基于PLC的液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)：基于PLC的液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題目： 基于plc的液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓 名： 專 業(yè)： 學(xué) 院： 繼續(xù)教育學(xué)院 學(xué)習(xí)形式： 助學(xué)單位： 指導(dǎo)教師： 2011年3月 5畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）說 明 書 題目 院 別： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 設(shè) 計(jì) 人： 指導(dǎo)教師： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書一、題目：二、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)三、內(nèi)容要求：1. 說明部分：2. 計(jì)算部分：3. 繪圖部分：四、發(fā) 給 日 期： 年 月 日五、要 求 完 成 日 期： 年 月 日 指導(dǎo)教師： 系 主 任： 年 月 日遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院論文基于plc的液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，

2、提出數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、運(yùn)行監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理、等多方面要求。設(shè)計(jì)的混合液體控制裝置,利用plc實(shí)現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，適合于各種液體的混合調(diào)配。本設(shè)計(jì)采用可編程控制器(plc)作為系統(tǒng)控制器。并在其中介紹了什么是可編程控制器（簡(jiǎn)稱plc），它的產(chǎn)生和發(fā)展史，plc在我國的發(fā)展及其plc的發(fā)展趨勢(shì)，plc的主要特點(diǎn)，plc的基本結(jié)構(gòu)與工作過程。本設(shè)計(jì)以兩種液體的混合控制為例，其要求是將兩種液體按一定比例混合，在電動(dòng)機(jī)攪拌后將混合的液體輸出容器。并形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能結(jié)束。液體混合系統(tǒng)的

3、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個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。 設(shè)計(jì)以液體混合控制系統(tǒng)為中心,從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程（包括設(shè)計(jì)方案、設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求、梯形圖設(shè)計(jì)、外部連接通信等）,旨在對(duì)其中的設(shè)計(jì)及制作過程做簡(jiǎn)單的介紹和說明。關(guān)鍵詞：可編程控制器,自動(dòng)控制,液體混合iliquid mixture control system design based on plcabstractwith the rapid development o

4、f computer technology, the original liquid mixed device technology, the data acquisition, automatic control, operation monitoring, alarm, operation management, and other requirements. design of mixed liquid control devices, the use of plc in the mixing process to achieve the precise control, improve

5、s the stability of the mixing ratio and stable operation, a high degree of automation, it has broad market prospects for the deployment of a variety of liquid mixture. the design uses a programmable logic controller (plc) as a system controller. and in which what is described a programmable controll

6、er (plc), its emergence and development of history, plc in the development of our country and its development trend of plcs, plcs main characteristics, plcs basic structure and working process.the design of hybrid control of two liquids as an example, the request is based on a certain percentage of

7、the two liquids mixed, stir in the motor output will be a mixture of liquid containers. and the formation of the cycle, and in the press after the stop button to complete the end of this meeting can be mixed. liquid hybrid system control design, taking into account the continuity of its movements, a

8、s well as all charged with equipment moves between the relevance of the work of different state of motion control to the corresponding output, in order to achieve liquid hybrid systems by adding a liquid from the first completion of the mixed output of such a cycle control of the program. the design

9、 of hybrid control system in the liquid as the center, from the control system hardware components, software selection of the design process to the system (including design, design process, design requirements, ladder design, external communications, etc.), which seeks to the design and production p

10、rocess to do a brief introduction and noteskeywords: plc ;automatic control; liquid mixture目錄摘 要iabstractii第1章 緒 論11.1背景11.2研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展31.3研究解決的主要問題和目的6第2章 液體混合裝置72.1 液體混合裝置的結(jié)構(gòu)72.2 液體混合控制系統(tǒng)的工藝流程8第3章 plc與液體混合控制方案103.1 plc的簡(jiǎn)介103.2 控制方案13第4章 硬件選擇與軟件設(shè)計(jì)154.1 硬件設(shè)計(jì)154.1.1 plc的選擇154.1.2 輸出/輸入地址分配194.1.3 接線圖22

11、4.2軟件設(shè)計(jì)224.2.1流程圖234.2.2語句表24第5章 結(jié) 論29參考文獻(xiàn)30謝辭31 iv第1章 緒 論1.1背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(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)行監(jiān)視、報(bào)警、運(yùn)行管理、等多方面要求。設(shè)計(jì)的混合液體控制裝置,利用plc實(shí)現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景，適合于各種液體的混合調(diào)配。 目前大部分自動(dòng)混合配料、計(jì)量設(shè)備的控制系統(tǒng)的構(gòu)成主要有三種方法： 第一種是采用工業(yè)計(jì)算機(jī)作為控制器，稱重傳感器信號(hào)通過a/d數(shù)據(jù)采集卡進(jìn)入計(jì)算機(jī)，其它信號(hào)通過計(jì)算機(jī)上的di/do卡處理；人

12、機(jī)交互界面采用計(jì)算機(jī)顯示界面或?qū)ｉT開發(fā)的薄膜面板、led數(shù)顯等。這種方法控制程序用vb或vc等語言編寫。具有稱重算法豐富，數(shù)據(jù)庫功能強(qiáng)大，人機(jī)交互性能好等特點(diǎn)。但缺點(diǎn)是控制軟件為各個(gè)廠家專門開發(fā)的兼容性能不好，同時(shí)系統(tǒng)的再開發(fā)能力和對(duì)開關(guān)量的處理能力都比較差。另外計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和可靠性也有待提高。 第二種方法采用的控制器為單片機(jī)，并利用其開發(fā)專用的稱重控制器。利用一臺(tái)或多稱重控制器和稱重傳感器構(gòu)成配料系統(tǒng)。這種方法控制程序用匯編語言編寫。具有成本低廉、設(shè)備可靠性高以及操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。但還是有兼容性能、再開發(fā)能力差的缺點(diǎn)。另外這種方法較適合于單臺(tái)設(shè)備的控制，對(duì)于復(fù)雜的控制系統(tǒng)難以處理。 第三種方

13、法是采用可編程控制器(plc)作為系統(tǒng)控制器，稱重傳感器信號(hào)通過plc的aid模塊進(jìn)入plc主機(jī)，其它信號(hào)通過的dudq模塊處理；人機(jī)交互界面采用觸摸屏、led數(shù)顯等。這種方法控制程序用梯形圖等plc編程語言編寫。具有算法豐富，可靠性能高，開關(guān)量的處理能力強(qiáng)及人機(jī)交互性能好等特點(diǎn)。但缺點(diǎn)是數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和處理的能力較差1?？删幊绦蚩刂破?簡(jiǎn)稱plc)是近年來出現(xiàn)在我國 的一種新型工業(yè)控制器，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)，具有可靠性高，靈活性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)正日益廣泛地用于各種生產(chǎn)機(jī)械過程控射領(lǐng)域。目前，液體混合操作作為一些工廠關(guān)鍵的或不可映少的一環(huán)，要求設(shè)備艟合質(zhì)量高生產(chǎn)效率高自動(dòng)化程度高，適應(yīng)

14、范圍廣等，而采用 plc控制液體輥合恰恰能滿足這些要求因此，多種液體的plc控制具有一定的圍實(shí)用范。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給大規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化帶來了曙光。1968年，美國最大的汽車制造廠商通用汽車（gm）公司提出了公開招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器便于使用的特點(diǎn)相結(jié)合，把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用面向過程、面向問題的“自然語言”編程，生產(chǎn)一種新型的工業(yè)通用控制器，使人們不必花費(fèi)大量的精力進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，也能像繼電器那樣方便地使用。這個(gè)方案首先得到了美國數(shù)字設(shè)備（dec）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。該公司于1969年研制出了第一臺(tái)符合招標(biāo)要求的工業(yè)控制器，命名為可編程邏

15、輯控制器（programmable logic controller），簡(jiǎn)稱plc（有的稱為pc），并在gm公司的汽車自動(dòng)裝配線上試驗(yàn)獲得了成功。plc一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠性好、設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)plc的廠家云起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在plc中的應(yīng)用，使plc的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。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)幾乎都需用到它，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、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

16、繼電器控制。本次設(shè)計(jì)是將plc用于多種液體混合物裝置的控，對(duì)學(xué)習(xí)與實(shí)用是很好的結(jié)合3。 另外在煉油、化工、制藥等行業(yè)中,多種液體混合是必不可少的工序, 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。所以為了幫助相關(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(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題。1.2研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展 plc在問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展

17、。在美、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一，世界總銷售額不斷上升，生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)，品種不斷翻新，產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。 plc的發(fā)展趨勢(shì)： 向高速度、大容量方向發(fā)展 為了提高plc的處理能力，要求plc具有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。目前，有的plc的掃描速度可達(dá)0.1ms每千步左右。plc的掃描速度已成為很重要的一個(gè)性能指標(biāo)。 在存儲(chǔ)容量方面，有的plc最高可達(dá)幾十兆字節(jié)。為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，有的公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤。 向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展 當(dāng)前中小型plc比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后plc要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。

18、現(xiàn)已有i/o點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的超大型plc，其使用32位微處理器，多個(gè)cpu并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。超小型plc由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加靈活，為了市場(chǎng)需要已開發(fā)了各種簡(jiǎn)易、經(jīng)濟(jì)的超小型微型plc，最小配置的i/o點(diǎn)數(shù)為816點(diǎn)，以適應(yīng)單機(jī)及小型自動(dòng)控制的需要，如三菱公司系列plc6 。plc大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力 為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程i/o模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶cpu和存儲(chǔ)器的智能i/o模塊，既擴(kuò)展了plc功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了plc應(yīng)用范圍。加強(qiáng)plc聯(lián)網(wǎng)通信

19、的能力，是plc技術(shù)進(jìn)步的潮流。plc的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是plc之間聯(lián)網(wǎng)通信，各plc生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是plc與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般plc都有專用通信模塊與計(jì)算機(jī)通信。 為了加強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通信能力，plc生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，plc已成為集散控制系統(tǒng)（dcs）不可缺少的重要組成部分。 增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力 根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在plc控制系統(tǒng)的故障中，cpu占5%，i/o接口占15%，輸入設(shè)備占45%，輸出設(shè)備占30%，線路占5%。前二項(xiàng)共20%故障屬于plc的內(nèi)部故障，它可通過plc本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理；而其余8

20、0%的故障屬于plc的外部故障。因此，plc生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的專用智能模塊，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 編程語言多樣化 在plc系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，plc的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)plc使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言（basic、c語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是plc進(jìn)步的一種趨勢(shì)4。 目前 ，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)控制領(lǐng)域基本上采用了以plc和微控制器為核心的微機(jī)控制系統(tǒng)口而 plc作為新一代的工業(yè)控制器，具有體積小、編程

21、簡(jiǎn)單、使用方便，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化但是用plc經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，給工程技術(shù)人員和初學(xué)者帶來很大麻煩對(duì)于不同的控制系統(tǒng)也沒有一種通用的設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，經(jīng)常需用大量的中間器件來完成記憶、連鎖和互鎖等功能，這些器件組成的邏輯關(guān)系往往又相互制約、錯(cuò)綜復(fù)雜，分析起來非常困難在修改某一局部電路時(shí)，很可能對(duì)系統(tǒng)的其它部分產(chǎn)生意想不到的影響因此需要有一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法而順序控制設(shè)計(jì)法是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的邏輯順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的先后順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)

22、構(gòu)有秩序進(jìn)行操作的一種設(shè)計(jì)方法，該方法簡(jiǎn)單易懂、邏輯性強(qiáng),便于閱讀，可以有效縮短程序設(shè)計(jì)時(shí)間它要求被控對(duì)象的步序按照轉(zhuǎn)換條件的先后順序一步接一步地轉(zhuǎn)換。這種控制方式廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其是機(jī)械制造行業(yè)。復(fù)雜的順序控制過程不容易直接設(shè)計(jì)出梯形圖，通常是先繪制出控制流程圖，再按一定的規(guī)則將流程圖轉(zhuǎn)換成梯形圖5。 自動(dòng)化程序控制不應(yīng)該只是使生產(chǎn)最佳化，也必須有足夠彈性使作業(yè)人員能夠隨意安排生產(chǎn)計(jì)劃，此處所謂隨意安排也包含未來工廠或流程的擴(kuò)展與現(xiàn)有設(shè)備的重整，因此他說，電腦設(shè)備的選擇，對(duì)生產(chǎn)程序的未來發(fā)展非常重要，業(yè)者必須考慮是要經(jīng)由中央電腦來施行自動(dòng)化，或者是由多部微處理機(jī)與一大型主電腦連

23、線來施行自動(dòng)化。 目前人們認(rèn)為以一中央電腦來同時(shí)控制所有的程序，不管是在擁有程序控制設(shè)備的新設(shè)工廠，或是加裝程序控制設(shè)備的現(xiàn)有工廠，都是非常危險(xiǎn)的，底下幾點(diǎn)是可能出現(xiàn)的問題：安裝時(shí)會(huì)耽擱生產(chǎn)較久。 工廠較易因一點(diǎn)小故障而停擺。 工廠擴(kuò)展時(shí)生產(chǎn)便停擺。成本較貴。 較無彈性。 由一中央電腦控制全局的缺失。選擇中央電腦與幾個(gè)微處理機(jī)以控制個(gè)別程序的系統(tǒng)，其主要的優(yōu)點(diǎn)是制造者可以選擇他所要匹配中央電腦系統(tǒng)的設(shè)備。我一直認(rèn)為，以一部中央電腦與幾部微處理機(jī)來做程序控制的系統(tǒng)，仍然是目前為止最具彈性與最有可能適應(yīng)未來發(fā)展的系統(tǒng)。而這種控制系統(tǒng)可以應(yīng)用在液體混合控制方面來提高生產(chǎn)效率，降低成本。并且可以提高多

24、種液體混合時(shí)的比率準(zhǔn)確率6。1.3研究解決的主要問題和目的液體混合系統(tǒng)的控制要解決的問題就是如何控制注入混合池中的液體所占的比例，按照最簡(jiǎn)單的辦法，在混合池中按比例設(shè)置液位訊號(hào)，先加入一種液體到達(dá)一定的位置后停止，再加入另一種液體到一定的位置，這樣就可以實(shí)現(xiàn)按比例注入，這是考慮到混合遲的容量一定的情況下，不同的液位對(duì)應(yīng)于相應(yīng)的液體量。同時(shí)考慮到混合后的液體送出控制，還需要在混合池的底部設(shè)置送出控制閥門，用于將混合好的液體送至下一處理單元。綜合上述的思路，對(duì)液體的假入和送出采用電磁閥來控制管路的開閉，利用液位信號(hào)來實(shí)現(xiàn)具體的控制邏輯。而對(duì)于攪拌，則需要在液體注入完成后，控制攪拌電機(jī)拖動(dòng)攪拌器運(yùn)轉(zhuǎn)

25、來完成，為了達(dá)到要求的混合效果，對(duì)攪拌的時(shí)間需要給予控制。在攪拌混合均勻后，以達(dá)到最終混合效果。針對(duì)plc控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，介紹了系統(tǒng)的工作過程與系統(tǒng)的幾種操作方式，更加詳細(xì)的說明了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì):plc的選型、plc的輸入/輸出地址分配表、i/o接線圖。軟件設(shè)計(jì)：流程圖、梯形圖。對(duì)于機(jī)械手的plc控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的總結(jié)。詳細(xì)的列出本文所參考的文獻(xiàn)資料。第2章 液體混合裝置2.1 液體混合裝置的結(jié)構(gòu)圖2-1 兩種液體混合裝置該裝置包括進(jìn)料段和靜態(tài)混合段，兩股或多股物料先在進(jìn)料段中進(jìn)行初步的混合，然后通過動(dòng)態(tài)混合段進(jìn)行徹底的混合，最終達(dá)到均勻混合或乳化的要求。由于物料的混合和乳化在動(dòng)態(tài)條件下進(jìn)

26、行，無需轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備，占地面積小，可以連續(xù)操作，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的工業(yè)自動(dòng)化控制。隨著plc在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)plc能實(shí)現(xiàn)更多更好的功能讓人們期待。在對(duì)多種液體混合7裝置的控制時(shí)，最主要解決的就是液體的按比例混合13，而依據(jù)上面提出的設(shè)計(jì)思路，先得建立一個(gè)液體混合裝置的模型，并在容器上標(biāo)出各種液體對(duì)應(yīng)的刻度，在相應(yīng)的刻度上裝上液位檢測(cè)傳感器，用傳感器的檢測(cè)信號(hào)作為下個(gè)動(dòng)作的控制信號(hào)。由于設(shè)計(jì)本身所需的器件實(shí)驗(yàn)室不能完全滿足，所以用按鍵去替換設(shè)計(jì)中傳感器檢測(cè)到信號(hào)（輸入信號(hào)），用指示燈來替換電磁閥的開關(guān)、攪拌電機(jī)以及加熱器的開關(guān)信號(hào)（輸出信號(hào)）。因此該設(shè)計(jì)并沒有做成實(shí)物裝置，而是借助實(shí)驗(yàn)

27、室的thorm-a型可編程控器來完成的虛擬演示。2.2 液體混合控制系統(tǒng)的工藝流程混料罐有兩個(gè)進(jìn)料口，一個(gè)出料口，上部有攪拌電動(dòng)機(jī)?；炝瞎奚嫌腥齻€(gè)液面位置傳感器，分別指示液面的高，中，低。當(dāng)液面處于某種水平時(shí)，相應(yīng)的液面位置傳感器有信號(hào)。操作面板上有開始和停止兩個(gè)按鈕，兩個(gè)按鈕上帶有指示燈?；旌峡刂蒲b置如圖3-1所示。其中l(wèi)1、l2、l3為液面?zhèn)鞲衅?，液面到位時(shí)閉合；y1、y2、y4為電磁閥，m為攪拌電動(dòng)機(jī)。（1）、初始狀態(tài)：容器為空的，各閥門均關(guān)閉（y1、y2、y4均為off），液面?zhèn)鞲衅鳠o信號(hào)（均為off），電動(dòng)機(jī)m停止。（2）、按起動(dòng)按鈕sb1，電磁閥y1=on，開始注如入液體a；至液面

28、到達(dá)l2時(shí)，關(guān)閉y1，停止注入液體a，同時(shí)開啟電磁閥y2，注入液體b；至液面升至l1時(shí)，關(guān)閉y2，停止注入液體b，同時(shí)開啟攪拌機(jī)m，攪拌混合時(shí)間6s；停止攪拌后，放出混合液體（y4=on）。當(dāng)液面降至l3時(shí)，再延時(shí)3.5s，停止放出（y4=off），完成一個(gè)工作循環(huán)。自動(dòng)進(jìn)入下一工作循環(huán)。（3）、按下停止按鈕sb2，當(dāng)前操作循環(huán)完成后，停止操作，回到初始狀態(tài)。目前，隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)控制領(lǐng)域基本上采用了以 plc和微控制器為核心的微機(jī)控制系統(tǒng)口而 plc 作為新一代的工業(yè)控制器，具有體積小、編程簡(jiǎn)單、使用方便，抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化但是，用 pl

29、c 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，給工程技術(shù)人員和初學(xué)者帶來很大麻煩對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，也沒有一種通用的設(shè)計(jì)方法l2在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，經(jīng)常需用大量的中間器件來完成記憶、連鎖和互鎖等功能，這些器件組成的邏輯關(guān)系往往又相互制約、錯(cuò)綜復(fù)雜，分析起來非常困難在修改某一局部電路時(shí)，很可能對(duì)系統(tǒng)的其它部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此需要有一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法而順序控制設(shè)計(jì)法是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的邏輯順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的先后順序，在生產(chǎn)過程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有秩序進(jìn)行操作的一種設(shè)計(jì)方法，該方法簡(jiǎn)單易懂、邏輯性強(qiáng)、便于閱讀，可

30、以有效縮短程序設(shè)計(jì)時(shí)間本文就順序控制法在液體混合控制系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行探討12第3章 plc與液體混合控制方案3.1 plc的簡(jiǎn)介為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，plc有以下特點(diǎn)：1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求：平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）短任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：偶發(fā)性故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。但對(duì)plc而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞。永久性故障。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的

31、故障。如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使plc在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使plc在惡劣條件消失后自動(dòng)恢復(fù)正常，這樣就能提高平均故障間隔時(shí)間；如果能在plc上增加一些診斷措施和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段，在永久性故障出現(xiàn)時(shí)，能很快查出故障發(fā)生點(diǎn)，并將故障限制在局部，就能降低plc的平均修復(fù)時(shí)間。為此，各plc的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使plc除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時(shí)給出出錯(cuò)信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使plc具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。硬件措施：主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，大量開關(guān)動(dòng)作由無觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，i/o系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)

32、和信號(hào)調(diào)理電路。屏蔽對(duì)電源變壓器、cpu、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。 濾波對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如lc或型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。電源調(diào)整與保護(hù)對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5v電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過電壓、欠電壓的影響。隔離在微處理器與i/o電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離i/o接口與cpu之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各i/o口之間亦彼此隔離。采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢

33、復(fù)正常工作；同時(shí)也有助于加快查找故障原因。軟件措施： 有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。故障檢測(cè)軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理。信息保護(hù)與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞plc內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來的程序工作。所以，plc在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。設(shè)置警戒時(shí)鐘wdt（看門狗）如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過了wdt規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警，并停止執(zhí)行。對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電

34、池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)丟失。plc的出廠試驗(yàn)項(xiàng)目中，有一項(xiàng)就是抗干擾試驗(yàn)。它要求能承受幅值為1000v，上升時(shí)間1ns，脈沖寬度為1s的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬上千萬小時(shí)；制成系統(tǒng)亦可達(dá)45萬小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便plc品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變plc的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，plc除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣現(xiàn)代plc不

35、僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。4.編程簡(jiǎn)單，容易掌握目前，大多數(shù)plc仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”9-12。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀plc的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語句表等編程語言。plc在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用

36、解釋程序?qū)⑺g成匯編語言然后執(zhí)行（plc內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量由于plc采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，plc的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于plc的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。6.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便plc是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體

37、積小，重量輕，功耗低。并且由于plc的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的f1-40m型plc為例：其外型尺寸僅為305110110mm，重量2.3kg，功耗小于25va；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有fx系列plc，與其超小型品種f1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24128點(diǎn)。3.2 控制方案為了實(shí)現(xiàn)液體混合系統(tǒng)的控制8，首先要確定系統(tǒng)對(duì)可編程控制器的輸入輸出要求。根據(jù)前面的分析，輸入點(diǎn)分別設(shè)置啟停按鈕輸入信號(hào)、液位檢測(cè)信號(hào)和傳感器溫度檢測(cè)信號(hào)，包括最低位（用于第一種液體

38、的加入量控制和控制放流閥關(guān)閉）、中間液位（第二種液體的加入量控制），系統(tǒng)的輸出考慮實(shí)際工作的需求，設(shè)置攪拌電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)和3個(gè)電磁閥的控制信號(hào)，這就是4個(gè)輸出信號(hào)的輸出，3個(gè)電磁閥分別對(duì)液體a、液體b和放出管路的關(guān)閉進(jìn)行控制。對(duì)于這樣的小型系統(tǒng)，可以選用一些小型可編程器來實(shí)現(xiàn)單體設(shè)計(jì)，也可以在大型控制系統(tǒng)中作為一個(gè)組成部分來實(shí)現(xiàn)，依據(jù)設(shè)計(jì)求，本設(shè)計(jì)以兩種液體的混合控制為例，其要求是要兩種液體按一定比例混合，在電動(dòng)機(jī)攪拌后要達(dá)到一定的溫度才能將混合的液體輸出容器。并形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能結(jié)束。采用本裝置為兩種液體混合裝置，ai+和ai-為液位傳感器輸出信號(hào)，l1、l2、

39、l3為液位指示，液體a、b閥門與混合液閥門由電磁閥yv1、yv2、yv3控制，m為攪勻電機(jī)，控制要求如下：初始狀態(tài)：裝置投入運(yùn)行時(shí)，液體a、b閥門關(guān)閉，混合液閥門打開20秒將容器放空后關(guān)閉。起動(dòng)操作：按下起動(dòng)按鈕sb1，裝置就開始按下面規(guī)律操作：液體a閥門打開，液體a流入容器。當(dāng)液面到達(dá)l2時(shí)，l2接通，關(guān)閉液體a閥門，打開液體b閥門。液面到達(dá)l1時(shí)，關(guān)閉液體b閥門，攪勻電機(jī)開始攪勻。攪勻電機(jī)工作1分鐘后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到l3時(shí)，l3由接通變?yōu)閿嚅_，再過20秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。停止操作：按下停止按鈕sb2后，在當(dāng)前的混合液操作處

40、理完畢后，停在初始狀態(tài)，當(dāng)有下一啟動(dòng)輸入時(shí)，又開始工作。第4章 硬件選擇與軟件設(shè)計(jì)4.1 硬件設(shè)計(jì)隨著plc在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)plc能實(shí)現(xiàn)更多更好的功能讓人們期待。在對(duì)多種液體混合裝置的控制時(shí)，最主要解決的就是液體的按比例混合，而依據(jù)上面提出的設(shè)計(jì)思路，先得建立一個(gè)液體混合裝置的模型，并在容器上標(biāo)出各種液體對(duì)應(yīng)的刻度，在相應(yīng)的刻度上裝上液位檢測(cè)傳感器，用傳感器的檢測(cè)信號(hào)作為下個(gè)動(dòng)作的控制信號(hào)。4.1.1 plc的選擇1.選擇型號(hào) 西門子s7-200及s7-300simatic s7-200系列2plc適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。s7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)

41、立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此s7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。s7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性 極豐富的指令集 易于掌握 便捷的操作 豐富的內(nèi)置集成功能 實(shí)時(shí)特性 強(qiáng)勁的通訊能力 豐富的擴(kuò)展模塊 s7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。大中型plc系統(tǒng)一般采用模塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整個(gè)

42、系統(tǒng)有功能不同的各種模塊組合而成，這樣構(gòu)建的系統(tǒng)能夠更加靈活地適應(yīng)實(shí)際的生產(chǎn)需求，是維修和調(diào)試更是簡(jiǎn)單方便，有利于提高系統(tǒng)的可靠性。s7-300是模塊化中小型plc系統(tǒng)，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用。其模塊化結(jié)構(gòu)，無派風(fēng)扇設(shè)計(jì)，易于實(shí)現(xiàn)分布式安裝，便于用戶掌握等特點(diǎn)使得s7-300成為能夠適應(yīng)各種沖小規(guī)模到中等規(guī)模性能要求的控制任務(wù)。本設(shè)計(jì)我主要使用的是s7-300可編程序控制器。2電源模塊電源模塊用于將ac110v或ac220v電源轉(zhuǎn)換為dc24v電源，為cpu、i/o模塊及接口模塊等功能模塊提供工作電源。按期輸出電源大小可分為2a、5a和10a三種。由于s7-300的是采用緊湊、無插位限制的

43、模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此各個(gè)模塊都是安裝在din導(dǎo)軌上的。該導(dǎo)軌是一種專用的金屬導(dǎo)軌，專門用來固定各種模塊，在安裝時(shí)只需要將模塊卡在導(dǎo)軌的固定槽內(nèi)，然后擰緊鎖緊螺栓就可以了。各種功能不同的模塊，其安裝位置也是不同的，但電源模塊永遠(yuǎn)安在導(dǎo)軌的第一個(gè)槽位（也就是導(dǎo)軌的最左邊）。3數(shù)字量模塊s7-300的數(shù)字量模塊包括數(shù)字量輸入模塊、數(shù)字量輸出模塊和數(shù)字量輸入/輸出模塊三種。數(shù)字量模塊需要安裝在din導(dǎo)軌上，通過背面的總線連接器與相鄰的模塊連接。數(shù)字量模塊與外部信號(hào)的連接需要通過連接器來完成，首先將外部信號(hào)的連接線連接在前連接器的端子上，然后將前連接器插入數(shù)字量模塊的前蓋板下面的凹槽內(nèi)，這樣就完成了數(shù)字

44、量模塊與外部信號(hào)的連接。 當(dāng)發(fā)生故障時(shí)只需將前連接器取下，然后換上新的模塊就可以了，不需要斷開與之相連接的外部接線，這樣就提高了維修的效率和可靠性。1）數(shù)字量出入模塊 數(shù)字量輸入模塊用來完成plc系統(tǒng)對(duì)外部信號(hào)的采集工作，將外部數(shù)字信號(hào)的電壓轉(zhuǎn)化為plc內(nèi)部的電平信號(hào)?？梢赃B接繼電器觸電式節(jié)點(diǎn)、光電式開關(guān)節(jié)點(diǎn)、接近式開關(guān)節(jié)點(diǎn)，以及各種數(shù)字電子開關(guān)節(jié)點(diǎn)等形式的信號(hào)。數(shù)字量輸入模塊按照輸入電壓形式的不同，可分為直流輸入信號(hào)模塊和交流輸入模塊。（1）直流輸入信號(hào)模塊 當(dāng)外部信號(hào)接通時(shí)，該觸點(diǎn)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮，同時(shí)光敏三極管飽和導(dǎo)通，經(jīng)過背板總線接口將信號(hào)引入plc，當(dāng)外部信號(hào)斷開時(shí)，發(fā)光二極管熄滅

45、，光敏二極管關(guān)斷，斷開與plc內(nèi)部的信號(hào)。經(jīng)過這樣的觀點(diǎn)耦合后，由于外部信號(hào)沒有和plc內(nèi)部進(jìn)行直接的電信號(hào)連接，所以當(dāng)外部信號(hào)發(fā)生短路故障時(shí)，不會(huì)影響到plc內(nèi)部系統(tǒng)，這樣就保證了系統(tǒng)的安全可靠性。（2）交流輸入信號(hào)模塊交流信號(hào)模塊為16點(diǎn)輸入，帶隔離，沒4點(diǎn)為一組，當(dāng)信號(hào)輸入時(shí)對(duì)應(yīng)的綠色狀態(tài)燈將點(diǎn)。與直流輸入信號(hào)模塊類似，外部信號(hào)同樣經(jīng)過模塊的端子后并沒有直接進(jìn)入plc內(nèi)部，而是經(jīng)過光電耦合之后才有背板總線接口連接進(jìn)plc內(nèi)部。2）數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字量模塊將s7-300的內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為控制工程所需的外部信號(hào)電平。該種模塊使用于連接電磁閥、接觸器、小功率電動(dòng)機(jī)、燈和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等負(fù)載。

46、根據(jù)所接的負(fù)載不同，輸出模塊可分為繼電器型、打功率晶體管和雙向晶閘管型或固態(tài)繼電器。由于輸出形式不同，可分為直流信號(hào)和交流信號(hào)輸出模塊。（1）直流輸出信號(hào)模塊當(dāng)程序中的線圈得電后，輸出信號(hào)有背板總線通過光電耦合電路送到輸出元件。當(dāng)輸出元件飽和導(dǎo)通后，表示信號(hào)接通；當(dāng)輸出元件截止后，表示信號(hào)斷開。光電耦合電路的作用和輸出模塊的作用一樣都是保證模塊與外部電路沒有電信號(hào)的連接，提高可靠性。（2）交流輸出信號(hào)模塊具有32個(gè)輸出點(diǎn)，帶熔斷和隔離，8點(diǎn)位一組。1.0a輸出電流。ac120v額定負(fù)載電壓。每組故障通過熔斷器熔斷指示。適用于交流電磁閥、接觸器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)和指示燈。3 模擬量模塊 在工

47、業(yè)生產(chǎn)過程中有很多連續(xù)變化的物理量，當(dāng)plc要處理這些信號(hào)時(shí)，就需要借助于模擬量輸入/輸出模塊來完成數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)化功能。1） 模擬量輸入模塊（1） 帶隔離的模擬量輸入模塊 對(duì)于帶隔離的模擬量輸入模塊，在cpu的m端和測(cè)量電流mana的參考點(diǎn)之間沒有電氣連接。（2） 不帶隔離的模擬量輸入信號(hào)對(duì)于帶隔離的模擬量輸入模塊，在cpu的m端和測(cè)量電流mana的參考點(diǎn)之間，必須建立電氣連接，建立im153。模擬量輸入模塊的主要作用就是將系統(tǒng)視圖的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為cpu能夠處理的數(shù)字信號(hào)，其核心工作單元為a/d轉(zhuǎn)換器。連接到模擬量輸入模塊的信號(hào)一般為標(biāo)準(zhǔn)的05v或420ma。信號(hào)的輸入以通道為單位進(jìn)

48、行轉(zhuǎn)換，每個(gè)通道都可以獨(dú)立地設(shè)定為電壓輸入或電流輸入，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的轉(zhuǎn)換器的不同還可以選擇輸入的量程。2） 模擬量輸出模塊 模擬量輸出模塊的工作和模擬量輸入模塊正好相反，它主要是將cpu產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行輸出，其主要工作設(shè)備為d/a轉(zhuǎn)換器同樣模擬量輸出模塊產(chǎn)生的輸出信號(hào)也可以是電壓或電流，可可根據(jù)情況進(jìn)行選擇。4 接口模塊接口模塊的作用是用來對(duì)s7-300的機(jī)架進(jìn)行擴(kuò)展，當(dāng)一個(gè)機(jī)架不能滿足系統(tǒng)配置要求時(shí)，就需要再擴(kuò)展一個(gè)或更多的機(jī)架，這時(shí)就需要通過接口模塊來實(shí)現(xiàn)幾個(gè)機(jī)架之間的信號(hào)傳遞。接口模塊分為發(fā)送端接口模塊和接收端口模塊兩種。（1） 發(fā)送端接口模塊發(fā)送端接口模塊用來從0號(hào)機(jī)架

49、向外進(jìn)行擴(kuò)展，發(fā)送端接口模塊的狀態(tài)led和故障led，可以幫助我們分析當(dāng)前接口模塊的工作狀態(tài)。（2） 接收端接口模塊接收端接口模塊位于擴(kuò)展出來的機(jī)架上，通過和發(fā)送端接口模塊的配合使用，可以和0號(hào)機(jī)架上的cpu進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)模塊的擴(kuò)展任務(wù)。4.1.2 輸出/輸入地址分配輸入/輸出單元通常也叫i/o單元或i/o模塊，是plc與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件，plc通過輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為plc對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)：同時(shí)plc有通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。 由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的信號(hào)電平是多種多樣的，而plc內(nèi)部的cpu處理的信

50、息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以i/o接口要實(shí)現(xiàn)一定的轉(zhuǎn)換。i/o接口一般都具有光電隔離和濾波功能以提高plc的抗干擾能力。另外，i/o接口上通常還有狀態(tài)指示，是工作狀態(tài)直觀，便于維護(hù)。plc提供了多種操作液體混合裝置輸人輸出接線如圖4-1所示。 plc輸人、輸出地址分配如表 1所示。 圖4-1液體混合裝置輸入/輸出接線圖表1 plc輸入、輸出地址分配symboladdresdata typesymboladdresdata type啟動(dòng)1 24.00 bool放出混合液體m 0.4booll11 24.10bool放出混合液體延時(shí)m 0.5booll21 24.20bool循環(huán)控制m 30.0bool

51、l31 24.30booly1q 8.1bool停止1 24.40booly2q 8.2bool初始狀態(tài)m 0.0boolmq 8.3bool放a液體m 0.1booly4q 8.4bool放b液體m 0.2bool攪拌延時(shí)t 0timer攪拌混合m 0.3bool放混合液體延時(shí)t 1timer4.1.3 接線圖i24.0 l+ y1 q8.1 i24.1 y2 q8.2 l+i24.2 m q8.3 i24.3 y4 q8.4 i24.4 com l+plc啟動(dòng)按鈕液位l1液位l2液位l3停止按鈕圖4-2 液體混合系統(tǒng)plc配置接線s7-3004.2軟件設(shè)計(jì) plc整體上由系統(tǒng)程序、用戶的應(yīng)用程序和底層硬件的硬件系統(tǒng)三部分7。系統(tǒng)程序是plc的操作系統(tǒng)，是plc的“大管家”，一般是plc廠家在出廠前固化在rom或eprom中，用戶不能干預(yù)。plc在啟動(dòng)時(shí)由系統(tǒng)軟件引導(dǎo)讀入并管理用戶程序的執(zhí)行。用戶程序是工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝要求，利用plc編程語言（如梯形圖語言）編制的實(shí)現(xiàn)某種功能的一種代