基于PLC的自动搅拌系统设计

电气限制课程设计评语：考勤（10）守纪（10）过程（40）设计报告（30）答辩（10）总成果（100）专业：班级：姓名：学号：指导老师： 基于S7-300PLC的多罐体液体自动混合搅拌系统 1限制要求采纳PLC设计一个三个罐体的液体自动混合搅拌系统，详细要求如下：储液罐1为一个5L储液罐，其分别有两个进液阀A和B，一个出液阀C（均为电磁阀，下同）。罐体上有三个传感器，分别为低液位传感器L，中液位传感器I，高液位传感器H。启动系统之前，容器是空的，各阀门关闭，传感器H=I=L=OFF，搅拌电动机M0=OFF。首先，按下启动按钮，自动打开阀门A使液体A流入。当液面到达传感器I的位置时，关闭阀门A，同时打开阀门B使液体B流入。当液面到达传感器H位置时，关闭阀门B，同时启动搅拌电动机搅拌1分钟。搅拌完毕后，打开放液阀门C。当液面低于传感器L的位置时，再接着放液10秒后关闭放液阀门C。随后再将阀门A打开，如此循环下去。若停止后罐内照旧存在液体，可利用出液阀C手动按钮将液体排出。当启动按钮按下时，同时低速启动搅拌机M0。当进液阀B打开时，切除电动机所串入电阻，使其正常运行。当电磁阀C打开时，再时搅拌机M0低速运行，若不按下停止按钮，使系统循环进行。在工作中假如按下停止按钮，搅拌机M0不马上停止工作，只有当前混合操作处理完毕，才停止工作，即停在初始状态。当时始状态下，按下停止按钮，搅拌机M0将进行反接制动，最终利用速度继电器，将反接制动切除。储液罐2为一个3L储液罐，其分别有两个进液阀D和E，一个出液阀F。罐体上有两个传感器分别为低液位传感器N和高液位传感器K。当储液罐1的电磁阀B打开时，同时打开储液罐2的进液阀D和E。延迟10秒后，启动搅拌机M1进行搅拌1分钟，当罐内液面到达高液位传感器K时，自动关闭进液阀D和E。搅拌时间到后，打开岀液阀F。当液面低于低液位传感器N时，延迟5秒，之后同时关闭搅拌机M1和岀液阀F。储液罐3为一个10L储液罐，罐体上有一个高液位传感器P，当由储液罐1和储液罐2放出的液体液面达到传感器P的液面高度时，启动搅拌机M2同时延迟20秒打开岀液阀G，放液3分钟到储液塔中，时间到后自动关断搅拌机M2和出液阀G。之后整个系统如此循环。图1为系统分布图，题目中的5L，3L和10L只是象征意义的容量，并非工业现场容量。图1系统分布图2I/O地址安排表如表1所示为本系统的I/O地址安排表。表1I/O地址安排表输入信号输出信号名称功能输入地址名称功能输出地址SB1SB2FR传感器L传感器I传感器HSB3传感器K传感器N传感器P启动按钮停止按钮过载爱护罐1低液位测量罐1中间液位测量罐1高液位测量阀C手动按钮罐2的高液位测量罐2的低液位测量罐3的高液位测量I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I1.0I1.1I1.3接触器KM1进液阀A进液阀B岀液阀C接触器KM2接触器KM3进液阀D进液阀E接触器KM4出液阀F接触器KM5KS岀液阀GM0启动线圈储液罐1进液储液罐1进液储液罐1岀液M0正常运转反接制动储液罐2进液储液罐2进液搅拌机M1储液罐2岀液搅拌机M2速度继电器储液罐3岀液Q4.0Q4.1Q4.2Q4.3Q4.4Q4.5Q5.0Q5.1Q5.2Q5.3Q5.4Q5.5Q5.63PLC外部接线图本系统采纳的外部硬件分别为：(1)电源模块为PS30710A；(2)CPU模块为CPU314；(3)接口模块未加，但槽位照旧要空出；(4)输入模块为DI321DC24V；(5)输出模块为DO322DC24V/0.5A。如图2所示为PLC外部接线图。图2PLC外部接线图4主电路连接图如图3所示，图中搅拌机M0分为低速启动，高速运行，当速度接触器KM1闭合时，其主电路接通电源，电流流经上拉电阻，从而使电机低速启动，当速度2接触器闭合时，将上拉电阻切除，从而电机正常运行。当反接制动时，KM3闭合，对电机进行反接制动，等到电机速度接近于0时，由速度继电器将反接制动切除，从而保证电机不会反转。串入电阻既可以限制启动电流，又可以限制过大的反接制动电流。搅拌机M1和搅拌机M2均为小电机，可以干脆启停。图3主电路连接图5限制程序及程序流程图如图4所示为限制程序流程图，限制程序见附录。图4限制程序流程图6系统运行调试及S7-PLCSIM仿真如图5所示为S7-PLCSIM仿真图。图5系统S7-PLCSIM仿真当启动按钮按下后，使储液罐1进液阀A得电，从而放入液体进入罐1。当液位到达传感器I高度时，进液阀B被打开，同时打开了罐2的进液阀D和E。当罐1液位到达传感器H的高度时，关闭进液阀B，同时让搅拌机M0正常运行搅拌1分钟。罐2的进液阀打开后，10秒后搅拌机M1自动搅拌1分钟后自动打开岀液阀F。其中I0.3和I1.1分别为罐1和罐2的低液位传感器，只要进液皆可没过其高度。7心得体会本次课设通过运用S7-300PLC的STEP7编程软件，我设计了一个多罐体液体自动混合搅拌系统。通过对梯形图的设计，我设计了三个储液罐，且每个储液罐均有其进行自动搅拌的搅拌机。当启动按钮按下，不光可以保证储液罐的进液阀为其自动进液，而且可以保证，当液体到达适当高度，进行进液阀的转换和岀液阀自动的打开。编程完毕后，通过S7-PLCSM仿真软件仿真，逻辑合理，实现了题目的要求，从而完成课题。

附录Network1:储液罐1的程序按下启动按钮，启动电磁阀A使液体1进入。Network2:当阀A供应液体1的液位达到传感器2的液位时，关闭阀A启动阀B,让其次种液体液体2流入。Network3:当搅拌的两种液体混合后，液位达到传感器3时，关闭阀A和阀B，让液体搅拌非常钟后打开阀C。Network4:接通延迟型定时器延迟一分钟。Network5:通过定时器打开岀液阀C。Network6:当液体液位降到传感器L高度以下，让阀门C再开10秒之后，将其关闭。Network7:Network8:启动按钮按下同时，搅拌电机低速启动，进行低速搅拌。Network9:对电机主电路进行反接制动操作。Network10:当电磁阀B打开时，此时去除主电路中的电阻，从而加快搅拌速度。Network11:储液罐2的程序当液体罐1的阀B打开时同时启动液体罐2的进液阀D和E，当到达罐2液位传感器K时，将两个进液阀关闭。Network12:打开进液阀D和进液阀E，使液体3和液体4进入罐中。Network13:延迟10秒之后，开动搅拌机进行搅拌。Network14:Network15:搅拌一分钟之后打开岀液阀F。Network16:岀液阀打开后检测传感