液体混合装置控制的模拟

目录1 课题的内容和设计要求 11.1 控制系统简介 11.2 控制要求 22 系统整体方案设计 32.1 总体方案选择说明 32.2 控制方式选择 32.3 操作界面 33 PLC 控制系统的硬件选择 33.1 硬件接线图 44 PLC 控制系统系统程序设计 44.1 I/O 分配表 44.2 流程图 54.3 顺序功能图 64.4 电气元件接线图 75 梯形图程序与说明 86 调试情况 267 总结 27附录281 电气元件布置图 282 电气原理图 291课题的内容和设计要求11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。液体混合装置控制的模拟YV1YV2倉讪逬泊日LktH3E2卜亞-HO.OoaaiP*q&il圖IJraa晁壬h技入出函亞-店沏的瞄UL喘而悌椁血 武甌豳SIE 二 7r 淀用样话首亦 沖爸鶴滋裁3L3 富 r迫皆匹I因韶，咖YVOYV2YV3SI3 ” SL3钮 SL1SR2eSB1L+4 刖 jue皿丄卫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 和停止开关。1.2 控制要求(1) 初始状态：装置投入运行时，液体 A、B 的阀门关闭，放出混合液的 阀门打开 5 秒，将容器放空后关闭。(2) 启动：按下启动按钮SB1，装置就开始按下列工作流程进行：如表所 示。(3) 停止：按下停止按钮 SB2 后，完成本次循环，并停在原位，恢复原位 状态。工作流程表工作流程1工作流程2工作流程3启动按钮按下按下按下第步液体B阀门关闭 液体A阀门打开5s液体A阀门关闭液体B阀门打开液体A阀门、液体B 阀门依次打开3s第二步液体A阀门关闭 液体B阀门打开5s液面到达SL2 液体A阀门打开 液体B阀门打开液面到达SL2液体A阀门、液体B 阀门依次打开5s第三步液体A阀门关闭 液体B阀门关闭液面达到SL1 液体A、B阀门关闭液面达到SL1 液体A、B阀门关闭第四步搅匀电机M运行3S搅匀电机M运行10S搅匀电机M运行10S第五步回到第步循环工 作三次，混合液体阀门打开放出混合液体的阀门 打开放出混合液体的阀门 打开第八步液面到达SL3混合液体阀门打开延时2s液面到达SL3混合液体阀门打开2s液面到达SL3混合液体阀门打开延时2s第七步停止工作回到第步循环工作回到第步循环工作3次后自动停止工作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SA3接通时选择工作流程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操作界面学校实验室提供的安装了 STEP 7-Micro/WIN32编程软件的计算机(PC)台； PC/PPI 电缆一根； THSMS-B 型实验装置。3 PLC控制系统的硬件选择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。首先根据课程设计要求我们做出了 I/O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。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。其硬件选择的是学校实验室提供的安装了 STEP 7-Micro/WIN32 编程软件的计算机（PC） 台；PC/PPI电缆一根；THSMS-B型实验装置。31硬件接线图天桂学教秋THSMS-C 4 PLC控制系统系统程序设计4.1I/O分配表变量名变量符号SB1启动按钮I0.0SB2停止按钮I0.1SA1工作流程1选择开关I1.1SA2工作流程2选择开关I1.2SA3工作流程3选择开关I1.3YV1液体A阀门Q0.0YV2液体B阀门Q0.1YV3混合液体阀门Q0.2YKM搅匀电机MQ0.3SL1液面传感器SL1I0.2SL2液面传感器SL2I0.3SL3液面传感器SL3I0.44.2 流程图启动10.4通Q0.2亮延时2S循环3次43顺序功能图4.4电气元件接线图1YV2yv1914151617ILQUOQ0.1Q0.2Q0.3S7-20010.010.110.2TD.3ro.411.111211.322789101127255梯形图程序与说明Network 1网貉标题网貉注释10.0M5.21T36INTONE0Q-PT10 msNetwork 2T36M5.2T IC r）1Network 3悴下口計摊切口閑沏箱怯态，花含竊侏:n拜盘，博容罟帥叮e浜闵T36M5.2Network 3按下启动按迢5印，初始状态！混台寢体打开丟，将容器锁空后关闭10.0 11.1 10.1IIIII , ISBR_aENI II II z IMetwork 4选择工作方式一10.0 11.2 10.1IIII| ，|SBR_1ENI II II Z IMetwork 5选择工作方式二Network 5选择工作流程三10.011.310.1FS2.0(S1Network 611.3M3.0R )4Network 7S2.0SCRNetwork 9SMO.OM4.0S1T42M4.130-R1INTONPT100 msT41Network 3T41S2.1窕 fit)Network 1 0(scre)Network 11程序段总山液体阀门埒丁幵里S2.1SCRNetwork 12SM0.0M4.0厂Y R)1M4.11Network 13T4210.3S2.2I_IIgT41T O1T42J R)1I0.3S2.0I 】I SCRT)T41T R1T42R)1Network 14（5CRENetwork 15程序覆泛工取体阀门日打开玉。若鞭面达到竝，抚行稈序覆之.已若滾达到，返回垃D重皇Network 17T43S2.3scfst)Network 19Network 19程序段忆2,液体阀门旳开5$S2 35CRNetwork 205MO.OM4.0IpH： R)1M4.1T )11INTOM5-PT100 msT33T44S2.5SCRNetwork 2SSMO.OM4.3TM4.2110.310.210.4S2.6| SCRT)Network. 29Network 30（SCRE）Network 31程序段症吕掏匀电机附运行1上，液面达到跖，扭行程序战.6S2.6SCRNetwork 32SM0.0M42T45INTON20-PT100 rmsT46Network 33T4GS2.7| SCRT)Network 34（SCRE）Network 35程席段立E,混合液休阀门打开征时S2.7Network 36SMO.OSCRM4.231Network 37C20Network 30M4.0R )4Network 40理陣段应忆潴环以控制3-C20CUCTURFV10.4T I1 p IC20Network 41循环次数控制计瘢M2.0Q0.0H-pH：）M3.0M4.0Network 42主程序阀门琳丁幵信号灯M2.1Q0.11IM3.111IIM4.1III INetwork 43主程序阀门B打开信号灯M2.2Q0.2M3.2M4.2M5.2Network 44I主程序混合題体阀门打开信号灯M2.3Q0.3H-p：）M3.3M4.2Network 45I主程序电动机运行信号灯子程序SRB-0I子程序注释Network 1岡络标题工作流稈流程111.1S0.2T IC ）Network G程库段或憑体阀门B打开张憑体阀门A关闭S0.3SCRNetwork 7INTON500-PT10 msM2.0T34SM0.0pH：T1R J1M2.1S )1T33Network 11SMO.OM2.1IIrH： r )1M2.3T )iT34T371INTON130-PT100 msT37M5.1I()Network 1 9循坏次数控制计数器M2.0匚 21II n I匚UCTU1 1 1 1R13-FVNetwork 20I程序段血乳温台寢体阀门打开50.ESCRNetwork 215MO.OM2.2U )1Network 2210.450.7|sort)Network 2+程序段山了，液歯到达棚，温合寢体阀门打开延时玄，傳止蒔S0.7SCRNetwork 25SMO.OM2.2II_g)T38INTOM2-FT100 msT3BM2.0 R4Network 2GSCRE)子程序SBR-1丨子程序注释Network 1 网络标题工作逋程2II.2S1.0T IC ）1Network 2I程序段山液体阀门关闭，液体阀门R打开S1.0SCRNetwork 3SMO.OM3.1M3.0Network 410.4N etwork 5(scre)Network 810.410.310.2S1.2Network 9Network 11SMO.OM3.0IIr-C)1M3.3T $ )1S1.3T331INTON1100-PT100 msNetwork 1 2M5.051.3Network 13scre)Network 21循环回到第一个程序段歸门M5.3M3.2T1T40T R)1T39盯1Network 22(=!6调试情况这个课题在调试当中还是比较成功的，并没有遇到太大的问题。不过有些小 的问题通过我们组员对梯形图的分析得到了解决。问题1：当选择好工作流程后，一按下启动快关Q0.0 直处于亮的状态（即 混合液体阀门处于打开状态）分析及解决方法：因为11.0 （启动）是用的快关，因此M0.0 直处于置1 的状态。我们在I1.0加了一个上升沿的检测指令，问题就得以解决。问题2：在调试工作流程1时，循环不能正确执行，循环执行前面的程序时， 信号灯都不点亮。分析及解决方法：在监控程序的执行后发现，是信号灯的延时的定时器没有 进行初始化，等循环后，依然增加数值，信号灯就不能正确点亮。在程序中为每 个定时器增加一个复位程序。问题3：执行工作流程3时，程序不能按照要求正确执行下去。分析及解决方法：经过检查后发现，是在程序编写时，将有的程序指令编写 错误，导致不能正确执行下去。问题4：执行流程2是，A阀门的信号灯一开始应该点亮，可是却没亮。分析及解决方法：在监控程序的执行后发现，是实验的硬件设备出了问题， 导致实验程序监控时已经置位，却不能点亮，在我们换了一台设备后，程序能够 正确执行了。7 总结这次 PLC 课程设计，我们小组的课题是“液体混合装置控制的模拟（二）”， 在胡鹏老师的带指导下，我们先根据课题要求画出了大致的顺序功能图然后根据 顺序功能图和查找相关的资料写出初步的梯形图程序，最后通过调试与修改，在 全组成员的共同努力下，我们成功的完成了这次课程设计任务，实现了老师期望 的结果。此次设计以分组的方式进行，每组有一个题目。由于平时大家都是学理论， 没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资 料并学习。我们基本学会了 PLC 设计的步聚和基本方法。分组工作的方式给了 我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。第二天，我们画出了硬件电路图，设计硬件系统结构。同时又完成了软件的 设计。第三天的软件系统调试，是最麻烦，遇到问题最多的地方。我们对程序修 改了多次，才将程序中的错误全部改正过来。又经过了长时间的研究，对软件进 行调整，最终终于得到了需要的数据和结果。通过这次设计实践，我们的合作意识也得到加强，合作能力得到提高。上 大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作 的方式，每个人负责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个 人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同 学请教。通过此次课设，让我对于PLC梯形图、指令图、顺序功能图有了更好的了 解，也让我了解了关于 PLC 设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找到 最合适的设计方法。通过这次设计实践。我学会了 PLC 的基本编程方法，对 PLC 的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解，尤其是对于 PLC 的顺序控制方式 和程序段的转换有了深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质， 在没有做实践设计以前，我们对 PLC 的掌握都是理论上的，对一些细节不加重 视，当我们把自己想出来的程序放到实际 PLC 应用中的时候，问题出现了，不 是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中 出现的问题，我们对 PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。最后我们小组对数据和结果进行了总结，完成了课程设计报告。总的来说， 这次的课程设计对我将来的开发与研究有着深远的影响。为我今后的学习，有着 显著的帮助。附录1电气元件布置图SC接FR(M) ?CL20 1 _迫I11Qooo幵去开关幵关h7T.：7幵矢幵矢J oMlo弛T ClTL1开关n.x.KMS7 - 200CPU 224电源2D2电气原理图w-fY 丄邑二二S