PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告液體混合教材

1、廣東技術(shù)師范學(xué)院天河學(xué)院PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告液體混合裝置控制的模擬系另u 電氣工程系班 級(jí) 本電氣113學(xué)號(hào) 2011010143313學(xué)生姓名黃奕謀指導(dǎo)老師吳巧媚組 員 周景彬 林學(xué)輝2013年9月摘要PLC以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)得到迅速地發(fā)展和普及，并在冶金、機(jī)械、紡織、輕工 等諸多領(lǐng)域取代了傳統(tǒng)的繼電 - 接觸器控制。掌握可編程控制器的工作原理、具 備設(shè)計(jì)、調(diào)試可編程控制器系統(tǒng)的能力， 已成為現(xiàn)代工業(yè)對(duì)電氣技術(shù)人員的基本 要求。將PLC應(yīng)用于液體混合裝置的控制，對(duì)于學(xué)習(xí)和工業(yè)上的應(yīng)用顯得尤為重 要。本設(shè)計(jì)以兩種液體的混合控制為例，要求是將兩種液體按一定比例混合，在 攪勻電機(jī)攪勻后將混合液體輸出容器

2、。 并自動(dòng)開始下一周期， 形成一個(gè)循環(huán)狀態(tài)。 在按下停止按鈕后所有工序停止操作。同時(shí)，該設(shè)計(jì)采用西門子公司的 S7-200 系列機(jī)型進(jìn)行控制系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計(jì)，利用模擬裝置對(duì)兩種液體混合的工業(yè)流 程進(jìn)行模擬。關(guān)鍵詞： 兩種液體、混合裝置、自動(dòng)控制目錄摘要 2第一章概述 41.1 課題內(nèi)容 41.1.1 選題的目的 41.1.2 課程設(shè)計(jì)的意義 41.2 設(shè)計(jì)過程 41.3 系統(tǒng)主要功能 4第二章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 52.1 系統(tǒng)控制要求 52.2 混合裝置基本組成 62.3 液體混合裝置運(yùn)行流程分析 62.4 PLC I/O 點(diǎn)分配表及外部硬件接線圖 72.4.1 系統(tǒng) I/O 點(diǎn)分配表 72

3、.4.2 PLC 外部硬件接線圖 7第三章系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì) 83.1 液體混合控制程序順序結(jié)構(gòu)圖 83.2 程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試 93.3 源程序代碼 93.3.1 程序梯形圖 LAD 93.3.2 程序指令表 STL 11第四章 課程設(shè)計(jì)體會(huì) 13參考文獻(xiàn) 13第一章 概述1.1 課題內(nèi)容1.1.1 選題的目的借助實(shí)驗(yàn)設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)過程中 PLC 的應(yīng)用，進(jìn)一步了解所學(xué)可編程控 制器的原理及應(yīng)用， 熟悉其編程方式。 兩種液體的混合裝置的控制更常見于工業(yè) 生產(chǎn)過程中，尤其在化工工業(yè)中多常見，便于學(xué)有所用。1.1.2 課程設(shè)計(jì)的意義了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、 步驟和設(shè)計(jì)原則。 學(xué)以致用，

4、鞏固課本 知識(shí)。通過訓(xùn)練， 使我們初步具有設(shè)計(jì)電氣控制裝置的能力， 從而培養(yǎng)了獨(dú)立工 作和創(chuàng)造的能力。而且用PLC進(jìn)行開關(guān)量控制的實(shí)例很多，在冶金、紡織、機(jī)械、 化工、鐵路的行業(yè)幾乎都需要用到它，如機(jī)床電控、食品加工、電梯、自動(dòng)化倉 庫等方面的邏輯控制，都廣泛應(yīng)用PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器控制。本次設(shè)計(jì)是將 PLC用于兩種液體混合裝置的控制，對(duì)學(xué)習(xí)和實(shí)用是很好的結(jié)合。1.2 設(shè)計(jì)過程利用西門子 S7-200 設(shè)計(jì)兩種液體的混合裝置控制系統(tǒng)。需要了解該液體混 合工藝流程， 首先需列出該程序的 I/O 分配表， 然后畫出該程序的流程圖， 繪制 PLC外部接線圖，最后編寫、調(diào)試梯形圖或語句表，發(fā)現(xiàn)問題

5、并逐步改善。1.3 系統(tǒng)主要功能按下啟動(dòng)按鈕SB1,裝置投入運(yùn)行時(shí)，自動(dòng)排空容器內(nèi)液體，20秒后，開始 按比例混入兩種不同的液體。 當(dāng)混合液體到達(dá)一定的容量時(shí)， 攪勻電機(jī)開始攪勻 兩種液體， 6 秒后電機(jī)停止攪動(dòng)并排出混合液體。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)停止所有工 藝。第二章系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)控制要求如圖2-1所示為兩種液體混合裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)?感器，液面淹沒時(shí)接通，兩種液體（液體 A、液體B）的流入和混合液體的流出 分別由電磁閥門YV1、YV2、YV3控制，YKM為攪勻電機(jī)。圖2-1兩種液體混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖控制要求：1、初始狀態(tài)：當(dāng)裝置投入運(yùn)行時(shí)，容器內(nèi)為放

6、空狀態(tài)。2、 啟動(dòng)操作：按下啟動(dòng)按鈕 SB1,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：液體 A閥門打開，液 體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá) SL2時(shí)，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門， 打開液體B閥門。液面到達(dá)SL1時(shí)，關(guān)閉液體B閥門，攪動(dòng)電機(jī)開 始攪動(dòng)。攪動(dòng)電機(jī)工作6秒后停止攪動(dòng)，混合液體閥門打開，開始 放出混合液體。當(dāng)液面下降到 SL3時(shí)，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2 秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。3、停止操作：當(dāng)按下停止按鈕，所有工序停止操作。2.2 混合裝置基本組成1、液體混合罐：為液體混合裝置的主體，提供兩種液體進(jìn)行混合所需空間。2、輸液管道

7、：三條帶有電磁閥的輸液管道與混合罐連接，在不同時(shí)間內(nèi)將 需要混合的兩種液體輸入罐內(nèi)以及輸出混合后的液體。3、液面?zhèn)鞲衅鳎鹤鳛椴煌后w輸入量的進(jìn)行控制的主要器件，根據(jù)需要對(duì) 液面?zhèn)鞲衅髌髯鱿鄳?yīng)的調(diào)整可滿足不同比例的液體進(jìn)行混合。4、電動(dòng)機(jī)：通過傳動(dòng)軸連接罐內(nèi)攪拌葉片為攪勻混合液體提供動(dòng)力。2.3 液體混合裝置運(yùn)行流程分析在系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，啟動(dòng)定時(shí)器同時(shí)打開混合液體閥門YV3當(dāng)?shù)竭_(dá)定時(shí)器所規(guī)定時(shí)間后，混合液體閥門YV3關(guān)閉、液體A閥門YV1打開，液體A輸入 容器內(nèi)。當(dāng)容器內(nèi)液面到達(dá)傳感器 SL3時(shí)SL3接通，但不引起系統(tǒng)內(nèi)其它控制或 被控制裝置的動(dòng)作。當(dāng)液面到達(dá)傳感器SL2時(shí)，此時(shí)系統(tǒng)要完成的

8、工作是關(guān)閉閥 門A,同時(shí)打開液體B閥門YV2將液體B輸入容器。當(dāng)液面到達(dá)傳感器 SL1時(shí)則 說明液體的輸入工序完成，系統(tǒng)需要關(guān)閉液體 B閥門YV2啟動(dòng)攪勻電機(jī)，同時(shí) 還要啟動(dòng)定時(shí)器以控制攪勻電機(jī)的工作時(shí)間。 攪勻電機(jī)停止工作后需要打開混合 液體閥門YV3輸出混合液體，容器內(nèi)液面下降會(huì)依次使液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2由接通變?yōu)閿嚅_， 但不引起系統(tǒng)內(nèi)其它控制或被控制裝置的動(dòng)作。 在液面下降到傳 感器SL3時(shí)，SL3也由接通變?yōu)閿嚅_，此時(shí)SL3才引起系統(tǒng)的動(dòng)作，即啟動(dòng)定時(shí) 器，在定時(shí)時(shí)間內(nèi)完成液體放空并關(guān)閉閥門 YV3若系統(tǒng)未接到停止指令，則系 統(tǒng)將進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)工作。2.4 PLC I/O 點(diǎn)分配表

9、及外部硬件接線圖241系統(tǒng)I/O點(diǎn)分配表在繪制PLC外部接線圖之前，需要對(duì)要用到的I/O點(diǎn)進(jìn)行地址分配，以明 確PLC芯片I/O接口以及有助于PLC程序設(shè)計(jì)。根據(jù)混合液體的控制要求，可以得出控制系統(tǒng)的PLC控制輸入量：啟動(dòng)按鈕SB1、液面?zhèn)鞲衅?SL1、SL2、SL3;控制輸出量：攪勻電機(jī) YKM、電磁閥YV1、YV2、YV3。并對(duì)它們進(jìn)行I/O點(diǎn)分配，如表2-1所示為I/O分配表表2-1控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)分配表輸入/I輸出/O啟動(dòng)SB1I0.0攪勻電機(jī)YKMQ0.0液面SL1I0.1液體A閥門YV1Q0.1液面SL2I0.2液體B閥門YV2Q0.2液面SL3I0.3混合液體閥門YV3Q0.32

10、.4.2 PLC外部硬件接線圖設(shè)計(jì)采用西門子 S7-200 CUP226型號(hào)PLC進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，根據(jù)CPU226型號(hào)PLC的外部結(jié)構(gòu)及兩種液體混合控制系統(tǒng)的控制要求畫出PLC外部硬件接線圖，如圖2-4所示為PLC外部硬件接線圖。圖2-4 PLC外部硬件接線圖第三章系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)3.1液體混合控制程序順序結(jié)構(gòu)圖通過對(duì)液體混合裝置及其控制系統(tǒng)運(yùn)行流程的簡要分析，我們對(duì)系統(tǒng)的工作 及控制要求有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，由此不難推出兩種混合液體混合系統(tǒng)的運(yùn)行流程 圖。如圖3-1所示為兩種液體混合系統(tǒng)順序結(jié)構(gòu)圖。圖3-1兩種液體混合系統(tǒng)順序結(jié)構(gòu)圖3.2程序設(shè)計(jì)與系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)兩種混合液體順序結(jié)構(gòu)框圖和I

11、/O點(diǎn)分配表進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)，模擬兩 種液體混合裝置的操作過程進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試， 進(jìn)一步改善系統(tǒng)程序，使之變成可以 連續(xù)調(diào)試的系統(tǒng)程序。具體作法如下：首先依據(jù)程序順序結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)兩種液體混合系統(tǒng)程序，然后保存并下載程 序，讓PLC進(jìn)入運(yùn)行方式：按下啟動(dòng)按鈕SB1, YV3指示燈亮20秒后熄滅同時(shí) YV1指示燈亮；依順序接通 SL3、SL2，在接通SL2時(shí)，YV1指示燈滅，YV2 指示燈亮；接通SL1時(shí)，YV2指示燈滅、YKM指示燈亮，6秒后YKM指示燈 滅、YV3指示燈亮；依順序斷開 SL1、SL2、SL3，當(dāng)斷開SL3 2秒后，YV3指 示燈熄滅，當(dāng)前操作周期結(jié)束，自動(dòng)進(jìn)入下一個(gè)操作周期。在系統(tǒng)

12、運(yùn)行過程中，模擬按下停止按鈕，所有運(yùn)行立即結(jié)束。調(diào)試結(jié)束。3.3源程序代碼3.3.1程序梯形圖LADIQOQQ3T HiIMJ137Iin Ion2 0-PTlQfU：網(wǎng)給2亦副鯽用r陜閉說體洞in卉IQO1371 I1I| P 1.( R 1 1 111尸1k冃)MOiHS3I濟(jì)翻毬關(guān)甌牌O樸舷體曜門IDOT 10.210.3砒4滋38鏗劇關(guān)礁體瑚門輸I幀卿廁觸紅側(cè)闊址勵(lì)曲撇沏開，科刪餉曲1皺耐那帥腳ima和蒯砸瀚韻淡訊IQtT101IINI0FPT1師T39JO-HSUIQOQUON R)332程序指令表STLLD 10.0/Q0.3置位、T37開始計(jì)時(shí)LPSEUSQ0.3, 1LPPTO

13、NT37, 200LDI0.0/20s 后 Q0.3 復(fù)位、Q0.1 置位AT37EURQ0.3,1SQ0.1,1LDI0.0/Q0.1復(fù)位、Q0.2 置位AI0.2AI0.3EURQ0.1,1SQ0.2,1LDI0.0/Q0.2復(fù)位、Q0.0置位、T38開始計(jì)時(shí)AI0.1AI0.2AI0.3LPSEUR Q0.2, 1LRDEUS Q0.0, 1LPPTONT38, 60LDI0.0 /6s 后 Q0.0 復(fù)位、 Q0.3 置位AT38EURQ0.0, 1SQ0.3, 1LDI0.0/T39 開始計(jì)時(shí)AI0.3TOFT39, 20LD10.02s后Q0.3復(fù)位、Q0.1置位開始下一個(gè)循環(huán)周期

14、AT39EDRQ0.3, 1SQ0.1, 1LDI0.0 / 斷開 I0.0 所有運(yùn)行立即結(jié)束EDRQ0.0, 4第四章 課程設(shè)計(jì)體會(huì)通過這次課程設(shè)計(jì)使我了解到 PLC 的重要性以及自身的不足。在程序設(shè)計(jì) 中，起初我們未畫出該程序的流程框圖， 結(jié)果程序設(shè)計(jì)得很混亂。 所以我們從中 學(xué)到程序設(shè)計(jì)必須要有清晰的程序流程圖，才能把一個(gè)程序設(shè)計(jì)好。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)，尤其是 PLC 越來越受 人們廣泛應(yīng)用。因此學(xué)會(huì)和運(yùn)用PLC,將對(duì)我們以后踏上工作崗位有極其重要的 幫助，在此次課程設(shè)計(jì)中，我們遇到了許多困難，通過對(duì)自身的查找，我也找出 了不足之處：學(xué)習(xí)認(rèn)真程度不夠,基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。通過這次課程設(shè)計(jì),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。 在理論的運(yùn)用中, 提高了我的科學(xué)文化素養(yǎng)。 透 過這次課程設(shè)計(jì), 顯露出自身基礎(chǔ)知識(shí)的薄弱環(huán)節(jié), 未能將理論知識(shí)很好的運(yùn)用 于實(shí)踐,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 只有將理論知識(shí)運(yùn)用在現(xiàn)實(shí)中, 才能充分 發(fā)揮理論知識(shí)實(shí)用性,才能適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)的