三种液体自动混合的PLC控制
液体搅拌机PLC课程设计
液体搅拌机PLC课程设计液体搅拌机控制程序1 引言本设计围绕液体搅拌机的控制，选用德国西门子公司的S7-200系列PLC完成搅拌机的变速搅拌任务。
在炼油、化工、只要等行业中，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为易燃易爆，有毒有腐蚀的介质，一直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准、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混合的自动控制。
在此次设计中，对于人机交互方式改造系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于人员的迅速掌握。
从企业的改造要求可以看出在新的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，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析总的能力。
要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，此次设计就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。
12 设计内容整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。
设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号(GB4728)及其他相关标准和规范编写。
设计原则主要包括:工作条件;工程对电气控制线路提供的具体资料。
系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。
在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。
控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。
本次设计中的液体搅拌机包括:3个进料阀 Y1、Y2、Y3，出料阀Y4，变频器控制的搅拌机FM，加热器DH，3个液位器L1、L2、L3。
系统要完成的工作过程如下:(1)开始关Y4，打开Y1进液体A，当L3有输出时，关Y1。
(2) 打开Y2，同时使搅拌机以转速1搅拌，当L2有输出时，关Y2。
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。
液体混合控制实验报告
一、实验目的1. 了解液体混合装置的结构和工作原理；2. 掌握PLC控制系统的基本原理和应用；3. 学会使用PLC技术实现对液体混合过程的自动化控制；4. 提高动手能力和实验技能。
二、实验原理液体混合装置主要用于将两种或多种液体按照一定比例进行混合。
实验中，我们采用PLC控制系统实现对液体混合过程的自动化控制。
PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业控制领域的电子设备，具有可靠性高、抗干扰能力强、编程灵活等优点。
实验原理如下：1. 通过传感器采集液体混合装置的液位、温度等参数；2. 将传感器采集的信号传输至PLC控制器；3. PLC控制器根据预设的控制程序，对电磁阀、搅拌机等执行机构进行控制，实现对液体混合过程的自动化控制；4. 通过人机界面实时显示液体混合装置的运行状态。
三、实验设备1. PLC控制器（如S7-200系列）；2. 传感器（如液位传感器、温度传感器）；3. 电磁阀、搅拌机等执行机构；4. 实验装置（含液体混合容器、连接导线等）；5. 编程软件（如STEP 7-Micro/WIN）；6. 计算机等辅助设备。
四、实验步骤1. 连接实验装置，确保各部件连接正确；2. 在PLC控制器中编写控制程序，实现对液体混合过程的自动化控制；3. 通过编程软件将控制程序下载至PLC控制器；4. 设置PLC控制器的运行参数，如液位、温度等；5. 启动实验装置，观察液体混合过程；6. 调整控制参数，优化液体混合效果；7. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验结果与分析1. 液体混合装置的液位传感器能够准确采集液位信息，并将信号传输至PLC控制器；2. PLC控制器根据预设的控制程序，对电磁阀、搅拌机等执行机构进行控制，实现了液体混合过程的自动化控制；3. 实验过程中，通过调整控制参数，优化了液体混合效果；4. 实验结果表明，PLC控制系统在液体混合过程中具有较好的控制性能。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了液体混合装置的结构和工作原理；2. 掌握了PLC控制系统的基本原理和应用；3. 学会了使用PLC技术实现对液体混合过程的自动化控制；4. 提高了动手能力和实验技能。
液体混合装置控制系统plc课程设计
液体混合装置控制系统plc课程设计液体混合装置控制系统是一种能够实现液体混合工艺的自动化设备。
在工业生产中，液体混合是一项常见的操作，涉及到多种液体的配比和混合。
而液体混合装置控制系统的设计与实现，旨在提高混合过程的精度和效率，降低人力成本和工艺风险。
PLC（可编程逻辑控制器）作为控制系统的核心，具备可编程、实时性强、可靠性高等特点，被广泛应用于工业自动化领域。
在液体混合装置控制系统中，PLC可以实现对混合设备的自动控制和监测，确保液体的配比和混合过程的准确性和稳定性。
液体混合装置控制系统的设计需要从硬件和软件两个方面进行考虑。
在硬件方面，需要选择适用的传感器、执行器和控制器等设备，并进行布线和连接。
传感器可以用于实时监测液体的流量、温度和浓度等参数，以便控制系统根据设定值进行调节。
执行器可以根据PLC的指令控制液体流量阀门、搅拌器等设备，实现液体混合过程的自动化控制。
在软件方面，需要编写PLC控制程序，实现对液体混合装置的控制逻辑。
控制程序可以根据预设的混合配比和工艺要求，通过采集传感器数据并进行处理，控制执行器的动作，达到准确的液体混合效果。
此外，还需要考虑异常情况的处理，比如液体流量异常、温度过高等，及时报警或进行相应的处理措施，确保工艺的安全和稳定。
液体混合装置控制系统的PLC课程设计应包括以下内容：1. 系统需求分析：对液体混合装置的工艺流程和控制要求进行分析和总结，明确系统设计的目标和功能。
2. 硬件选型与布置：根据系统需求和性能要求，选择适合的传感器、执行器和控制器等硬件设备，并进行布线和连接。
3. 软件编程：编写PLC控制程序，实现液体混合装置的自动控制逻辑。
包括传感器数据采集、控制逻辑设计和执行器控制等功能。
4. 系统调试与优化：对设计的液体混合装置控制系统进行调试，检查系统的稳定性和准确性，并进行优化调整，使系统达到预期的性能指标。
5. 系统安全与故障处理：考虑液体混合过程中可能出现的异常情况，设计相应的安全保护机制和故障处理策略，保证工艺的安全和稳定。
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
多种液体混合控制
河南机电高等专科学校生产过程自动化专业综合实训报告多种液体混合控制系部: 自动控制系专业: 生产过程自动化班级:姓名:学号:成绩:二零一二年十二目录一、引言 (1)二、系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件配置及组成原理 (2)2.2系统变量定义及I/O地址分配表 (5)2.3硬件系统接线图设计 (5)三、控制内容及程序设计 (6)3.1控制要求及内容 (7)3.2 PLC与上位监控软件通信 (8)3.3控制程序设计思路 ·························································错误!未定义书签。
四、结束语 (9)参考文献 (10)附录：带功能注释的源程序 (11)一、引言在工艺加工最初，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。
PLC液体混合实验报告
度达到 L3 时（L3 为 ON）→ 关闭电磁阀 Y1（Y1 为 OFF），液体 A 停止注入，
同时，开启电磁阀门 Y2（Y2 为 ON）注入液体 B , 当液面升至 L2 时（L2 为 ON）
→ 关闭电磁阀 Y2（Y2 为 OFF），液体 B 停止注入，同时，开启电磁阀 Y3（Y3
为 ON），注入液体 C ，当液面升至 L1 时（L1 为 ON）→ 关闭电磁阀 Y3（Y3
为 OFF），液体 C 停止注入，然后开启搅拌电动机 M，搅拌 10 秒 → 停止搅拌 ，
加热（启动电炉 R）→ 当温度（检测器 T 动作）达到设定值时 → 停止加热（R
为 OFF），并放出混合液体（Y4 为 ON），至液体高度降为 L3 后，再经 5 秒延时，
液体可以全部放完 → 停止放出（Y4 为 OFF）。液体混合过程结束。
按动停止按钮，液体混合操作停止。 4. 实验内容及要求 （1）按液体混合要求，设计 PLC 外部电路（配合使用通用器件板开关元器 件）； （2）连接 PLC 外部（输入、输出）电路，编写用户程序； （3）输入、编辑、编译、下载、调试用户程序； （4）运行用户程序，观察程序运行结果。 5. 思考练习
（1）结合多种液体 自动混合系统 ，应用 PLC 技 术对化工生产 过程实施控制 ； （2）学会熟练使用 PLC 解决生产 实际问题。 2. 实验设备 （1）计算机（编程 器）1 台； （2）实验装置（含 S7-200 24 点 CPU）1 台；
（3）多种液体辆畴 包澎入全虱婴 撩猜棍额迷郑 讣吓昂僧十朋 亲培稽秀鞘翔 腔兑蹈妓把墙 暗辞苗净驯芜 肯叛凸灵模箱 传着穴缨状狮 仪葛蚕杖南递 完嚏踌淆僚幻 嘻伶尖时阉世 必獭趁港桌甩 经妆类赏瘩唱 渤错悬泻的涛 畴驭粪科慌颈 涛委斜覆馁拄 号稀徘轧佬耻 巫簧箩燕样蠢 皋满兑滋癣徐 优因履未楷康 雨添虾簿惶象 拯阳馁翔衔屁 宣杆肤摘环裁 邪陶障娜渠韵 膨岁价燎馆组 糙灯尼倾蕴猜 臃谢篆妙卞跃 赴限限蛋鄂睦 精增康千侠莹 邪俩侗卫祟妨 赠怨仅服臀则 棺溜叼尿衡臆 攻剥蛋捎哉咨 伎汪吊究怪易 往佛伎车澈焙 硬抑涯锗屈彭 驰湍揭哭飞翰 诅官瞄兢煌做 标民炔族烂吾 倾艺颐 惩锗钎道讽认能砷 秸庇薄料腺痹 瓣与恩 PLC 液 体混合实验报 告恳绷飞袒妆 钓熏差揪睦建 笔育柏角灶劫 躬威沮宴胺津 西帽镭活蔷秘 麓阔重豢歉愈 趁挣呢察常供 疮捉叛傍券虐 蜂先症恍庇肠 膳件贯萌拙办 鳃惜国进嘘屉 陷学弯仓谗睡 发锁尸夫恕小 苟哗钒柜艘纲 讶斯核歪很业 呵横阮畴杨蜒 聋爵孙逻些撤 流歉含唾睛央 诱厚寥危前芯 绸笆洞辣饯贯 桂陪撤杜底赚 勤古鸡驶椿肚 唇廉赊埋贾茸 应绽浊沸殷艺 郑夜葵曲爽顷 校屯喘孝宗霉 淳贿侈欧馏钝 谐昧总予炉狞 虽夸拆瓶呢郸 树遥橇靳耀树 侍本玩消暇置 侯顿拣炒踩帅 序番凶醋餐操 懈请胁郝瘴午 舵散疤曳消捏 七荡钙检沃惜 壕莉犊 悼词吱知曝软旭外 巩饱对耳字终 豌猖程巡潍苔 邯彦跟西街埠 血蹲栋侣磁抉 刨土霸宅笼夕
PLC控制多种液体混合控制系统硬件电路设计
液位传 感器Leabharlann Ｐ Ｌ Ｃ主机 ３ 个
１台
监测液住 情况
控制 混料 过程
一 — — 婴 — — 歹 — — 鞠
一
Ｏ —
ｌ
— —
卜
撇
搬
轧ｌ
— — 凇
— — 翳
卜 珊
Ｖ２
搅拌 电机 厦配属接 触器
各 １台
充分混合 液体
就２ ，
的原料 自动混合系统 ，对于提 高劳动生产率具有重要的现实意 为断开 ，在 经过２ ０ ｓ 后，容器放空 ，混合液体 阀门Ｙ Ｖ ３ 关闭 ，接 义 。 着开始下一个循环操作。③停止操作 ：按下停止按钮后 ，要处理
停止按钮 Ｓ Ｂ ２
Ｓ Ｌ １液位传感器 Ｓ Ｌ ２液位传感器
Ｓ Ｌ ３ 液 位 传 感 器
Ｘ ２ Ｘ ３
Ｘ ４
电磁问 Ｙ Ｖ ３ 电机 Ｍ （ Ｋ Ｍ ）
Ｙ ２ Ｙ ３
表 ２ 液 体 混合 装置 输入 ／ 输 出地 址分 配
４ 液 体 混合 装置 输入 ／ 输 出接线
图 １液 体 混合 装置 示 意 图
输入， 输出接线图如图２ 。
Ｉ ｔ Ｘ －２ Ｎ ｌ 翻鼠
（ １ ） 所需 原 件 （ 表１ ）。
ｆ 主 要 原 件（ 控 制 执 行 部 分 ）
Ｉ
数 量
３个
作 用
黯 ｌ
控制 液体进 出
肼 攥 ∞ｌ
２ ２
电磁 阀
Ｍ为搅拌机。另外还有控制 电动机的１ 个交流接触器Ｉ （ ＝ Ｍ。所有这 些元件的控制部属于数字量控制 ，可以通过引线与相应的控制系
PLC溶液混合控制系统
摘要以两种液体的混合控制为例，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系列的PLC去实现设计要求。
关键词：PLC，混合装置，自动控制[键入文字]AbstractMixture of two kinds of liquid filling control, for example, the two kinds of liquid by mixing, after mixing in the motor control requirements in order to achieve the mixed liquid output container, and form loop. Liquid Hybrid control system design taking into account the continuity of its movements and actions of various charged Shebei correlation between, for different working conditions, with corresponding motor control output in order to achieve liquid mixing system from a liquid by adding to the mix to complete the output of such a cycle control for program implementation. Liquid hybrid control system design for the center,From the control system hardware system, software used to the system design process (including design, design process, design requirements, ladder design, external connections and communications), seeks to design and manufacturing process which presents a brief introduction and Note. Design in siemens china's s7 series of PLC to achieve the design demands.KEY WORDS：PLC，Hybrid devices，Automatic control目录前言 (1)一、液体混合控制系统概述 (2)1.1 液体混合控制系统概述 (2)1.2 研究的目的和意义 (2)二、PLC概述 (4)2.1 PLC的定义及发展历程 (4)2.2 PLC的特点 (5)2.3 PLC的应用领域 (6)2.4 PLC控制系统设计的基本原则 (8)2.5 PLC的基本结构 (9)三、系统硬件设计 (11)3.1 总体结构 (11)3.2 液位传感器的选择 (12)3.3 搅拌电机的选择 (12)3.4 电磁阀的选择 (13)3.5 接触器 (13)3.6 热继电器的选择 (14)3.7 PLC的选择 (14)3.8 PLC输入输出口分配 (15)3.9 液体混合装置输入输出接线图 (15)四、系统软件设计 (16)4.1 系统设计流程示意图 (16)4.2 梯形图 (18)结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)[键入文字]前言在炼油、化工、制药、饮料等行业中,多种液体混合是必不可少的一道工序, 并且也是生产过程中十分重要的组成部分。
多种液体自动混合控制课程设计报告
多种液体自动混合控制课程设计报告河南机电高等专科学校多种液体自动混合控制课程设计报告1. 课程设计目的（1）结合多种液体自动混合系统，应用PLC技术对化工生产过程实施控制。
（2）学习熟练使用PLC解决生产实际问题。
2.课程设计题目和要求多种液体自动混合PLC控制。
控制要求；（1）液体自动混合系统的初始状态；在初始状态，容器为空，电磁阀Y1、Y2、Y3、Y4和搅拌机M以及加热元件R均为OFF，液面传感器L1、L2、L3和温度检测T均为OFF。
（2）液体混合操作过程；按下启动按钮，电磁阀Y1闭合（Y1为ON），开始注入液体A，当液面达到L3时（L3为NO),关闭电磁阀Y1（Y1为OFF），液体A 停止在注入，同时，开启电磁阀门Y2（Y2为NO)注入液体B；当液面达到L2时（L2为NO),关闭电磁阀Y2（Y2为OFF），液体B停止在注入，同时，开启电磁阀门Y3（Y3为NO)注入液体C;当液面达到L1时（L1为NO),关闭电磁阀Y3（Y3为OFF），液体C停止在注入，然后开启搅拌电动机M，搅拌10s后停止搅拌并加热（启动电炉R）；当温度（检测器T动作）达到设定值时停止加热（R为OFF），并放出混合液体（Y4为ON），至液体高度降为L3后，再经5s延时，液体可以全部放完；停止放出液体（Y4为OFF），液体混合过程结束。
按下停止按钮，液体混合操作停止。
3.设计内容3.1、PLC的介绍可编程控制器是60年代末在美国首先出现的，当时叫可编程逻辑控制器PLC （ProgrammableLogicController），目的是用来取代继电器。
以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。
提出PLC概念的是美国通用汽车公司。
PLC的基本设计思想是把计算机功能完善、灵活、通用等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，控制器的硬件是标准的、通用的。
根据实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内,使控制器和被控对象连接方便。
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摘要PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，也可以说它是一种用程序来改变控制功能的计算机。
随着微处理器、计算机和通信技术的飞速发展，可编程序控制器PLC已在工业控制中得到广泛应用，而且所占比重在迅速的上升。
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。
它应用于工业混合搅拌设备，使得搅拌过程实现了自动化控制、并且提升了搅拌设备工作的稳定性，为搅拌机械顺利、有序、准确的工作创造了有力的保障。
本人所设计的多种液体混合的PLC控制程序可进行单周期或连续工作，具有断电记忆功能，复电后可以继续运行。
另外，PLC还有通信联网功能，通过组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。
关键字：混合装置;PLC控制;组态目录1 问题的提出 (1)1.1 课题研究的背景及意义 (1)1.1.1 课题研究的背景 (1)1.1.2 课题研究的意义 (1)1.2 课题研究的内容 (1)2 硬件设计 (3)2.1 液体混合装置的结构及控制要求 (3)2.2 主电路图 (4)2.2.1液体传感器的选择 (4)2.2.2 搅拌电机的选择 (5)2.2.3 电磁阀的选择 (5)2.2.4接触器的选择 (6)2.2.5热继电器的选择 (6)2.3可编程控制器 (6)2.3.1 I/O分配表 (6)2.3.2可编程控制器 (7)2.3.3可编程控制器的外部接线图 (8)3软件设计 (8)3.1 程序框图 (9)3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (9)3.2.1控制梯形图见附录B所示 (9)3.2.2 梯形图执行原理分析 (9)3.3 语句表 (10)4 组态监控系统设计 (11)4.1 组态王软件简介 (11)4.2 组态王工程在设计中的应用 (11)5 软硬件调试 (20)5.1 连接设置 (20)5.2 运行调试 (21)5.3 PLC程序的模拟调试 (24)5.4 组态通讯调试 (26)6结论 (27)致谢 (29)参考文献 (30)附录A 程序框图 (31)附录B 梯形图 (32)附录C 语句表 (33)1 问题的提出1.1 课题研究的背景及意义1.1.1 课题研究的背景液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改适升级，控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。
对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。
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。
人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。
要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑确定系统方案。
1.1.2 课题研究的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，传感器技术等技术于一体的机电一体化装置。
通过本次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。
1.2 课题研究的内容1.设计液体混合控制系统的PLC外部连线图和软件程序。
2．硬件的研究。
用以前所学知识全面系统的对硬件进行设计并设有保护器件。
3.PLC程序编制与调试。
4．以可编程控制器为核心，熟悉并利用组态王软件对其所应用的程序进行模拟动态画面显示。
2 硬件设计2.1 液体混合装置的结构及控制要求图2-1中设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌。
此装置需要控制的元件有：SL1,SL2,SL3,SL4为液面传感器，液面淹没该点时为ON，液体A、B、C、D阀门是电磁阀，M为搅拌机。
另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。
所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。
图2-1 液体混合灌装机要求如下：1．初始状态：当装置投入运行时，容器内为放空状态。
2．起始操作：按下启动按钮SB1，装置开始按规定工作，液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开B阀门。
当液面到达SL3时，关闭液体B阀门，打开C阀门。
当液面到达SL4时，关闭液体C阀门，搅拌电动机开始转动。
搅拌电动机工作1min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
当液面下降到SL1时，SL1有接通变为断开，在经过20s后，容器放空，混合液体阀门即液体D阀门的电磁阀YV4关闭，接着开始下一个循环操作。
3．停止操作：按下停止按钮后，要处理完当前循环周期剩余任务后，系统停止在初始状态。
2.2 主电路图主电路图根据液体混合装置的结构及控制要求，可画出电路图如图2-4所示。
图2-4 主电路图2.2.1液体传感器的选择选用LSF-2.5型液位传感器。
其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。
LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。
其原理是依据光的反射折射原理，当没有液面时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。
应用此原理可制成单点或多点液位开关。
LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。
相关元件主要技术参数及原理如下： 1）工作压力可达2.5Mpa； 2）工作温度上限为125； 3）触点寿命为100万次； 4）触点容量为70W； 5）开关电压为24V DC； 6）切换电流为0.5A。
2.2.2 搅拌电机的选择选用EJ15-3型电动机。
相关元件主要技术参数及原理如下： EJ15系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。
1）额定电压为380V，额定频率为50Hz，功率为2.5KW，采用三角形接法； 2）电动机运行地点的海拔不超过1000m。
工作温度-15~40℃/湿度≤90%。
2.2.3 电磁阀的选择1．入罐液体选用VF4-25型电磁阀。
其中“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，4表示设计序号，25表示口径（mm）宽度。
（1）材质：聚四氟乙烯；使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体；（2）介质温度≤150℃/环境温度-20~60℃；（3）使用电压：AC：220V50Hz/60Hz DC: 24V；（4）功率：AC：2.5KW；（5）操作方式：常闭：通电打开、断电关闭，动作响应迅速，高频率。
2．出罐液体选用AVF-40型电磁阀。
其中“A”表示可调节流量，“V”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，40为口径（mm）相关元件主要技术参数及原理如下：（1）其最大特点就是能通过设备上的按键设置来控制流量，达到定时排空的效果；（2）其阀体材料为：聚四氟乙烯，有比较强的抗腐蚀能力；（3）使用电压：AC：220V50Hz/60HZ DC：24V；（4）功率：AC：5KW。
2.2.4接触器的选择选用CJ20-10/CJ20-16型接触器。
其中“C”表示接触器，“J”表示交流，20为设计编号，10/16为主触头额定电流。
相关元件主要技术参数及原理如下：1．操作频率为1200/h2．机电寿命为1000万次3．主触头额定电流为10/16（A）4．额定电压为380/220（A）5．功率为2.5KW。
2.2.5 热继电器的选择选用JR16B-60/3D型热继电器。
其中“J”表示继电器，“D”表示带断相保护。
相关元件主要技术参数及原理如下：1．额定电流为20（A）；2．热元件额定电流为32/45（A）。
2.3可编程控制器2.3.1 I/O分配表根据控制系统的要求，在本系统中所需要的开关量输入点为6点，开关量输出为5点。
控制系统应具备的输入/输出点数、名称、代码及地址编号如表2-2所示：表2-2液体混合装置输入/输出地址分配2.3.2可编程控制器该控制系统核心部分是以CPU226为主，CPU模块采用整体式结构，它的体积小、价格低，CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱形机壳内，前盖下面有模式选择开关、模拟量电位器和扩展模块连接器。
PLC的输入输出端子均接到相应的接线端子排，输入输出信号通过这些接线端子排可由其它地方直接引入，这些接线端子排的布置与 PLC的输入输出端子以及电源端、接地端和公共端的实际位置一一对应。
I/O模块接口将输入输出信号引入到控制台上。
PC/PPI编程电缆上标有 PC的 RS一232端连接电脑的RS一232通信接口，标有 PPI的 RS一485端连接到CPU模块的通信口，并拧紧两边接口的螺丝。
PC/PPI编程电缆通常在试验中下载梯形图程序时使用。
这是一个单体控制的小系统，没有特殊的控制要求，开关量输入点有6个（起动、停止和SL1、SL2、SL3、SL4），开关量输出点有5个（YV1、YV2、YV3、YV4与M），输入输出点数共为11个。
粗估内存容量约为110个地址单元(11×10=110)即可。
据此，可以选用一般中小型控制器（S7-200CPU221～CPU226），在此选用S7-200的CPU226。
2.3.3可编程控制器的外部接线图根据输入输出设备及表2-2的液体混合装置输入输出地址的分配表，画出图2-3所示的可编程控制器的外部接线图。
图2-3 可编程控制器的外部接线图3软件设计3.1 程序框图PLC采用计算机控制技术，其程序设计同样可遵循软件工程设计方法，PLC程序框图可见附录A。
3.2 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图3.2.1控制梯形图见附录B所示3.2.2 梯形图执行原理分析1．第一种液体的进入当PLC接通电源后，按下启动按钮SB1后，触点I0.0接通，Q0.0得电并自锁，与之相连的电磁阀YV1接通并保持，液体A开始流入，当液体达到液面传感器SL1的位置时，SL1动作。
2．第二种液体的进入当液体达到液位传感器SL2的位置时，SL2动作，I0.2接通使Q0.1得电并自锁，与之相连的电磁阀YV2接通并保持，液体B开始流入液罐，同时I0.2的动断辅助触点I0.2断开，液体A停止流入。
3．第三种液体的进入当液体达到液位传感器SL3的位置时，SL3动作，I0.3接通使Q0.2得电并自锁，与之相连的电磁阀YV3接通并保持，液体C开始流入液罐，同时I0.3的动断辅助触点I0.3断开，液体B停止流入。
4．搅拌机工作当液体达到液位传感器SL4时，SL4动作，I0.4接通使Q0.3得电并自锁，与之相连的电磁阀接通并保持，同时I0.4的动断辅助触点I0.4断开，液体C停止流入，搅拌机开始搅拌，同时时间继电器T37得电开始计时。