plc控制的物料混合毕业设计

1、济源职业技术学院毕 业 设 计题 目 基于PLC的物料混合控制系统系别 电气工程系专业 电气自动化班级 电气0801姓名张冬林学号 08040117济源职业技术学院毕业设计指导教师张新军日 期 2010年12月设计任务书设计题目：基于PLC的物料混合控制系统设计要求：(1)当混合液体装置中的液体放空时，液体A阀门打开，液体进入 混合液体装置。(2)当液体面到达中液位传感器时，关闭液体A阀门，打开液体B 阀门，液体B进入混合液体装置。(3)当液面到达高液位传感器时，关闭液体B阀门，搅拌电动机开 始转动，进行搅拌，先正转2秒，停1秒，再反转2秒，停1秒。(4)当搅拌电动机正反转3次后，停止，混合液

2、体卸料阀门打开， 开始放出液体。(5)当液面到达低液位传感器时，延时2秒，时间到，关闭混合液 体卸料阀门，然后开始下一混合液体操作。设计进度要求：第一周：确定题目，查阅相关资料。第二周：根据设计要求分析PLC物料混合系统工作原理。第三周：收集PLC物料混合系统的资料，对硬件进行设计。第四周：从整体出发对PLC物料混合系统软件进行设计。第五、六周：进行上机调试程序，找出问题，进行修改，并改进设计。第七、八周：撰写毕业设计论问，进行毕业答辩。指导教师(签名)III济源职业技术学院毕业设计摘要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

3、、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。本文所介绍的多种液体混合的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，冉通过 WINCC组态，可直接对现场监控、更方便工作和管理。关键词：可编程序控制器PLC,液位传感器， 定时器iii济源职业技术学院毕业设计目录设计任务书II摘

4、 要III目 录.V.1引言11.1 传统的物料混合设备的控制存在的问题 11.2 物料设备的发展趋势用PLC来代替传统物料混合设备控制11.3 引入PLC来实现其物料混合设备的控制功能 22总体方案设计32.1 总体方案论证，系统是将计算机技术、PLC、网络技术和工业自动化技术紧密结 合起来，采用分布式的数据采集，集中式的数据处理。 32.2 系统方案的设计思想，控制系统简单、经济、使用和维护方便。物料混合设备要 节能、安全、高效和满足生产及应用要求。 42.3 设计63.1 硬件选型，根据PLC的输入、出点数，控制功能选择适用型号的PLC . 63.2 外部接线图103.3 系统安全设计，

5、可靠性、实用性强 104程序设计124.1 设计程序的流程图 124.2 I/O分配表134.3 控制程序设计，最大限度的满足被控对象的控制要求 145系统调试205.1 系统模拟调试，在编程软件和仿真软件对控制程序调试 205.2 系统联机调试，WINCC画面中对整个系统进行运行和调试 206总结216.1 本设计的整体内容和要求 216.2 本设计的功能和优点216.3 本次设计的心得体会 21结论23致谢24参考文献25V济源职业技术学院毕业设计1引言1.1 传统的物料混合设备的控制存在的问题鉴于搅拌设备的广泛应用，随着近年来工业技术的发展，流体混合技术在上世纪 60到80年代期间得到了

6、迅猛发展，其重点主要是对于常规搅拌桨在低粘和高粘非牛 顿均相体系、固液悬浮和气液分散等非均相体系中的搅拌功耗、混合时间等宏观量进行实验研究。长期以来，虽然有大量设计经验和关联式可用于分析和预测混合体系，但将搅拌反应器从实验室规模直接放大到工业规模，仍是十分危险的，至今仍然需要通过逐级放大来达到搅拌设备所要求的传质、传热和混合。这 种方法不但耗费巨额的资金和大量的人力物力，而且设计周期很长。据统计，在工业 高度发达的美国，化学工业由于搅拌反应器设计不合理所造成的损失每年约为 10100亿美元。因此，从更微观更本质的角度，例如采用先进的测试手段和建立合理的数学模型， 获取搅拌槽中的速度场、温度场和

7、浓度场，不仅对开发新型搅拌设备，而且对搅拌设 备的优化设计具有十分重要的经济意义，对放大和混合的基础研究具有现实的理论意 义。而对于搅拌设备的研究，除功率问题外，有关搅拌的流体力学研究具有重要意义。 这方面已做了许多工作，但尚需扩大和深入。在液体中进行搅拌时，搅拌器的功能不 仅引起液体的整个运动，而且要在液体中产生湍动，湍动程度与搅拌器使液体旋转而 产生的旋涡现象有密切关系。这些旋涡因经常地互相撞击和破裂，使液体受到剧烈的 搅拌。由此可见在搅拌操作中，对于流体力学理论的研究是极其重要的。1.2 物料设备的发展趋势用PLC来代替传统物料混合设备控制近代化学工业中，流动的物料不再只是一些低粘度的牛

8、顿型流体，许多高粘度流 体也常常遇到，尤其是各种各样的高分子溶液以及混有催化剂粒子的浆状流体等非牛 顿型流体的应用日益广泛。它们与通常的牛顿型流体具有不同的流动特性， 所以对于 非牛顿型液体的研究是当今的一个重要课题。对高粘度流体，特别是非牛顿型流体的搅拌传热的研究，也是近年来的一个方向。聚合釜的传热特性与其中所用的搅拌器的 型式关系甚大。随着科学技术的发展。设备有大型化发展的趋势，也需求搅拌设备大型化。如国 外聚合釜的容积已由最初的840m扩大到60100R3,最火的已达到140m。采用大 型聚台釜可大大减少操作和检修人员，有利于自动化，减少投资，提高生产率，稳定 产品质量。随着容积的大型化

9、，釜型逐渐由细长型向矮胖型发展。 而且采用底部搅拌 的方式越采越多，多用三叶后掠式搅拌器。三叶后掠式搅拌器是目前大型聚合釜采用 的一种较好搅拌器。因它排出量大，釜内液相循环充分，每分钟可达 510次，能促 使釜内反应均匀一致。搅拌也可以在管路中进行，采用在管路中安装装置的办法对气-液系和液-液系进 行混合。侧如采用喷射泵对水及醋酸丁酯进行混合； 在石油精制中，也采用使液体流 过设置在管路中的锐孔板或挡板，以便使两种液体进行接触。还有在管道中放入搅拌 器的，即所谓管道搅拌。可见，科学技术的发展带动了搅拌应用面的扩大。 搅拌技术的发展又使得搅拌设 备大型化。为了提高搅拌的全自动化和稳定性能， 就需

10、要一个功能更强、性能更好的 系统做支持。在本设计中我将引入PLC来实现其搅拌控制功能。1.3 引入PLC来实现其物料混合设备的控制功能本设计基于采用可编程序控制器（PLC）的设计方案，实现对液体混合搅拌的控 制。以PLC S7-200为主要控制器。根据搅拌设备的功能特性、运作顺序等，设计中 可选用电磁阀、时间继电器来实现液体的流入和时间上的延时， 从而满足其控制要求。根据控制要求，可以看出此程序是一个很典型的顺序控制问题。这样就可以先按照搅拌设备的先后运行顺序画出相应的顺序功能图，然后在根据顺序功能图画梯形 图，最后再用仿真软件对其进行调试仿真。这样就可以实现PLC对混合搅拌控制程序的设计。9

11、2总体方案设计2.1总体方案论证，系统是将计算机技术、PLC、网络技术和工业自动化技术紧密结合起来，采用分布式的数据采集，集中式的数据处理。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。继电器用接在控制电路中根据主电路中的电 压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，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运 行，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，因此整个控制柜

12、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，机构上包括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，单片机是一片集成电路，不能直接将 它与外部I/O信号相连。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、制作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用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持，在要求快 速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。但工控机价格较高，将它用于开关量控制 有些大材小用。且其外部I/O接

13、线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印 刷电路板上引出，不如接线端子可靠。(4)可编程序控制器控制可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择， 用户不用自己设计和制作硬件装 置，只须确定可编程序控制器的硬茧配制和设计外部接线图， 同时采用梯形图语言编 程，用软件取代继电器电器系统中的触点和接线， 通过修改程序适应工艺条件的变化。可编程控制器(PLC)从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统， 起初 它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置， 可以取代中间继电器、时间继电器等 构成开关量控制系统。随着30多年来微电子技术的不断发展，PLC也通过不断的开级换代大大增强了其功能。现在

14、PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有 过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其 实的多功能控制器。由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价 比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。故选择PLC来实施本次设计。(1)开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、 顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、 印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。(2) 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制， 世界上各主要PLC厂家的产品几

15、乎都 有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(3)闭环过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广 泛的应用。(4)数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据 转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一 般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、 冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5

16、)通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展， 工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自 的网络系统。新近生产的PLCtB具有通信接口，通信非常方便。2.2系统方案的设计思想，控制系统简单、经济、使用和维护方便。物料 混合设备要节能、安全、高效和满足生产及应用要求。(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术， 采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。(2)配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各

17、种规模的系列化产品。可以用于各种 规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC大多具有完善的数据运算 能力，可用于各种数字控制领域。(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程 语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相 当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了 方便之门。(4)系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线

18、，使控制系统设 计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改 变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。(5)体积小，重量轻，能耗低(6)硬件配套齐全，拥护使用方便，适应性强。3硬件设计3.1硬件选型，根据PLC的输入、出点数，控制功能选择适用型号的PLC3.1.1 PLC机型选择机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。具体应考虑的因素如下所述。(1)结构合理对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构的 PLC;否则，选用模块式结构的PLC,物料混合控制系统的设

19、计选用整体式结构的 PLC能够达到要求。(2)功能强、弱适当对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的PLC,西门 子公司的S7-200系列机或欧姆龙公司的 COM3(3)机型统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把 PLC的I/O和CPU放在 一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。 但由于整体式结构的PLC功能有限，只适用于控制要求比较简单的系统。一般大型 的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。一个大型企业选用 PLC时，尽量要做到机型统一。由于同一机型的 PLC,其模块可互为备用，以便备 件的采购和管理

20、；另外，功能及编程方法统一，有利于技术人员的培训；其外部设备 通用也有利于资源共享。若配备了上位计算机，可把各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制相互通信，集中协调管理。物料混合控制系统控制要求比较简单选 择整体式结构的PLC(4)是否在线编程PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器重 新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。PLC的编程分为离线编 程和在线编程两种。离线编程的PLC,其主机和编程器共用物料混合控制系统采用离 线编程(5) PLC的环境适应性由于PLC是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣 的环境条件下可靠地

21、工作。尽管如此，每种 PLC都有自己的环境技术条件，用户在 选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。一般 PLC及其 外部电路（I/O模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作：温度工作温度055C,最高为60c储存温度-40 C+85C湿度相对湿度5%95%（无凝结霜）振动和冲击 满足国际电工委员会标准电源 交流200V,允许变化范围为-15%+15%,频率为4753Hz 瞬间停电保持10ms环境周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体对于需要应用在特殊环境下的 PLC,要根据具体的情况进行合理的选择。3.1.2 PLC容量选择PLC容量包括两个方面：一是I/O的点

22、数；二是用户存储器的容量（字数）。PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。根据经验，在 选择存储容量时，一般按实际需要的10%25%考虑裕量。对于开关量控制系统，存 储器字数为开关量I/O乘以8;对于有模拟量控制功能的PLC,所需存储器字数为模 拟内存单元数乘以100。通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。计时、计数、移位 及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。各种指令占存储器的字数可查阅 PLC产品使用手册。I/O点数也应留有适当裕量。由于目前I/O点数较多的PLC价格也较高，若备用 的I/O点的数量太多，将使成本增加。根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，

23、并考虑到今后的调整和扩充，通常I/O点数按实际需要的10%15%考虑备用量。 3.1.3 I/O模块的选择PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，它的工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过I/O接口模块来实现的。通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。同时控制器又通过I/O接口模块将控制器的处理结果 送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。外部设备或生产过 程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以I/O

24、接口模块还需实现这种转换。PLC从现场收 集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。 根据实际需要，PLC相应有许 多种I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块及模拟 量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。（1）确定I/O点数I/O点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便地对功能进行扩展。对一个控制对 象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样，I/O点数就可能有所不同。（2）开关量I/O标准的I/O接口用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电

25、动机起动器等）进行数据传输。典型的交流I/O信号为24240V （AC）,直流 I/O 信号为 524V （DC）。3 3）选择开关量输入模块主要从下面两方面考虑： 一是根据现场输入信号与PLC 输入模块距离的远近来选择电平的高低。一般 24V以下属于低电平，其传输距离不 宜太远。如12V电压模块一般不超过10m,距离较远的设备选用较高电压模块比较 可靠。二是高密度的输入模块，如 32点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输 入电压和环境温度。一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。（4）选择开关量输出模块时应从以下三个方面来考虑：一是输出方式选择。输 出模块有三种输出方式：继电器输出、

26、晶闸管输出、晶体管输出。其中，继电器输出 价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，且有 隔离作用。但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交/ 直流负载。当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过1Hz。晶闸管输出（交流）和晶体管输出（直流）都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。感性负 载在断开瞬间会产生较高反电压，必须采取抑制措施。二是输出电流的选择。模块的 输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动时， 应增加中间放大环节。对于电容性负载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流， 要留有足够的余量。三是允

27、许同时接通的输出点数。 在选用输出点数时，不但要核算 一个输出点的驱动能力，还要核算整个输出模块的满负荷负载能力， 即输出模块同时 接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流值。3.1.4 电源模块的选择电源模块的选择一般只需考虑输出电流。 电源模块的额定输出电流必须大于处理 器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。以下步骤为选择电源的一般规则：(1)确定电源的输入电压；(2)将框架中每块I/O模块所需的总背板电流相加，计算出I/O模块所需的总 背板电流值；(3) I/O模块所需的总背板电流值再加上以下各电流：框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值；当框架中带有远程适配器模块

28、或扩展本地I/O适配器模块时，应加上其最大电流值。(4)如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理；列出将来要扩展的I/O模块所需的背板电流； 将所有扩展的I/O模块的总背板电流值与步骤(5)在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。(6)根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，从用户手册中选择合 适的电源模块。需要，还要力争最佳的性价比。具体应考随着 PLC技术的发展，PLC产品的种类 越来越多，而且功能也日益完善。PLC的种类繁多，其结构、性能、容量、指令系统、 编程方式、价格等各有不同，当然使用场合也有所不同。因此选择合理的PLC对提高PLC控制系统技术经济指标意

29、义重大。因此在选择机型时不仅要满足其功能要求及维护等方面的虑：(1)合理的结构形式(2)安装方式的选择(3)相当的功能要求(4)系统可靠性的要求3.1.5 设备型号选择1 西门子 S7-200 PLC2 PS307电源(2A)(6ES7 307-1BA00-0AA0) 1 块3 CPU 224济源职业技术学院毕业设计4 数字量输出扩展模块EM222D08直流244块5仿真模块 1块6机架 1块7计算机1台8 SX-805-7多种液体自动混合控制模板1块3.2 外部接线图INI QCJ QO. 1 QCP. QO.3 QD.4 QCL手 00.451ITvT11SQ35Q510.00 1.1O1

30、.12QI .3QI .4I "IO J10.2q i qBANTO.3QNsnai 丁10.4TO.5Q2.4工上置2.7Q3.0丁Q3.103.3 Q3T 03,5IO.<S3孑；Q4JDL 04.1 04,在 Q q. & Q4.7F1IL'S -va： EZ3C3?fc±LJT- 1以1i-辆11J/图3-1外部接线图3.3 系统安全设计，可靠性、实用性强本设计设计为两种液体混合搅拌控制，具元件、要求如下：当按下启动按钮SB1时，使系统处于运行状态（可通过指示灯HL进 行指示），同时执行复位过程操作；复位操作完成后，即可执行自动混 10济源职业

31、技术学院毕业设计合操作；按下停止按钮SB2,等待本次混合液体操作处理完毕后，停止混 合操作，且停止系统运行。另外，在系统运行时，还需要记录混合液体 的罐数，并显示在数码管上，当到达1600罐时，指示灯HL2以2Hz频率 闪烁。复位过程操作如下：液体A,B阀门关闭，混合液体卸料阀门打开，使 液面下降至液面传感器L处，当液面传感器L检测到信号达2秒，即表 示将混合液体装置中的液体放空，此时需要将混合液体卸料阀门关闭， 复位过程完成。自动混料操作按照以下步骤循环进行：(1)当混合液体装置中的液体放空时，液体A阀门打开，液体进入 混合液体装置。(2)当液体面到达中液位传感器时，关闭液体A阀门，打开液体

32、B 阀门，液体B进入混合液体装置。(3)当液面到达高液位传感器时，关闭液体B阀门，搅拌电动机开 始转动，进行搅拌，先正转2秒，停1秒，再反转2秒，停1秒。(4)当搅拌电动机正反转3次后，停止，混合液体卸料阀门打开， 开始放出液体。(5)当液面到达低液位传感器时，延时2秒，时间到，关闭混合液 体卸料阀门，然后开始下一混合液体操作。图3-2液体装置图4程序设计4.1 设计程序的流程图通过分析控制任务要求，本系统需要有复位功能和自动运行功能， 可以使用模块 化程序设计，将复位功能和自动运行功能用两个子程序实现。 而系统运行指示、产量 显示和产量上限指示等功能均在主程序中实现。对于自动运行运行功能，由

33、于混料操作属于典型的顺序控制，可以采用顺序控制 功能图行程序设计。自动混料操作的顺序控制功能图如下4-1 o在该系统程序设计中，对于顺序控制的每一步的状态（步标记）使用M存储器进 行存储，另外最好再设计几个中间状态，以方便程序调用和编程。这些中间状态和步 标记的I/O分配如表4-2。通过分析控制任务要求，本系统需要有复位功能和自动运行功能， 可以使用模块 化程序设计，将复位功能和自动运行功能用两个子程序实现。 而系统运行指示、产量 显示和产量上限指示等功能均在主程序中实现。对于自动运行运行功能，由于混料操作属于典型的顺序控制，可以采用顺序控制 功能图行程序设计。图4-1顺序控制功能图表4-2中

34、间状态和步标记的I/O分配图符号地址功能STEP_FM0.0自动运行的第1步步标记STEP_2M0.1自动运行的第2步步标记STEP_3M0.2自动运行的第3步步标记STEP_4M0.3自动运仃的第4步步标记STEP_5M0.4自动运行的第5步步标记STEP_6M0.5自动运行的第 6步步标记STEP_7M0.6自动运行的第7步步标记STEP_8M0.7自动运行的第 8步步标记STEP_LM1.0自动运仃的取后,步步标记INIT_SM10.0初始状态REST_SM10.1复位状态EMPT_SM10.2保证液体放空时间段STOP_SM11.0停止状态RUN_SM11.1自动运行状态PRODUCT

35、IONC1产量计数MIXC2搅拌计数4.2 I/O分配表表4-3液体混合装置输入/输出地址分配符号地址输入和输出设备SQ1I0.1高液位传感器SQ2I0.2中液位传感器SQ3I0.3低液位传感器SBB1I0.4系统启动按钮SBB2I0.5系统停止按钮YV1Q0.1液体A阀门YV2Q0.2液体B阀门YV3Q0.3混合液体卸料阀门KM1Q0.4搅拌电动机正转接触器KM2Q0.5搅拌电动机反转接触器HL1Q0.6系统运行指示灯HL2Q0.7产量上限指示灯DISPLAYQw2产量显示数码管4.3 控制程序设计，最大限度的满足被控对象的控制要求4.3.1 程序设计梯形图：18Network 1N etw

36、ork Comroent1Nfttwrirk >10.5PM11.0< s ：1Network 3M11.0Network JT51T5Ci |nnton+2- FT 1 口口 msNetwork 10T5 口T511|pN TON+3- PT 1 0口一M10.3network 11M10.1R£SETI Inetwork 12QO.6MillAUTO1 I1 IENI自动运行子程序Network 1 Nelwrk Title | N 酬wak 匚MTimeritM10.0MWOMO.ONetwork 2MO.OIO.2M0.11 I1MO.OR)iNetwork 3济

37、源职业技术学院毕业设计M0.2Network 5Network 4)MO-3138M0.4IfY；)M0.3M R)1Nelworlk 6Network 7丁皿b济源职业技术学院毕业设计Network 1 NsIwckR TitleNetwork CoonmeritNetwork 119济源职业技术学院毕业设计5系统调试5.1 系统模拟调试，在编程软件和仿真软件对控制程序调试根据所设计的关于搅拌控制的梯形图，选用PLC的S7_200的仿真软件进行仿真。具体步骤如下：(1)首先把仿真软件的 CPU更改为CPU226 (点CONFIGURACION TIPO DE CPU,然后点 Accepter

38、)(2)导入梯形图(3)点击运行(4)进行调试观察仿真软件上的灯是否按照程序要求依次点亮，延时是否准确。是就说明程序 正确，不是就说明程序还存在问题。5.2 系统联机调试，WINCC画面中对整个系统进行运行和调试(1)编好梯形图后必须先编译，看是否有误。(2)打开仿真软件后必须得将 CPU更改为CPU224形式。(3)将梯形图导出后访可下载。(4)下载后利用WINCC画面对系统进行运行和调试。256总结6.1 本设计的整体内容和要求根据硬件结构的不同，可以将 PLC分为整体式、模块式和混合式。(1)整体式PLC 整体式PLC又叫做单元式或箱体式，它的体积小、价格低， 小型PLC 一般采用整体式

39、结构。它的CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接，可以选 用全输入型或全输出型的数字量I/O扩展单元来改变输入/输出点的比例。整体式PLC还配备许多准用的特殊功能模块，例如模拟量输入 /输出模块、热点 阻模块和通信模块等，使PLC的工能得到扩展。(2)模块式PLC大、中型PLC及复杂和要求较高的系统一般采用模块式结构。 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、 汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。6.2 本设计的功能和优点可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技 术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优

40、点，已成为目前在 机械手控制系统中使用最多的控制方式。使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。PLC对物料混合的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同液体的物料 按预先设定的程序进行混合，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动 化生产，广泛应用于柔性生产线。采用 PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料 混合的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低安装和转 换工作的费用。本设计主

41、要完成机械手的硬件部分与软件部分设计。主要包括执行系统、驱动系统和控制系统的设计。6.3 本次设计的心得体会随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于 完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结， 但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知 识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。 通过这次毕业设计使我明白了自己 原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会， 什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的 过程，在以后的工作、生活中都应该不断

42、的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了， 同学之间互相帮助，有什么不 懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识， 所以在这里非常感谢 帮助我的同学。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。止匕外，还得 出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！ 有些东西以为学会了，但真正到用 的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在此要感谢我的指导老师张老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计 过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式， 使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得 了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对 今后的学习工作生活有非常重要的影响。 而且大大提高了动手的能力，使我充分体会 到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。 虽然这个设计做的也不太好，但是在 设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财