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1、摘要 1第一章混合搅拌机系统方案设计 31.1方案设计原则 31.2系统的整体设计要求 31.3控制方式系统的要求的设计 41.4系统方案的设计思想 5第二章混合搅拌机的硬件设计 62.1硬件选型 62.1.1 PLC 机型选择 62.1.2 PLC 容量选择 72.1.3 简述PLC应用及使用中应注意的问题 72.1.3 I/O 模块的选择 92.1.4 电源模块的选择 112.2 PLC I/O 点分配 11分析原理 112.2.2 PLC 的 I/O 接线图 122.3主电路的设计 132.4混合搅拌机控制系统示意 13第三章混合搅拌机的软件设计 143.1程序设计的一般方法 143.1
2、.1 经验设计法 143.1.2 逻辑设计法 153.1.3 顺序设计法 153.2 PLC控制的相关流程图 15控制流程图 153.3可编程控制器梯形图 16第四章 系统常见故障分析及维护 194.1系统常见故障分析及维护 194.2系统故障分析及处理.194.2.1 PLC 主机系统故障分析及处理.194.2.2 PLC 的I/O端口系统故障分析及处理. 204.2.3 现场控制设备故障分析及处理. 204.3系统抗干扰性的分析和维护 20结论22致谢错误！未定义书签。附录25PLC是以计算机技术为核心的通用自动控制装置，也可以说它是一种用 程序来改变控制功能的计算机。随着微处理器、计算机
3、和通信技术的飞速发 展，可编程序控制器 PLC已在工业控制中得到广泛应用，而且所占比重在迅 速的上升。PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。本文所介绍的两种液体搅拌PLC控制程序可进行单周期或连续工作，可以实现两种液体的混合、搅拌功能，具有断电记忆功能，复电后可以继续运 行。操作工艺是：启动后放入液体A经低液位再注入至中液位，关A，放液体B至高液位，关 B,启动搅拌电机 M,搅60S后停，开阀放出混合液体， 低液位后延时10S放空后关阀，又重复上述过程，要求工作过程中按下停止 按纽后搅拌器不立即停止工作，对当前混合操作处理完毕后才停止搅拌器。ABSTRACTPLC is t
4、he computer tech no logy as the core of the gen eral automatic con trol device, also can say it is a program to change the control function of the computer. With the microprocessor, the computer and the rapid developme nt of com muni cati on tech no logy, the programmable con troller PLC has bee n w
5、idely used in in dustrial con trol, but also in the rapid rise in the proporti on of. PLC con sists of CPU module, in put module, output module and the program ming device.This paper introduces two kinds of liquid mixing PLC control procedures can be carried out in a single cycle or continuously, ca
6、n achieve two kinds liquid mixing, stirring function, with power and memory function, complex can continue to run. The operation process is: after starting in liquid A by low level added to liquid level, close A, liquid B high level, close B, start M60S stirri ng motor, stirring stopped, open valve
7、discharges mixed liquid, low level delay10S vent shut the valve, and repeat the above process, work ing process press the stop butt on after stirrer does not immediately stop worki ng, on the curre nt mixed operatio n after the treatme nt was stopped.Key Words: PLC ; level sensor ; timer第一章混合搅拌机系统方案
8、设计1.1方案设计原则整个设计过程是按工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务，设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件:工程对电气控制线路提供的具体资料，系统在保证安全、可靠、稳定、快速 的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元 器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由 模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。对于本课题来说，液体搅拌机部分是一个较大规模工业控制系统的改适 升级，控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽
9、可能的利用旧系 统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的 相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系 统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量。系统的可靠性要高。人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力要实现整个液体搅拌机的设计, 电动机启动的控制这个角度去考虑， 样的方法来确定系统方案。需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及现在就这个问题的如何实现以及选择怎1.2系统的整体设计要求在该搅拌装置中，需要完成两种液体的进料、搅拌、卸料的功能，控制 要求如下：1. 混合过程：开始排放混合液体阀打开延时10S后自动关闭，A液体阀Y1打开，注入
10、A液体。当液面上升到 SL2时，关闭A液体阀丫1，同时注入 B液体阀丫2打开，注入 B液体。当液面上升到 SL3时，关闭B液体阀，并 开始定时搅拌，搅拌 60S后停止。2. 停止过程：停止搅拌后自动排放混合液体，当混合液体的页面下降到 SL1时，开始计时到10S后关闭排液阀 丫4。一个循环结束。3. 当系统发生故障时，保护动作自动关闭相应的阀门和开启相应的阀门。执行动作不会立刻结束，等此次过程结束才结束。4. 本设计使用液位 H、I、L 3个传感器控制液体 A、液体B的进入和 混合液排出的3个电磁阀门及搅拌机的启停。1.3控制方式系统的要求的设计就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继
11、电器控制系统、 单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。1. 继电器控制系统控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装 置的自动控制及保护。系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都 会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本 身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常 高，灵活性差，响应速度慢。2. 单片机控制单片机作为一个超大规模的集成电路，机构上包括CPU存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为 功控领
12、域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。但是，单片机是一 片集成电路，不能直接将它与外部I/O信号相连。要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。3. 工业控制计算机控制工控机采用总线结构，各厂家产品兼容性强，有实时操作系统的支持， 在要求快速、实用性强、功能复杂的领域中占优势。但工控机价格较高，将 它用于开关量控制有些大材小用。且其外部I/O接线一般都用于多芯扁平电缆和插头、插座，直接从印刷电路板上引出，不如接线端子可靠。4. 可编程序控制器控制可编程控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自己设计和制作硬件装置，只须确定可编
13、程序控制器的硬件配制和设计外部接线图，同时采 用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和接线，通过修改 程序适应工艺条件的变化。2可编程控制器（PLC）从上个世纪 70年代发展起来的一种新型工业控制 系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继 电器、时间继电器等构成开关量控制系统。随着30多年来微电子技术的不断发展，PLC也通过不断的升级换代大大增强了其功能。现在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处 理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比
14、高等优点，是目前 工业自动化的首选控制装置。故选择PLC来实施本次设计。(1) 开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现 逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动 化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、 电镀流水线等。(2) 运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制，世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。(3) 闭环过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制
15、。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。过程控制在冶金、 化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。(4) 数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及 处理。5数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也 可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。(5) 通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视 PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.4系统方案的设计思想控制系统简单、经济、使用和维护方便。液体混合设备要节能、安全、 高效和满足生产及应用要求：1 可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具
