1、 湖南省婁底職業技術學院 學生畢業設計（論文）題 目： 液體攪拌器裝置模擬控制系統設計院 系： 婁底職業技術學院 專 業： 機電一體化 班 級： 09機大五班 學生姓名： 王 宇 博 指導教師： 雷 麗 英 論文提交日期：2011年12月24日 摘要本系統使用學校實驗室中的三菱PLC的FX系列實現了對液體混合裝置的自動控制要求。同時控制系統利用仿真設備不僅能滿足兩種液體混合的功能，而且可以擴展其功能滿足多種液體混合系統的功能。提出了一種基于PLC 的多種液體混合控制系統設計思路, 提高了液體混合生產線的自動化程度和生產效率。文中詳細介紹了系統的硬件設計、軟件設計。其中硬件設計包液體混合裝置的電

2、路框圖、輸入/輸出的分配表及外部接線；軟件設計包括系統控制的梯形圖、指令表及工作過程。在本裝置設計中，液面傳感器和電閥門以及攪動電機采用相應的鈕子開關和發光二極管來模擬，另外還借助外圍元件來完成本裝置。整個程序采用結構化的設計方法, 具有調試方便, 維護簡單, 移植性好的優點關鍵詞：PLC ；液體混合裝置；程序目錄中文摘要前言11、液體混合裝置的原理及要求和任務21.1 原理21.2任務21.3要求22、基于PLC液體混合裝置的硬件設計32.1液體混合裝置圖32.2外部接線圖與操作面板42.3輸入/輸出裝置53、基于PLC液體混合裝置的軟件設計63.1系統控制順序功能圖73.2系統控制梯形圖8

3、結束語10參考文獻11電氣設備及元器件明細表12前言在煉油、化工、制藥等行業中, 多種液體混合是必不可少的工序, 組成部分。以往常采用傳統的繼電器控制, 使用硬連接電器多, 可靠性差, 自動化程度不高。當前國內許多地方的此類控制系統主要是采用DCS, 這是由于液位控制系統的儀表信號較多, 采用此系統性價比相對較好, 但隨著電子技術的不斷發展, PLC 在儀表控制方面的功能已經不斷強化。用于回路調節和組態畫面的功能不斷完善, 而且PLC 的抗干擾的能力也非常強, 對電源的質量要求比較低。目前已有許多企業采用先進控制器對傳統接觸控制進行改造, 大大提高了控制系統的可靠性和自控程度, 為企業提供了更

4、可靠的先進控制器對傳統接觸控制進行改造, 生產保障, 所以PLC 在工業控制系統中得到了良好的應用。采用PLC 對容器中的液位進行監控控制, 其電路結構簡單, 設備投資少, 監控系統不僅自動化程度高, 還具有在線修改功能, 靈活性強等優點, 適用于多段液位控制的監控場合。為此, 我們設計了這個集PLC技術，自動控制技術，自動化儀表技術，系統仿真技術技術于一體的功能較全的液體混合的自動裝置。1.1原理利用學校實驗室中的三菱PLC的FX系列設計兩種液體混合裝置控制系統供工業應用。在實驗之前將容器中的液體放空，液體A閥門打開，A指示燈YV1亮，液體A流入容器。當液面到達SL2時，SL2接通，關閉液體

5、A閥門，打開液體B閥門，相對應于操作面板上的鈕子開關SL2閉合時，A指示燈YV1滅，B指示燈YV2亮。液面到達SL3時，關閉液體B閥門，攪勻電機開始攪勻，即鈕子開關SL3閉合時，B指示燈YV2滅，M指示燈YKM亮。攪勻電機工作8秒后停止攪動，1秒后混合液體閥門打開YV3指示燈亮，開始放出混合液體。當液面下降到SL1時，SL1由接通變為斷開，A指示燈YV1滅，再過3秒后，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期的液體A閥門打開。1.2要求1）液體混合自動裝置需要A、B兩種不同液體，攪拌電機的功率為4.5kw。2）液面傳感器用鈕子開關模擬，啟動和停止按鈕用動合開關模擬，液體A閥門、液體B閥門和混合液

6、體的閥門的開關與閉合以及攪拌電機的運行與停轉用發光二極管的點亮與熄滅來模擬。3）當需要啟動該裝置時，必須要按啟動按鈕SB1，從而該裝置會循環工作，當需要停止時，按下停止按鈕SB2。1.3任務分析電路圖；設計PLC外部接線圖；指令表；系統控制梯形圖。2、基于PLC液體混合裝置的硬件設計2.1液體混合裝置圖液體液體混合液體 2.1 液體混合裝置圖本文所提到的液體混合系統原理圖如圖2.1所示。YV1控制液體A在容器中的注入量，YV2控制液體2在容器中的注入量。YV3的作用是在液體A，B在容器內攪拌完畢后導出，使之進入下一個環節操作。液面傳感器分別為SL1，SL2，SL3用于測量加入的液體的量。M為攪

7、拌器。整個系統根據工藝流程的特點和環保的要求，液體從裝置的上方按順序流入，可循環進行，操作簡便。2.2外部接線圖與控制面板X0X1X2X3 X4Y0Y1Y2Y3COM0YVYV2YV3YKMSB1SB2SL1SL2SL3圖2.2 PLC外部接線圖FX 0s20MRCOMCOM1COM2COM3如圖2.2所示，PLC外部接線圖左邊一排為輸入，其中X0，X1，X2，X3，X4分別與SB1，SB2，SL1，SL2，SL3相連;右邊一排為輸出，其中Y0，Y1，Y2，Y3分別與YV1，YV2，YV3，TKM相連。如圖2.3所示起停按鈕P1、P2分別與主機的X0、X1相連，液面傳感器P3、P4、P5分別與

8、主機的輸入點X2、X3、X4相接，液體A閥門、液體B閥門、混合液體閥門和攪拌機P6、P7、P8、P9分別與主機的輸出點Y0、Y1、Y2、Y3相連。SB1SB2SL1SL2SL3YKM YV3YV2YV1P1P2P3P4P5P9P8P7P6圖2.3 裝置操作面板2.3輸入/輸出設備表2-1輸入|輸出接線列表面板SB1SB2SL1SL2SL3YV1YV2YV3YKMPLCX0X1X2X3X4Y0Y1Y2Y33、基于PLC液體混合裝置的軟件設計控制程序設計在西門子公司提供的STEP7M icroW in V 410 PLC 編程軟件下進行, 它是S72200系列的PLC 的編程軟件, 可以對S722

9、00 的所有功能進行編程。該軟件在W INDOW S 平臺上運行, 其基本功能是協助用戶完成應用軟件任務。例如創建用戶程序、修改和編輯過程中編輯器具有簡單語法檢查功能, 還可以直接用軟件設置PLC 的工作方式、參數和運行監控。本程序采用了在PLC 編程中常用的梯形圖進行監控。本程序采用了在PLC 編程中常用的梯形圖進行編譯、調試和修改, 并采用模塊化、結構化的程序設計方法。具體控制程序梯形圖如圖3.2 所示。3.1系統控制順序功能圖M2M3M4M5M6M1M0Y0Y1Y2T0T1Y3Y3T2M8002SB1啟動按鈕SL2SL3T0T1SL1M200T2M200T2閥B8S1S閥C3S閥A3.1

10、 順序功能圖3.2系統控制梯形圖M10M0M1Y0M0Y1M3Y2T0T1M10SB2SB1M2SB1M0M1M2M3M1K80K10M5T0M3M3T1M10T2M1M4SL3M2SL2M8002M6M0M10M0Y3M6T2M5M4T1M6K30M6M5M5SL1M0M1M6M5結束語通過對多種液體混合控制系統的分析, 進而設計出整個控制系統各運行設備的運行程序。由于PLC 產品自身具有可靠性高、靈活性強、對工作環境無要求和抗干擾性能好等諸多優點, 使之完全可以將操作人員從惡劣的現場環境中解放出來, 因而深受用戶歡迎。同時, 該控制系統可用較少的資金投入, 達到很高的制精度控。本設計已通過

11、模擬仿真檢驗, 有很好的推廣價值。整個設計雖圓滿完成，可是結果并不是很令人滿意，過程中出現的一些問題，例如延遲時間不是很精確，有些誤差，電路設計得不怎么完善。我想我們只有在實踐中多去操作，不言棄、不急躁，迎難而上，多總結經驗，多嘗試，才能將專業知識學得更好，才能學以致用，達到學習的真正目的。在此期間，我們一直忙碌在實驗室，每當我們遇到問題時，楊老師總會給予我們耐心的指導,在百忙之中為我們答疑解難，真點讓我們感動，在此我們組的全體組員向楊老師致以衷心的感謝！參考文獻1 周美蘭. PLC 電氣控制與組態M . 北京: 科學出版社, 2003.2 廖常初. 可編程序控制器應用技術M . 重慶: 重慶大學出版社, 1995.3 S72200 中文系統手冊 K . Siemens Energy & A uto