設計用plc自動控制多種混合液體論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　第1章 設計概述2</p><p>　　1.1設計的來源2</p><p><b>　　1.2方案選擇2</b></p><p>　　

2、1.2.1繼電器控制系統(tǒng)2</p><p>　　1.2.2單片機控制2</p><p>　　1.2.3可編程序控制器控制3</p><p>　　1.3 PLC的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.3.1向高速度、大容量方向發(fā)展3</p><p>　　1.3.2向超大型、超小型兩個方向發(fā)展3</p>

3、;<p>　　1.3.3向智能模塊，聯(lián)網(wǎng)通信能力方向發(fā)展4</p><p>　　1.3.4向較強的自檢能力方向發(fā)展4</p><p>　　1.3.5向編程語言多樣化方向發(fā)展4</p><p>　　第2章 PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施5</p><p>　　2.1干擾產(chǎn)生的原因5</p><p>　　

4、2.2硬件抗干擾措施5</p><p>　　2.2.1PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境5</p><p>　　2.2.2PLC的電源與接地6</p><p>　　2.2.3PLC的輸入、輸出設備6</p><p>　　2.3軟件抗干擾措施7</p><p>　　2.3.1利用"看門狗"方法對

5、系統(tǒng)的運動狀態(tài)進行監(jiān)控8</p><p><b>　　2.3.2消抖8</b></p><p>　　2.3.3用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比8</p><p>　　第3章 設計原理及過程9</p><p><b>　　3.1設計原理9</b></p><p&g

6、t;　　3.2設計工藝流程9</p><p>　　3.3設計選擇硬件10</p><p>　　3.4設計過程10</p><p>　　3.4.1設計要求10</p><p>　　3.4.2控制要求11</p><p>　　3.4.3I/O通道分配及I/O接線圖11</p><p>　

7、　3.4.4設計梯形圖程序12</p><p>　　3.4.5安裝裝置14</p><p>　　3.4.6指令語句表程序14</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試16</p><p>　　4.1調(diào)試時的注意事項16</p><p>　　4.2程序調(diào)試16</p><p>　　4.2.

8、1系統(tǒng)的規(guī)劃16</p><p>　　4.2.2 I/O模塊選擇與地址設定16</p><p>　　4.2.3梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)配線16</p><p>　　4.2.4系統(tǒng)試車與實際運轉(zhuǎn)16</p><p>　　4.2.5程序注釋和歸檔17</p><p>　　4.3軟件調(diào)試17</p>

9、<p>　　4.4模擬運行調(diào)試法調(diào)試18</p><p>　　4.5斷電保護19</p><p>　　4.6設計創(chuàng)新想法介紹21</p><p><b>　　總 結22</b></p><p><b>　　致 謝23</b></p><p><b

10、>　　參考文獻24</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計以兩種液體的混合控制為例，其要求是將兩種液體按一定比例混合，在電動機攪拌后將混合的液體輸出容器。并形成循環(huán)狀態(tài)，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能結束。 </p><p>　　液體混合系統(tǒng)的控制設計考慮到其動作的連續(xù)性以及各個

11、被控設備動作之間的相互關聯(lián)性，針對不同的工作狀態(tài)，進行相應的動作控制輸出，從而實現(xiàn)液體混合系統(tǒng)從液體加入到混合完成輸出的這樣一個周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　　設計以液體混合控制系統(tǒng)為中心,從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設計過程（包括設計方案、設計流程、設計要求、梯形圖設計、外部連接等）,旨在對其中的設計及制作過程做簡單的介紹和說明。 </p><p>

12、　　關鍵詞 ： 多種液體、混合裝置、自動控制</p><p><b>　　第1章 設計概述</b></p><p><b>　　1.1設計的來源</b></p><p>　　在煉油、化工、制藥、飲料等行業(yè)中,多種液體混合是必不可少的工序, 而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。但由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的

13、介質(zhì), 以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣, 不適合人工現(xiàn)場操作。另外, 生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點, 這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。所以為了幫助相關行業(yè), 特別是其中的中小型企業(yè)實現(xiàn)多種液體混合的自動控制, 從而達到液體混合的目的，液體混合自動配料便成為擺在當前的一大課題。</p><p><b>　　1.2方案選擇</b></p><p>　　

14、根據(jù)液體混合裝置的種類，就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機控制、可編程序控制器控制。 </p><p>　　1.2.1繼電器控制系統(tǒng) </p><p>　　控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間及溫度等參量變化而動作，以實現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護。系統(tǒng)復雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整

15、個系統(tǒng)的正常運行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價格非常高，靈活性差，響應速度慢。 </p><p>　　1.2.2單片機控制 </p><p>　　單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，機構上包括CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強的控制功能，成為功控領域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計算機

16、之一。但是，單片機是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設計、制作和程序設計的工作量相當大。 </p><p>　　1.2.3可編程序控制器控制 </p><p>　　可編程序控制器配備各種硬件裝置，不用再設計和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設計外部接線圖，同時采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電

17、器電器系統(tǒng)中的觸點和接線，通過修改程序適應工藝條件的變化?？删幊炭刂破?PLC)從上個世紀70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對開關量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構成開關量控制系統(tǒng)。隨著30多年來微電子技術的不斷發(fā)展，PLC也通過不斷的升級換代大大增強了其功能?，F(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運動控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實的多功

18、能控制器。由PLC為主構成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強大、性價比高等優(yōu)點，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。因控制此根據(jù)設計要求與目的選擇PLC為此課題的控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 PLC的發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1向高速度、大容量方向發(fā)展 </p><p>　　為了提高PLC的處理能力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目

19、前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms每千步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一個性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的設備已使用了磁泡存儲器或硬盤。</p><p>　　1.3.2向超大型、超小型兩個方向發(fā)展</p><p>　　當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種需要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展?，F(xiàn)已

20、有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其使用32位微處理器，多個CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。超小型PLC由整體結構向小型模塊化結構發(fā)展，使配置更加靈活，為了實際的需要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數(shù)為8～16點，以適應單機及小型自動控制的需要，如三菱公司 系列PLC[6]。 </p><p>　　1.3.3向智能模塊，聯(lián)網(wǎng)通信能力方向發(fā)展</p><

21、p>　　為滿足各種自動化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又使用靈活方便，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的能力，是PLC技術進步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。 </p>

22、<p>　　為了加強聯(lián)網(wǎng)通信能力，PLC使用者通常采用通用的通信標準，以構成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的重要組成部分。 </p><p>　　1.3.4向較強的自檢能力方向發(fā)展 </p><p>　　根據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬

23、于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，提高系統(tǒng)的故障檢測與處理能力勢在必行。 </p><p>　　1.3.5向編程語言多樣化方向發(fā)展</p><p>　　在PLC系統(tǒng)結構不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應各種控制要求，出現(xiàn)了面向順序控制的步進編程

24、語言、面向過程控制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。 </p><p>　　第2章 PLC控制系統(tǒng)抗干擾措施</p><p>　　2.1干擾產(chǎn)生的原因</p><p>　　自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機設備上，雖然它們大多

25、處在強電電路和強電設備所形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設計的控制裝置，在設計和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強的適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用，但是由于它直接和現(xiàn)場的I/O設備相連，外來干擾很容易通過電源線 或I/O傳輸線侵入，從而引起控制系統(tǒng)的誤動作。PLC受到的干擾可分為外部干擾和內(nèi)部干擾。在實際的生產(chǎn)環(huán)境

26、下，外部干擾是隨機的，與系統(tǒng)結構無關，且干擾源是無法消除的，只能針對具體情況加以限制；內(nèi)部干擾與系統(tǒng)結構有關，主要通過系統(tǒng)內(nèi)交流主電路，模擬量輸入信號等引起，可合理設計系統(tǒng)線路來削弱和抑制內(nèi)部干擾和防止外部干擾。要提高PLC控制系統(tǒng)的可靠性，就要從多方面提高系統(tǒng)的抗干擾能力。 </p><p>　　2.2硬件抗干擾措施</p><p>　　2.2.1PLC控制系統(tǒng)的安裝和使用環(huán)境</

27、p><p>　　PLC是專為工業(yè)控制設計的，一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。但是在PLC控制系統(tǒng)中，如果環(huán)境過于惡劣，或安裝使用不當，會降低系統(tǒng)的可靠性。PLC使用環(huán)境溫度通常在0℃ ～55℃范圍內(nèi)，應避免太陽光直接照射，安裝位置應遠離發(fā)熱量大的器件，同時應保證有足夠大的散熱空間和通風條件。環(huán)境濕度一般應小于85%，以保證PLC有良好的絕緣。在含有腐蝕性氣體、濃霧或粉塵的場合，需將PLC

28、封閉安裝。此外，如果PLC安裝位置有強烈的振動源，系統(tǒng)的可靠性也會降低，所以應采取相應的減振措施。 </p><p>　　2.2.2PLC的電源與接地</p><p>　　PLC本身的抗干擾能力一般都很強。通常，只能將PLC的電源與系統(tǒng)的動力設備電源分開配線，對于電源線來的干擾，一般都有足夠強的抑制能力。但是，如果遇上特殊情況，電源干擾特別嚴重，可加接一個帶屏蔽層的隔離變壓器以減

29、少設備與地之間的干擾，提高系統(tǒng)的可靠性。如果一個系統(tǒng)中含有擴展單元，則其電源必須與基本單元共用一個開關控制，也就是說，它們的上電與斷電必須同時進行。良好的接地是保證PLC安全可靠運行的重要條件。為了抑制附加在電源及輸入端、輸出端的干擾，應給PLC接專用地線，并且接地點要與其它設備分開，如圖1（a）。若達不到這種要求，也可采用公共接地方式，如圖1（b）。但是禁止采用串聯(lián)接地方式，如圖1（c），因為它會使各設備間產(chǎn)生電位差而引入干擾。此外，

30、接地線要足夠粗，接地電阻要小，接地點應盡可能靠近PLC 。</p><p>　　接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是PLC控制系統(tǒng)抗干擾的重要措施之一。接地在消除干擾上起很大的作用。這里的接地是指決定系統(tǒng)電位的地，而不是信號系統(tǒng)歸路的接地。在PLC控制系統(tǒng)中有許多懸浮的金屬架，它們是懼空中干擾的空中線，需要有決定電位的地線。交流地是PLC控制系統(tǒng)供電所必需的，它通過變

31、壓器中心點構成供電兩條回路之一。這條回路上的電流、各種諧波電流等是個嚴重的干擾源。因此交流地線、直流地線、模擬地和數(shù)字地等必須分開。數(shù)字地和模擬地的共點地最好置懸浮方式。地線各點之間的電位差盡可能小，盡量加粗地線，有條件可采用環(huán)形地線。系統(tǒng)地端子（LG）是抗干擾的中性端子，通常不需要接地，可是，當電磁干擾比較嚴重時，這個端子需與接大地的端子（GR）連接。 </p><p>　　2.2.3PLC的輸入、輸

32、出設備</p><p>　　輸入電路是PLC接受開關量、模擬量等輸入信號的端口，其元器件質(zhì)量的優(yōu)劣、接線方式及是否牢靠也是影響控制系統(tǒng)可靠性的重要因素。以開關量輸入為例，按鈕、行程開關的觸點接觸要保持在良好狀態(tài)，接線要牢固可靠。機械限位開關是容易產(chǎn)生故障的元件，設計時，應盡量選用可靠性高的接近開關代替機械限位開關。此外，按鈕觸點的選擇也影響到系統(tǒng)的可靠性。在設計電路時，應盡量選用可靠性高的元器件，對于模擬量輸入信

33、號來說，常用的有4～20mA、0～20mA直流電流信號；0～5V、0～10V直流電壓信號，電源為直流24V。</p><p>　　對于開關量輸出來說，PLC的輸出有繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出三種形式，根據(jù)負載要求來選擇合適方式，選擇不當會使系統(tǒng)可靠性降低，嚴重時導致系統(tǒng)不能正常工作。如晶閘管輸出只能用于交流負載，晶體管輸出只能用于直流負載。此外，PLC的輸出端子帶負載能力是有限的，如果超過了規(guī)定的最大限值

34、，必須外接繼電器或接觸器，才能正常工作。外接繼電器、接觸器、電磁閥等執(zhí)行元件的質(zhì)量，是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。常見的故障有線圈短路、機械故障造成觸點不動或接觸不良。這一方面可以通過選用高質(zhì)量的元器件來提高可靠性，另一方面，在對系統(tǒng)可靠性及智能化要求較高的場合，可以根據(jù)電路中電流異常的情況對輸出單元的一些重點部位進行診斷，當檢測到異常信號時，系統(tǒng)按程序自動轉(zhuǎn)入故障處理，從而提高系統(tǒng)工作的可靠性。若PLC輸出端子接有感性元件，則應采取相應

35、的保護措施，以保護PLC的輸出觸點。 為了防止或減少外部配線的干擾，交流輸入、輸出信號與直流輸入、輸出應分別使用各自的電纜；對于集成電路或晶體管設備的輸入、輸出信號線、必須使用屏蔽電纜，屏蔽電纜在輸入、輸出側懸空，而在控制側接地，其處理方式如圖2。 </p><p>　　2.3軟件抗干擾措施 </p><p>　　硬件抗干擾措施的目的是盡可能地切斷干擾進入控制

36、系統(tǒng)，但由于干擾存在的隨機性，尤其是在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，硬件抗干擾措施并不能將各種干擾完全拒之門外，這時，可以發(fā)揮軟件的靈活性與硬件措施相結合來提高系統(tǒng)的抗干擾能力。</p><p>　　2.3.1利用"看門狗"方法對系統(tǒng)的運動狀態(tài)進行監(jiān)控 </p><p>　　PLC內(nèi)部具有豐富的軟元件，如定時器、計數(shù)器、輔助繼電器等，利用它們來設計一些程序，可以屏蔽輸入元件

37、的誤信號，防止輸出元件的誤動作。在設計應用程序時，可以利用"看門狗"方法實現(xiàn)對系統(tǒng)各組成部分運行狀態(tài)的監(jiān)控。如用PLC控制某一運動部件時，編程時可定義一個定時器作"看門狗"用，對運動部件的工作狀態(tài)進行監(jiān)視。定時器的設定值，為運動部件所需要的最大可能時間。在發(fā)出該部件的動作指令時，同時啟動"看門狗"定時器。若運動部件在規(guī)定時間內(nèi)達到指定位置，發(fā)出一個動作完成信號，使定時器清零，說

38、明監(jiān)控對象工作正常；否則，說明監(jiān)控對象工作不正常，發(fā)出報警或停止工作信號。 </p><p><b>　　2.3.2消抖 </b></p><p>　　在振動環(huán)境中，行程開關或按鈕常常會因為抖動而發(fā)出誤信號，一般的抖動時間都比較短，針對抖動時間短的特點，可用PLC內(nèi)部計時器經(jīng)過一定時間的延時，得到消除抖動后的可靠有效信號，從而達到抗干擾的目的。&#

39、160;</p><p>　　2.3.3用軟件數(shù)字濾波的方法提高輸入信號的信噪比 </p><p>　　為了提高輸入信號的信噪比，常采用軟件數(shù)字濾波來提高有用信號真實性。對于有大幅度隨機干擾的系統(tǒng)，采用程序限幅法，即連續(xù)采樣五次，若某一次采樣值遠遠大于其它幾次采樣的幅值，那么就舍去之。對于流量、壓力、液面、位移等參數(shù)，往往會在一定范圍內(nèi)頻繁波動，則采用算術平均法。即用n次采樣的平

40、均值來代替當前值。一般認為：流量n= 12，壓力n=4最合適。對于緩慢變化信號如溫度參數(shù)，可連續(xù)三次采樣，選取居中的采樣值作為有效信號。對于具有積分器A/D轉(zhuǎn)換來說，采樣時間應取工頻周期（20ms）的整數(shù)倍。實踐證明其抑制工頻干擾能力超過單純積分器的效果。 </p><p>　　第3章 設計原理及過程</p><p><b>　　3.1設計原理</b&g

41、t;</p><p>　　多種液體自動混合是工業(yè)中經(jīng)常遇到的一個工藝流程。它一般要求多種液體在不同時刻向容器中流入不同的量，所需要的液體都注入完畢，再攪拌一段時間使多種液體混合均勻。液體向容器中流入的量可以采用液面?zhèn)鞲衅鬟M行控制。即當某種液體向容器中注入時，容器中的液面會不斷上升，當液面接觸到液面?zhèn)鞲衅鲿r，液面?zhèn)鞲衅鲿騊LC提供一個輸入，PLC經(jīng)過程序運算會產(chǎn)生一個使此種液體停止注入的輸出。混合液體可以用電動機

42、帶動的攪拌機進行攪拌混合。攪拌一定時間使液體充分混合后讓時間控制器向PLC提供一個輸入，PLC經(jīng)過程序運算會產(chǎn)生一個使電動機停止攪拌的輸出，然后在PLC控制下導出混合液體。完畢此操作周期后，在沒有按停止按鈕的情況下，系統(tǒng)將繼續(xù)執(zhí)行循環(huán)操作，從而實現(xiàn)PLC對多種液體的自動混合控制的循環(huán)。</p><p><b>　　3.2設計工藝流程</b></p><p>　　本裝置

43、為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪勻電機，控制要求如下：啟動操作：按下啟動按鈕SB1，裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作：液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL3時，SL3接通，關閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL1時，關閉液體B閥門，攪勻電機開始攪勻，攪勻電機工作一定時間后停止攪動，幾秒后混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降

44、到SL2時，SL2由接通變?yōu)閿嚅_，再過幾秒后，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期的液體A閥門打開…。停止操作：按下停止按鈕SB2后，在當前的混合裝置操作處理完畢后，才停止操作（停在初始狀態(tài)下）。各個工作階段有相應的指示燈示明。根據(jù)系統(tǒng)所需要求，設計液體混合裝置的電氣原理圖。</p><p>　　3.3設計硬件選擇 </p><p><b>　　3.4設計過程</b>

45、;</p><p><b>　　3.4.1設計要求</b></p><p>　　現(xiàn)有兩種液體A和B，要在容器內(nèi)按照一定比例混合攪拌后導出，并且用自動控制裝置實現(xiàn)循環(huán)控制。根據(jù)題目要求選擇可編程序控制器控制進行控制。</p><p>　　并設計出如圖3-1所示裝置達到此要求。</p><p>　　其中SL1、SL2、SL3

46、為液面?zhèn)鞲衅?，當液面淹沒時為ON；</p><p>　　YV1、YV2、YV3為電磁閥；</p><p>　　M為攪拌電動機。 </p><p>　　圖3-1兩種液體混合裝置</p><p><b>　　3.4.2控制要求</b></p><p><b>　　(1)初始狀態(tài)</b

47、></p><p>　　根據(jù)要求要實現(xiàn)液體的自動混合導出控制，在開始操作之前，各閥門必須為關閉狀態(tài)，容器為空。</p><p><b>　　此時</b></p><p>　　液體控制電磁閥YV1=YV2=YV3=OFF狀態(tài)。</p><p>　　傳感器SL1=SL2=SL3=OFF狀態(tài)。</p>&l

48、t;p>　　電動機M為關閉狀態(tài)。</p><p><b>　　(2)啟動操作</b></p><p>　　當裝置和液體的都準備好之后，按下啟動按鈕,開始下列操作:</p><p>　　(1)YV1=ON,液體A流入容器;當液面到達SL3時,YV1=OFF,YV2=ON;</p><p>　　(2)液體B流入,液面達

49、到SL1時,YV2=OFF,M=ON,電動機開始進行液體的充分混合攪拌;</p><p>　　(3)當混合液體攪拌均勻后(設時間為10s),M=OFF,YV3=ON,開始放出混合液體;</p><p>　　(4)當液體下降到SL2時,SL2從ON變?yōu)镺FF,把時間控制為再過20s后容器放空,關閉YV3,YV3=OFF完成一個操作周期;</p><p>　　(5)在只

50、要沒有按停止按鈕的狀態(tài)下,則自動進入下一個循環(huán)操作周期。</p><p><b>　　(3)停止操作</b></p><p>　　當工作完成之后需要關閉系統(tǒng)，按一下停止按鈕,則在當前混合操作周期結束后,才停止操作。從而使系統(tǒng)停止在開始狀態(tài)，以便下次啟動系統(tǒng)時能夠順利的開始系統(tǒng)的循環(huán)。</p><p>　　3.4.3I/O通道分配及I/O接線圖&

51、lt;/p><p>　　(1)I /O通道分配</p><p>　　在了解了系統(tǒng)工藝要求和控制要求后,接著要做的就是將I/O通道分配給PLC的指定I/O端子,具體如表3-1所示。</p><p>　　表3-1 I/O通道分配</p><p>　　(2)PLC的I/O接線圖</p><p>　　根據(jù)I/O通道的分配情況

52、,可畫出PLC的I/O接線圖,如圖3-2所示。</p><p>　　圖3-2兩種混合液體混合控制的I/O接線圖</p><p>　　3.4.4設計梯形圖程序</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的要求及I/O通道分配,設計用鎖存儲器控制的梯形圖來設計此課題，如圖3-3所示。在初始狀態(tài)，各集成電器的控制按鈕都為OFF狀態(tài)。</p><p><b&

53、gt;　　(1)起始操作</b></p><p>　　在按啟動按鈕0000之后，使鎖存器1115置為ON狀態(tài)，1115使1100 ON一個掃描周期，使鎖存器0504置位，斷開電磁閥YV1，從而使液體A流入容器。</p><p>　　(2)當液位上升到SL3時</p><p>　　當液面上升到SL3時,0004由OFF變?yōu)镺N,1104 ON一個掃描周期,

54、使0504鎖存器復位，關閉電磁閥YV1。同時使0505置位，打開電磁閥YV2，從而使液體B流入容器。</p><p>　　(3)當液位上升到SL1時</p><p>　　當液面上升到SL1時, 0002由OFF狀態(tài)變?yōu)镺N狀態(tài),1102 ON一個掃描周期,使0505復位，關閉電磁閥YV2。同時使0505置位，關閉電磁閥YV2。同時使0500置位，啟動攪拌機M。此時啟動定時器TIM00，10

55、s后TIM00動作，使0500復位。</p><p>　　(4)攪拌均勻后放出混合液體</p><p>　　在0500的下降沿通過后沿微分指令DIFD使0506置位,斷開電磁閥YV3,開始放出混合液體。</p><p>　　(5)當液位下降到SL2時</p><p>　　當液位下降到SL2時,0003由ON變?yōu)镺FF,在下降沿使1103 ON

56、一個掃描周期,置位1114,啟動器TIM01,20s后使0506復位, 關閉電磁閥YV3,此時電磁閥已放空。</p><p><b>　　(6)自動循環(huán)工作</b></p><p>　　在沒有按停止按鈕0001的情況下,系統(tǒng)將在TIM01的記時時間到了時,使0504置位,自動進入下一操作周期。從而實現(xiàn)混合液體PLC自動控制的循環(huán)工作。</p><p

57、><b>　　(7)停止操作</b></p><p>　　當按下停止按鈕時,停止按鈕0001為ON狀態(tài),此時鎖存器1115復位,不能使電磁閥YV1斷開,系統(tǒng)執(zhí)行完本周期的操作后,將自動停留在初始狀態(tài)。</p><p>　　圖3-3兩種液體混合裝置PLC控制梯形圖</p><p><b>　　3.4.5安裝裝置</b>

58、</p><p>　　根據(jù)梯形圖的安排，將硬件裝置按照要求進行連接，從而裝配出適合要求的PLC裝置，待系統(tǒng)調(diào)試合格后交付使用。</p><p>　　3.4.6指令語句表程序</p><p>　　使用簡易編程器輸入程序，將上述梯形圖轉(zhuǎn)化成指令語句表的形式，如表3-2所示。</p><p><b>　　表3-2指令語句表</b&g

59、t;</p><p><b>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　4.1調(diào)試時的注意事項</p><p>　　(1)注意輸入、輸出信號線一定不要按錯或接反，以免增加調(diào)試工作量。</p><p>　　(2)認真檢查輸入程序。根據(jù)執(zhí)行出現(xiàn)的錯誤邏輯現(xiàn)象，判斷出錯程序段，逐步縮小范圍，最后糾正錯誤、完成調(diào)試。&l

60、t;/p><p>　　(3)位置發(fā)生錯誤時，關掉可編程序控制器電源，將轉(zhuǎn)盤位移到最下方，并將碼盤置位，然后重新通電，將程序中位置計數(shù)器復位。</p><p><b>　　4.2程序調(diào)試</b></p><p>　　4.2.1系統(tǒng)的規(guī)劃 </p><p>　　調(diào)試，對于一個項目的成敗是關鍵的因素。首先，必須深入了解系統(tǒng)所需求的

61、功能，并調(diào)查可能的控制方法，。</p><p>　　4.2.2 I/O模塊選擇與地址設定</p><p>　　當I/O模塊選妥后，依據(jù)所規(guī)劃之I/O點使用情形，由PLC的CPU系統(tǒng)自動設定I/O地址，或由使用者自定I/O模塊的地址。</p><p>　　4.2.3梯形圖程序的編寫與系統(tǒng)配線 </p><p>　　在確定好實際的I/O地址之后，

62、依據(jù)系統(tǒng)需求的功能，開始著手梯形圖程序的編寫。同時，I/O之地址已設定妥當，故系統(tǒng)的配線也可著手進行。 </p><p>　　4.2.4系統(tǒng)試車與實際運轉(zhuǎn)</p><p>　　若梯形圖程序執(zhí)行功能正確無誤，且系統(tǒng)配線亦完成后，便可使系統(tǒng)納入實際運轉(zhuǎn)，項目計劃亦告完成。</p><p>　　4.2.5程序注釋和歸檔</p><p>　　為確保日

63、后維修的便利，要將試車無誤可供實際運轉(zhuǎn)的梯形圖程序做批注，并加以整理歸檔，方能縮短日后維修與查閱程序之時間。這是職業(yè)精神的需要，無論對今后自己進行維護，或者移交用戶，這都會帶來極大的便利，更是你的職業(yè)水準的一個體現(xiàn)。 這里要強調(diào)一個問題，是十分簡單但卻幾乎每個項目都會發(fā)生的，那就是對PLC的接線。這往往是常常忽略的一個問題。其實，調(diào)試大部分的問題和工作量都是在接線方面。通常，通過看其接線圖和接線的外觀，就可以對接線的質(zhì)量有

64、個大致的判斷。然后要對所有的接線進行一次完整而認真的檢查?，F(xiàn)場由于接線錯誤而導致PLC被燒壞的情況屢次發(fā)生，在進行真正的調(diào)試之前，一定要認真地檢查。</p><p><b>　　4.3軟件調(diào)試 </b></p><p>　　PLC的啟動設置、看門狗、中斷設置、通訊設置、I/O模塊地址識別都是在PLC的系統(tǒng)軟件中進行的。 每種PLC都有各自的編程軟件作為應用程

65、序的編程工具，常用的編程語言是梯形圖語言，也有ST、IL和其它的語言。 但是，用一種編程語言編出十分優(yōu)化的程序。每一種PLC的編程語言都有自己的特色，指令的設計與編排思路都不一樣。現(xiàn)場常常需要對已經(jīng)編好的程序進行修改。修改的原因可能是用戶的需求變更了，可能是發(fā)現(xiàn)了原來編程時的錯誤，或者是PLC運行時發(fā)生了電源中斷，有些狀態(tài)數(shù)據(jù)會丟失，如非保持的定時器會復位，輸入映射區(qū)會刷新，輸出映射區(qū)可能會清零，但狀態(tài)文件的所有組態(tài)數(shù)據(jù)和偶然的事件如計

66、數(shù)器的累計值會被保存。 這個時候可能會需要對PLC進行編程，使某些內(nèi)存可以恢復到缺省的狀態(tài)。在程序不需要修改的時候，可以設計應用默認途徑來重新啟動，或者利用首次掃描位的功能。 所有的智能I/O模塊，包括模擬量I/O模塊，在進入編程模式后或者電源中斷后，都會丟失其組態(tài)數(shù)據(jù)，用戶程序必須確認每次重新進入運行模式時，組態(tài)數(shù)據(jù)能夠被重新寫入智能I/O模塊。在現(xiàn)場修改已經(jīng)運行時常被忽略的一個問題是，操</p>&

67、lt;p>　　4.4模擬運行調(diào)試法調(diào)試</p><p>　　這種調(diào)試方法就是運用調(diào)試程序進行系統(tǒng)靜調(diào)的方法，為了模擬兩種液體混合裝置的操作過程，需要對控制程序作一些改動，使之變成可連續(xù)運行的調(diào)試程序。具體作法如下，</p><p>　　（1）啟動PLC的內(nèi)部時鐘，可用定時器或計數(shù)器計時。</p><p>　　設PLC進入運行方式后：</p>&l

68、t;p>　　經(jīng)過3s的準備時間，模擬按下起動按鈕；</p><p>　　5s后液面上升到SL2位置；</p><p>　　8s后，液面上升到SL3位置；</p><p>　　10s后液面上升到SL1位置；</p><p>　　15s后，液面低于SL1位置；</p><p>　　20s后，液面低于SL3位置；<

69、;/p><p>　　25s后，液面低于SL2位置。</p><p>　?。?）停止用輸入點短接法操作。</p><p>　　（3）將圖1-3中的0000、0002、0003、0004的動合觸點分別與1000、1002、1003、1004的動合觸點并聯(lián)。</p><p>　?。?）為縮短調(diào)試時間，將TIM00和TIM01設定值臨時都改為5s。<

70、;/p><p>　?。?）在RUN方式下，觀察輸出指示燈在對應時間的狀態(tài)：</p><p>　　3s后，0504的指示燈亮；</p><p>　　8s后，0504的指示燈滅；0505指示燈亮；</p><p>　　10s后，0505的指示燈滅；0500的指示燈滅；</p><p>　　15s后，0500的指示燈滅，0506

71、的指示燈亮；</p><p>　　30s后，0506的指示燈滅，0504的指示燈亮。當前操作周期結束，自動進入下一個操作周期。</p><p>　　（6）隨時將0001短接，模擬停止按鈕的操作。</p><p>　?。?）調(diào)試結束后，將面臨增加和改動的程序復原。模擬調(diào)試程序如圖4-1所示。</p><p>　　圖4-1模擬調(diào)試程序</p

72、><p>　?。?）根據(jù)調(diào)試的結果，將達到要求的程序進行備份，以便交付使用。 </p><p><b>　　4.5斷電保護</b></p><p>　　為了使系統(tǒng)能夠保證PLC掉電恢復后，也能使整個系統(tǒng)繼續(xù)掉電前的狀態(tài)工作，則在實際中采用保持繼電器編程的方法來恢復此項操作，如圖1-5所示，同時，定時器改成用計數(shù)器實現(xiàn)的停電保持定時器。</p&

73、gt;<p>　　圖4-2掉電保持梯形</p><p>　　4.6設計創(chuàng)新想法介紹</p><p>　　該設計中在原有資料介紹的基礎上根據(jù)自己的認識，提出了一個自己的想法。即在電路中提供一個備用電源，這樣做的目的就是保證掉電之后也能使系統(tǒng)完成該周期的工作，從而保證系統(tǒng)在完成當前周期的操作時，停止在初始狀態(tài)，使容器為空。以便在恢復電源后能順利的從第一步開始進行循環(huán)。這樣就避免了

74、在混合某些化學物質(zhì)，比如具有腐蝕性的物質(zhì)時。因為掉電，長時間儲存在容器中，從而造成對裝置的腐蝕或損壞；也避免了引起環(huán)境污染的可能。同時取代了掉電保持這樣一個麻煩和考慮不周的過程。</p><p><b>　　總 結</b></p><p>　　經(jīng)過這一段時間的緊張的忙碌，本次課程設計已經(jīng)接近尾聲，敬請各位老師對我的設計過程作最后檢查。本次畢業(yè)設計使我收獲很多。<

75、;/p><p>　　經(jīng)過做畢業(yè)設計的指引使我對PLC有了一個較為全面的了解，首先是在對PLC的運用領域有清楚的認識。從畢業(yè)設計的選題，到方案的確定，到正式設計，其中所運用的各項知識都是經(jīng)過自己的努力收集所獲得的，畢業(yè)設計使我學會了真正的自學習慣。其中也難免有迷惑的地方，這便需要我在未來的學習工作中更加努力的完善與提高，我相信只要不懈努力就一定能夠解決任何困難的問題。</p><p>　　設計一

76、個東西就是為了能夠被使用，從而服務于我們。如今PLC控制混合液體已經(jīng)是一個較為普通的裝置，特別是在化工、醫(yī)藥，飲料等行業(yè)都有較多的運用。然而怎么樣使這項裝置能夠更好的服務與我們的生活才是最重要的。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過一個多月的忙碌，本次畢業(yè)設計已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導師楊金

77、鵬老師的督促指導，以及同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 </p><p>　　值此論文完成之際，首先衷心感謝指導老師楊金鵬。在楊老師的悉心指導下，本課題的設計任務得以順利完成，特別是在進行設計的最初階段，我剛拿到課題時無從下手，是楊老師耐心細致地給我講解，指導我查找相關資料，為我排除困擾，使我走出困境。當有疑惑時總是耐心細致的解答和指導?？傊?，本次畢業(yè)設計能夠能順利完成，楊老師傾注了大量的心血和汗水，

78、他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和踏實的工作作風給我留下了深刻的印象，在此，我向楊老師致以最誠摯的謝意。</p><p>　　同時衷心感謝在大學期間共同生活三年的室友和其他所有關心我，幫助我的老師、同學和朋友們，是他們的幫助才使我的設計能夠順利完成。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 胡學林編著.可編程控制器應用技術(第

79、二版),高等教育出版社,2005.7(2008重印)[2] 羅輯主編 .機床設備電氣與PLC控制［Ｍ］，重慶大學出版社，2004.[3] 胡春海. 稱重包裝控制器的設計實現(xiàn)［Ｊ］，燕山大學學報，2000.[4] 何衍慶. 集散控制系統(tǒng)原理及應用［Ｍ］，化學工業(yè)出版社，1999.[5] 邱公偉主編. 可編程控制器網(wǎng)絡通訊及應用［Ｍ］，清華大學出版社，2000年3月.[6] 齊占慶主編. 機床電氣控制技術［Ｍ］，機械工業(yè)出版社，1

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