液体混合控制系统defuben.docVIP

第一章 引言 1 1.1课程设计目的 2 1.2课程设计的内容 2 1.3课程设计的实现目标 3 第二章 液体混合控制系统整体设计 3 2.1系统控制要求 3 2.2方案介绍 4 2.3确定设计方案 5 第三章 硬件电路设计 7 3.1PLC选型 7 3.1.1PLC的结构与特点 7 3.1.2 选择PLC 7 3.1.3 CPU模块 8 3.1.4 模拟量输出扩展模块EM232 9 3.1.5 I/O地址分配表 10 3.2电机及驱动控制 11 3.2.1电机的选择 11 3.3检测元件的选择 13 3.4低压电器的选择 13 3.4.1电磁阀的选择 13 3.4.2接触器的选择 14 3.4.3热继电器的选择 14 3.5电源模块 15 3.6人机接口设计 16 第四章 控制系统软件设计 18 4.1控制程序流程图 18 4.2控制程序设计 19 结束语 20 参考文献 21 附录A：PLC源程序 22 附录B：硬件原理图 23 第一章 引言 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。另外，生产要求该系统要具有混合精确、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。所有为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题，借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。 1.1课程设计目的 采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的课移植性和可维护性。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景，用PLC进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需要到它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于多种液体混合灌装设置的控制，对学习和实用是很好的结合。 本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有： 1） 使液体混合机能够实现安全、高效的灌装； 2） 满足灌装的各种技术要求； 3） 具体内容包括多种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。 1.2课程设计的内容 利用西门子PLC的S7-200系列设计两种液体混合装置控制系统。 需要完成的内容有： 编写输入输出对照表。包括信号名称、外部元件号、内部继电器号； 绘制PLC外部接线图； 绘制功能流程图； 编写、调试梯形图或语序表。 完成课程设计说明书 1.3课程设计的实现目标 液体混合系统的控制设计考虑到其动作的延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。 第二章 液体混合控制系统整体设计 2.1系统控制要求 利用电磁阀、液位传感器、搅拌机来完成两种液体的充分混合。如图2.1 图2.1 液体混合灌装机 2.2方案介绍 就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系 统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。 （1）继电器控制系统 控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参数变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常工作，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制系统价格非常高，灵活性差，响应速度慢。 （2）单片机控制 单片机作为一个超大规模的集成电路，结构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一个集成电路，不能直接将它与外部I/O信号连接，要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、控制和程序设计的工作量相当大。 （3）工业控制计算机控制 工控机采