基于PLC的多种液体混合控制系统设计

基于PLC的多种液体混合控制系统设计摘要的设计及制作过程做简单的介绍和说明。设计采用西门子公司的S7系列去实现设BasedonanumberoftheplcacontrolsystemdesignMixtureofthreekindsofliquidfillingcontrol,forexample,thethreekindsofliquidbymixing,aftermixinginthemotorcontrolrequirementsinordertoachievethemixedliquidoutputcontainer,andformloop.LiquidHybridcontrolsystemdesigntakingintoaccountthecontinuityofitsmovementsandactionsofvariouschargedShebeicorrelationbetween,fordifferentworkingconditions,withcorrespondingmotorcontroloutputinordertoachieveliquidmixingsystemfromaliquidbyaddingtothemixtocompletetheoutputofsuchacyclecontrolforprogramimplementation.Liquidhybridcontrolsystemdesignforthecenter,Fromthecontrolsystemhardwaresystem,softwareusedtothesystemdesignprocess(includingdesign,designprocess,designrequirements,ladderdesign,externalconnectionsandcommunications),seekstodesignandmanufacturingprocesswhichpresentsabriefintroductionandNote.Designinsiemenschina'ss7seriesoftoachievethedesigndemands.KEY Multi-fluid,Hybriddevices,Automatic目录前 第1章多种液体混合灌装机控制系统设 方案设 方案的介 第2章硬件电路设 总体结 液位传感器的选 搅拌电机的选 电磁阀的选 接触器的选 热继电器的选 PLC的选 PLC输入、输出口分 液体混合装置输入/输出接 第3章软件电路设 程序框 根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形 第4章系统常见故障分析及维 系统故障的概 系统故障分析及处 系统抗干扰性的分析和维 结 谢 参考文 前言为了提高产品质量，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，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多是易燃易爆、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。所有为了帮助相关行业，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，借助实验室设备熟悉工业生产中PLC悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。 1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）提出了公开招标方案，设想将功能完备、字设备（DEC）公司的积极响应，并中标。该公司于1969年研制出了第一 的称为PC，并在GM公司的汽车自动装配线上实验获得了成功。PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使关注，生产PLC的厂家云起。随着大规模集成电路和微处理器在 PLC中的使用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景， 都广泛使用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将 PLC用于多种具体内容包括多种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、本课题应解决的主要问题是如何使PLC关的研究文献报道中用PLC对灌装机进行控制的研究尚不多见，以致人们1整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）工作条件；工程对电气控制线路提供的具体资料。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用、减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。（2） 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，成是一个集成电路，不能直接将它和外部I/O信号连接，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、控制和程序 I/O接线一般都用于(PLC)从上世纪70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PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。现状PLC已经发

2件电路设2-1 面淹没该点时为ON，YV1,YV2,YV3,YV4 为电磁阀，M为搅拌机。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属图2- 液体混合灌装12、起始操作：按下启动按钮SB1，装置开始按规定工作，液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，关闭液体A阀门，打开B阀门。当液面到达SL3时，关闭液体B阀门，打开C阀门。当液面到达SL4时，关闭液体C阀门，搅拌电动机开始转动。搅拌电动机工作 1min后，停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。当液面下降到SL1时，SL1有接通变为断开，在经过20s后，容器放空，混合液体阀门YV4关闭，3LSF-2.5L”表示光电的，“S”表示传感器，“F”表示防腐蚀的，2.5为LSF系列液位开关可提供非常准确、可靠的液位检测。其原理是依据 当没有液面时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面工作压力可达2.5Mpa工作温度上限为125触点寿命为100触点容量为70W；开关电压为24VDC切换电流为0.5AEJ15-3EJ153为最大工 额定电压为220V，额定频率为50Hz2.5KW，采用三角形电动机运行地点的海拔不超 1000m。工作温度-15~40℃/湿度90%； 运行安全可靠。其硬件接线如 2-

图2- 硬件接（1）入罐液体选用VF4-25V”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。2）150℃/-20~60使用电压： DC:24VAC：2.5KW2 出罐液体选用AVF-40AVF”表示防腐蚀，为口径（mm）使用电压： DC：24V功率：AC：5KW选用CJ20-10/CJ20- 型接触器C”表示接触器，“J2010/16为主触操作频率为1200/h机电寿命为1000主触头额定电流为10/16（A；4）额定电压为380/220（A；5）功率为2.5KW选用JR16B- 型热继电器J”表示继电器，“D”表示带断相保护。1）额定电流为20（A；2）热元件额定电流为32/45（APLC传统的控制方法是采用继电器-接触器控制。这种控制系统较复杂，并 6点，开关量输出为5点，考 PLC。由于本系统的控制是顺序控制，选用西门子S7-200作为控制单元来控制整个系统，之所以选择这种PLC，主要考虑S7系列PLC有以下特点：快速的CPU结构紧凑，价格低廉，具有极高的性 /价格比国际电工委员会(International Commission,IEC)颁布的PLC的定义为：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在PLC的一般结构如图2-3所示，由图可见主要有6CPU（中央处理器）/输出接口电路、电源、外设接口、I/O2-3PLC中央处理单元（CPU）和通用计算机中的CPUPLC中的CPU也是整个系统的核CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控存储器称为用户程序存储器。PLC常用的存储器类型有RAM、EPROM、EEPROM等。I/O I/O模块或I/O单元。PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块和外界联系而实现的。输入模块和输出模块是PLC和现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC和外部设备之间传递信息的作用。通常I/O模块上还有状态显示和I/O接线端子排，以便输入、输出接口电路是PLC和现场I/O设备相连接的部件。它的作用是将输入信号转换为PLCCPU送来的PLC输入/输出地址分配如表2-2-1启动按 SL1液位传感 SL2液位传感 SL3液位传感 SL4液位传感 M停止按 /输入/输出接线图如图2-启动 停止MNL图2- 输入/输出接线PLC接通电源后，按下启动按钮SB0I0.0Q0.1得电并自锁，和之相连的电磁阀YV1接通并保持，液体A开始流入，当液体达到液面传感器SL1SL1动作。当液体达到液位传感器SL2的位置时，SL2动作，I0.2Q0.2得电并自锁，和之相连的电磁阀YV2接通并保持，液体B开始流入液罐，同时I0.2的动断辅助触点I0.2断开，液体A停止流入。当液体达到液位传感器SL3的位置时，SL3动作，I0.3Q0.3得电并自锁，和之相连的电磁阀YV3接通并保持，液体C开始流入液罐，同时I0.3的动断辅助触点I0.3断开，液体B停止流入。当液体达到液位传感器SL4SL4I0.4Q0.4得电I0.4的动断辅助触点I0.4断开，液体C停止流入，搅拌机开始搅拌，同时时间继电器T37得电1min后时间继电器T37计时时间到，其动合辅助触点T37闭合，Q0.5得电并自锁，和之相连的电磁阀 YV4接通并保持，同时Q0.5的动断辅助触点Q0.5断开，断开Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4，液体开始排Q0.5得电的同时带动Q0.6得电液体排出的同时SL4SL3SL2、SL1相继复位，当液面下降到SL1时SL1由接通变为断开，其动断辅助触点SL1复位闭合，时间继电器T38得电开始计时，20sT38计时时间到，其动断辅助触点T38Q0.5失电停止排放液体。T38动合辅助触点闭合，Q0.1得电自锁，其动断辅助触点Q0.1断开，T38失电复位，开始循环，当需要停止时按下停止按钮I0.5，Q0.7得电并自锁，当T38得电时Q1.0得电，停止工作。3章软件电路设程序框图如图3-启任务

开阀门输入液体液体到SL2任务 关阀门YV1,Q0.0，开阀门输入液体液体到SL3任务 关阀门YV2，Q0.1,开阀门输入液体液体到SL4循任务 关阀门YV3,Q0.2,启动搅拌机搅拌时间环任务 停止搅拌机，Q0.3,开阀门输出混合液体任务 启动输出延延时时间任务 关阀门YV4,Q0.4,容器排按下停止按处理完当前循环周期任停图3- 程序框根据控制要求和I/O控制梯形图如图3- 图3- 控制梯形3-3语句表如表3-表3-1 NETWORK1 NETWORK2 NETWORK3 NETWORK4 T37,+600NETWORK5 NETWORK6 NETWORK7 T38,+200NETWORK8 NETWORK9 4章系统常见故障分析及维为了延长PLC控制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该 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端口和现场控制检测设备，如继电器、接触器、阀门、电PLC 损坏主要由于现在PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会造成局部 PLC的主存储器大多采用可擦写ROM，其使用寿命除了主要和制作工艺相关外，还和底板的供电、CPU模块工艺水平有关。而PLC的中央处理器目前都 PLC主机系统的PLCI/OPLC最大的薄弱环节在I/O端口PLC的技术优势在于其I/O端口， I/O模块是体现PLC性能的关键部件，因此它也是PLC损坏中的突出环节。要减少I/O模块的1类故障点是在继电器。接触器、PLC控制系统的日常维2类故障多发点在阀门等设备上。因为这