大学毕业论文-—液体自动混合监控系统设计毕业.doc

广东岭南职业技术学院

广东岭南职业技术学院毕业设计（论文）

液体自动混合监控系统设计

学生姓名 梁燕恒
指导教师 谢冠成
专 业 机电一体化
班 级 12机电3班
二级学院 现代制造学院
2014年 11 月

液体自动混合监控系统设计

摘 要

液体自动混合监控系统是基于PLC和组态王来实现自动化监控。PLC简称可编程序控制器，是近年来发展极为迅速，应用极为广泛的一种工业控制设备。它是一种专为工业实现自动化生产而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或设备生产过程。
由于PLC的性能优越，兼顾多种辅助软件。例如：组态王软件，组态王是一个模拟加工现场的一个软件，有最为逼真画面监控。而PLC具计算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，维修方便等优点,形成以微电脑为核心的电子控制设备。可编程序控制器技术在世界上己广泛应用，很多工业利用PLC来控制设备。而液体自动混合监控系统是基于PLC和组态王来实现自动化监控。
本论文首先介绍PLC的发展及应用，以及它的基本功能和特点。然后鉴于PLC的原理及其优越性，基于PLC控制和组态王监控的液体自动混合，该工程设计可进行单周期或连续工作，正常工作时，至少完成一个周期，该程序具有一定的防止误动作能力。本论文从硬件设计，软件设计，组态王监控设计等方面进行分析，对西门子PLC S7-200系列的应用有一定的指导意义。

关键词：可编程控制器，液体混合装置，传感器，画面监控

1
目　录

前　言 1
第1章 绪言 2
第2章 液体混合装置的控制的硬件设计 5
2.1液体混合装置结构及控制要求 5
2.2 硬件选用 6
2.2.1选择接触器 6
2.2.2选择搅拌电机 7
2.2.3选择断路器 8
2.2.4选择液位传感器 9
2.2.5选择电磁阀 10
2.3 S7-200的CPU的选择 11
第3章 液体混合装置的控制的软件设计 14
3.1控制要求及分析 14
3.2两种液体混合装置的输入/输出分配 16
3.3两种液体混合装置的输入/输出接线图 17
3.4两种液体混合装置的梯形图 18
第4章 液体混合装置的控制的组态王监控设计 22
4.1组态王选择 22
4.2组态画面监视设计 22
第5章 系统常见故障分析及维护 29
5.1 系统常见故障分析及维护 29
5.2 系统故障分析及处理 29
5.3 系统抗干扰性的分析和维护 30
结　论 32
谢 辞 33
参考文献 34
附　录 35

前　言

随着科技的发展，PLC的开发与应用把工业推向自动化和智能化。具计算机的功能完备，灵活性强，通用性好和继电接触器控制简单易懂，还有强大的抗干扰能力使它在工业方面取代了微型计算机，方便的软件编程使他代替了继电器的繁杂连线，灵活、方便，效率高。
本设计主要是对两种液体自动混合系统基于PLC控制的设计，在设计中对控制对象：三个传感器监视容器液位，设三电磁阀控制液体A、B输入与混合液体输出液位，设搅拌电机M。搅拌机是一种将两种或多种以上材料搅拌混合的系统，对搅拌机的控制，关系到产品的质量。工艺流程是：按下起动按钮，开始下列操作，打开液体B入口，液体B流入容器；当液面到达液体B液位时，关闭液体B入口；打开液体A入口，液体A流入容器；当液面到达液体A液位时，关闭液体A入口；混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），打开混合液体出口，释放混合液体；当混合液体下降到报警液位时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空！”，PLC控制系统提示红色指示灯），同时继续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操作周期；若未按停止按钮，则自动进入下一循环周期；按下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，停止操作，使系统停止于初始状态。
本设计采用的PLC是德国西门子S7系列S7-200的PLC作为液体自动混合系统控制中心，从控制系统的硬件组成，软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连接通信等），以及组态王监控画面设计，旨在对其中的设计及制作过程做简单的介绍和说明

第1章 绪言

1.1 课题背景

随着科技的发展和时代的进步，各种工业自动化产业的不断升级，对于工人的素质要求也不断提高。其中生产第一线有着各种各样的自动化加工系统，其中液体混合加工，是其中最为常见的一种。最初工艺加工，把多种原料在合适条件下进行混合加工，其监控或操作由工人进行的，后来多用继电器系统，对顺序或逻辑的操作过程进行半自动化的操作。但是现在随着时代的发展，plc这种新型的控制工具进入了人们的视野，它体积比一般继电器要小、轻,并能代替了以往传统的控制方式，并且与组态王监控系统结合来实现新监控方式，因此大受青睐。
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，产品生产正在向缩短生产周期、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之一,但由于该行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质, 以致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, 特别是其中的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就是摆在我们眼前的一大课题。
可编程控制器（ P L C ）是采用微机技术的通用工业自动化装置，能与多种软件结合使用。集散型控制和监控系统改变着工厂自动控制的面貌，对传统产业的技术改造和发展自动化工业具有重大的实际意义。但P L C发展很快，国外P L C产品更新换代更是如此。可编程控制器的结构多种多样，但其组成的一般原理基本相同，都是以微处理器位核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件支持，实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。

1.2国内外相关领域的研究现状

可编程序控制器(PLC)从起源到现在，因为由于其编程简单、使用方便、维护容易、可靠性高、价格适中等优点，使其迅猛的发展，在冶金、机械、化工、纺织、石油、轻工、建筑、运输等领域得到了广泛的应用。
可编程序控制器技术以与CAD/CAM技术、机器人技术并列为现代工业生产自动化的重要技术之一，乃至整个工厂的生产自动化，PLC均担当着重要的角色。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，产品生产正在向缩短生产周期、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之一,但由于该行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质, 以致现场工作环境十分恶劣, 不适合人工现场操作。液体自动混合监控系统是基于PLC和组态王来实现自动化监控广泛的应用。
综合起来看，由于工业生产对自动控制系统需求的多样性，液体自动混合监控系统的发展方向有两个：
1、PLC朝着简易、小型、价格低廉方向发展。近年来，单片机的出现，促进了PLC向紧凑型发展、体积减小、价格降低、可靠性不断提高。这种PLC可以广泛取代继电器控制系统，应用于单机控制和规模比较小的自动性控制，如日本立石公司的C60P\C20H\ C20P\C40P \C40H等。
2、组态王软件应朝操作简单、功能齐全、画面逼真和画面二维、三维多元化方向发展。
1.3研究意义

在国内的许多炼油、化工、制药，尤其是中小企业，其控制系统还是使用过时的模拟控制，甚至是全人工控制操作。人工控制由于劳动量大、成本高、生产的产品不够精确、安全隐患大、增加了系统故障的可能性，还有就是工厂的生产设备和试验设备存在一定的相差度，以致影响了产品质量和生产效益。而随着产品性能的提高，对自动控制系统的要求也越来越高，传统的控制要求已达不到系统要求。随着大规模、超大规模集成电路的发展以及计算机的出现，控制系统开始由传统控制向自动、模拟控制方向发展。
在生产过程和其他产业领域中，可编程序控制技术的应用十分广泛,在自动控制的设备中, 可编程序控制比传统的控制方法使用得更为普遍。随着科学技术日新月异的发展,特别是大规模集成电路的问世和微型处理机技术的应用,使可编程序控制技术进入了一个崭新的阶段，因此为了了解和学习这些重要技术已是必不可少。
1.4研究内容

本论文研究的是两种液体的混合，具体设计内容和控制要求如下

设计内容：
1）利用PLC实现现场控制，要求对两种液体A和B，在容器内按照1:2的比例进行混合搅拌，装置结构如图所示。

图1-1混合液体控制装置结构图
2）利用组态王组态远程监控系统，通过监控画面远程显示实时动态数据，要求系统控制既可以通过按钮进行现场控制，又可以通过监控画面进行远程控制。
控制要求：
1）初始状态：
各阀门关闭，容器内无液体，搅拌器不工作。
2）起动操作：
按下起动按钮，开始下列操作：
①打开液体B入口，液体B流入容器；当液面到达液体B液位时，关闭液体B入口；
②打开液体A入口，液体A流入容器；当液面到达液体A液位时，关闭液体A入口；
③混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），打开混合液体出口，释放混合液体；
④当混合液体下降到报警液位时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空！”，PLC控制系统提示红色指示灯），同时继续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操作周期；
⑤若未按停止按钮，则自动进入下一循环周期。
3）停止操作：
按下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，停止操作，使系统停止于初始状态。

第2章 液体混合控制的硬件设计

2.1液体混合装置结构及控制要求

下图为混合液体控制装置示意图，Y2为B液体液位传感器，Y3为加入A液体后混合液体液位传感器，Y1为剩余100时液面液位传感器，液体A、B进料与混合液体出料由电磁阀F1、F2、F3控制,搅拌电动机由F4电磁阀控制，报警由电磁阀F5控制，M为搅匀电动机。

图2-1混合液体控制装置示意图

2.2 硬件选用

2.2.1选择接触器
1 选用CJX21810，220V型接触器，如图2-2所示：

图2-2 CJX21810，220V型交流接触器
其中“C”表示接触器，“J”表示交流，2为设计编号
2 用途
CJX2系列交流接触器(以下简称接触器)适用于交流50Hz 或 60Hz，压至660V，额定绝缘电压至660V；电流18～95A（380V、AC-3使用类别）的电力线路中供远距离接通或分断电路之用，可频繁地起动及控制交流电动机。适用于控制交流电动机的起动、停止及反转。
3 工作条件
海拔高度不超过2000米；
周围环境温度：-5～+40℃；
空气相对湿度：在40℃时不超过50%，低温时允许有较大的相对湿度；
大气条件：没有会引起爆炸危险的介质，也没有会腐蚀金属和破坏绝缘的气体和导电尘埃 。
安装位置：安装面与垂直面的倾斜度不超过±5°；在无显著摇动和冲击的地方；在没有雨雪侵袭的地方；控制电压允许变动范围：85%～110%US。
2.2.2选择搅拌电机
三相异步电动机应用非常广泛，因而正确的选择电动机显得极为重要。三相异步电动机的选择包括它的功率、电压和转速等。
1 功率选择
合理选择电动机的功率是运行安全的可靠保证。所选电动机的功率是由生产机械所需的功率确定的。
1). 连续运行电动机功率的选择
原则：对于连续运行的电动机，若负载是恒定负载，先算出生产机械的功率，所选电动机的额 定功率稍大于或等于生产机械功率（即若负载是变化的，计算比较复杂，通常根据生产机械负载的变化规律求出等效的恒定负载，然后选择电动机）。
2). 短时运行电动机功率的选择
原则：通常是根据过载系数λ来选择短时运行电动机的功率。 （原因由于发热惯性，在短时运行时可以容许过载。工作时间愈短，过载可以愈大。但电动机的过载是受限制的）。
电动机的额定功率是生产机械所要求功率的1/λ。
2 电压和转速的选择
电压等级选择原则：要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电压来决定。Y系列笼型电动机的额定电压用380V；Y90S-4转速为1500r/min。
转速选择原则：根据生产机械的要求而选定。

图2-3 电动机型号为Y90S-4/1.1KW
Y系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准。采用B级绝缘、外壳防护等级为IP44，冷却方式IC418.
2.2.3选择断路器

图2-4 施耐德EA9RN2C6330C断路器
适用范围：
交流50Hz
额定工作电压至380V
额定电流至63A
额定短路分断能力不超过6000A的配电线路中
作为过载和短路保护之用，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用，断路器符合GB10963.1标准。
2.2.4选择液位传感器
选用LSF-2.5型液位传感器（图2-5）

图 2-5 LSF-2.5型液位传感器
其中“L”表示光电的，“S”表示传感器，”F“表示防腐蚀的，2.5为最大工作压力。
LSF系列液位开关可提非常准确、可靠的液位检测，其原理是依据光的反射折射原理，当没有液体时，光被前端的棱镜面或球面反射回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。应用此原理可制成单点或多点液位开关。LSF光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。
相关元件主要技术参数及原理如下：
1. 工作压力可达2.5Mpa；
2. 工作温度上限为125℃；
3. 触点寿命为100万次；
4. 触点容易为70W；
5. 开关电压为24VDC；
6. 切换电流为0.5A。
2.2.5选择电磁阀
1 电磁阀的选用VF4-25型如图2-6所示
：

图2-6 VF4-25型电磁阀
其中“v”表示电磁阀，“F”表示防腐蚀，4表示设计序号，25表示口径（mm)宽度。
相关元件主要技术参数及原理如下：
l) 材质：聚四氟乙烯。使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体；
2). 介质温度≤150℃／环境温度-20一60℃；
3). 使用电压：AC:220V50HZ/60HZ DC:24V；
4). 功率：AC:2.5KW；
5). 操作方式：常闭：通电打开，断电关闭，动作响应迅速，高频率。
2.3 S7-200的CPU的选择
在本控制系统中，所需的开关量输入为6点，开关量输出为5点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式PLC。由于输入输出数比较少，所以我们的PLC控制器选用西门子的S7-200，CPU为224的模块就足够了。  
1下图为S7-200PLC的结构分布示意图：

图2-7 S7-200PLC的结构分布示意图
S7-200的工作环境要求为：
0°C－55°C，水平安装 
0°C－45°C，垂直安装 
相对湿度95%，不结露 
西门子还提供S7-200的宽温度范围产品（SIPLUS S7-200）：
工作温度范围：-25°C－+70°C 
相对湿度：55°C时98%，70°C时45% 
其他参数与普通S7-200产品相同 
2 S7－200 PLC运行示意图
图2-8 S7-200PLC的运行示意图
3 S7－200 PLC结构
 S7-200 CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC， 在下载了程序之后，S7-200将保留所需的逻辑，用于监控应用程序。，下图为PLC控制液体混合的示意图。

图2-9 PLC控制液体混合的示意图

4 下图为S7-200的扫描工作过程

图2-10 S7-200的扫描工作过程
如图S7-200的扫描工作过程知，PLC可自动检测I/O口是否出错，CPU可强制为STOP，但是本设计，出错后报警，报警灯要闪烁，所以不能强制为STOP，只能用程序控制停止程序。

第3章 液体混合装置的控制的软件设计

3.1控制要求及分析：
1.初始状态
各阀门关闭，容器内无液体，搅拌器不工作。
2.起动操作
按下启动按钮后，装置开始按下列规律运行：
1)打开液体B入口，液体B流入容器；当液面到达液体B液位时，关闭液体B入口；打开液体A入口，液体A流入容器；当液面到达液体A液位时，关闭液体A入口；
对1）的分析，由于B液体电磁阀动作两次，分别表示注入B液体和停止B液体的注入，所以为了便于分析，用停止注入B液体作为注入A液体的顺序开关。而用初始状态结束作为注入A液体的顺序开关。
2)混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），打开混合液体出口，释放混合液体；
对2）的分析：由于初始状态也有混合液体电磁阀的动作，所以用搅拌结束作为第二次混合液体电磁阀的动作的顺序开关。
3)当混合液体下降到报警液位时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空！”，PLC控制系统提示红色指示灯），同时继续释放混合液体直到放空。至此，完成一个操作周期；
对3）的分析：假设是在液面降到100时，提示报警信息（监控系统提示“20S后容器将放空！提示红色指示灯亮，20S之后，混合液体停止排放。
3．报警
当系统发生故障时，报警灯闪烁，停止混合系统运行。
对报警的分析：停止混合系统运行可视为，停止所有操作。
下图为两种液体混合装置的流程图：

图 3-1 液体混合程序流程图
3.2两种液体混合装置的输入/输出分配
在确定了控制对象的控制任务和选择好PLC的机型后，即可安排输入、输出的配置，并对输入、输出进行地址编号。分配I/O地址时要注意以下问题：
1、设备I/O地址尽量连续；
2、相邻设备I/O地址尽量连续；
3、输入/输出I/O地址分开；
4、每一框架I/O地址不要全部占满，要留有一定的余量，便于系统扩展和工艺流程的改，但不宜保留太多，否则会增加系统成本；
5、充分考虑控制柜与控制柜之间、框架与框架之间、模块与模块之间的信号联系，合理地安排I/O地址，减少它们之间的内部连线。
因此系统输入输出分配如下：
表3-1 输入分配表
输入地址
对应元件
对应外部设备
I0.0
SB1
启动按钮
I0.1
SB2
停止按钮
M0.0
SL0
B液体注入液位到达状态
M0.1
SL1
A液体注入液位到达状态
M0.2
SL2
搅拌完成状态
M0.3
SL3
混合液体排出至100状态

表3-2 输出分配表
输出地址
对应元件
对应外部设备
Q0.0
F1
B液体进料电磁阀
Q0.1
F2
A液体进料电磁阀
Q0.2
F3
混合液体出料电磁阀
Q0.3
F4
搅拌电磁阀
Q0.4
F5
报警电磁阀

表3-3 定时器分配表
定时器
定时时间
作用
T37
20S
注入B液时间
T38
10S
注入A液时间
T39
10S
搅拌时间
T40
10S
放液至Y1
T41
20S
报警指示灯时间

3.3两种液体混合装置的输入/输出接线图

图3-2 两种液体混合装置的输入/输出接线图
3.4两种液体混合装置的梯形图

图3-3 两种液体混合装置的梯形图

其工作过程分析：
1. 起动操作

I0.0为启动按钮
F1为B液体进料电磁阀
T37为注入B液时间，定时20S
则按下启动按钮，开始注入B液，20S后，关闭B液体进料电磁阀

F2为A液体电磁阀
SL0为B液体注入液位到达状态
T38为注入A液时间，定时10S
则B液体注入液位到达完成后，A液体电磁阀打开，注入A液体，到设定液位关闭A液体电磁阀，停止注入A液体。

SL0为A液体注入液位到达状态
F4为搅拌电磁阀
T39为搅拌定时器，定时10S
则注入A液体，到设定液位关闭A液体电磁阀，停止注入A液体，搅拌电磁阀打开，开始搅拌混合液体。10S之后，停止搅拌。

F3为混合液体排出阀
T40为混合液体排出至100时的时间，定时10S
3 报警

F5为报警电磁阀
T41为报警提示显示时间定时器，定时20ms
I0.1为停止输入
当混合液排出到100时，报警电磁阀打开，显示提示“20S将排完”
按下停止，将停止一切运作。

第4章 液体混合装置的控制的组态王监控设计

4.1组态王选择
组态王6.53（64点）
版号6.5.3.31
版权 北京亚控科技发展有限公司

4.2组态画面监视设计

1 主画面设计

图 4-1 两种液体混合设计组态王主画面
如上图所示，可显示反应罐B注入的B液体的体积，与反应罐A注入的A液体的体积，以及反应罐混合液体体积。而报警画面可自动跳出。
2 画面数据设置如下图

图 4-2画面数据设置
如上图，A液位，B液位及反应液位都为I/O实数，只读，并且设置了报警的数值最大值，具体见下图。

图 4-3 A原料罐液位数据设置

图 4-4 B原料罐液位数据设置

图 4-5 反应罐液位数据设置
数据设置好之后，可关联画面，关联的是模拟值输出，如下图

图4-6 图中模拟值输出设置图
3 报警画面的设置如下图

图4-7 报警画面设置图
画面显示可通过主画面的命令语言显示，如下图，有报警，显示报警画面，报警确认后，重新显示主画面。

图4-8 主画面与报警画面转换的设置图

报警是由报警数据实现的，如下图，
\\本站点\原料罐液位1.Hilimit=290 ，优先级为10
\\本站点\原料罐液位2.Hilimit=290 ，优先级为5
\\本站点\反应罐液位1.Hilimit=390 ，优先级为1
根据实际情况，只需设计最高至报警，而报警优先级反应（及混合液体）优先级最高，A原料罐液位优先级最低。

图 4-9 A液位 B液位 反应（反应罐液位）报警设置
历史报警设置如下图

图4-10 历史报警设置图
第5章 系统常见故障分析及维护

5.1 系统常见故障分析及维护
系统故障一般指整个生产控制系统失效的总和，它又可分为PLC内部故障和现场生产控制设备的外部故障两大部分。PLC系统包括中央处理器、主机箱、扩展机箱、I/0模块及相关的网络和外部设备。现场生产控制设备包括I/O端口、现场控制检测设备如继电器、接触器、阀门、电动机等。发生故障比例分布图如下：

图5-1 系统故障比例分布图
5.2 PLC故障分析及处理
5.2.1 PLC的I/O端口故障分析及处理
PLC最大故障的薄弱环节在I/0端口，在PLC主机系统的技术水平相差无几的情况下，I/O模块是体现PLC性能的关健部份，它也是PLC损坏的突出环节。为了减少I/O模块的故障就要减少外部各种干扰对其影响，分析主要的干扰因素，对主要干扰源要进行隔离或处理。
5.2.2 PLC主机系统内部故障分析及处理
目前PLC的主存储器大多采用可读写ROM，其使用寿命除了主要与制作水平相关外，还与底板的供电、CPU模块制作水平有关。PLC的中央处理器大多都采用高性能的处理芯片，故障率已经大大下降。
PLC主机系统容易发生故障的部位一般在电源系统，电源在连续工作，电流和电压的波动冲击是不可避免的。系统总线的损坏主要由于现在PLC多为插件结构，长期使用插拔模块会使局部印刷板、底板、接插件接口等处的总线损坏，随着空气温度变化和湿度变化的影响下，总线的塑料老化是系统总线损耗的原因。
所以在系统设计和处理系统故障的时候应考虑到空气、尘埃、紫外线、磁场等因素对设备的破坏。关于PLC主机系统的内部故障的预防及处理主要是提高控制人员的管理水平，加装降温设施，定期除尘，使PLC的外部环境符合其安装运行要求；同时在系统维修时，严格按照操作规程进行操作，谨防人为的对主机系统造成损害。
5.2.3 现场控制设备故障分析及处理
在整个过程控制系统中最容易发生故障地的地点在现场，现场中最容易出故障的有以下几个方面。
1．故障点是在继电器、接触器。电气备件消耗量最大的为各类继电器或空气开关。主要原因除产品自本身外，就是现场环境比较恶劣，接触器触点易产生火花或氧化，然后发热变形直至不能使用。所以减少此类故障应尽量选用高性能继电器，改善元器件使用环境，减少更换的频率，以减少其对系统运行的影响。
2.故障点是传感器和仪表，这类故障在控制系统中一般反映在信号的不正常。这类设备安装时信号线的屏蔽层应单端可靠接地，并尽量与动力电缆分开放设，特别是高干扰的变频器输出电缆，而且要在PLC内部进行软件滤波。这类故障的发现及处理也和日常点巡检有关，发现问题应及时处理。
3.故障多发生在阀门等设备上。这类设备的关键执行部位，利用电动执行机构推拉阀门的位置转换，机械、电气、液压等各环节稍有不到位就会产生误差或故障。长期使用缺乏维护，机械、电气失灵是故障产生的主要原因，因此在系统运行时要加强对此类设备的巡检，发现问题及时处理。
5.3 系统抗干扰性的分析与维护
PLC是专门为工业生产环境设计的装置，一般不需要再采取特殊措施就能直接用于工业生产环境中。如果工作环境过于恶劣，如干扰特别强烈，可能使PLC引起错误的输入信号；运算出错误的结果；产生出错误的输出信号；造成错误的动作，就不能保证控制系统正常、安全运行。因此为提高控制系统的可靠性，在设计时采取相应有效的抗干扰措施是非常必要的。
外界干扰的主要来源有：
1. 电源的干扰
注：供电电源的波动以及电源电压中高次谐波产生的干扰。
2. 磁场的干扰
注：PLC周围邻近的大容量设备得电和断电的过程中，因电磁感应引起的于扰；其它设备或空中的磁场也会使PLC引起的干扰。
3. 输入输出信号的干扰
输入没备的输入信号线间寄生电容引起的差模干扰和输入信号线与大地间的共模干扰；在感性负载的场合，输出信号由断开一闭合时产生的突变电流和由闭合一断开的反向感应电势以及电磁接触器的接点产生电弧等产生的干扰。
提高PLC控制系统抗干扰性能的措施：
(1) 科学选型；
(2) 选择高性能电源，抑制电网干扰；
(3) 正确选择接地点，完善接地系统；
(4) 柜内合理选线配线，降低干扰。
为了延长PLC 控制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该系统的没备消耗、元器件设备故障发生点有比较准确的估计，也就是说，要知道整个系统哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能对PLC 过程控制系统的系统设计和维护有所帮助。

32
结　论

随着毕业设计的开展大学时期基本已经落下帷幕，在本次毕业设计的过程中我遇到了很多很多的困难，主要表现在对控制系统的设备和整体运行过程不太了解，尤其是对各个控制点的动作情况和关联性很难掌握，其次是PLC梯形图的编写，可能由于控制过程复杂，而觉得难以下手。通过本次设计，我学到了很多有关专业知识，认识到了很多东西。
毕业设计是我们对所学知识理论和专业技能的检验，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间把所学的知识和技能向学校所交的一份综合性的作业。在不懈努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这三年来所学知识的总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法是错误的。通过这次毕业设计使我明白了自己的知识太理论化了，当面对单独的课题设计时的感觉是多么茫然。才意识到自己要学习的知识还欠太多太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期的过程，所以在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质，在本次毕业设计所遇到的难题经过查找知料和向老师请教，这些问题还是基本得到了解决。
本设计采用PLC和组态王对液体混合控制系统进行控制，简化了控制系统的设计和硬件结构，提高了该控制系统的可靠性、可维护性和安全性。PLC梯形图采用步进指令（STL），使程序的条理更加清晰易懂，这是本设计的优点，但是由于时间，经验和能力的关系，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。希望这些缺陷，我能在以后的实际工作中积累经验能加以完善。
整体来说，这次设计给了我很大的帮助，不仅仅熟悉的PLC的控制系统和各种元器件，并提高了实践的能力，这些都将成为我以后步入社会参加工作的一笔宝贵经验。

广东岭南职业技术学院
谢 辞

毕业设计已如期完成，这是一个辛苦却令人感到充实的过程，让我从中学到了不少新的知识。首先对培育了我三年的母校致谢！
在此，我想对我的指导老师表达我深深的谢意，感谢他在紧张而繁忙的工作中，还能不厌其烦的回答我的种种疑问，耐心地帮助我深入了解课题，我的毕业设计才能如期顺利的完成。老师以广博的才识、严谨的治学作风，精益求精的态度引领我走过了整个设计过程，对我的成长起到了深刻的影响。
最后，我还要感谢在整个设计中帮助我的同学们。
谢谢你们。

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参考文献

[1] 廖常初. 可编程序控制器的编程方法和工程应用[M].重庆：重庆大学出版社.2003
[2] 方承远.王炳勋.电气控制原理与设计[M].常熟：宁夏人民出版社，1989.3：60-70
[3] 欧阳三泰.周琴.胡俊达. PLC控制系统自动报警程序的设计方法. 2004.2
[4] 欧阳三泰.欧阳琳.周琴. 浅谈PLC高级运用程序设计与技术要点.2002.4
[5] 李景学.金广业编．可编程控制器应用系统设计方法．北京：电子工业出版社，1995
[6] 王宁.任思璟.李忠勤编．PLC电气控制与组态王设计．北京：电子工业出版社，2010.5
[7] 廖常初.周林. PLC的功能指令. 电工技术， 1999（7）～2000（4）
[8] 赖指南. 一种节省PLC输入点的新方法—逻辑组合法. 2001
[9] 欧阳三泰.欧阳希.周琴. 可编程控制器发展综述[J].机床电器.2005.1
[10] 祝福.陈贵银编著.西门子S7-200系列PLC应用技术．北京：电子工业出版社，2011.4

附　录

附录1 硬件选用

硬件名称
型号
个数
接触器
CJX21810，220V
1个
电动机
Y90S-4/1.1KW
1个
断路器
施耐德EA9RN2C6330C
1个
传感器
LSF-2.5
3个
入罐液体电磁阀
VF4-25
4个
出罐液体电磁阀
VF4-25
1个

附录2 软件输入输出分配

表1 输入分配表

输入地址
对应元件
对应外部设备
I0.0
SB1
启动按钮
I0.1
SB2
停止按钮
M0.0
SL0
B液体注入液位到达状态
M0.1
SL1
A液体注入液位到达状态
M0.2
SL2
搅拌完成状态
M0.3
SL3
混合液体排出至100状态

表2 输出分配表
输出地址
对应元件
对应外部设备
Q0.0
F1
B液体进料电磁阀
Q0.1
F2
A液体进料电磁阀
Q0.2
F3
混合液体出料电磁阀
Q0.3
F4
搅拌电磁阀
Q0.4
F5
报警电磁阀

表3 定时器分配表

定时器
定时时间
作用
T37
20S
注入B液时间
T38
10S
注入A液时间
T39
10S
搅拌时间
T40
10S
放液至Y1
T41
20S
报警指示灯时间