液体自动混合监控系统设计设计

1、液体自动混合监控系统设计设广东岭南职业技术学院广东岭南职业技术学院LINGNAN INSTITUTE OF-TICHNOl. OGY-广东岭南职业技术学院毕业设计（论文）液体自动混合监控系统设计学生姓名指导教师专业机电一体化班级12机电3班二级学院2014年11月广东岭南职业技术学院液体自动混合监控系统设计摘要液体自动混合监控系统是基于PLC和组态王来实现自动化监控。PLC简称可编程序控制器, 是近年来发展极为迅速，应用极为广泛的一种工 业控制设备。它是一种专为工业实现自动化生产 而设计的数字运行的电子系统，它釆用可编程程 序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模 拟的输入/输出完成确定的逻

2、辑顺序、定时、记数、 运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或 设备生产过程。由于PLC的性能优越，兼顾多种辅助软件。例如：组态王软件，组态王是一个模拟加工现场 的一个软件，有最为逼真画面监控。而PLC具计 算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，维修方便等优点，形成以微电 脑为核心的电子控制设备。可编程序控制器技术 在世界上己广泛应用，很多工业利用PLC来控制 设备。而液体自动混合监控系统是基于PLC和组 态王来实现自动化监控。本论文首先介绍PLC的发展及应用，以及它的基本功能和特点。然后鉴于PLC的原理及其优 越性，基于PLC控制和组态王监控的液体自动混 合，该工程设

3、计可进行单周期或连续工作，正常 工作时，至少完成一个周期，该程序具有一定的 防止误动作能力。本论文从硬件设计，软件设计, 组态王监控设计等方面进行分析，对西门子PLCS7-200系列的应用有一定的指导意义。III广东岭南职业技术学院关键词：可编程控制器，液体混合装置，传感器，画面监控篡2童盘体泯直装置的控制的趣件设计2. 1液体混合装置结构及控制要求2. 2硬件选用2. 2.1选择接触器2. 2. 2选择搅拌电机145562. 2. 3选择断路器82. 2. 4选择液位传感器92. 2. 5选择电磁阀2.3 S7-200的CPU的选择第3章 液体混合装置的控制的软件设计3. 1控制要求及分析3

4、. 2两种液体混合装置的输入/输出分配3. 3两种液体混合装置的输入/输出接线图34两种液体混合装置的梯形图10111414161718第4章液体混合装置的控制的组态王监控设计4. 1组态王选择22224. 2组态画面监视设计第5章 系统常见故障分析及维护5.1系统常见故障分析及维护5. 2系统故障分析及处理222929295. 3系统抗干扰性的分析和维护30结论32谢辞33参考文献34附录35广东岭南职业技术学院-11.刖 B随着科技的发展，PLC的开发与应用把工业推向自动化和智能化。具计算机的功能完备, 灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易 懂，还有强大的抗干扰能力使它在工业方面取 代

5、了微型计算机，方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线，灵活、方便,效率高。本设计主要是对两种液体自动混合系统基于PLC控制的设计，在设计中对控制对象：三 个传感器监视容器液位，设三电磁阀控制液体A、B输入与混合液体输出液位，设搅拌电机Mo 搅拌机是一种将两种或多种以上材料搅拌混合 的系统，对搅拌机的控制，关系到产品的质量。工艺流程是：按下起动按钮，开始下列操作, 打开液体B入口，液体B流入容器；当液面到 广东岭南职业技术学院达液体B液位时，关闭液体B入口；打开液体 A入口，液体A流入容器；当液面到达液体A 液位时，关闭液体A入口；混合液体搅拌均匀 后（设时间为10s）,打开混合液体出口，释放

6、 混合液体；当混合液体下降到报警液位时，提 示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放 空！PLC控制系统提示红色指示灯），同时继 续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操 作周期；若未按停止按钮，则自动进入下一循 环周期；按下停止按钮，则在当前混合操作周 期结束后，停止操作，使系统停止于初始状态。本设计釆用的PLC是德国西门子S7系列S7-200的PLC作为液体自动混合系统控制中心，从控制系统的硬件组成，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），以及组 态王监控画面设计，旨在对其中的设计及制作 过程做简单的介绍和说明331.1课题背景随着科技

7、的发展和时代的进步，各种工业自动化产业的不断升级，对于工人的素质要求也不 断提高。其中生产第一线有着各种各样的自动化 加工系统，其中液体混合加工，是其中最为常见 的一种。最初工艺加工，把多种原料在合适条件 下进行混合加工，其监控或操作由工人进行的, 后来多用继电器系统，对顺序或逻辑的操作过程 进行半自动化的操作。但是现在随着时代的发 展，pic这种新型的控制工具进入了人们的视野, 它体积比一般继电器要小、轻，并能代替了以往 传统的控制方式，并且与组态王监控系统结合来 实现新监控方式，因此大受青睐。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

8、、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之一，但由于该行业中 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，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。可编程控制器（P L C ）是釆用微机技术的通用工业自动化装置，能与多种软件结合使 用。集散型控制和监控系统改变着工厂自动控制的面貌，对传统产业的技术改造和发展自

9、动化工 业具有重大的实际意义。但p L C发展很快，国外P L C产品更新换代更是如此。可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相 同，都是以微处理器位核心的结构，其功能的实 现不仅基于硬件的作用，更要靠软件支持，实际 上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算 机。1.2国内外相关领域的研究现状可编程序控制器(PLC)从起源到现在，因为由于其编程简单、使用方便、维护容易、可靠性高 、价格适中等优点，使其迅猛的发展，在冶金、机械、化工、纺织、石油、轻工、建筑、运输等 领域得到了广泛的应用。可编程序控制器技术以与CAD/CAM技术、机器人技术并列为现代工业生产自动化的重要技术之 一，乃至

10、整个工厂的生产自动化，PLC均担当着重 要的角色。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之一，但由于该 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。液体自动混合监控系统是基于PLC和组态 王来实现自动化监控广泛的应用。综合起来看，由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，液体自动混合监控系统的发展 方向有两个:1、PLC朝着简易、小型、价格低廉方向发展。近年来，单片机的出现，促进了 PLC向紧凑型发展、体

11、积减小.价格降低、可靠性不断提高。这 种PLC可以广泛取代继电器控制系统，应用于单 机控制和规模比较小的自动性控制，如日本立石 公司的 C60PC20H C20PC40P C40H 等。2、组态王软件应朝操作简单、功能齐全、画面逼真和画面二维、三维多元化方向发展。1.3研究意义在国内的许多炼油、化工、制药，尤其是中小企业，其控制系统还是使用过时的模拟控 制，甚至是全人工控制操作。人工控制由于劳动 量大、成本高、生产的产品不够精确、安全隐患 大、增加了系统故障的可能性，还有就是工厂的 生产设备和试验设备存在一定的相差度，以致影响了产品质量和生产效益。而随着产品性能的提 高，对自动控制系统的要求也

12、越来越高，传统的 控制要求已达不到系统要求。随着大规模、超大 规模集成电路的发展以及计算机的出现，控制系 统开始由传统控制向自动、模拟控制方向发展。在生产过程和其他产业领域中，可编程序控制技术的应用十分广泛，在自动控制的设备中,可编程序控制比传统的控制方法使用得更为普dir.遍。随着科学技术日新月异的发展，特别是大规 模集成电路的问世和微型处理机技术的应用，使 可编程序控制技术进入了一个崭新的阶段，因此 为了 了解和学习这些重要技术已是必不可少。1.4研究内容本论文研究的是两种液体的混合，具体设计内容 和控制要求如下 设计内容:1）利用PLC实现现场控制，要求对两种液体A和B,在容器内按1:2

13、的比例进行混合搅拌,装置结构 如图所不O入口 入口图1-1混合液体控制装置结构图2）利用组态王组态远程监控系统，通过监控画面远程显示实时动态数据，要求系统控制既可以通过按钮进行现场控制，又可以通过监控制要求:1）初始状态:各阀门关闭，容器内无液体，搅拌器不工作。2）起动操作:按下起动按钮，开始下列操作： 打开液体BAD,液体B流入容器；当液面到达液体B液位时，关闭液体B入口； 打开液体A入口，液体A流入容器；当液面到达液体A液位时，关闭液体A入口； 混合液体搅拌均匀后（设时间为10s）,打开混合液体出口，释放混合液体; 当混合液体下降到报警液位时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空

14、！”,PLC控制系统提示红色指示灯），同时继续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操作周期; 若未按停止按钮，则自动进入下一循环周期。3）停止操作：按下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，停止操作，使系统停止于初始状态。第2章 液体混合控制的硬件设计2.1液体混合装置结构及控制要求下图为混合液体控制装置示意图，Y2为B液体液位传感器,Y3为加入A液体后混合液体液位传感器，Y1为剩余100时液面液位传感器，液 体A、B进料与混合液体出料由电磁阀Fl、F2、F3控制,搅拌电动机由F4电磁阀控制，报警由电磁阀F5控制，M为搅匀电动机。图2-1混合液体控制装置示意图2. 2硬件选用2.2.1选择接触

15、器1选用CJX21810, 220V型接触器，如图2-2所示：图2-2 CJX21810, 220V型交流接触器其中“C”表示接触器J”表示交流，2为设计编号2用途CJX2系列交流接触器（以下简称接触器） 适用于交流50Hz或60Hz,压至660V,额定 绝缘电压至660V；电流1895A （380V、AC-3 使用类别）的电力线路中供远距离接通或分断 电路之用，可频繁地起动及控制交流电动机。适用于控制交流电动机的起动、停止及反转。3工作条件海拔高度不超过2000米;周围环境温度:5+40°C；空气相对湿度：在40°C时不超过50%,低温时允许有较大的相对湿度；大气条件：没

16、有会引起爆炸危险的介质，也没有会腐蚀金属和破坏绝缘的气体和导电尘安装位置：安装面与垂直面的倾斜度不超过±5。；在无显著摇动和冲击的地方；在没有 雨雪侵袭的地方；控制电压允许变动范围:85%110%USo2.2.2选择搅拌电机三相异步电动机应用非常广泛，因而正确 的选择电动机显得极为重要。三相异步电动机 的选择包括它的功率、电压和转速等。1功率选择合理选择电动机的功率是运行安全的可靠保证。所选电动机的功率是由生产机械所需的nil功率确定的。1）连续运行电动机功率的选择原则：对于连续运行的电动机，若负载是恒定负载，先算出生产机械的功率，所选电动 机的额定功率稍大于或等于生产机械功率（即

17、若负载是变化的，计算比较复杂，通常根据生 产机械负载的变化规律求出等效的恒定负载, 然后选择电动机）。2）短时运行电动机功率的选择原则：通常是根据过载系数入来选择短时运行电动机的功率。（原因由于发热惯性，在 短时运行时可以容许过载。工作时间愈短，过载可以愈大。但电动机的过载是受限制的）。电动机的额定功率是生产机械所要求功率的1/入。2电压和转速的选择电压等级选择原则：要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。Y系列型电动机的额定电压用380V； Y90S-4转速为 1500r/mino转速选择原则：根据生产机械的要求而选定。图2-3电动机型号为Y90S-4/1. 1KWY系列电动机具

18、有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方 便、起动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级 完全符合IEC标准。采用B级绝缘、外壳防护 等级为IP44,冷却方式IC418.2. 2. 3选择断路器图2-4施耐德EA9RN2C6330C断路器适用范围 交流50Hz 额定工作电压至380V额定电流至63A额定短路分断能力不超过6000A的配电线路中作为过载和短路保护之用，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用，断路器符合GB10963. 1 标准。2. 2.4选择液位传感器选用LSF-2. 5型液位传感器（图2-5）图2-5 LSF-2. 5型液位传感器其中“L”表示光电的，“S”表示

19、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， 当没有液体时，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25Mpa； 2.工作温度上限为125°C； 3.触点寿命为100万次;4. 触点容易为70W；5. 开关电压为24VDC；6. 切换电

20、流为0.5A。2. 2. 5选择电磁阀1电磁阀的选用VF4-25型如图2-6所示图2-6 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。相关元件主要技术参数及原理如下:硫酸、1）材质：聚盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体;2）介质温度W150°C/环境温度-20 60 °C；3).使用 电压：AC:220V50HZ/60HZDC :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. 3 S7-200的CPU的选择在本控制系统中，所需的开关量输入为6点,

21、开关量输出为5点，考虑到系统的可扩展性和维 修的方便性，选择模块式PLC。由于输入输出数 比较少，所以我们的PLC控制器选用西门子的 S7-200, CPU为224的模块就足够了。1下图为S7-200PLC的结构分布示意图：血电源”直展单元计删III输出单元图 2-7S7-200PLC 的结构分布示意图S7-200的工作环境要求为:0° c-55o C,水平安装0° C-45° C,垂直安装相对湿度95%,不结露 西门子还提供S7-200的宽温度范围产品(SIPLUS S7-200)：工作温度范围-25° C-+700 C相对湿度：55° C时

22、98%, 70° C时45%其他参数与普通S7-200产品相同2 S7-200 PLC运行示意图 1='输入刑子输入刷新输入涮新阶匸殳打珈丹期愉出刷新WTH1刷新阶以图2-8S7-200PLC的运行示意图3 S7-200 PLC 结构S7-200 CPU将一个微处理器、一个集 成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装 中，从而形成了一个功能强大的微型PLC,在下载了程序之后，S7-200将保留所需的逻辑, 用于监控应用程序。，下图为PLC控制液体混 合的示意图。计算机 I图2-9PLC控制液体混合的示意图4下图为S7-200的扫描工作过程（过程k出错 I处理图 2-10 S

23、7-200的扫描工作过程如图S7-200的扫描工作过程知，PLC可自动检测I/O 口是否出错，CPU可强制为STOP,但是本设计，出错后报警，报警灯要闪烁，所以不能强制为STOP,只能用程序控制停止程序。第3章 液体混合装置的控制的软件设计3.1控制要求及分析：1. 初始状态各阀门关闭，容器内无液体，搅拌器不工作。2. 起动操作按下启动按钮后，装置开始按下列规律运行:1）打开液体B入口，液体B流入容器;当液面到达液体B液位时，关闭液体B入 口；打开液体A入口，液体A流入容器； 当液面到达液体A液位时，关闭液体A入 口;对1）的分析，由于B液体电磁阀动作两次,分别表示注入B液体和停止B液体的注入

24、，所以 为了便于分析，用停止注入B液体作为注入A液 体的顺序开关。而用初始状态结束作为注入A液 体的顺序开关。2）混合液体搅拌均匀后（设时间为10s）,打开混合液体出口，释放混合液体；对2）的分析：由于初始状态也有混合液体电磁阀的动作，所以用搅拌结束作为第二次混合 液体电磁阀的动作的顺序开关O3）当混合液体下降到报警液位时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空！PLC控制系统提示红色指示灯），同时继续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操作周期;对3）的分析：假设是在液面降到100时,提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将 放空！提示红色指示灯亮，20S之后，混合液体 停止排放。

25、3. 报警当系统发生故障时，报警灯闪烁，停止混合系统运行。对报警的分析：停止混合系统运行可视为,停止所有操作。下图为两种液体混合装置的流程图:图3-1液体混合程序流程图3. 2两种液体混合装置的输入/输出分配在确定了控制对象的控制任务和选择好PLC的机型后，即可安排输入、输出的配置，并对输 入、输出进行地址编号。分配I/O地址时要注意以下问题:1、设备I/O地址尽量连续;2、相邻设备I/O地址尽量连续;3、输入/输出I/O地址分开;4、每一框架I/O地址不要全部占满，要留有一定的余量，便于系统扩展和工艺流程的改, 但不宜保留太多，否则会增加系统成本;5、充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之

26、间、模块与模块之间的信号联系，合理地 安排I/O地址，减少它们之间的内部连线。因此系统输入输出分配如下：表3-1输入分配表输入地址对应元件对应外部设备10.0SB1启动按钮10.1SB2停止按钮M0.0SLOB液体注入液位到达状态M0.1SL1A液体注入液位到达状态MO. 2SL2搅拌完成状态MO. 3SL3混合液体排出至100状态表3-2输出分配表输出地址对应元件对应外部设备Q0.0F1B液体进料电磁阀Q0. 1F2A液体进料电磁阀Q0.2F3混合液体出料电磁阀Q0.3F4搅拌电磁阀Q0.4F5报警电磁阀表3-3定时器分配表定时器定时时间作用T3720S注入B液时间T3810S注入A液时间T

27、3910S搅拌时间T4010S放液至Y1T4120S报警指示灯时间广东岭南职业技术学院3. 3两种液体混合装置的输入/输出接线图24VDCCPU224 DC/DC/DC-hXA.nMM匕）24VDC启动按钮SB111o or 十000iH惇止蜕暁体注入浹位到猷态lLSL010.1 MO.OQO.O Q070暁体粧 料电盗阀咏遊料电郦OJiAWimSL10-0混合液出料电磁阀册咸状态SL2 -/-0 oGO00融器电磁阀混合:谢榊岀至讽状态SL3-Z-报警电仍阀M o40iM|_2024VDC00图3-2两种液体混合装置的输入/输出接线图广东岭南职业技术学院3. 4两种液体混合装置的梯形图网络1

28、 白动T41INTON200-PT100T37网络2T37SLOT39F211 丿 1f1I ' IJT38INTON100-PT100 SLO网络4T38SL1T Hr< )T39F4T 丿 IC)T39pN TOhT100- PT 20 -IJr>T40INTOMPT100-网络5T39T41F344网络6T40T41F5SL3Y )INTOM200-PT100 T41网络了停止T 图3-3两种液体混合装置的梯形图其工作过程分析:1.起动操作10.0为启动按钮F1为B液体进料电磁阀T37为注入B液时间，定时20S则按下启动按钮，开始注入B液，20S后,关闭B液体进料电磁

29、阀网络2T37SLOTI()网络3SLOT38F2T I-H * I138In ton100- PT WO F2为A液体电磁阀SLO为B液体注入液位到达状态T38为注入A液时间，定时10S则B液体注入液位到达完成后，A液体电磁 阀打开，注入A液体，到设定液位关闭A液体电 磁阀，停止注入A液体。网络4SLO为A液体注入液位到达状态F4为搅拌电磁阀T39为搅拌定时器，定时10S则注入A液体，到设定液位关闭A液体电磁阀，停止注入A液体，搅拌电磁阀打开，开始搅 拌混合液体。10S之后，停止搅拌。网络5T39T41F3t hH * 1_C T40IKTON100-PT100 F3为混合液体排出阀T40为

30、混合液体排出至100时的时间，定时10S3报警网络6T40T41F5T HpP )SL3Y )T41IN TON200- PT 100 借止T37< R )1F5为报警电磁阀T41为报警提示显示时间定时器，定时20ms10.1为停止输入当混合液排出到100时，报警电磁阀打开,显示提示“20S将排完”按下停止，将停止一切运作。第4章 液体混合装置的控制的组态王监控设计4.1组态王选择组态王653 （64点）版号 6. 5. 3.31版权北京亚控科技发展有限公司4.2组态画面监视设计1主画面设计体混合设计组态王主画面如上图所示,可显示反应罐B注入的B 液体的体积，与反应罐A注入的A液体的体积

31、， 以及反应罐混合液体体积。而报警画面可自动跳 出。2画面数据设置如下图252S»82S»5®ID|$S««5絲买VO至取30踽 108£CommErrI/OSS?56CommE"1/055?22»1013«CommErr场=1輕爲】g砌50CommErr淙託科词123I/OS®.74StIOSCommErr於曲2bOS«62踽 108£CommErr畅陀创秩I/OSS?41做沁CommErr的艮銅1VO砸57剽oeuCommErrg碗61?fios«CommErr

32、I/OS®.32殖曲条CommErr险虧XJA1/03®45SrI0i22CommErrWS976CommErr辭謎5血73sfioeu$TAnC400辭料恕竝11/05!33»I0i5«$TAnC300场玮2義也g趣69«fiots»S7AnC301脸佑孤§£云12丙孩金就13脳倨溺史记录巧及8碇1114UPSTART39434423内77飙21603SHF天36脳$访耳蘇10斛分丙引理5丙存旦16W'柿室处6?sa1劍日3图4-2画面数据设置如上图，A液位，B液位及反应液位都为I/O 实数，只读，并且设

33、置了报警的数值最大值，具 体见下图。广东岭南职业技术学院3确宗 I取消|46图4-3 A原料罐液位数据设置走义变星基本属性I报粵走文I记录和安全区I姿里名：I原料罐液位2 变里类型：堀述：结构成员：成员类型：成员插述：1变化灵锁度最小值最小原始值|0|0|0初贻值最大值最大原始值|300.000000|30011000000000状态厂保存参数厂保存数值连接设备11新K设备奇存器（smicsoi数揚类型：| SHORT 读写属性：r读写 e只读r只写采集频率liooo播损方式e线性r开方毫秒高级厂允许DHEi方问广东岭南职业技术学院图4-4 B原料罐液位数据设置走义变呈基本厲性I报粵走义I记录

34、和安全区I确定 I 取消 I图4-5反应罐液位数据设置数据设置好之后，可关联画面，关联的是模拟值输出，如下图47广东岭南职业技术学院Xa：左264 上39 高度19 宽度38提示文本：厂线属性厂埴充厂水平移动厂埴充属性厂缩放厂垂直移动厂文本色厂旋转属性娈化位豊与大小娈化值输出设置图权限保护动画连接命令语言连接厂按下时弹起时按住时厂厂 Ctrl 厂 Shi £t忧先级；|0确走jiooo毫秒安全区：取消图4-6图中模拟3报警画面的设置如下图49广东岭南职业技术学院图4-7报警画面52设置图画面显示可通过主画面的命令语言显示，如下图，有报警，显示报警画面，报警确认后，重 新显示主画面。图

35、4-8主画面与报警画面转换的设置图报警是由报警数据实现的，如下图，本站点原料罐液位l.Hilimit=290 ,优 先级为10本站点原料罐液位2. Hilimit=290 ,优先级为5本站点反应罐液位L Hilimit=390先级为1根据实际情况，只需设计最高至报警，而报警优先级反应（及混合液体）优先级最高，A原 料罐液位优先级最低。广东岭南职业技术学院走义疑基本属性报彎走义I记录和安全区I抵粵组名殛报警限畀限值报婆文本厂低低臣高L高高|0io"290厂优先级|5 r 变化率银誓厂变化率0偏差报警偏差P小偏差師R犬偏差丽 厂死区Rr秒分肝X r r r值目00确定I 取消I53厂越服

36、或偏差报警延时；|1 z开关里报鑿离散报警文本关断0)俣报警文本改变开疾壓曼 关-开匿肝扩尿或L I| 确走 | 取涓 I走义变星基本矚性报藝定文记录和安全区报彎组名賈二二二二二二液垃：二二二二二:肖报誓限界限值报警文本优先级1 r变化辜报警厂变化幸 % /偏差报翼偏差目标值厂死区厂趣限或偏差报誓延时：|1 E开关星报警厂离散厂关断(0)戻报粵文本报警文本涉麥开-庆关-冴I关到开扩展域11扩展嫌I广东岭南职业技术学院63图4-9A液位B液位反应（反应罐液位）报警设置历史报警设置如下图性页通用属性 列属性 撫作犀性I条件属性颜色和字体属性报兽帘口名:e历史报警窗r实时报警窗&显示列标题它

37、显示状态栏报警目动卷滚新报曹位骂：绘前最后2显示水平网格W显示垂直网格小数点后显示位数：T曰期格式C YY/MM/DD C 佃月 DD 曰广 MM/DD/YY C YrYY/MM/DDC MM/DD e YYYY年刖月 DD 曰时间格式Fz时丘分R秒 厂亳秒图4-10历史报警设置图第5章 系统常见故障分析及维护5.1系统常见故障分析及维护系统故障一般指整个生产控制系统失效的 总和，它又可分为PLC内部故障和现场生产控 制设备的外部故障两大部分。PLC系统包括中 央处理器、主机箱、扩展机箱、I/O模块及相 关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括 I/O端口、现场控制检测设备如继电器、接触器、阀

38、门、电动机等。发生故障比例分布图如 下：15-1系统故障比例分布5.2 PLC故障分析及处理5. 2. 1 PLC的I/O端口故障分析及处理PLC最大故障的薄弱环节在I/O端口，在PLC主机系统的技术水平相差无几的情况下,I/O模块是体现PLC性能的关健部份，它也是 PLC损坏的突出环节。为了减少I/O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，分析主要 的干扰因素,对主要干扰源要进行隔离或处理。5.2.2 PLC主机系统内部故障分析及处理目前PLC的主存储器大多釆用可读写ROM, 其使用寿命除了主要与制作水平相关外，还与 底板的供电、CPU模块制作水平有关。PLC的 中央处理器大多都釆用高性能的

39、处理芯片，故障率已经大大下降。PLC主机系统容易发生故障的部位一般在电源系统，电源在连续工作，电流和电压的波 动冲击是不可避免的。系统总线的损坏主要由 于现在PLC多为插件结构，长期使用插拔模块 会使局部印刷板、底板、接插件接口等处的总 线损坏，随着空气温度变化和湿度变化的影响下，总线的塑料老化是系统总线损耗的原因。 所以在系统设计和处理系统故障的时候应III考虑到空气、尘埃、紫外线、磁场等因素对设 备的破坏。关于PLC主机系统的内部故障的预 防及处理主要是提高控制人员的管理水平，加 装降温设施，定期除尘，使PLC的外部环境符 合其安装运行要求；同时在系统维修时，严格 按照操作规程进行操作，谨

40、防人为的对主机系 统造成损害。5.2.3现场控制设备故障分析及处理在整个过程控制系统中最容易发生故障地 的地点在现场，现场中最容易出故障的有以下 几个方面。1. 故障点是在继电器、接触器。电气备件 消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要 原因除产品自本身外，就是现场环境比较恶劣, 接触器触点易产生火花或氧化，然后发热变形 直至不能使用。所以减少此类故障应尽量选用 高性能继电器，改善元器件使用环境，减少更 换的频率，以减少其对系统运行的影响。2故障点是传感器和仪表，这类故障在控 制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备 安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽 量与动力电缆分开放设，特别是高干

41、扰的变频 器输出电缆，而且要在PLC内部进行软件滤波。 这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关， 发现问题应及时处理。3故障多发生在阀门等设备上。这类设备 的关键执行部位，利用电动执行机构推拉阀门 的位置转换，机械、电气、液压等各环节稍有 不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维 护，机械、电气失灵是故障产生的主要原因， 因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检， 发现问题及时处理。5.3系统抗干扰性的分析与维护PLC是专门为工业生产环境设计的装置， 一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工业 生产环境中。如果工作环境过于恶劣，如干扰 特别强烈，可能使PLC引起错误的输入信号； 运算出错误的结果；

42、产生出错误的输出信号； 造成错误的动作，就不能保证控制系统正常、 安全运行。因此为提高控制系统的可靠性，在 设计时釆取相应有效的抗干扰措施是非常必要 的。外界干扰的主要来源有：1.电源的干扰注：供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。2. 磁场的干扰注：PLC周围邻近的大容量设备得电和断 电的过程中，因电磁感应引起的于扰；其它设 备或空中的磁场也会使PLC引起的干扰。3. 输入输出信号的干扰£11输入没备的输入信号线间寄生电容引起的 差模干扰和输入信号线与大地间的共模干扰；在恵桂负就的场合，输出信号由断开一闭合时 产生的突变电流和由闭合一断开的反向感应电 势以及电磁接触器的接

43、点产生电弧等产生的干 扰。提高PLC控制系统抗干扰性能的措施:科学选型；选择高性能电源，抑制电网干扰; 正谕选择接地皆，完聶接地耒统; 柜内合理选线配线，降低干扰。为了延长PLC控制系统的寿命，在系统设说，要知道整个系统哪些部件最容易出故障, 以便采取措施，希望能对PLC过程控制系统的 系统设计和维护有所帮助。随着毕业设计的开展大学时期基本已经落 下帷幕，在本次毕业设计的过程中我遇到了很 多很多的困难，主要表现在对控制系统的设备 和整体运行过程不太了解，尤其是对各个控制 点的动作情况和关联性很难掌握，其次是PLC 梯形图的编写，可能由于控制过程复杂，而觉 得难以下手。通过本次设计，我学到了很多有 关专业知识，认识到了很多东西。毕业设计是我们对所学知识理论和专业技 能的检验，能够培养和提高设计者独立分析和 解决问题的能力；是我在校期间把所学的知识 和技能向学校所交的一份综合性的作业。在不 懈努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做 毕业设计以前觉得毕业设计只是对这三年来所 学知识的总结，但是真的面对毕业设计时发现 自己的想法是错误的。通过这次毕业设计使我 明白了自己的知识太理论化了，当面对单独的 课题设计时的感觉是多么茫然。才意识到自己 要学习