搅拌机基于LC的设计.doc

绪论 1.1 课题的目的、意义及现状?? 目前，我国的液体搅拌机控制系统大部分采用传统的继电器进行控制，这种方法耗能大，浪费大，搅拌效果不好，给工厂浪费很多资金，同时对噪声污染也很严重。而且，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，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。随着计算机技术的飞速发展，生产厂家对生产的自动化水平有了更高的要求。采用PLC实现液体搅拌控制，不但可以对液体搅拌过程的各个环节精确控制，而且可以大大降低成本，可直接应用于工业现场，对现场操作人员的要求也不高。此外，对搅拌机控制系统进行改进，使它可以灵活的根据液体的不同而进行混料的浓度调节，从而达到节能环保，改善工作环境的效果。用PLC对液体混合进行控制，系统的硬件结构简单、服务功能增强、系统的可靠性大大提高，且节省了成本，使液体混合系统的性价比提高。 应用PLC作为主控制器设计液体混合控制系统，完成两种液体的混合和搅拌工艺。通毕业设计，使我们的综合素质和动手能力有所提高，能够真正做到自己发现问题、分析问题和解决问题。通过本毕业设计使我们掌握PLC的软、硬件结构、工作原理、指令系统和梯形图编程的基本方法，以及开发PLC控制生产过程的基本方法。使我们能初步对生产过程或设备的PLC控制系统进行开发、设计并了解PLC与PC之间的网络化通信控制，为毕业后从事工业生产过程自动化打下良好的基础。 本课题应解决的主要问题是如何使PLC在液体搅拌器中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对液体搅拌器进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况，正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探索。国外的可编程自动控制设备技术顺应时代潮流，与计算机技术同步发展，向着通用化、模块化、智能化、标准化、数字化、网络化方向迅猛发展。国内的发展从全盘引进、仿制到自行研究，取得了举世瞩目的成绩，但从整体上看，我们在技术性能、制造工艺等方面与国际先进水平还存在很大差距。因此，改变原有的落后设备和技术，设计以可编程序器与计算机结合的自动控制系统，提高工业自动化的程度。此液体混合PLC控制系统，其目的就是以PLC为核心，配合智能仪表，完成系统功能控制，状态显示，信息检测和报警硬件组建所需要的PLC和传感器等元件的选现对液体混合的自动控制以及运行状态的检测功能和显示功能。 1.2 液体搅拌系统的简介 目前，我国的液体搅机控制系统大部分采用传统的继电器进行控制，这种方法耗能大，浪费也大，而且搅拌效果不好，给工厂浪费很多资金，同时噪声污染也很严重。随着计算机技术的飞速发展，生产厂家对生产的自动化水平有了更高的要求。所以，对搅拌机控制系统应该进行改进，使它可以灵活的根据液体的不同而进行混料的浓度可调，从而达到节能环保，降低成本的目的。液体搅拌系统由原料罐，混料罐，出料罐组成。它先将两种原料送混料罐，然后在混料罐内混合，最后，送出料罐出料。两种原料液体进料时达到设定的液面时停止进料，且搅拌器搅拌时间可根据浓度的不同而自行设定。 为了实现液体搅拌系统的控制需要，系统使用PLC为控制核心。系统通过液位变送器采集现场液位高度并将其转换成4～20mA的电流信号送PLC，PLC根据现场状况及外部输入指令控制搅拌系统，并显示操作指示及发出报警。系统的控制框图如图1-1所示。 图1-1 系统控制框图 根据系统的工艺流程整个液体搅拌控制系统过程可分成多个阶段：基本液位控制过程、模拟量信号采集、报警指示。 (1) 基本液位控制过程：按控制要求，实现进料及出料时进料罐和出料罐的基本液位控制。 (2) 模拟量信号采集：通过液位变送器及A/D转换器完成现场液位的采集过程。 (3) 报警指示：当超过所设定的液位时，报警输出。 1.3 液体搅拌机的组成 1.3.1 搅拌机机械部分的组成 搅拌机机械部分主要由搅拌轴、机架、轴封、搅拌器、搅拌容器（筒体）、传动装置组成。本次设计的搅拌机为立式容器中心搅拌机，其结构形式如图1-2所示。此搅拌机将搅拌装置安装在立式设备筒体的中心线上，驱动方式为齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5～22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。本次设计主要进行的是搅拌机控制系统的设计，对搅拌机的机械部分直接进行简单的结构设计。 图1-2 搅拌机的结构形式 1.3.2 搅拌机控制系统的组成 为实现液位的采样、自动控制，系统必须包括硬件部分和软件部分。硬件部分由可编程控制器、液位变送器、电磁阀、电机、泵、A/D转换器、RS-232电缆接口组成。软件部分由