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液体混合装置的plc控制系统设计毕业设计.doc
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液体混合装置的plc控制系统设计毕业设计.doc
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I
液体混合装置的 PLC 控制系统设计
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、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,再通过组态,可直接对现场监控、更方便工
作和管理。
关键词:PLC,液位传感器,定时器
II
目 录
前 言 ..............................................................................................1
第 1 章液体自动混合系统方案设计 .................................................3
1.1 方案设计原则 ......................................................................3
1.2 系统的整体设计要求 ..........................................................3
1.3 控制方式系统的要求的设计 ................................................4
1.4 系统方案的设计思想 ...........................................................6
第 2 章液体自动混合系统的硬件设计 .............................................7
2.1 硬件选型 ..............................................................................7
2.1.1 PLC 机型选择.............................................................7
2.1.2 PLC 容量选择.............................................................8
2.1.3 I/O 模块的选择...........................................................9
2.1.4 电源模块的选择 ......................................................10
2.2 PLC I/O 点分配 ..................................................................11
2.2.1 分析原理...................................................................11
2.2.2 PLC 的 I/O 接线图 ....................................................12
2.3 主电路的设计 ....................................................................12
2.4 液体混合控制系统示意 ....................................................13
第 3 章 液体自动混合系统的软件设计 .........................................15
3.1 程序设计的一般方法 ........................................................15
3.1.1 经验设计法 ...............................................................15
3.1.2 逻辑设计法 ...............................................................15
3.1.3 顺序设计法 ...............................................................15
3.2 PLC 控制的相关流程图 .....................................................16
3.2.1 控制流程图 ..............................................................16
3.3 可编程控制器梯形图 ........................................................17
第 4 章 系统调试 ...........................................................................27
III
5.1 系统模拟调试 ....................................................................27
5.2 系统联机调试 ....................................................................27
第 5 章 系统常见故障分析及维护 .................................................31
6.1 系统常见故障分析及维护.................................................31
6.2 系统故障分析及处理 ......................................................31
6.2.1 PLC 主机系统故障分析及处理 ................................31
6.2.2 PLC 的 I/O 端口系统故障分析及处理 ......................32
6.2.3 现场控制设备故障分析及处理................................32
6.3 系统抗干扰性的分析和维护 .............................................32
结 论 ............................................................................................34
谢 辞 ..............................................................................................35
参考文献 ........................................................................................36
1
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 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。但是由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀
性的介质,以至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。所以为了帮助相关行业,特别是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 的应用,了解
不同公司的可编程控制器的型号和原理,熟悉其编程方式,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
工业中,便于学以致用。
计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光。1968 年,美国最大的汽
车制造厂商通用汽车(GM)公司提出了公开招标方案,设想将功能完备、
灵活、通用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合,把计算机的编程
方法和程 序输 入方 式加以简化,用 面向 过程 、面向问题 “自 然语 言”编程,
生产一种新型的工业通用继电器,使人们不必花费大量的精力进行计算机编
程,也能像继电器那样方便的使用。这个方案首先得到了美国数字设备(DEC)
公司的积极响应,并中标。该公司于 1969 年研制出了第一台符合招标要求
的 工 业 控 制 器 , 命 名 为 可 编 程 逻 辑 控 制 器 ( PROGRAMMABLE LOGIC
CONTROLLER),简称 PLC(有的称为 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、使用
和维护简 便等 独特 优点,备受国内 外技 术人 员和工商业 界厂 商的 极大关注,
生产 PLC 的厂商云起。随着大规模集成电路和微处理器在 PLC 中的应用,
使 PLC 的功能不断得到增强,产品得到飞速发展。
采用基于 PLC 的控制系统来取代园林单片机、继电器等构成的控制系统,
采用模块化结构,具有良好的可移植性和可维护性,对提高企业生产和管理
2
自动水平有很大的帮助,同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量,减
少了企业产品质量的波动,因此具有广阔是市场前景。用 PLC 进行开关量控
制的实例很多,在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需要
它,例如 灯光 照明 、机床电 控、食品加 工、 印刷 机械、电梯 、自 动化 仓库、
液体混合系统、生产流水线等方面的逻辑控制,都广泛应用 PLC 来取代传统
的继电器控制。本次设计是将 PLC 用于两种液体混合装置的设计的控制,对
学习与实用是很好的结合。
本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有:
1.液体混合装置能够实现对混合罐安全、高效的加液、混液、出液的控制;
2.满足混合液的各项技术要求;
3.具体内容包括两种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见
故障分析等等。
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