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1、 沈阳化工大学本科毕业论文题 目： 液体搅拌器装置模拟控制系统设计 院 系： 信息工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气优创 学生姓名： 指导教师： 内容摘要随着现代工业技术的快速发展，液体混合的应用更加广泛。对于液体混合控制技术的研究有着广泛的经济价值。针对这一问题本毕业设计重点研究了基于PLC控制的液体混合实时监控系统。该系统就是一个简单的集散控制系统。借助现代计算机技术，实现对搅拌器的集中控制，分散管理。本设计通过对两种液体的混合搅拌器控制为例，将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达均匀状态将混合的液体输出容器并形成循环状态。液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续
2、性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出的这样一个周期控制工作的程序实现。本设计以液体混合的结构和工艺流程的系统为中心，确定了合理的系统控制方案。选用西门子公司的S7-200PLC作为现场控制器，利用step7进行液体混合运作程序编写，同时采用与之配套的WinCC组态软件进行组态工作，建立一个人机交换界面，并实现PLC和组态软件之间通讯。通过使用远程计算机，实现对现场液体混合运行情况的实时监控。关键词 ：两种液体；搅拌器；自动控制AbstractAlong with the rapid develop
3、ment of modern industrial technology, liquid mixture of more widely. For liquid mixing control technology has been widely studied the economic value. In order to solve this problem the graduation design is mainly studied based on PLC control of liquid mixing real-time monitoring system. This system
4、is a simple distributed control system. Using the modern computer technology, realizing the centralized control of mixer, decentralized management.This design is based on the two liquids mixed mixer control, for example, two kinds of liquid mixing proportional to stir in motor of uniform state will
5、be mixed liquid output containers and circulation. Liquid mixing system control design consideration of the accused and all the continuity of the relationship between the movement equipment, according to the different working conditions, carries on the corresponding action control output, so as to a
6、chieve the liquid mixing system from the first kind of liquid into mixed finish such a cycle of output control work procedures. Design with liquid mixing structure and process of the system as the center, the reasonable control scheme of the system. Selection of Siemens S7-200 PLC controller, use a
7、site for liquid mixing step7 operation programming, at the same time with the WinCC configuration software configuration, establish a human-machine interface, and exchange PLC and communication between configuration software. By using the remote computer to realize site liquid mixing real-time monit
8、oring of operation.Keywords: two liquids；mixer； automatic control目 录一、 引言11.1设计的目的和意义11.2 PLC的发展状况和发展趋势21.2.1 PLC的发展状况21.2.2 PLC 的发展趋势31.3 PLC的工作原理和组成41.3.1 PLC的工作原理41.3.2 PLC的组成4二、液体混合的控制系统设计62.1硬件电路设计62.2 PLC的选择72.3 PLC输人、输出口分配72.4 液体混合装置输人/输出接线82.5电气接线92.6 软件程序设计10三、组态软件WinCC在液体混合中的应用123.1 WinCC组
9、态软件简介123.2 WinCC组态软件特点133.3 WinCC 简单使用步骤143.3.1变量管理143.3.2画面生成143.3.3报警记录设置143.3.4变量记录143.3.5报表组态143.3.6全局脚本的应用153.3.7用户管理器设置153.3.8交叉表索引153.4为PC Access创建变量153.5 将变量导入Win CC163.6 创建监控画面193.7编辑主监控画面203.7.1画工艺流程图203.7.2图形对象的动作连接20四、调试234.1仿真234.2计算机与S7-200CPU连接234.3接口的参数核实244.4建立与S7-200 CPU的在线联系244.5修
10、改PLC的通讯参数254.6运行Win CC25结束语29附录32一、 引言20世纪70年代末至80年代初，随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为几类，如基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）、可编程控制器（PLC）等。可编程控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。1.1设计的目的和意义为了提高产品质量，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
11、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。但由于这些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。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
12、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，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。采用基于PLC的控制系统来取代原来由单片机、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，因此具有广阔的市场前景。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用到它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、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
13、用于多种液体混合灌装设置的控制，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)使液体搅拌器能够实现安全、高效的搅拌；(2)满足搅拌器的各项技术要求；(3) 具体内容包括多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。本课题应解决的主要问题是如何使PLC在液体搅拌器中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对液体搅拌器进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况，正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探索。1.2 PLC的发展状况和发展趋势 1.2.1 PLC的发展状况1978
14、 1983 年,PLC 进入成熟阶段。这个时期,微型计算机行业已出现了16 位CPU ,MCS251 系列单片机也由Intel 公司推出,使PLC 也开始朝着大规模、高速度和高性能方向发展,PLC 的生产量在国际上每年以30 %的递增量迅速增长。在结构上,PLC除了采用微处理器及EPROM,EEPROM,CMCS RAM等LSI 电路外,还向多微处理器发展,使PLC 的功能和处理速度大大提高; PLC 的功能又增加了浮点运算、平方、三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等,初步形成了分布式可编程控制器的网络系统,具有通讯功能和远程I/ O 处理能力,编程语言较规范和标准化。此外自诊断功能及
15、容错技术发展迅速,使PLC 系统的可靠性得到了进一步提高。1984 年后,PLC 的规模更大,存储器的容量又提高了1 个数量级(最高可达896 K) ,有的PLC 已采用了32 位微处理器,多台PLC 可与大系统一起连成整体的分布式控制系统,在软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图语句表外,还有用于算术的BASIC 语言、用于机床控制的数控语言等。在人机接口方面,采用了现实信息等更多直观的CRT ,完全代替了原来的仪表盘,使用户的编程和操作更加方便灵活。PLC 的I/ O 模件一方面发展自带微处理器的智能I/ O 模件,另一方面也注意增大I/ O 点数,以适应控制范围的增大和在系统中使用A/ D ,D/ A 通讯及其他特殊功能模件的需要。同时,各PLC 生产厂家还注意提高I/ O的密集度,生产高密度的I/ O 模件,以节省空间,降低
