液体反应池定量定时送液控制PLC课程设计

1、液体反应池定量定时送液控制PLC课程设计液体反应池定量定时送液控制1引言本设计围绕液体反应池定量定时送液控制，选用德国西门子公司的S7-200系 列PLC, CPU226型完成顺序控制启停任务。液体反应池在各行各业都得到了广泛的应用， 如化工产业， 化工厂大量使用液 体反应池。在其得到广泛应用的同时，特别是许多大型反应池会布置多台水泵，实 现各水泵启停自动化控制显得尤为重要。以往的手动操作常会给运行人员带来很多 麻烦，水泵的启停都需要运行人员亲自操作，不仅费力而且操作时间长，造成控制 不准确。因此，在本次设讣中以三台水泵的控制为例，尝试对液体反应池定时定量 送液控制程序进行编程。本次设计中使用

2、的西门子的S7-200系列PLC适用于各行各业、各种场合中的 检查、监测及控制自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相 连成网络皆能实现复杂控制功能。由于它具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的 价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得S7-200PLC可以近乎完美地满足 小规模控制的要求。在本次设计中，要用PLC完成三台泵的顺序启动，小灯显示水位及限位停泵功能。-1一沈阳工程学院课程设讣2设计内容2. 1基本功能2. 1. 1三台泵的顺序启动用三台泵向某反应池输送液体。按下启动按钮后，三台泵顺序间隔3s启动。2. 1. 2三台泵的停止(1)当液体达到A后，第一台泵停止。

3、(2)当液体达到B处，第二台泵停止。(3)当液位达到C后， 若6s后未按下停止按钮， 当液位超过D处， 则溢流阀切 断最后一台泵。(4)按下停止按钮，所有的泵停止工作。2. 1. 3液位显示(1)当液体达到A后，A处发出间隔1.5s的闪烁信号。(2)当液体达到B处，A处闪烁信号停止，B处发岀间隔Is的闪烁信号。(3)液位达到C后，B处闪烁信号停止，C处发出Is闪烁信号。若6s后仍未按下停止按钮，则C处闪烁信号时间为0.5s。2.2硬件配置编程计算机，S7-200PLC,三台泵，三个小灯，启动按钮，停止按钮，四个液 位开关。-2 -液体反应池定量定时送液控制3工艺分析及控制要求3. 1工艺流程图

4、如图所示为液体反应池生产工艺流程图。在液体反应池外布有三台水泵为反应池送液。液体反应池内有四个液位开关，控制水位。图3. 1反应池生产工艺流程图-3 -沈阳工程学院课程设讣启动1泵启3s后2泵启3s后3泵启C外液侍B外液伺A处液也液位达到A处1泵停止，A处发出间隔1.5闪烁信号液位达到B处2泵停止，A处闪烁信号停止，B处发出间隔Is闪烁信号液位达到C处B处闪烁信号停止，C处发出Is闪烁信号6s内按下停止按钮6s内未按下停止按钮全部停止C处闪烁信号间隔为0. 5s,液位超过D处3泵停止图3.2液体反应池定量定时送液控制工艺流程图如图3.2所示为液体反应池定量定时送液控制工艺流程图， 按下启动按钮

5、后，设备按照设讣要求实现顺序启停，液位显示等功能。3. 2控制要求在本次设讣中， 用三台泵向某反应池输送液体。 按下启动按钮后， 三台泵顺序 间隔3s启动。当液体达到A后，第一台泵停止，并发出间隔1.5s的闪烁信号；当 达到B处，第二台泵停止，A处闪烁信号停止，B处发出间隔Is的闪烁信号；-4 -液体反应池定量定时送液控制液位达到C后，B处闪烁信号停止，C处发出Is闪烁信号;若6s后仍未按下停 止按钮，则C处闪烁信号时间为0.5s;当液位超过D处，则溢流阀切断最后一台 泵。-5 -沈阳工程学院课程设讣4液体反应池硬件设计4. 1网络结构设计液体反应池定量定时控制系统的网络结构图如图4. 1所示

6、，包括编程计算机、S7-200PLC及在其控制下的三台泵。PLC图4-1控制系统网络结构图-6 -液体反应池定量定时送液控制4. 2硬件设计Zs-1_ _HJIH71KRI图4-2反应池PLC外围接线图如图所示为液体反应池PLC外围接线图，S7-200PLC的输入设备为启/停按钮及A、B、C、D四处的液位开关，输出设备为三台水泵和三个小灯。S7-200PLC供电电源为交流220V,自带直流24V供电电源。输出设备电源为交流220Vo沈阳工程学院课程设计4.3电气原理图设计AC 220Vo HI-1HL2 HL3KM1 KM2 KM3第三台泵第二台泵第一台泵IL|Q0.0. 5.N | LS7-

7、200 PLCCPU22GIM |lO.O | 10.1 | IO.2| 10.5 |l0.4 |l045. M | L+IIDC 24VSB1 SB2D处液位C处液位B处液位A处液位停止按钮启动按轲L3IMIIR图4-3液体反应池电气原理图4.4 I/O地址分配根据检测设备的控制要求及系统的I/O点数，并考虑富裕量，选用德国西门子 公司的S7-200PLC, CPU226型，其I/O为24点输入、16点输出。PLC系统的输 入、输出元件及I/O地址设定如下表所示。表4-4 PLC的I/O定义表序号名称符号I/O地址1启动按钮SB1 10.02停止按钮SB2 10. 13 A处液位10. 24

8、 B处液位10. 35 C处液位10. 46 D处液位10. 57 1泵KM1 Q0. 08 2泵KM2 Q0. 19 3泵KM3 Q0. 210 A处液位灯HL1 Q0. 311 B处液位灯HL2 Q0.412 C处液位灯HL3 Q0. 5-8 -液体反应池定量定时送液控制5 PLC程序设讣及过程分析网络1网络3按下启动按钮后，M1.0自保持为1。当按下停止按钮后，M1.0自保持回路断 开，41.0由0变为1。三台水泵间隔3s依次启动。1泵、2泵、3泵的停止信号分 别是A处、B处、D处的液位开关信号。-9 -沈阳工程学院课程设让液位到C处6s后的闪烁信号，时间间隔为0.5SOO)O;.5)

9、U1I0./10./ /I丁丁丁1 OLOIQ呛I0.M1O一3871O2&JrQ0T37W WN0.1 T T T TNTU4IN502H一510/丁网络2M1.0INTON1PI103 rmT4IMTOFPITtOrmT4.31泵启动后2泵按时启动，T37计时器保证1泵与2泵启动时间间隔为3so液位达到A处后，A处的液位开关10. 2动作，产生A处液位灯闪烁信号，B处的液位开关10. 3作为该信号的停止信号，当液位达到B处时A处液位灯闪烁信号消失。-10 -液体反应池定量定时送液控制液位达到A处时A处液位灯以1. 5S的频率闪烁。网络63M101 I- 1 I-1INTONPT1 00 r

10、m网络4网络5T39MIDT44Q0.31D0皿网络10液位达到B处后，B处的液位开关10.3动作， 产生B处液位灯闪烁信号，C处 的液位开关10. 3作为该信号的停止信号，当液位达到C处时B处液位灯闪烁信号 消失。液位达到B处时，B处液位灯以Is的频率闪烁。-11 -沈阳工程学院课程设计液位到达C处时，C处液位显示灯发出Is闪烁信号;若6s后仍未按下停止按钮，则C处闪烁信号时间为0.5so T42在液位达到C后开始计时，若未到6s时按下停止按钮，M1.0为0, T42清零。网络7!T40：M1.0T45 -网络8C处液位灯的三种状态，分别是间隔Is闪烁，间隔0. 5s闪烁和熄灭。网络9网络1

11、2T42-M1.0MO. 2当液位达到C处6s内未按下停止按钮后开始有信号，M0.2为1, M1.0变为0时，即按下停止按钮后，M0.2为0。-12 -液体反应池定量定时送液控制6结论这两周的课程设计， 我用西门子公司的S7-200PLC完成了液体反应池定量定时 送液控制的控制要求。本次设讣以液体反应池外布置三台水泵为例，按下启动按钮 后，三台泵顺序间隔3s启动。反应池有四档水位A、B、C、D,各水位处布置有液 位开关作为水泵的停止信号和液位显示信号。当液体达到A后，笫一台泵停止，并 发出间隔1.5s的闪烁信号；当达到B处，第二台泵停止，A处闪烁信号停止，B处 发出间隔Is的闪烁信号;液位达到

12、C后，B处闪烁信号停止，C处发出Is闪烁信号; 若6s后仍未按下停止按钮，则C处闪烁信号时间为0.5s;当液位超过D处，则溢 流阀切断最后一台泵。用PLC实现反应池的送液控制与以往的运行人员手动操作实现控制相比， 有很 多的优点。PLC不仅控制功能更强，功耗、体积更小，成本更低，可翥性更高，编 程和故障检测也更为灵活方便，而且在液体反应池定时定量送液控制中可以实现远 程I/O和通信，远程数据处理以及人机界面显示。由于它具有紧凑的设讣、良好的 扩展性、低廉的价格、丰富的功能模块以及强大的指令系统，使得S7-200PLC可以 近乎完美地满足如液体反应池送液控制这样的小规模控制的要求。在液体反应池得 到广泛应用的同时，特别是许多大型反应池会布置多台水泵，实现各水泵启停自动-14 -化控制显得尤为重要。以往的手动操作常会给运行人员带来很多麻烦，水泵的启停都需要运行人员亲自操作，不仅费力而且操作时间长，造成控制不准确。因此，利用PLC实现液体反应池定量定时送液控制的控制方案是液体反应池控制的发展趋势。-13 -