多种液体混合控制系统设计.doc
多种液体混合装置控制系统的设计(1)
学号0814108《电气控制与PLC》课程设计（ 2008级本科）题目：液料自动混合装置控制系统设计系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：金武明指导教师：王宗刚职称：讲师完成日期: 2011 年 12 月 30 日一、设计目的及意义 (1)二、液料自动混合控制系统方案设计 (1)三、液料自动混合控制系统的硬件设计 (3)3.1总体结构 (3)3。
2元器件的选择 (5)3.3液位传感器的选择 (5)3.4 搅拌电机的选择 (5)3。
5电磁阀的选择 (6)3。
6 PLC的选择 (7)3。
7 PLC输入输出口分配 (8)3.8控制面板元件布置图 (9)3.9 PLC输入/输出接线设计 (10)四、软件系统 (11)4.1 程序流程图 (11)4.2 梯形图程序的总体结构图设计 (12)4。
3 语句表程序设计 (14)五、程序调试 (16)小结 (18)参考文献 (19)电气控制与PLC技术课程设计成绩评定表 (20)一、设计目的及意义在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行加工得到产品，一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要，实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。
随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高，原来的液体混合装置远远不能满足当前自动化的需要。
可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
通过该课程设计使我得到了工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力.二、液料自动混合控制系统方案设计目前常用的控制系统有以下几种：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机和可编程控制器控制。
多种液体混合控制系统设计
题目背景与意义 ................. 1.1课题背景 ................ 1.2课题意义 ................ 设计题目介绍 ................... 2.1设计目的 ................ 2.2设计内容及要求 ..........系统设计方案 ................... 3.1 PLC 输入输出地址分配 3.2整体控制流程图 .......... 系统硬件设计 ................... 4.1 4.2 4.3 系统软件设计 系统仿真调试 6.1 6.2 63 64 6.5 S7-300 组态 .............4.1.1 S7-300特点….…4.1.2 S7-300工作过程 S7-300组成部件 ......... S7-300硬件组态步骤. WinCC 组态...触摸屏连接..变量定义「...... 显示界面设置 管理画面设置 扌报警画面设置 目录8 8 9 9 10 126.6 设置超限报警值为100,具体操作如图6-9。
67配方画面设置 ................................. 6.8趋势图画面设置 ............................. 心得体会 .......................................... 参考文献 .......................................... 12 12 13 14 14 8 附录15 161 题目背景与意义1.1课题背景在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，这种控制方式自动化程度不高，使用的硬件设备多，不易连接，可靠性差。
目前已有许多企业采用先进控制器对传统控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。
基于PLC的多种液体混合控制系统设计_毕业设计
毕业设计（论文）任务书基于PLC的多种液体混合控制系统设计摘要以两种种液体的混合灌装控制为例，将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到控制要求才能将混合的液体输出容器，并形成循环状态。
液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。
设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明。
设计采用西门子公司的S7系列去实现设计要求。
关键词：多种液体，混合装置，自动控制目录前言 (1)第1章多种液体混合灌装机控制系统设计 (3)1.1 方案设计 (3)1.2 方案的介绍 (3)第2章硬件电路设计 (5)2.1 总体结构 (5)2.2 液位传感器的选择 (6)2.3 搅拌电机的选择 (6)2.4 电磁阀的选择 (7)2.5 接触器的选择 (8)2.6 热继电器的选择 (8)2.7 PLC的选择 (8)2.8PLC输入、输出口分配 (10)2.9液体混合装置输入/输出接线 (10)第3章软件电路设计 (13)3.1程序框图 (13)3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (13)第4章系统常见故障分析及维护 (17)4.1系统故障的概念 (17)4.2 系统故障分析及处理 (17)4.3 系统抗干扰性的分析和维护 (18)结论 (20)谢辞 (21)参考文献 (22)前言为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。
在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，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是易燃易爆、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。
多种液体自动混合控制系统设计
多种液体自动混合控制系统设计液体自动混合控制系统可以应用于许多领域，例如工业生产，医疗设备，生物科技等。
设计一个多种液体自动混合控制系统时，需要考虑以下几个方面：传感器选择，控制算法设计，执行器选择，系统稳定性和安全性。
首先，传感器选择是系统设计的关键。
液体自动混合控制系统需要能够测量液体的温度、流量、压力和浓度等关键参数。
因此，需要选择适当的传感器来实现这些测量，并将测量结果反馈给控制系统。
其次，控制算法设计是液体自动混合控制系统的核心。
根据具体的应用场景和需求，可以选择不同的控制算法，如PID控制算法，模糊控制算法或模型预测控制算法。
控制算法将根据传感器的反馈信号来调节液体的混合比例或浓度，以达到预期的混合效果。
第三，执行器选择是液体自动混合控制系统中不可忽视的一部分。
根据混合液体的性质和混合要求，可以选择不同类型的执行器，如阀门、泵或搅拌器。
执行器将根据控制算法的指令来调节混合液体的流量和速度，以实现到达目标浓度。
其次，系统稳定性和安全性是一个多种液体自动混合控制系统设计过程中需要非常注意的方面。
稳定性是指系统在长时间运行下的可靠性和一致性，控制算法需要设计得稳定并能够适应不同的工作条件。
安全性是指系统在运行过程中能够避免发生意外，从而保证操作人员和设备的安全。
因此，在系统设计过程中需要考虑到一些防护装置和报警系统。
最后，设计师应该在系统实施前进行充分的测试和验证。
通过测试和验证，可以确保设计满足需求，并且能够在不同情况下保持稳定工作。
总之，多种液体自动混合控制系统的设计需要综合考虑传感器选择、控制算法设计、执行器选择、系统稳定性和安全性等方面。
只有全面考虑这些因素，才能设计出一个稳定可靠、安全高效的液体自动混合控制系统。
毕业设计 多种液体混合PLC控制系统设计报告
（一）课程设计的背景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。
设计的多种液体混合装置利用可编程控制器可以实现在混合过程中进行精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要。
（二）课程设计的目的及意义在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行所需要的加工以得到产品一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要。
实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合装置远远不能满足当前自动化的需要。
可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术与机电一体化装置。
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点。
采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
他采用可以编制程序的储存器用来在其内部储存执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算数运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程。
有以下主要特点：1）使用灵活，通用性强2）可靠性高，抗干扰能力强3）接口简单、维护方便4）体积小、功耗少、性价比高5）编程简单容易掌握6）设计施工调试周期短所以根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用PLC作为我们的控制系统。
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。
（三）课程设计的内容实现基于S7-200多种液体混合控制系统设计。
多种液体自动混合控制程序
一、控制要求
三．停止运行：
按下停止按钮SB2，在当前液体混合操作完 毕后，停止运行，回到初始状态。
二、动作分析及I依次为：
○ 电磁阀YV1打 开→电磁阀 YV1关闭、同 时YV2打开→
○ 电磁阀YV2关 闭、同时启动 搅拌机M→停 止搅拌机
M，同时电磁阀 YV3打开→电 磁阀YV3关闭。
第六节 多种液体自动混合控制程序
系统 示意图
一、控制要求
一．初始状态：
容器是空的，电磁阀 YV1、YV2、YV3、搅 拌机M均为OFF状态，液面传感器SQ1、 SQ2、SQ3 也均为OFF状态。
一、控制要求
二．起动运行：
按下起动按钮SB1，电磁阀YV1打开（为ON状态），注入液体A，达到一定高度 （SQ2为ON）时，电磁阀YV1关闭，同时电磁阀YV2打开，开始注入液体B，直到液 面传感器SQ1为ON状态，电磁阀YV2关闭，并启动搅拌机M，10s后停止搅拌，电磁 阀YV3打开，放出混合液体，当液面降到一定高度（SQ3为ON）时，再经5s电磁阀 YV3关闭，容器放空。
I/O点分配如下：
三、硬件接线图
四、梯形图
第10章多种液体混合装置控制
5.关闭“启动”开关，在当前的混合液处理完毕后，停止操作。
三、程序流程图
四、I/O分配
PLC地址（PLC端子） 电气符号（面板端子）
功能说明
多种液体混合装置控制
多种液体混合装置控制
一、工艺要求
二、控制要求
1.总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合 模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、 C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4， 搅匀电机M，加热器H，温度传感器T组成。实现三种液 体的混合，搅匀，加热等功能。
X00
SD
启动（SD）
X01
SL1
液位传感器SL1
X02
SL2
液位传感器SL2
X03
SL3
液位传感器SL3
X04
T
温度传感器T
Y00
YV1
进液阀门A
Y01
YV2
进液阀门B
Y02
YV3
进液阀门C
Y03
YV4
排液阀门
Y04
YKM
搅拌电机
Y05
H
加热器
主机COM、面板COM接电源GND
电源地端
主机COM0、COM1、COM2、COM3、COM4、COM5、 接电源GND
七、程序设计
电源地端
面板V+接电源+241.检查实训设备中器材及调试程序。 按照I/O端口分配表或接线图完成PLC与实训模块之间的
接线，认真检查，确保正确无误。 打开示例程序或用户自己编写的控制程序，进行编译，
多种液体混合控制
电力职业技术学院课程设计课程名称：可编程控制课设题目：多种液体混合装置专业班次：电气姓名：某某某学号：指导教师：学期：日期：目录电力职业技术学院 (i)课程设计 (i)引言 (1)第一章多种液体混合使用设备及硬件要求 (2)1.1课设容 (2)1.1.1 课设目的 (2)1.2 课设设备 (2)1.2.1 面板图 (2)1.3 控制要求 (3)第二章多种液体混合装置软件设计 (4)2.1 程序流程图 (4)2.2 I/O地址分配及接线图 (4)2.2.1 I/O地址分配及功能表 (4)2.3 操作步骤 (5)2.4 系统调试 (8)2.4.1 调试问题一 (8)2.4.2 调试问题二 (9)总结 (10)参考文献 (11)引言随着经济的发展和社会的进步，各种工业自动化的不断升级，在很多行业的工业现场都有多种液体混合装置的精确控制需要。
此次，我们小组设计的题目是“多种液体混合装置的PLC控制”。
本次设计是以三种液体混合为例，将三种液体按一定的比例混合，在加热搅拌后达到一定的温度才能将混合液体输出容器，从而达到精确的自动控制，此次设计主要容包括：I/O分配，梯形图，接线图，电气原理图等，经过多次修改和调试，最终实现题目要求。
在此次课设中，我主要是负责画组态画面从而进行调试，同时在进行程序设计时遇到的问题和不足，最终我们通过自己的努力解决了问题。
关键词：多种液体混合装置，自动控制，PIC第一章多种液体混合使用设备及硬件要求1.1课设容多种液体混合装置在生产活动当作起着重要的作用。
本次课设主要对多种液体混合使用的结构原理、以及软件设置、PLC程序的编写和组态模拟等1.1.1 课设目的1.掌握上升沿/下降沿检出指令的使用及编程2.掌握多种液体混合装置控制系统的接线、调试、操作1.2 课设设备图1-1 面板图1.3 控制要求1.总体控制要求：如面板图所示，本装置为三种液体混合模拟装置，由液面传感器SL1、SL2、SL3，液体A、B、C阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4，搅匀电机M，加热器H，温度传感器T组成。
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2.1 设计目的
PLC课程设计是学习电厂开关量控制技术的重要实践环节，其目的是通过课程设计的实践，使学生巩固和深化对相关专业理论知识的理解；培养学生运用所学知识和技能，配合相关技术资料的查阅，独立分析和解决生产实际中有关工业控制实际问题的能力；进一步提高学生对PLC控制系统分析、设计的能力。要求学生了解可编程控制器的原理、硬件结构；掌握基本的编程语言；掌握系统硬件配置的方法与步骤；掌握PLC软件编程与调试的操作方法与步骤。
3.1PLC输入输出地址分配
表3-1 输入输出地址分配表
输入元件
输入地址
输出元件
输出地址
开始按钮SB1
I0.0
电动机驱动
Q0.0
停止按钮SB2
I0.1
电磁阀Y1打开
Q0.1
液位L1
I0.2
电磁阀Y2打开
Q0.2
液位L2
I0.3
电磁阀Y3打开
Q0.3
液位L3
I0.4
3.2整体控制流程图
本设计是通过外围的开关及信号的操作，模拟两种液体混合控制系统在进液混合过程中各个阀门及搅拌机的状态，以液位高度为对象编写程序，程序顺控为：按下启动按钮，控制A液体进料的阀门Y1打开，开始注入液体A；当液位高度达到设定值L2时，阀门Y1关闭，停止注入A液体；同时，控制B液体进料的阀门Y2打开，开始注入液体B；当液位高度达到设定值L1时，阀门Y2关闭，停止注入B液体；同时，开启搅拌机M，搅拌60秒，搅拌结束后，控制混合液体排出的阀门Y3打开，开始排出混合液体，当液位高度到达L3时，延时2秒后阀门Y3关闭，混合液体排放完毕。同时A液体注入，开始循环。按下停止按钮，所有操作都停止，须重新启动。
（1）PLC采用循环执行用户程序的方式。OB1是用于循环处理的组织块（主程序），它可以调用别的逻辑块，或被中断程序（组织块）中断。
（2）在起动完成后，不断地循环调用OB1，在OB1中可以调用其它逻辑块(FB,SFB,FC或SFC)。
1题目背景与意义
1.1课题背景
在众多生产领域中，经常需要对贮槽、贮罐、水池等容器中的液位进行监控，以往常采用传统的继电器接触控制，这种控制方式自动化程度不高，使用的硬件设备多，不易连接，可靠性差。目前已有许多企业采用先进控制器对传统控制器进行改造，大大提高了控制系统的可靠性和自控程度，为企业提供了更可靠的生产保障。
对于本课题来说，液体混合控制部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，控制装置需要根据企业和设备现况来构成并需尽量用以前系统中的元器件。对于人机交互方式改变后系统的操作模式应尽量和改造前的相似，以便于操作人员快速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量。系统的可靠性要高，人机界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。
（1）循环周期短、处理速度高
（2）指令集功能强大（包含350多条指令），可用于复杂功能
（3）产品设计紧凑，可用于空间有限的场合
（4）模块化结构，设计更加灵活
（5）有不同性能档次的CPU模块可供选用
（6）功能模块和I/O模块可选择
（7）有可在露天恶劣条件下使用的模块类型
4.1.2Leabharlann S7-300工作过程(11)组态一个用户视图画面，要求该用户名作登录按钮与注销按钮，能显示当前用户名。能与系统画面进行切换。
(12)组态趋势视图画面，能显示容器中液体总量的数据趋势曲线。能与系统画面进行切换。
(13)建立配方，能实现液体A设定值、液体B设定值的各个配方。并建立配方画面运行。能与系统画面进行切换。
3 系统设计方案
(6)容器中的液体可动画显示，并通过棒图刻度标记当前数值。
(7)为了显示流畅的液位动画，可通过PLC编写每秒加1或减1的程序，然后把PLC与flexible做好连接（模拟显示）。
(8)组态若容器中的液位超过100时产生一个液位偏高的报警。
(9)组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。
(10)组态一个用户组“班组长”和一个用户名“user1“，“user1”属于“班组长”用户组，“user1”的密码为“000”。“班组长”用户组的权限为操作和“输入Ａ设定值”。然后在系统画面中的A液体设定值设定安全权限。即一般用户不能进行A液体设定值的设定，用户“user1”可以进行设定。
图3-3总体流程图
4 系统硬件设计
4.1S7-300组态
S7-300是德国西门子公司生产的可编程序控制器(PLC)系列产品之一。其模块化结构、易于实现分布式的配置以及性价比高、电磁兼容性强、抗震动冲击性能好，使其在广泛的工业控制领域中，成为一种既经济又切合实际的解决方案。
4.1.1 S7-300特点
(2)先组态两个画面，一个为主画面，一个为系统画面。两画面之间能进行切换。
(3)在系统画面中作出两种液体混合的系统图。
(4)A液体与B液体的数值可在0～99进行设置。液体总量为A与B液体的总和，为计算结果。
(5)通过HMI可对模拟液体混合实现手动和自动控制。手动控制时，按下A阀就进A液体，松开就停止；B阀与出料阀类似。设定A液体设定值、B液体设定值，若容器为空，可进行自动控制。如A液体设定值为15，B液体设定值为27，切换到自动控制时则先打开A阀进A液体到15停止，再接着进27的B液体；当容器中总液体数量达到42时，B液体停止流入，打开出料阀开始流出到空后再循环。
2.2 设计内容及要求
利用西门子S7-300PLC ，组态软件Wincc Flexible， 触摸屏，交换机及外围的相关低压电器，组成控制系统，根据项目要求，编写相关程序，完成相应的功能，组态人机界面，能够进行模拟仿真。具体要求：
(1)制作画面模板，在模板画面中显示“多种液体混合控制系统”和日期时钟。
1.2 课题意义
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的目的,液体自动混合配料的自动控制程序就显得尤为重要。