多种液体混合的PLC控制

一、背景与意义 (1)

二、任务导入 (1)

1、装置示意图 (2)

2、装置说明 (2)

3、控制要求 (2)

三、任务实施 (3)

1、I/O分配 (3)

2、P L C外部硬件接线图 (3)

3、顺序功能图 (4)

4、梯形图设计 (4)

四、课程设计总结 (5)

五、参考文献 (6)

一、背景与意义

随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。

但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有配料精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体自动混合,就是摆在我们眼前的一大课题。

随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造后，设计出多种液体混合装置,可编程控制器在混合过程中控制精确，运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要。

可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点：

①可自动工作

②控制的单周期运行方式；

③由传感器送入设定的参数实现自动控制；

④启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。

本系统采用PLC是基于以下两个原因：?

①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；

②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现。

根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的PLC具有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。

二、任务导入

1、装置示意图

如图1所示

图1 装置示意图

2、装置说明

①L1、L2、L3分别为高水位、中水位和低水位液位传感器，被液体淹没时为ON。

②Y1、Y2、Y3分别是控制液体A、液体B和液体C的电磁阀，Y4是混合液放液阀，线圈通电时阀门打开，线圈断电时阀门关闭。

③M为搅拌电机，单向旋转。

④R为电炉加热器件，T为温度传感器。

3、控制要求

①初始状态时容器是空的，各阀门和搅拌机M均为OFF，各传感器均为0状态。

②按下启动按钮后，Y1、Y2同时打开，液体A、B流入容器。

③当液面到达中水位时（L2为ON），Y1、Y2关闭，Y3打开，液体C流入容器。

④液面到达高水位时（L1为ON），Y3关闭，搅拌电动机开始搅动。

⑤搅拌电动机工作10S搅拌均匀后停止，电炉开始加热。

⑥当混合液温度达到设定值时，温度传感器T=ON，R=OFF。电炉停止加热，电磁阀Y4=ON，放出混合液。

⑦当液面下降到低水位（L3为OFF）之后再过5S，容器放空，Y4关闭、Y1打开，又开始下一周期的操作。

⑧按下停止按钮后，当前工作周期的操作完毕后，返回并停在初始状态。

三、任务实施

1、I/O分配

根据三种液体混合控制系统的要求，我们可以得出控制系统的PLC控制输入量：启动按钮SB1、停止按钮SB2、液面传感器SL1、液面传感器SL2、液面传感器SL3、液面传感器SL4；控制输出量：搅拌电机M、电磁阀Y1、电磁阀Y2、电磁阀Y3、电磁阀Y4、电炉加热器R，并对它们进行I/0分配，如表1所示。

表1 多种液体混合的PLC控制I/O分配表

输入启动按钮

液面传感器

停止按钮温度传感器

输出

搅拌电机电磁阀Y1电磁阀Y2电磁阀Y3电磁阀Y4电炉加热器R

2、PLC外部硬件接线图

PLC外部硬件接线图如图2 所示。

图2 PLC外部硬件接线图

3、顺序功能图

根据系统要求，设计了PLC控制多种液体混合的顺序功能图，如图3所示。

图3 液体混合顺序功能图

4、梯形图设计

根据顺序功能图编写出梯形图来实现控制要求，如图4所示。

图4 多种液体混合梯形图

①将合上一下再断开（模拟按下启动按钮），多种液体混合自动控制实训板上Y1，Y2

指示灯应该亮，模拟液体A,B流入容器。

②将合上，模拟液位已经上升至低水位，此时输出不变。

③将合上，模拟液位已经上升至中水位，实训板上Y1，Y2指示灯应该灭，Y3指示灯

应该亮，模拟液体C流入容器。

④将合上，模拟液位已经上升至高水位，实训板上Y3灯灭，M灯亮，表示开始搅拌。

此时注意观察状态表T37监控情况。

⑤观察T37当前值变为0时，电炉H灯亮，表示电炉开始加热。

⑥将合上，表示混合液温度已达到设定值，此时电炉H熄灭，电磁阀Y4灯亮，代表

开始放出混合液。

⑦先后将、、断开，代表水位下降，Y4依然亮。

⑧将断开，表示液面已下降到低水位，观察状态表T38监控情况。

⑨T38计时到，容器放空，Y4关闭、Y1打开，又开始下一周的操作。

⑩反复运行几次，在某一中间步按下，观察当前工作周期的操作完毕后，是否返回并停止在初始状态。

五、课程设计总结

这次的“多种混合液体自动混合装置”课程设计使我加深了对PLC这门课程的认识，加强了知识运用能力，自己动手能力还有与别人合作的能力，但是也露出自己的许多不足：

1.不太会查找资料。遇到困难，首先不先查看资料，过多依赖同学和老师的帮助，不太独立。

2.学习认真程度不够，学习热情不高，基础相对薄弱，掌握知识太少。

3.设计时对时间合理安排上欠妥。但正是这次设计，使我认识到自己的不足，为以后的工作学习找到了方向和前进的动力。

通过这次PLC课程设计实践，我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在没有做实践设计以前，我们对知识的掌握都是理论上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序用到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。这样，我就只能去查阅资料或者是请教同学，一次又一次的调试程序，最后达到设计要求。不仅使我对

PLC 的理解得到了加强，也让我看到实践与理论的差距。

通过本次课程设计，不仅让我了解了PLC控制技术在工业应用和工业生产中的重要地位，也使我更深刻的理解了PLC的编程思想，能更好的将所学知识应用到以后的实践中。

六、参考文献

[1]廖常初.PLC编程及应用.北京：机械工业出版社，2009：11-15.

[2]许光大.S7-200PLC应用技术.上海：机械工业出版社，2008：3-24.

[3]郭宗仁.可编程序控制器应用系统设计.南京：人民邮电出版社，2000：45-50.

[4]周万珍.高鸿斌.PLC分析与设计应用.北京：电子工业出版社，2004：78-80.

[5]西门子公司.S7-200手册.甘肃：西北工业大学出版社，2005：5-15.