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1、目 录摘 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6 第二章 混合搅拌机的硬件设计62.1 硬件选型7 2.1.1 PLC机型选择7 2.1.2 PLC容量选择7 2.1.3 简述PLC应用及使用中应注意的问题8 2.1.3 I/O模块的选择11 2.1.4 电源模块的选择122.2 PLC I/O点分配132.2.1分析原理132.2.2 PLC的I/O接线图142.3 主电路的设计142.4 混合搅拌机控制系统示意15 第三章 混合搅拌机的软件设计163.1 程序设计的一般方法16
2、3.1.1 经验设计法16 3.1.2 逻辑设计法17 3.1.3 顺序设计法173.2 PLC控制的相关流程图17 3.2.1 控制流程图183.3 可编程控制器梯形图18 第四章 系统常见故障分析及维护224.1 系统常见故障分析及维护224.2 系统故障分析及处理22 4.2.1 PLC主机系统故障分析及处理22 4.2.2 PLC的I/O端口系统故障分析及处理23 4.2.3 现场控制设备故障分析及处理234.3 系统抗干扰性的分析和维护23结 论25致 谢26附录28山东轻工业学院2012届本科生毕业设计（论文）摘 要PLC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
3、序来改变控制功能的计算机。随着微处理器、计算机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。关
4、键词：PLC 液位传感器 定时器ABSTRACTPLC is the computer technology as the core of the general automatic control device, also can say it is a program to change the control function of the computer. With the microprocessor, the computer and the rapid development of communication technology, the programmable contr
5、oller PLC has been widely used in industrial control, but also in the rapid rise in the proportion of. PLC consists of CPU module, input module, output module and the programming device. This paper introduces two kinds of liquid mixing PLC control procedures can be carried out in a single cycle or c
6、ontinuously, can 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 stirring motor, stirring stoppe
7、d, open valve discharges mixed liquid, low level delay10S vent shut the valve, and repeat the above process, working process press the stop button after stirrer does not immediately stop working, on the current mixed operation after the treatment was stopped.Key Words: PLC ; level sensor ; timer第一章
8、混合搅拌机系统方案设计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
9、现况来构成并需尽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，需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。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
10、打开，注入A液体。当液面上升到SL2时，关闭A液体阀Y1，同时注入B液体阀Y2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Y4。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：继电器控制系
11、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，成为功控领域、尖端武器、日常生
12、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。1 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，只须确定可编程序控制器的硬件配制
13、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、性价比高等优点，是目前工业自动化的首
14、选控制装置。3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。PID调节是一般闭环控制系统中
15、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(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，具有很高的可靠性。2配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产
