1、河南机电高等专科学校生 产 过 程 自 动 化 专 业 综 合 实 训 报 告多种液体混合控制系 部: 自动控制系 专 业: 生产过程自动化 班 级: 姓 名: 学 号: 成 绩: 二零一二年十二1目录一、引言 2二、系统总体方案设计 32.1 系统硬件配置及组成原理 32.2 系统变量定义及 I/O 地址分配表 52.3 硬件系统接线图设计 6三、控制内容及程序设计 73.1 控制要求及内容 73.2 PLC 与上位监控软件通信 83.3 控制程序设计思路 8四、结束语 10参考文献 11附录：带功能注释的源程序 12一、引言在工艺加工最初，把多种原料在合适的时间和条件下进行加工得到产品，一
2、直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要，实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合装2置远远不能满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 我设计的题目是“多种液体混合控制” ，此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O 分配，梯形图，接线图，电气原理
3、图及情况说明, 经过多次修改和调试，最终实现题目要求。 通过该课程设计使我得到了工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力关键词：自动控制 PLC 多种液体混合二、系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理 随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该
4、系统要具有配料精确、控制3可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体自动混合的目的,液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要。在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但
5、是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际 需要。实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合远远不能满足当前自动化的需要。可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点：系统自动工作；控制的单周期运行方式；由传感器送入设定的参数实现自动控制；启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。本系统采用 PLC 是基于以下两个原因：PLC 具有
6、很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上；编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；4图 2-1 PLC 结构图根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的 PLC 具有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。本文首先回顾多种液体自动混合装置的发展过程，说明了种液体自动混合装置的 PLC 控制的重要性和必然性 。然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程
7、程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和 PLC 程序设计，从部件的选择，流程的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正，使控制系统更加完善，确保系统能顺利运行本题目用 PLC 来模拟并实现多种液体自动混合装置的控制硬件系统由编程计算机(上位机)、AB MicroLogix1500 PLC 控制器(下位机、数字量输入/输出点为 12 入/12 出)和多种液体混合被控对象(装置如下图所示)等组成，编程计算机(RS232
8、通讯口)和 PLC 控制器(RS232 通讯口)之间通讯采用 DF1通讯模块。多种液体混合被控对象结构示意图如下所示。5图2-2 多种液体混合控制模块图2.2 系统变量定义及 I/O 地址分配表表 2-1 I/O 地址分配表输 入 信 号 输 出 信 号信号元件及作用 PLC 输入口地址 信号元件及作用 PLC 输出口地址启动按钮 I0/0 电磁阀 YV1 O0/0停止按钮 I0/1 电磁阀 YV2 O0/1液位检测传感器 H1 I0/2 电磁阀 YV3 O0/2液位检测传感器 H2 I0/3 电磁阀 YV4 O0/3液位检测传感器 H3 I0/4 电磁阀 YV5 O0/4液位检测传感器 H4
9、 I0/5 加热器 RY O0/5温度检测传感器 TE I0/6 搅拌电机 M O0/6接 0V DC DC COM1、DC COM2接 24V DC VDC1、VDC22.3 硬件系统接线图设计6图2-3硬件系统接线图三、控制内容及程序设计73.1 控制要求及内容 (一) 两种液体混合连续控制1. 按下启动按钮，电磁阀 YV1 为 ON，液体 A 注入罐中，当液位高度为 H1时，液位检测传感器 H1 为 ON，电磁阀 YV1 为 OFF，液体 A 停止注入。2. 电磁阀 YV2 为 ON，液体 B 注入罐中，当液面高度达到 H2 时，液位检测传感器 H2 为 ON，电磁阀 YV2 为 OFF
10、，液体 B 停止注入。3. 启动搅拌机 M，搅拌液体 2S 后 M 停止，电磁阀 YV5 为 ON，放出混合液体，先 H2 为 OFF，再 H1 为 OFF；经过 4S 罐中液体放空，电磁阀 YV5 为OFF。4.在电磁阀 YV5 为 OFF 的同时，电磁阀 YV1 为 ON，液体 A 注入罐中，如此循环进行液体混合、搅拌、放空过程。5. 按下停止按钮，系统停止工作。(二) 四种液体混合加热计数控制1. 按下启动按钮，电磁阀 YV1 和 YV2 同时为 ON ，液体 A 和液体 B 同时注入罐中。 当液面高度达到 H3 时，液位检测传感器 H3 为 ON，电磁阀 YV1 和 YV2 同时为 O
11、FF，液体 A 和液体 B 同时停止注入。2. 电磁阀 YV3 和 YV4 同时为 ON，液体 C 和液体 D 同时注入罐中，当液位高度达到 H4 时，液位检测传感器 H4 为 ON，电磁阀 YV3 和 YV4 同时为 OFF，液体 C和液体 D 同时停止注入。3. 启动搅拌机 M，搅拌液体 5S 后 M 停止，同时加热器 RY 为 ON、TE 为 ON，开始加热液体并进行温度检测，经 3S 加热到 60时，加热器 RY 为 OFF、TE 为OFF。4. 电磁阀 YV5 打开，放出加热后的混合液体，H4 先为 OFF，再 H3 为 OFF；经 6S 后罐中液体放空，电磁阀 YV5 为 OFF，
12、TE 为 OFF。5.当电磁阀 YV5 为 OFF 时，电磁阀 YV1 和 YV2 同时为 ON，液体 A 和液体 B 同注入罐中，循环上述 14 的控制过程，用计数器记录循环 2 次后，停止循环控制。6. 按下停止按钮，系统停止工作。3.2 PLC 与上位监控软件通信本次有关多种液体混合控制综合实训的设计是用罗克韦尔公司生产的 RS 8Logix500 软件进行编程硬件上用 RS Logix1500PLC 实现与上位机的监控软件通讯。PLC 与上位机之间用 RS-232/485 通讯线实现 PLC 与上位机的硬件连接。本次所设计的系统可在校罗克韦尔实验室中模拟进行，实验室中上位机通过屏蔽双绞
13、线与前端的集线式交换机连接，而后再通过双绞线与展示墙后边的交换机连接可以实现远程的终端控制，此交换机与展示墙上的中型、小型，大型 PLC 的 CPU 连接，再通过通信模块和 I/O 模块与设备层的控制器件进行连接，在上位机中载入程序下载并调试，观看实验效果。由于本次综合实训的内容是关于混合液体控制的，在某种程度上具有一定的危险性，正好可以利用远程控制系统。也可利用本地通信模块和 I/O 模块进行演示控制。3.3 控制程序设计思路（一）两种液体混合连续控制图3-1 两种种液体混合控制流程图（二）四种液体混合加热计数控制9图3-2 四种种液体混合控制流程图.四、结束语10通过对多种混合液体控制系统
14、的分析，进而设计出整个控制系统各运行设备的运行程序。由于 PLC 产品自身具有可靠性高、灵活性强、对工作环境无要求和抗干扰能力强等优点，使之完全可以将操作人员从恶劣的环境中解放出来，因而深受用户欢迎 。整个设计虽然圆满完成，但中间还是由很多不足之处，例如延迟时间不是很精确，有些误差，电路设计的不够完善等。我想我们只有在实践中才能发现并解决问题，不言弃，不急躁，迎难而上，多总结经验，多尝试才能将专业知识学得更好，才能学以致用，达到学习的目的。在这一个月的实训期间，每当我们遇到困难，张老师、赵老师都会在百忙之中为我们答疑解难，细心为我们讲解问题，我们都受益匪浅，在此，我要谢谢老师，你们辛苦了！11
15、参考文献【1】 程周电气控制与 PLC 原理及应用北京：电子工业出版社， 2003.7【2】 张万忠可编程控制器应用技术北京：化学工业出版社，2001.12 1.【3】 戴一平可编程序控制技术北京：机械工业出版社，2001 【4】余雷声电气控制与 PLC 应用北京：机械工业出版社， 2001 【5】徐德可编程序控制器（PLC）应用技术济南：山东科学技术出版社， 1995 【6】 李向东电器控制与 PLC京：工业出版社，2005 【7】 常低压电器与可编程序控制器西安：西安电子科技大学出版社，2002 【8】 路林吉王坚等可编程序控制器原理及应用北京：清华大学出版社， 2002 【9】 吕景泉可编程序控制技术教程北京：高等教育出版社，2001 【10 】 黄净.电器及 PLC 技术北京：机械工业出版社， 200212附录：带功能注释的源程序
