PLC专业课程设计方案报告液体混合.doc

广东技术师范学院天河学院
《PLC课程设计》汇报

液体混合装置控制模拟

系 别 电气工程系
班 级 本电气113
学 号
学生姓名 黄奕谋
指导老师 吴巧媚
组 员 周景彬 林学辉

9月

摘要
PLC以其独特优点得到快速地发展和普及，并在冶金、机械、纺织、轻工等很多领域替换了传统继电-接触器控制。掌握可编程控制器工作原理、含有设计、调试可编程控制器系统能力，已成为现代工业对电气技术人员基础要求。将PLC应用于液体混合装置控制，对于学习和工业上应用显得尤为关键。
本设计以两种液体混合控制为例，要求是将两种液体按一定百分比混合，在搅匀电机搅匀后将混合液体输出容器。并自动开始下一周期，形成一个循环状态。在按下停止按钮后全部工序停止操作。同时，该设计采取西门子企业S7-200系列机型进行控制系统PLC程序设计，利用模拟装置对两种液体混合工业步骤进行模拟。

关键词：两种液体、混合装置、自动控制

目录

摘要 2
第一章 概述 4
1.1课题内容 4
1.1.1选题目标 4
1.1.2课程设计意义 4
1.2设计过程 4
1.3系统关键功效 4
第二章 系统硬件电路设计 5
2.1系统控制要求 5
2.2混合装置基础组成 6
2.3液体混合装置运行步骤分析 6
2.4 PLC I/O点分配表及外部硬件接线图 7
2.4.1系统I/O点分配表 7
2.4.2 PLC外部硬件接线图 7
第三章 系统软件程序设计 8
3.1液体混合控制程序次序结构图 8
3.2程序设计和系统调试 9
3.3源程序代码 9
3.3.1程序梯形图LAD 9
3.3.2程序指令表STL 11
第四章 课程设计体会 13
参考文件 13

第一章 概述
1.1课题内容
1.1.1选题目标
借助试验设备熟悉工业生产过程中PLC应用，深入了解所学可编程控制器原理及应用，熟悉其编程方法。两种液体混合装置控制更常见于工业生产过程中，尤其在化工工业中多常见，便于学有所用。
1.1.2课程设计意义
了解常见电气控制装置设计方法、步骤和设计标准。学以致用，巩固书本知识。经过训练，使我们初步含有设计电气控制装置能力，从而培养了独立工作和发明能力。而且用PLC进行开关量控制实例很多，在冶金、纺织、机械、化工、铁路行业几乎全部需要用到它，如机床电控、食品加工、电梯、自动化仓库等方面逻辑控制，全部广泛应用PLC来替换传统继电器控制。此次设计是将PLC用于两种液体混合装置控制，对学习和实用是很好结合。
1.2设计过程
利用西门子S7-200设计两种液体混合装置控制系统。需要了解该液体混合工艺步骤，首先需列出该程序I/O分配表，然后画出该程序步骤图，绘制PLC外部接线图，最终编写、调试梯形图或语句表，发觉问题并逐步改善。
1.3系统关键功效
按下开启按钮SB1，装置投入运行时，自动排空容器内液体，20秒后，开始按百分比混入两种不一样液体。当混合液体抵达一定容量时，搅匀电机开始搅匀两种液体，6秒后电机停止搅动并排出混合液体。当按下停止按钮时停止全部工艺。
第二章 系统硬件电路设计
2.1系统控制要求
图2-1所表示为两种液体混合装置结构示意图。SL1、SL2、SL3为液面传感器，液面淹没时接通，两种液体（液体A、液体B）流入和混合液体流出分别由电磁阀门YV1、YV2、YV3控制，YKM为搅匀电机。

图2-1 两种液体混合装置结构示意图

控制要求：
1、 初始状态：当装置投入运行时，容器内为放空状态。
2、 开启操作：按下开启按钮SB1，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：液体A阀门打开，液体A流入容器。当液面抵达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。液面抵达SL1时，关闭液体B阀门，搅动电机开始搅动。搅动电机工作6秒后停止搅动，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，开始下一周期。
3、 停止操作：当按下停止按钮，全部工序停止操作。

2.2混合装置基础组成
1、液体混合罐：为液体混合装置主体，提供两种液体进行混合所需空间。
2、输液管道：三条带有电磁阀输液管道和混合罐连接，在不一样时间内将需要混合两种液体输入罐内和输出混合后液体。
3、液面传感器：作为不一样液体输入量进行控制关键器件，依据需要对液面传感器器做对应调整可满足不一样百分比液体进行混合。
4、电动机：经过传动轴连接罐内搅拌叶片为搅匀混合液体提供动力。

2.3液体混合装置运行步骤分析
在系统进入运行状态后，开启定时器同时打开混合液体阀门YV3。当抵达定时器所要求时间后，混合液体阀门YV3关闭、液体A阀门YV1打开，液体A输入容器内。当容器内液面抵达传感器SL3时SL3接通，但不引发系统内其它控制或被控制装置动作。当液面抵达传感器SL2时，此时系统要完成工作是关闭阀门A，同时打开液体B阀门YV2将液体B输入容器。当液面抵达传感器SL1时则说明液体输入工序完成，系统需要关闭液体B阀门YV2，开启搅匀电机，同时还要开启定时器以控制搅匀电机工作时间。搅匀电机停止工作后需要打开混合液体阀门YV3输出混合液体，容器内液面下降会依次使液面传感器SL1、SL2由接通变为断开，但不引发系统内其它控制或被控制装置动作。在液面下降到传感器SL3时，SL3也由接通变为断开，此时SL3才引发系统动作，即开启定时器，在定时时间内完成液体放空并关闭阀门YV3。若系统未接到停止指令，则系统将进入下一个循环工作。

2.4 PLC I/O点分配表及外部硬件接线图
2.4.1系统I/O点分配表
在绘制PLC外部接线图之前，需要对要用到I/O点进行地址分配，以明确PLC芯片I/O接口和有利于PLC程序设计。
依据混合液体控制要求，能够得出控制系统PLC控制输入量：开启按钮SB1、液面传感器SL1、SL2、SL3；控制输出量：搅匀电机YKM、电磁阀YV1、YV2、YV3。并对它们进行I/O点分配，如表2-1所表示为I/O分配表。
表2-1 控制系统I/O点分配表
输入/I
输出/O
开启 SB1
I0.0
搅匀电机 YKM
Q0.0
液面 SL1
I0.1
液体A阀门 YV1
Q0.1
液面 SL2
I0.2
液体B阀门 YV2
Q0.2
液面 SL3
I0.3
混合液体阀门 YV3
Q0.3
2.4.2 PLC外部硬件接线图
设计采取西门子S7-200 CUP226型号PLC进行PLC控制系统设计，依据CPU226型号PLC外部结构及两种液体混合控制系统控制要求画出PLC外部硬件接线图，图2-4所表示为PLC外部硬件接线图。

图2-4 PLC外部硬件接线图
第三章 系统软件程序设计
3.1液体混合控制程序次序结构图
经过对液体混合装置及其控制系统运行步骤简明分析，我们对系统工作及控制要求有了深入认识，由此不难推出两种混合液体混合系统运行步骤图。图3-1所表示为两种液体混合系统次序结构图。

电机YKM停止，电磁阀YV3打开。
电磁阀YV1、YV2处于关闭状态，YV3打开，定时器开始计时。
按SB1
20S
电磁阀YV3关闭，YV1打开。
SL2接通
电磁阀YV1关闭，YV2打开。
SL1接通
电磁阀YV2关闭，电机YKM开启。
6S后

SL3断开
2S后
电磁阀YV3关闭。
开始下一个循环。
当关闭SB1时停止全部操作。
图3-1 两种液体混合系统次序结构图

3.2程序设计和系统调试
依据两种混合液体次序结构框图和I/O点分配表进行系统程序设计，模拟两种液体混合装置操作过程进行系统调试，深入改善系统程序，使之变成能够连续调试系统程序。具体作法以下：
首先依据程序次序结构框图设计两种液体混合系统程序，然后保留并下载程序，让PLC进入运行方法：按下开启按钮SB1，YV3指示灯亮20秒后熄灭同时YV1指示灯亮；依次序接通SL3、SL2，在接通SL2时，YV1指示灯灭，YV2指示灯亮；接通SL1时，YV2指示灯灭、YKM指示灯亮，6秒后YKM指示灯灭、YV3指示灯亮；依次序断开SL1、SL2、SL3，当断开SL3 2秒后，YV3指示灯熄灭，目前操作周期结束，自动进入下一个操作周期。
在系统运行过程中，模拟按下停止按钮，全部运行立即结束。
调试结束。

3.3源程序代码
3.3.1程序梯形图LAD

3.3.2程序指令表STL
LD I0.0 //Q0.3置位、T37开始计时
LPS
EU
S Q0.3, 1
LPP
TON T37, 200

LD I0.0 //20s后Q0.3复位、Q0.1置位
A T37
EU
R Q0.3, 1
S Q0.1, 1

LD I0.0 //Q0.1复位、Q0.2置位
A I0.2
A I0.3
EU
R Q0.1, 1
S Q0.2, 1

LD I0.0 //Q0.2复位、Q0.0置位、T38开始计时
A I0.1
A I0.2
A I0.3
LPS
EU
R Q0.2, 1
LRD
EU
S Q0.0, 1
LPP
TON T38, 60

LD I0.0 //6s后Q0.0复位、Q0.3置位
A T38
EU
R Q0.0, 1
S Q0.3, 1

LD I0.0 //T39开始计时
A I0.3
TOF T39, 20

LD I0.0 //2s后Q0.3复位、Q0.1置位开始下一个循环周期
A T39
ED
R Q0.3, 1
S Q0.1, 1

LD I0.0 //断开I0.0全部运行立即结束
ED
R Q0.0, 4

第四章 课程设计体会
经过这次课程设计使我了解到PLC关键性和本身不足。在程序设计中，起初我们未画出该程序步骤框图，结果程序设计得很混乱。所以我们从中学到程序设计必需要有清楚程序步骤图，才能把一个程序设计好。
在当今由机械化向自动化，信息化飞速发展社会，尤其是PLC越来越受大家广泛应用。所以学会和利用PLC，将对我们以后踏上工作岗位有极其关键帮助，在此次课程设计中，我们碰到了很多困难，经过对本身查找，我也找出了不足之处：学习认真程度不够，基础相对微弱。
经过这次课程设计，我学会了PLC基础编程方法，对PLC工作原理和使用方法也有了更深刻了解。在理论利用中，提升了我科学文化素养。透过这次课程设计，显露出本身基础知识微弱步骤，未能将理论知识很好利用于实践，实践是检验真理唯一标准。只有将理论知识利用在现实中，才能充足发挥理论知识实用性，才能适应该代社会飞速发展。
最终还是要感谢老师指导还有组员们合作。

参考文件
[1]蔡红斌.电气和PLC控制技术[M].北京:清华大学出版社..
[2]高钦和.PLC应用开发案例精选（第2版）[M].北京:人民邮电出版社，.
[3]陈建明.电气控制和PLC应用（第2版）[M].北京：电子工业出版社..
[4]李全利.运动控制技术应用设计和实践（西门子）[M].北京:机械工业出版社..
[5]廖常初. PLC编程及应用（第3版）[M].北京：机械工业出版社，