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1、-电机学院课 程 设 计20152016 学年第一学期课程名称可编程控制器原理及应用设计题目 液体混合装置控制的模拟一院 (系) 电气学院 专 业 电气工程及其自动化港口自动化方向学生 任 书 洋* 设计时间 2016年1月18日指导教师 龚建芳 提交日期 年月 日目录1.简介-11.1课题概况-11.2设计要求-11.3设计容-12.系统总体方案设计-22.1总体方案选择说明-22.2 控制方式选择-22.3 操作界面设计-23.PLC控制系统的硬件设计-33.1 PLC的选型-33.2 用户存储器容量的估计-33.3 I/O点数的估算-33.4电源模块选择-33.5 I/O分配表-43.6
2、电气原理图设计-44PLC控制系统系统程序设计-54.1状态分配表-54.2 控制程序顺序功能图设计-64.3 控制程序设计思路-65系统调试及结果分析-135.1 系统调试及解决的问题-135.2 结果分析-286系统的使用说明书-287课程设计体会-298参考文献-309附录-30控制系统电气原理图-301简介1.1课题概况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的阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动混合电机。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为启动和停顿开关。1.2设计要求1初始状
3、态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门翻开5秒,将容器放空后关闭。2启动:按下启动按钮SB1，装置就开场按工作流程进展。3停顿:按下停顿按钮SB2后，完本钱次循环，并停在原位，恢复原位状态。1.3设计容步骤工作流程1工作流程2工作流程3启动按钮按下按下按下第一步液体A阀门翻开液体A阀门翻开液体B阀门翻开液体A阀门、液体B阀门依次翻开5s第二步液面到达SL2液体A阀门关闭液体B阀门翻开液面到达SL2液体A阀门关闭液体B阀门翻开液面到达SL2液体A阀门、液体B阀门依次翻开8s第三步液面到达SL1液体B阀门关闭液面到达SL1液体B阀门关闭液面到达SL1液体A、B阀门关闭第四步搅匀电机M运
4、行6s搅匀电机M运行10s搅匀电机M运行10s第五步放出混合液体阀门翻开混合液体的阀门翻开搅匀电机M继续运行放出混合液体的阀门翻开第六步液面到达SL3混合液体阀门翻开延时2s液面到达SL2M停顿运行混合液体阀门翻开液面到达SL3混合液体阀门翻开延时2s第七步停顿工作液面到达SL3液面到达阀门翻开延迟2s回到第一步循环工作3次后自动停顿工作回到第一步循环工作2系统总体方案设计2.1总体方案选择说明刚开场拿到这个课设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
5、作功能块。在OB1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3。2.2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操作界面设计根据任务书的控制要求和总体方案，设计如下图操作界面。液体混合装置控制操作面板1、为了便于随时观察系统的运行状况，每个阀、泵、搅拌器均装有运行状态指示灯，对应于混料罐的高/中/低液位，均装有位置指示
6、灯。2、用两个选择开关切换系统工作模式“工作流程1、“工作流程2、“工作流程3，并用两个指示灯来指示当前所处工作模式。3、根据控制要求2设置一个“启动按钮和一个工作指示灯。4、根据控制要求3设置一个“停顿按钮和一个工作指示灯。3.PLC控制系统的硬件设计3.1 PLC的选型随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多，其构造型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不一样，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应
7、用起着重要作用。本次液体混合装置控制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系列属于中小型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。在液体混合装置控制的模拟这个课设主题上，它构造上合理，安装方便，功能相当，满足相应时间和对联网通信功能等要求。3.2 用户存储器容量的估计通常，一条逻辑指令占存储器一个字，计时、计数、移位以及算术运算、数据传送等指令占存储器两个字。在选择存储容量时，一般可按实际需要的25%30%考虑余量。根据存储器的总字节数再加上10%25%的备用量即可估算出所需存储容量。3.3 I/O点数的估算I/
8、O是PLC的一项重要指标。合理选择I/O点数确实定以系统实际的输入/输出数为根底确定。在确切I/O点数时，应留有适当余量。目前PLC的I/O点价格还较高，平均每点为100120人民币。如果备用的I/O点的数量太多，就会使本钱增加。因此，通常在选择I/O点数时可按实际需要的10%15考虑余量。3.4 电源模块选择一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、I/O模块、专用模块等消耗电流的总和。以下步骤为选择电源的一般步骤：1确定电源的输入电压。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。3I/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。4 如果框架中流油 空槽用作将来扩展时，则做一下处理：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模块的总背板电流值与步骤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，假设没有，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，从用户手册中选择适宜的
