要特點(diǎn)： 1）使用靈活、通用性強(qiáng)；2）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)；3）接口簡單、維護(hù)方便；4）體積小、功耗小、性價(jià)比高；5）編程簡單、容易掌握；6）

21、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短?？删幊炭刂破鞯陌l(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。通過以上幾種控制方案的比較，選用plc來實(shí)現(xiàn)對(duì)液體混合過程的控制。第3章 液體自動(dòng)混合控制的硬件設(shè)計(jì)3.1 總體結(jié)構(gòu)某一液料自動(dòng)混合裝置如圖1所示，用于將3種液體按一定的容積比例進(jìn)行

22、混合圖3.1 液料自動(dòng)混合裝置工作示意圖1.初始狀態(tài)，液罐為空的，電磁閥yv14、電動(dòng)機(jī)m均為失電狀態(tài)，液位傳感器sq14均為不動(dòng)作狀態(tài)。2.物料自動(dòng)混合控制。按下起動(dòng)按鈕sb1，電磁閥yv1的電，開始注入液料1，當(dāng)液料1的液位達(dá)到液位傳感器sq3時(shí)，yv1關(guān)，yv2閥開，注入液料2，當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器sq2時(shí)，yv2閥關(guān)，yv3閥開，注入液料3，當(dāng)液位達(dá)到液位傳感器sq1時(shí)，yv3閥關(guān)，攪拌電動(dòng)機(jī)m起動(dòng)，攪拌20秒后停止，放液電磁閥yv4動(dòng)作，當(dāng)液位下降到液位傳感器sq4以下時(shí)，再經(jīng)過5秒鐘（放掉剩余液體）后，sq4閥關(guān)閉，之后，自動(dòng)循環(huán)上述過程。3.停止操作。按下停止按鈕sb2，當(dāng)完成一

23、個(gè)循環(huán)過程，即液灌液體放空后在全部停止。按下急停按鈕sb3，所有輸出立即停止。3.2 元器件的選擇表一元器件明細(xì)表名稱型號(hào)數(shù)量備注按鈕開關(guān)kh-22043個(gè)液位傳感器lsf-2.54個(gè)攪拌電動(dòng)機(jī)ej15-31個(gè)電磁閥（入液罐）vf4-253個(gè)電磁閥（出液罐）avf-401個(gè)接觸器cjx1-9/220v4個(gè)3.3 液位傳感器的選擇選用lsf-2.5型液位傳感器其中“l(fā)”表示光電的，“s”表示傳感器，“f”表示防腐蝕的，2.5為最大工作壓力。lsf系列液位開關(guān)可提供非常準(zhǔn)確、可靠的液位檢測。其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射回來；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折

24、射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開關(guān)量。應(yīng)用此原理可制成單點(diǎn)或多點(diǎn)液位開關(guān)。lsf 光電液位開關(guān)具有較高的適應(yīng)環(huán)境的能力，在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：（1）工作壓力可達(dá)2.5mpa （2）工作溫度上限為125c （3）觸點(diǎn)壽命為100萬次 （4）觸點(diǎn)容量為70w （5）開關(guān)電壓為24v dc （6）切換電流為0.5a 3.33.4 攪拌電機(jī)的選擇選用ej15-3型電動(dòng)機(jī)其中“e”表示電動(dòng)機(jī)，“j”表示交流的，15為設(shè)計(jì)序號(hào)，3為最大工作電流 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： ej15系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異

25、步電動(dòng)機(jī)。 (1)額定電壓為220v，額定頻率為50hz，功率為2.5kw，采用三角形接法。 （2）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過1000m。工作溫度-1540c /濕度90%。 （3）ej15系列電動(dòng)機(jī)效率高、節(jié)能、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、噪音低、振動(dòng)小、運(yùn)行安全可靠。其硬件接線如圖2所示。3.5 電磁閥的選擇（1）入罐液體選用vf4-25型電磁閥 其中“v”表示電磁閥，“f”表示防腐蝕，4表示設(shè)計(jì)序號(hào)，25表示口徑（mm） 寬度。相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： 1）材質(zhì)：聚四氟乙烯。使用介質(zhì)：硫酸、鹽酸、有機(jī)溶劑、化學(xué)試劑等酸堿性的液體。2）介質(zhì)溫度150/環(huán)境溫度-2060c。3）使用電壓：ac：22

26、0 v50hz/60hz dc：24v。 4）功率：ac：2.5kw。5）操作方式：常閉：通電打開、斷電關(guān)閉，動(dòng)作響應(yīng)迅速，高頻率。（2）出罐液體選用avf-40型電磁閥其中“a”表示可調(diào)節(jié)流量，“v”表示電磁閥，“f”表示防腐蝕，40為口徑(mm) 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下：圖3.2 攪拌機(jī)的硬件接線圖1）其最大特點(diǎn)就是能通過設(shè)備上的按鍵設(shè)置來控制流量，達(dá)到定時(shí)排空的效果。2）其閥體材料為：聚四氟乙烯，有比較強(qiáng)的抗腐蝕能力。 3）使用電壓：ac：220 v50hz/60hz dc：24v。4）功率：ac：5kw。3.6 plc的選擇plc的一般結(jié)構(gòu)如圖3所示，由圖可見主要有6個(gè)部分組成

27、，包括cpu(中央處理器)、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、i/o擴(kuò)展接口。（1）中央處理單元（cpu）與通用計(jì)算機(jī)中的cpu一樣。plc中的cpu也是整個(gè)系統(tǒng)的核心部件，主要有運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。cpu在很大程度上決定了plc的整體性能，如整個(gè)系統(tǒng)的控制規(guī)模、工作速度和內(nèi)存容量等。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。plc常用的存儲(chǔ)器類型有ram、eprom、 eeprom等。（3）i/o模塊輸入模塊和輸出模塊通常稱為i/o模塊或i/o單元。plc的對(duì)外功能主要是通過各種i/o接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。輸入模塊和輸出模塊是plc與現(xiàn)場i/o裝置或設(shè)備之間的連接部件，起著plc與外部設(shè)備之間傳遞信息的作用。通常i/o模塊上還有狀態(tài)顯示和i/o接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。圖3.3 plc結(jié)構(gòu)圖3.7 plc輸入輸出口分配表二 輸入輸出分配輸入點(diǎn)地址功能輸出點(diǎn)地址功能i0.0 sb1啟動(dòng)按鈕q