目 录1 课题的内容和设计要求 111.1控制系统简介 112.控制要求如下： 122 系统整体方案设计 122.1总体方案选择说明 122.2控制方式选择 132.3操作界面 133 PLC控制系统的硬件设计 143.1 PLC选择： 143.2 I/O点数的估算 143.3 电动机所用接触器的选择 153.4 热继电器的选择 163.5笼型电动机所用低压断路器的选择 163.6 电气元器件明细表 163.7 电气元器件布置图设计 183.8 电气元器件接线图设计 184 PLC控制系统系统程序设计 184.1 I/O分配表 184.2 电气原理图 184.3 顺序功能图 184.4 状态分配表 194.5 控制程序设计思路 195 系统调试及结果分析 235.1 系统调试及解决的问题 235.1.1系统梯形图 235.2 调试情况 335.2.1 程序检验 335.2.2 信号模拟 335.2.3 按要求进行模拟运行 346 设计小结 347 附录 367.1 附录A 367.2 附录B 367.3附录C 377.4 附录D 378 参考文献 37 1 课题的内容和设计要求1.1控制系统简介液体混合装置控制的模拟实验面板图：如图所示本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动电机。
SA1、SA2为工作流程选择开关SA3为单次工作和循环工作的选择开关SB1、SB2为启动和停止2.控制要求如下：（1）初始状态: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2）启动操作:按下启动按钮SB1，装置就开始按下列约定的规律操作：（3）液体A阀门打开，液体A流入容器当液面到达SL2时，SL2接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门液面到达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，开始下一周期停止操作:按下停止按钮SB2后，在当前的混合液操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态上）通过PLC控制实现工作流程的选择并且准确控制每个流程的每一步完美完成 选择工作流程一：这个流程只工作一次就自动停止，首先液体阀门A打开；当液面到达SL2时阀门A关闭，阀门B打开；当液面到达SL1时液体阀门B关闭并且搅匀电机M开始工作，搅匀电机工作六秒后关闭并且混合液体阀门打开；当液面到达SL3时混合液体阀门延时两秒关闭并且停止工作选择工作流程二：开始液体阀门A、B同时打开，当液面到达SL2时液体阀门A关闭；当液面到达SL1时，液体阀门B关闭并且搅匀电机M运行，搅匀电机运行十秒后混合液体阀门打开；当液面到达SL2时搅匀电机停止；当液面到达SL3时混合阀门延时两秒关闭接着液体阀门A、B打开进行下次工作。
选择工作流程三：开始液体阀门A和B轮流打开五秒，当液面到达SL2后，液体阀门A和B轮流打开八秒；当液面到达SL1，立即关闭液体阀门并且混合液体阀门打开；当液面到达SL3混合液体阀门延时两秒，两秒后进行下次工作（总共循环三次）2 系统整体方案设计2.1总体方案选择说明刚开始拿到这个实训课题时还不知道如何下手，然后通过网上查找相关的资料得出了自己的设计思想首先根据课题的要求画出了大致的顺序功能图，然后根据课题要求有3个工作流程，我们就把这3个工作流程分作对应的3个工作功能块在OB1中通过开关SA1、SA2开关，来选择工作流程方式当SA1接通时选择工作流程1；当SA2接通时选择工作流程2；当SA1、SA2同时接通时选择工作流程3功能块FC1为工作流程1功能块FC2为工作流程2功能块FC3为工作流程32.2控制方式选择由于PLC控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单，修改程序容易，可靠性高等，所以本设计选择PLC控制系统2.3操作界面3 PLC控制系统的硬件设计刚开始拿到这个实训课题时还不知道如何下手，然后通过网上查找相关的资料得出了自己的设计思想首先根据课设要求我们做出了输入/输出分配表，然后在做出了流程图，接着根据流程图画出了系统流程图。
之后，用PLC做出LAD图，通过流程一、流程二、流程三的分别调试、更改、修正、直到成功的满足课设要求之后再根据LAD图画出了原理图，进而得出了混合液体装置控制的接线图和器件分配图整体思路，就是这样沿着这条线做的梯形图编程语言是一沿用了种图形化的编程语言，它沿用了继电器控制中的触点、线圈、串并联等术语和图形符号，与传统的继电器控制原理图非常相似，但又加入了许多功能强又使用灵活的指令，他比较直观，形象，对于那些熟悉继电器的人来说，易被接受3.1 PLC选择：本次液体混合装置的模拟设计用的是来自西门子公司的S7-300可编程控制器西门子公司的SIMATIC S7-300系列属于中型PLC，可用来代替继电器的简单控制场合，也可用于负载的自动化控制系统由于他有极强的通信功能，在大型网络控制系统中也能充分发挥其作用它可靠性高，可以用梯形图，语句表和功能图块三种语言来编程它是指令丰富，指令功能强大，易于掌握，操作方便，内置有高速计数器，高速输出，PID控制器、RS-485通信/编程接口、PPI通信协议，MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O，最多有30多个KB程序和数据存储空间。
3.2 I/O点数的估算I/O是PLC的一项重要指标合理选择I/O点数即可使系统满足控制要求，又可使系统总投资最低PLC的输入/输出总点数和种类应根据被控对象所需控制的模拟量、开关量等输入/输出设备情况(包括模拟量、开关量等输入信号和需控制的输出设备数元件要占用一个输入/输出点考虑到今后的调整和扩充，一般应在估计的总点数上加上20%～30%的备用量根据实验前的输入输出分配表可知本次试验用了11个I/O口，所用PLC满足需求，且还有20%～30%的备用量3.3电动机所用接触器的选择接触器的基本选择原则：接触器的额定电流≥电动机的额定电流交流接触器一般按“AC-3类别”设计，如CJ20、CJX4类别的接触器，则应降级使用v中小型工厂90KW及以下的笼型电动机，基本是一般任务型，属于“AC-3工作类别”本例电动机M1功率为1.5KW，额定电流In=3.7A，故可选CJ20-10型交流接触器；为多留一点余量，实际CJ20-10，10A、380V，线圈额定电压选220V 额定电压（V）工作功率(KW)工作电流（A）2202.2103304660表2 CJ20-10的主要参数额定工作电压（V）工作功率（KW）工作电流（A）2204.5163307.5.66011表3 CJ20-16的主要参数3.4热继电器的选择热继电器的基本选择原则：热继电器座体的额定电流≧电动机的额定电流In；热元件的电流≧电动机的的电流In，动作整定值=（1.0~1.1）In，档电动机的启动电流不超过6倍且启动时间不超过5s是取1.0，其他情况可取1.1。
这里的继电器取1.1，热继电器JR20-10的外形及安装尺寸与交流接触器CJ20-10的想匹配所以取JR20-10，额定电流的范围为2s （5.4-6.7-8）A 3s （8-10-12）A 4s （10-12-14）A 在本次设计中热继电器底座的额定电流为10A>电动机的额定电流3.7A热元件的电流（5.4-7.8）A>电动机的电流3.7A.3.5 电源模块选择 一般步骤为： （1）确定电源的输入电压220V （2）将框架中每块I/O模块所需的总背板电流相加，计算出I/O模块所需的总背板电流值 （3）I/O模块所需的总背板电流值再加上以下各电流：框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值；当框架中带有远程适配器模块或扩展本地I/O适配器模块时，应加上适配器模块或扩展本地I/O适配器模块的最大电流值1200Ma+80mA+75Ma=1355maA （4）如果框架中留有空槽用作将来扩展时，则应做以下处理：列出将来要扩展的I/O模块所需的背板电流；将所有扩展的I/O模块的背板总电流值与步骤（3）中计算得出的总背板电流值相加 （5）在框架中是否有用于电源的空槽，若没有，将电源装到框架的外面。
（6）根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，从用户手册中选择合适的电源模块电源模块（PS 307 10A）3.6 熔断器的选择对于变压器、电炉、和照明等负载，熔体的额定电流应略大于负载电流；对于输配电线路，熔体的额定电流应略大于线路的安全电流，在电动机回路中用作短路保护时，因考虑电动机的启动条件时间的长短来选择熔体的额定电流本次设计熔断器的RT18-32-1 ，座体32A400v熔体1A PLC内的保险负载启动电流0.6A 完全满足要求3.7 笼型电动机所用低压断路器的选择低压断路器又名自动开启开关，简称“空开”笼型电动机所用空开的基本原则：空开的壳架额定电流≧空开的额定电流，空开的额定电流=（1.5~2）电动机的额定电流In；瞬间脱扣整流电流≈12×电动机的额定电流In;热脱扣器（长延时）整流电流=（1~1.1）电动机的瞬时电流In；6倍长延时电流整定值的课返回时间＞电动机启动时间，按实际可选用返回时间1S、3S、5S、8S、15S中的某一档本例电动机M功率为功率1.5KW，额定电流In=3.7A，3.7A×2=7.4A，故可选DJ20Y-100/3-20Y,20A（380A）、3极；瞬时脱扣整流电流12×20A，不带热脱扣器；热过载保护另由热继电器实现。
3.8 电气元器件明细表序号文字符号名称型号规格单位数量备注1M电动机Y90L-4380V、1.5KW、3.7A、7倍台1Y接法3端接头2PLC可编程控制器314c-2DP32路输出输入工作电压24V 输出频率50（KHZ）台1西门子 S-700系列3KM1 通电接触器CJ20-10/03主触点10A380V/线圈AC220V台1（ac-3）10A4KW正泰电器4FR0热继电器JR20-10/L座体10A 380V 热元件3.6~5.4A3相带断相保护个1整定值4.7AL独立安装正泰电器虎牌集团5QS空气开关DJ20Y-100/32002-20A壳架电流100A额定电流In=20A2-保护电动机用个1200-带瞬时脱扣器2-瞬脱扣整定12In正泰电器6FU1、FU2负载保护RT18-32-1座体32A400v熔体1A个4plc内含2A保险负载启动电流0.6A7SB1启动按钮LA39-11/g个11常开，1常闭上8SB2预停按钮LA39-11/r个19YV1，YV2，YV3电磁阀门SV0110-100AC 220VP 58VA个310XT1端子板。