PLC自动混合液体装置控制系统设计

TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一引言2\o"CurrentDocument"二系统总体方案设计21设计课题的要求及主要任务22主要任务33系统方案的选择44系统方案的确定5\o"CurrentDocument"三限制系统设计61选择PLC型号63.2PLC程序流程框图8\o"CurrentDocument"四系统调试及结果分析91 I/O安排表92工艺流程93工作过程分析104具体过程分析115程序T形图133指令表15\o"CurrentDocument"五参考文献16\o"CurrentDocument"六个人总结16图4-1PLC液体限制系统外部接线图工作过程分析操作工艺流程:按下启动按钮SB1后，打开A阀,液体A流入反应罐;当中限位传感器SL2被沉没变ON时•，阀A关闭，阀B打开；当上限位传感器SL1被沉没变ON时，阀B关闭，电机M起先运行,搅动液体,40S后停止搅动并保温10S,阀C打开放出混合液体；当液面降至下限位传感器S3变OFF时,起先定时,5S后容器已放空,关闭阀Co如已按下SB2,则就此停机;如未按下停止按钮SB2,则又打开A阀，起先下一次循环。如图4-2所示。PLC液体混合控制流程图图4-2工艺基本流程图具体过程分析1）启动操作按下启动按钮SB1,XO的常开触点闭合，Y3、T2同时得电并通过Y3常开触点自锁，Y3常开触点闭合，使Y3接通排放剩余混合液体，经T10延时5s后Y3断电，即关闭混合液体阀门。同时液体A电磁阀Y0打开，液体A流入容器。2）液面上升到SL2当液面上升到SL2时，SL2触点接通，即Y1接通，X3置位，其常闭触点打开，使Y0断电，Y0限制的电磁阀关闭，液体A停止流入；同时Y1常开触点接通，使其限制输出的电磁阀接通，液体B电磁阀Y2打开，液体B流入。3）液面上升到SL1当液面上升到SL1时，SL1触点接通，即X2接通，Y2置位，其常闭打开，使输出端断开，Y2限制的电磁阀关闭，液体B停止注入，同时KM和TO接通，搅拌电动机起先工作。4）搅匀后放混合液搅拌电机工作时，TO计时，40s后KM断开，搅拌电机停止工作。同时T1触点限制热电偶接通，保温10s混合液电磁阀Y3打开，起先放混合液体。5）液面下降到SL3当液面传感器SL3（X4）由接通变为断开时，Y3置位，其常开触点接通，T2起先工作，5s后混合液体放完，T2常开触点闭合，复位所用的内部继电器M,使Y3断开，其限制的电磁阀Y3关闭，同时T2常开使X0得电Y0接通，Y0打开,液体A流入，起先进入下一个循环。6）停止操作按下停止按钮SB2,XI接通，其常闭触点断开，切断循环信号。在当前的操作处理完毕后，使XI不能再接通，即停止操作。在操作结束后进行推断，当按下停止按钮后，PLC程序将返回到初始状态，假如想再次激活，须要供应PLC一个上电脉冲M8002,若是在PLC执行完一个工作过程后，期间没有按下停止按钮，那么PLC将返回到程序自动运行的下一循环点进行下一次的操作。竹口即住J予~X0000—II-启动抬钮X001停钮g)辅助继电器M7电器M6T2 M7 Ml忌~~放时间电器并返砂0)初始状态22M8002M8002初始脉冲激M0态M6 T2 M7 M2放时间电器并返M0态X000高石钮MlMlX003开关SL2M3M2{RSTY002 1排放混合液体5s<Y000

放液体A<M2<Y001

放液体2837465261M2M3M3M4M4M5M5M6X002Tit开关SL1M4<Y003电动机搅拌40sK400(T0

定时时

间设定TOM5定时时

间设定<Y004

液体力口

热10sK100<11

设定加

热时间M6T1设热时间XOO4达到下限位SL3MO初Ml{SETY002排放混合液体5sK50<T2

设定排

放时间

并返{ENDX000=启动按fel17ORB18ORM119ANIM220OUTM121OUTY000Y000=版液体A22LDM123ANDX003X003=中限位开关SL224ORM225ANIM326OUTM227OUTY001Y001=放液体B28LDM229ANDX002X002=上限位开关SL130ORM331ANIM432OUTM333OUTY003Y003=电劭机搅拌40634OUTTO K400TO=定时时间段定37LDM338ANDT0TO;定时时间没定39ORM440.ANIM541OUTM442OUTY004Y004=液体加热10$43OUTT1 K100T1=厘定加热时间46LDM447ANDT1T1=凌定加热时间48ORM549ANIM650OUTM551SETY002Y002=徘放混合液体5$52LDM553ANDX004X004=达到下限位SL354ORM655ANIM0MO=初始状急56ANIM157OUTM658OUTT2 K50T2:没定排放时间并返回61END62五参考文献[1]李刚.MCGS组态软件在液位限制系统中的应用[J].可编程限制器与工厂自动化,2023,02:85〜90[2]高丽萍，郑萍.基于MCGS的PLC虚拟限制系统探讨[J].西华高校学报（自然科学版），2023,01:94〜96[3]MuthucumaruMaheswaran,KevinJ.Webb,HowardJaySiegel.MCGS:AModifiedConjugateGradientSquaredAlgorithmforNonsymmetricLinearSystems[J].KluwerAcademicPublishers,2023,03:257〜280[4]何航校，刘蕾，黄书奎.基于MCGS组态环境的化水处理监控系统设计与实现[J].中国仪器仪表,2023,10:92〜94[5]刘振宇.基于MCGS组态软件开发水位限制系统的探讨[J].山西农业高校学报（自然科学版），2023,01:83〜87[6]李斌，邹灿红.基于MCGS的水厂限制系统[J].自动化技术与应用，2023,08:106-107个人总结为期两周的课程设计基本已经落下帷幕了，在本次毕业设计的过程中我遇到了很多困难，主要表现在对限制系统的设备和整体运行过程不太熟识，尤其是对各个限制点的动作状况很难驾驭，其次梯形图的编写由于限制过程的困难而觉得难以下手。通过查找资料和欧阳老师的讲解，这些问题还是基本得到了解决。本设计采纳PLC对掺混限制系统进行限制，简化了限制系统的设计和硬件结构，提高了该系统的牢靠性、可维护性和平安性。梯形图采纳步进指令（STL）,这样使程序的条理更加清楚易懂，这是本设计的优点，但是由于时间，阅历和实力的关系，本系统存在很多明显的不足，没有操作界面和人机对话操作，仅能在理论上运行的可能。希望这些缺陷，我能在以后的实际工作中能加以留意。整体来说，这次设计给了我很大的帮助，不仅仅熟识的PLC的限制系统和各种元器件，并提高了实践的实力，这些都将成为我以后步入社会参与工作的一笔珍贵阅历。XX2023年12月5日一引言随着经济的发展和社会的进步，各种工业自动化的不断升级，对于工人的素养要求也渐渐提高。其中在生产的第一线有着各种各样的自动加工系统，其中多种原材料混合在加工，是其中最为常见的一种。在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行须要的加工以得到产品始终都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对依次或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满意工业生产的实际须要。实际生产中须要更精确、更便捷的限制装置。在生产过程、科学探讨和其他产业领域中，可编程序自动限制技术的应用都是特别广泛的，在自动限制的设备中，可编程序自动限制亦比其它的限制方法运用得更普遍。随着科学技术日新月异的发展,特殊是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用，使可编程序自动限制技术进入了一个崭新的阶段，因此，了解和学习这些重要技术对高校工程类专业的学生来说，已是必不行少。掺混PLC限制系统这个课题具有其重要的意义。本课题掺混PLC限制系统，其目的就是以PLC为核心，协作智能仪表，完成系统功能限制，状态显示，信息检测和报警硬件组建所须要的PLC和传感器等元件的选择，实现对掺混的自动限制以及运行状态的检测功能和显示功能。用PLC对掺混进行限制，系统的硬件结构简洁、服务功能增加、系统的牢靠性大大提高，且节约了成本，使掺混系统的性能价格比提高。尤其在集散限制系统中，利用现场总线技术，可便利地进行集中监控管理。此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O安排，梯形图，指令表，接线图，电气原理图及状况说明，经过多次修改和调试，最终实现题目要求。二系统总体方案设计2.1设计课题的要求及主要任务课题的设计要求：1、以PLC为核心，协作智能仪表2、主要完成系统功能限制、状态显示、信息检测和报警硬件组建所须要的PLC和传感器等元器件的选择3、完成系统限制软件设计4、实现对掺混的自动限制以及运行状态的检测功能和显示功能。2.2主要任务系统的方案及总体设计：设计的主要内容是完成自动限制功能、状态显示和信息检测所须要的硬件和传感器等元器件的选择。并完成限制软件设计和PLC与单片机通讯的通信协议的设计。包括：1、总体方案的确定2、PLC的选择3、各模块电路的设计4、软件设计5、编写设计说明书限制要求：本装置为两种液体混合模拟装置，SLKSL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3限制，M为搅匀电机，限制要求如下:初始状态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开20秒将容器放空后关闭。启动操作:按下启动按钮SB1,装置就起先按下列约定的规律操作：液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面到达SL1时-，关闭液体B阀门，搅匀电机起先搅匀。搅匀电机工作6秒后停止搅动，混合液体阀门打开，起先放出混合液体。当液面下降到SL3时，SL3由接通变为断开，再过2秒后，容器放空，混合液阀门关闭,起先下一周期。停止操作:按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）。图2-1液体混合装置结构图2.3系统方案的选择系统方案选择的原则是在满意生产机械工艺要求确保产品质量的前提下，力求投资少，效益高和操作便利。依据课题的要求，本课题的限制系统方案有几种方案可供选择：继电器限制方案、单片机限制方案、PLC限制方案等。1、继电器限制方案。由于继电器在限制电路中有独特的电气、物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器仍得以广泛应用。随着科技的飞速发展，继电器在程控通信设备中的运用量还在进一步增加。但是由于运用继电器限制方案接线多而困难，体积大，功耗大，一旦系统构成后，想再变更或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每只只有4〜8对触点，因此敏捷性和扩展性很差。继电器限制逻辑运用了大量的机械触点，连线也多。触点开闭时会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，牢靠性和可维护性差。再加上运用继电器限制方案将大大增加成本，因此，该限制系统不适合运用继电器限制方案。2、单片机限制方案。单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断限制、系统时钟及系统总线等。单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大,并朝着SOC（片上系统）方向发展。单片机有着体积小、功耗低、功能强、性能价格比高、易于推广应用等显著优点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、机器人、工业限制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。但是单片机对环境要求较高，一般要在干扰小的场地运用，指令集困难，对编程实力要求较高，可读性差，实时限制相对于PLC较差。3、PLC限制方案。可编程限制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采纳可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、依次限制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，限制各种类型的机械或生产过程。可编程序限制器及其有关设备，都应按易于使工业限制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。同时可编程序限制器具有牢靠性高、抗干扰实力强，适应性强、应用敏捷，编程便利、易于运用，限制系统设计、安装、调试便利，修理便利、修理工作量小，功能完善等特点。2.4系统方案的确定相对于传统的继电器限制方案来说,PLC在技术角度上大大便利了电控设计人员，其系统的软硬件设计简便，维护便利，在体积、牢靠性、耗电量等性能方面都有很大程度的提高，从而带动成本的节约，而且可以通过计算机进行数据的传输和监控，这一系列的优点使PLC很快被人们接受并代替继电器限制方案，广泛应用于工厂自动限制中。相对于单片机来说,PLC本身固有的稳定性和牢靠性特点确定了它在自动化行业内不行取代的地位。PLC挤占部分单片机的市场。PLC相比单片机具有高牢靠性，易于开发，扩展性好，通讯简洁的，这些优点促使很多的设备生产厂家在设计时选用PLC作为设备的限制器。总之，现代的工业自动化生产线中，多数产家都采纳PLC作为自动化生产线的限制。在将来的工业生产中，PLC仍旧能够引导自动化行业的发展，随着电子技术的飞速发展，PLC将在各个领域更加适应不同客户的要求。众所周知，目前我国仍有很多生产机械设备，都是采纳继电器限制，除了牢靠性差外，设计程序也很繁杂。从方案的确立到技术条件的设计以及施工的设计,图面的工作量很大，这势必造成设计周期长。而采纳PLC限制可以大大缩短设计周期，甚至有些文件资料也不必绘制成图。设计人员完全可以利用编程器上屏幕显示来输入，或修改程序使得梯形图能精确无误地反映生产要求。编程人员也可依据新产品对生产提出的新工艺要求，重新编写程序并把它存储在EEPROM模块中去，须要加工哪个产品的程序，操作人员可以随时调用，这既便利、简洁又可保密。开发这种软件对优化生产过程，提高产品数量和质量，提高劳动生产率，特别具有实际意义。仅此一点也深受生产及设计者的欢迎。综上所述，该限制系统的限制方案应选PLC限制方案为宜。三限制系统设计3.1选择PLC型号本设计选用三菱公司的FX2N-32MR的PLC,它是一种整体式结构的小型PLC,并且指令丰富，功能强大，牢靠性高，