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1、內(nèi)容摘要液體混合裝置在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著重要的角色，保障液體混合裝置安全、可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)，并提高該系統(tǒng)的自動(dòng)化水平是本次設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。隨著PLC技術(shù)的日趨完善以及PLC在實(shí)際工程自動(dòng)化控制領(lǐng)域中所表現(xiàn)出來(lái)的高可靠性、高穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，其在自動(dòng)化控制領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。將PLC應(yīng)用于工業(yè)混合攪拌設(shè)備，使得攪拌過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制、并且提升了攪拌設(shè)備工作的穩(wěn)定性，為攪拌機(jī)械可靠、安全、有序的工作提供了強(qiáng)有力的保障。本文所介紹的兩種液體混合裝置的PLC控制程序可進(jìn)行連續(xù)自動(dòng)循環(huán)工作，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中充分進(jìn)行了設(shè)備運(yùn)行的可靠性分析，并輔助以高分辨率的光電液位傳感器嚴(yán)格控制所注入的兩種液體的比例，嚴(yán)

2、格保證混合溶液的質(zhì)量，為后續(xù)工序的進(jìn)行奠定良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，PLC所具有的高穩(wěn)定性和高可靠性可確保該裝置長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，減少了線路檢修和維護(hù)的時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率。關(guān)鍵詞：可編程序控制器PLC；液體混合裝置；自動(dòng)化控制目 錄第1章 前 言11.1設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2 控制要求1第2章 總體方案設(shè)計(jì)32.1 總體方案論證32.2 系統(tǒng)硬件配置42.3系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)6第3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1 主電路的設(shè)計(jì)73.2 確定I/O數(shù)量，選擇PLC類型73.2.1 I/O數(shù)量的確定73.2.2 PLC類型的選擇73.3 I/O點(diǎn)的分配與編號(hào)83.4控制流程圖83.5元器件明細(xì)表103.6 I/O接

3、線圖103.7 控制程序梯形圖113.8 控制程序語(yǔ)句表133.9 程序調(diào)試15結(jié) 論19設(shè)計(jì)總結(jié)20謝 辭21參考文獻(xiàn)2223第1章 前言1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容利用西門子PLC的S7-200系列設(shè)計(jì)兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)。在實(shí)驗(yàn)之前將容器中的液體放空，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB1后，電磁閥YV1通電打開，液體A流入容器。當(dāng)液位高度達(dá)到I時(shí)，液位傳感器I接通，此時(shí)電磁閥YV1斷電關(guān)閉，而電磁閥YV2通電打開，液體B流入容器。當(dāng)液位達(dá)到H時(shí)，液位傳感器H接通，這時(shí)電磁閥YV2斷電關(guān)閉，同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M攪拌。1分鐘后電動(dòng)機(jī)M停止攪拌，這時(shí)電磁閥YV3通電打開，放出混合液去下道工序。當(dāng)液位高度下降到L后，再延時(shí)2s

4、電磁閥YV3斷電關(guān)閉，并同時(shí)開始新的周期。需要完成的內(nèi)容有：編寫輸入輸出對(duì)照表,包括信號(hào)名稱、外部元件號(hào)、內(nèi)部繼電器號(hào)；繪制PLC外部接線圖；繪制功能流程圖；編寫、調(diào)試梯形圖或語(yǔ)序表。1.2控制要求該溶液混合裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖3-1所示，該裝置有三個(gè)液位傳感器：L為低液位傳感器，I為中液位傳感器，H為高液位傳感器。當(dāng)液位到達(dá)某傳感器的位置時(shí)，該傳感器就會(huì)發(fā)出ON信號(hào)，若低于傳感器位置時(shí)，傳感器就變?yōu)镺FF狀態(tài)。圖1-1 溶液混合裝置結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)有三個(gè)電磁閥：YV1為注入A液體電磁閥，YV2為注入B液體電磁閥，YV3為混合液體輸出電磁閥，當(dāng)電磁閥為ON狀態(tài)時(shí)，閥門打開；為OFF狀態(tài)時(shí)，閥門就關(guān)閉

5、，通過(guò)閥門的開和閉來(lái)實(shí)現(xiàn)液體的流入和流出。M為攪拌電動(dòng)機(jī)，當(dāng)繼電器線圈KM得電時(shí)，攪拌電動(dòng)機(jī)運(yùn)行；當(dāng)繼電器線圈KM失電時(shí)，攪拌電動(dòng)機(jī)停止工作。該系統(tǒng)的初始狀態(tài)為：起動(dòng)攪拌器之前，容器是空的，各閥門關(guān)閉，液位傳感器L、液位傳感器I、液位傳感器H均為OFF狀態(tài)，攪拌電動(dòng)機(jī)M也處于OFF狀態(tài)。操作工藝：攪拌器開始工作時(shí)，先按下起動(dòng)按鈕，閥門YV1打開，開始向容器里注入液體A，當(dāng)液面到達(dá)傳感器L時(shí)，傳感器L狀態(tài)變?yōu)镺N、A液體繼續(xù)注入，直到液面到達(dá)I時(shí)，傳感器I狀態(tài)變?yōu)镺N，使電磁閥YV1斷電，同時(shí)電磁閥YV2通電打開，即關(guān)閉閥門YV1，停止注入A液體，同時(shí)打開閥門YV2，開始注入B液體，當(dāng)液面到達(dá)液

6、位H時(shí)，關(guān)閉電磁閥YV2，停止注入B液體,同時(shí)啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)M，電機(jī)開始攪拌1min后，液體均勻，電動(dòng)機(jī)停止攪拌，打開電磁閥YV3，放出混合液體。當(dāng)液面低于液位傳感器L時(shí)，再過(guò)2S，待容器中的混合液體全部放空后，關(guān)閉電磁閥YV3，同時(shí)自動(dòng)開始新的循環(huán)周期。若在工作中按下停止按鈕。攪拌器不會(huì)立即停止工作，只有當(dāng)混合攪拌操作結(jié)束后才能停止工作，即停在初始狀態(tài)。第2章 總體方案設(shè)計(jì)2.1 總體方案論證本設(shè)計(jì)要求完成兩種溶液混合裝置的自動(dòng)控制，目前在自動(dòng)化控制領(lǐng)域常用的控制方式主要有：繼電器-接觸器控制系統(tǒng)、可編程序控制器控制、總線式工業(yè)控制機(jī)控制、分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制。對(duì)于兩種溶液混合裝

7、置的自動(dòng)控制系統(tǒng)初步選定采用繼電器-接觸器控制和可編程序控制器控制?？删幊绦蚩刂破髋c繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的區(qū)別：繼電器-接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使得設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)時(shí)開時(shí)閉時(shí)容易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。可編程序控制器的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，主要原因是其大致上沿用了繼電器控制的電路元件和符號(hào)和術(shù)語(yǔ)，僅個(gè)別之處有些不同，同時(shí)信號(hào)的輸入/輸出形式及控制功能基本上也相同。但是可編程序控制器與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)又有根本的不同之處，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。1控制邏輯繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，并利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及時(shí)間繼電

8、器等組合成控制邏輯，接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)有限，每個(gè)繼電器只有4-8對(duì)觸點(diǎn)，因此其靈活性和可擴(kuò)展性都很差。而PLC采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要想改變控制邏輯，只需改變程序即可，因此PLC常稱為“軟接線”，其靈活性和擴(kuò)展性都很好。2工作方式電源接通時(shí)，繼電器控制線路中的各繼電器同時(shí)都處于受制狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因某種條件限制不能吸合，因此它屬于并行工作方式。而在PLC的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描過(guò)程中，各種邏輯、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的先后順序計(jì)算得出的，

9、因此它屬于串行工作方式。3可靠性和可維護(hù)性繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線也多，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)會(huì)受到電弧的損害，并且有機(jī)械磨損，壽命短，因此其可靠性和可維護(hù)性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，其體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高。PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員；還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。4控制速度繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動(dòng)作時(shí)間一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外，機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快

10、，一般一條指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。5定時(shí)控制繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。一般來(lái)說(shuō)，時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高，定時(shí)范圍窄，容易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問(wèn)題。而PLC使用半導(dǎo)體集成電路作為定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶振產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響，定時(shí)范圍最小可為0.001S，最長(zhǎng)幾乎沒(méi)有限制，用戶可以根據(jù)需要在程序中設(shè)置定時(shí)值，然后由軟件來(lái)控制定時(shí)時(shí)間。6設(shè)計(jì)和施工使用繼電器控制邏輯完成一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，而且修改困難。工程越大，其弊端越突出。而PLC完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制

11、邏輯的設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。從以上幾個(gè)方面的比較可知，PLC在性能上比繼電器-接觸器控制系統(tǒng)優(yōu)異，特別是其可靠性、通用性強(qiáng)、設(shè)計(jì)施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、功耗低、使用維護(hù)方便。并且近年來(lái)隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的成本在不斷下降。綜合考慮以上各種因素，對(duì)兩種溶液的混合裝置的自動(dòng)化控制選用PLC控制系統(tǒng)。2.2 系統(tǒng)硬件配置本溶液混合裝置控制系統(tǒng)主要硬件為S7200系列PLC。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，對(duì)每個(gè)程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號(hào)做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符號(hào)后又返

12、回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期。一個(gè)掃描周期分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。該系統(tǒng)的工作過(guò)程為：當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕后，各控制信號(hào)的狀態(tài)在PLC的輸入采樣階段被存入PLC內(nèi)部的I區(qū)，然后PLC逐條執(zhí)行程序，在輸出刷新階段將I區(qū)的狀態(tài)輸出到Q區(qū)，Q區(qū)的狀態(tài)控制各繼電器線圈，進(jìn)而控制各電磁閥和攪拌電動(dòng)機(jī)的工作。如圖2-1為該硬件配置示意圖。本次課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)能將兩種液體自動(dòng)混合成的控制裝置，兩種液體分別命名為液體A和液體B?；镜挠布M成如表2-1。表2-1 設(shè)計(jì)硬件選擇名稱型號(hào)數(shù)量微型計(jì)算機(jī)專用計(jì)算機(jī)1臺(tái)PLC主機(jī)單元西門子S7-200系列1臺(tái)兩種液體自動(dòng)

13、混合單元配套1臺(tái)通信電纜配套若干液體混合控制裝置控制的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖如圖2-1所示，此面板中，液面?zhèn)鞲衅饔免o子開關(guān)來(lái)模擬，啟動(dòng)、停止用動(dòng)合按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)，液體A閥門、液體B閥門、混合液閥門的打開與關(guān)閉以及攪勻電機(jī)的運(yùn)行與停轉(zhuǎn)用發(fā)光二極管的點(diǎn)亮與熄滅來(lái)模擬。如圖2-2為攪拌機(jī)的立體及2-3液體混合控制裝置。啟動(dòng)按鈕輸入接口輸出接口YV1電磁閥停止按鈕PLC控制器YV2電磁閥L液位傳感器YV3電磁閥I液位傳感器電動(dòng)機(jī)MH液位傳感器圖2-1 系統(tǒng)組成框圖圖2-2攪拌機(jī)的立體示意圖 圖2-3 液體混合控制裝置2.3系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)PLC本身具有體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。此外，PLC還配有自檢和監(jiān)督功能

14、，能檢查出自身的故障，并隨時(shí)顯示給操作人員；還能動(dòng)態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)提供了方便。在本設(shè)計(jì)中，除了充分利用PLC自身的高可靠性外，在控制程序編制方面也充分考慮提高系統(tǒng)的可靠性，并提出了以下可靠性要求：（1）在溶液混合裝置工作的過(guò)程中，按下停止按鈕后，必須完成一個(gè)完整的循環(huán)才能停車。（2）在溶液混合裝置工作的過(guò)程中，再次按下啟動(dòng)按鈕該裝置不會(huì)再次啟動(dòng)，必須按下停止按鈕后，才能再次啟動(dòng)。（3）若PLC在工作過(guò)程中突然斷電，各被控對(duì)象不會(huì)自行動(dòng)作。第3章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 攪拌電動(dòng)主電路的設(shè)計(jì)圖3-1為該液體混合裝置的攪拌電動(dòng)機(jī)的主電路，根據(jù)設(shè)計(jì)要求該液體混合裝置的主

15、電路需要實(shí)現(xiàn)讓攪拌電動(dòng)機(jī)安全可靠的工作。在主電路中各元器件的功能為：選用組合開關(guān)作為電源的引入開關(guān)，采用熔斷器用作短路保護(hù)，用接觸器作為欠壓和零壓保護(hù)，用熱繼電器作為過(guò)載保護(hù)。圖3-1 攪拌電動(dòng)機(jī)主電路圖3.2 確定I/O數(shù)量，選擇PLC類型3.2.1 I/O數(shù)量的確定在該控制系統(tǒng)中，輸入信號(hào)有：?jiǎn)?dòng)按鈕輸入信號(hào)、停止按鈕輸入信號(hào)、液位傳感器L輸入信號(hào)、液位傳感器I輸入信號(hào)、液位傳感器H輸入信號(hào)；輸出信號(hào)有：注入A液體信號(hào)、注入B液體信號(hào)、混合溶液釋放信號(hào)、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所以，該控制系統(tǒng)共有5個(gè)輸入信號(hào)，4個(gè)輸出信號(hào)。3.2.2 PLC類型的選擇由I/O點(diǎn)數(shù)的多少可將PLC分成小型PLC、中

16、型PLC和大型PLC。PLC按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和模塊式兩種。整體式PLC具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。一般小型或超小型PLC多采用這種結(jié)構(gòu)。各模塊做成插件式并組裝在一個(gè)具有標(biāo)準(zhǔn)尺寸并帶有若干插槽的機(jī)架內(nèi)。模塊式PLC配置靈活，裝配和維修方便，易于擴(kuò)展。一般大中型PLC都采用這種結(jié)構(gòu)。根據(jù)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)量以及對(duì)該溶液混合裝置控制系統(tǒng)的要求，并為以后擴(kuò)展改造方便，該系統(tǒng)適宜于選擇小型、整體式PLC，主機(jī)選擇西門子S7200系列CPU222 8DI/6DO。3.3 I/O點(diǎn)地址的分配I/O信號(hào)在PLC接線端子上的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。只有分配I/O點(diǎn)地址以后才可以

17、進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及PLC的外圍來(lái)說(shuō)，只有I/O點(diǎn)地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖，所以只有準(zhǔn)確、合理的進(jìn)行I/O地址的分配與編號(hào)，才方便進(jìn)行后續(xù)的設(shè)計(jì)圖，表3-1所示為該控制系統(tǒng)的I/O分配表。表3-1 I/O分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱元件名稱元件符號(hào)地址編碼輸入信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常開按鈕SB1I0.0停止信號(hào)常開按鈕SB2I0.1L液位檢測(cè)信號(hào)光電檢測(cè)開關(guān)SQ1I0.2I液位檢測(cè)信號(hào)光電檢測(cè)開關(guān)SQ2I0.3H液位檢測(cè)信號(hào)光電檢測(cè)開關(guān)SQ3I0.4輸出信號(hào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào)線圈KMKMQ0.0注入A液體信號(hào)電磁閥YV1YV1Q0.1注入B液體信號(hào)電磁閥YV2YV2Q0.2釋放混合液信號(hào)電磁閥YV3YV

18、3Q0.33.4 控制流程圖控制流程圖可以讓設(shè)計(jì)人員清楚、明了的認(rèn)清該系統(tǒng)的工作過(guò)程。該溶液混合裝置的工作流程如圖3-2所示，此溶液混合裝置屬于典型的順序控制。是否到達(dá)液位H電磁閥YV1關(guān)閉， 電磁閥YV2通電打開，注入B液體是否到達(dá)液位I電磁閥YV1通電打開，注入A液體啟動(dòng)液位降到L電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)，打開電磁閥YV3釋放混合液體1min定時(shí)時(shí)間到關(guān)閉電磁閥YV2，電動(dòng)機(jī)M開始攪拌是否到達(dá)液位H電磁閥YV1關(guān)閉， 電磁閥YV2通電打開，注入B液體是否到達(dá)液位I電磁閥YV1通電打開，注入A液體啟動(dòng)延時(shí)2S，關(guān)閉電磁閥YV3液位降到L?電動(dòng)機(jī)M停轉(zhuǎn)，打開電磁閥YV3釋放混合液體1min定時(shí)時(shí)間到？關(guān)閉

19、電磁閥YV2，電動(dòng)機(jī)M開始攪拌是否到達(dá)液位H？電磁閥YV1關(guān)閉， 電磁閥YV2通電打開，注入B液體是否到達(dá)液位I？電磁閥YV1通電打開，注入A液體啟動(dòng)否是否是否是否是圖3-2 控制流程圖3.5 元器件明細(xì)表元器件明細(xì)表列出了電氣系統(tǒng)所用的電器元件的名稱、文字符號(hào)和數(shù)目，方便施工人員進(jìn)行元器件的采購(gòu)。表3-2為元器件明細(xì)表包含了元器的詳細(xì)信息。表3-2 元器件明細(xì)表名 稱文字符號(hào)數(shù)量常開按鈕SB2組合開關(guān)QS1光電液位傳感器SQ3電磁閥YV3交流接觸器KM1熱繼電器FR1熔斷器FU43.6 I/O接線圖I/O接線圖是進(jìn)行施工接線的主要技術(shù)文件，圖3-3所示為該溶液混合裝置控制系統(tǒng)的I/O接線圖。

20、v圖3-3 I/O接線圖3.7 控制程序設(shè)計(jì)在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它們是梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等，通過(guò)擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯

21、形圖由觸點(diǎn)、線圈和應(yīng)用指令等組成。觸點(diǎn)代表邏輯輸入條件。CPU運(yùn)行掃描到觸點(diǎn)符號(hào)時(shí)，便轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)位指定的存儲(chǔ)器位訪問(wèn)（即CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀操作）。在用戶程序中常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)可以使用無(wú)數(shù)多次。線圈通常代表邏輯輸出結(jié)果和輸出標(biāo)志位，當(dāng)線圈左側(cè)接點(diǎn)組成的邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”時(shí)，“能流”可以到達(dá)線圈，使得線圈得電動(dòng)作，則CPU將線圈的位地址指定的存儲(chǔ)器的位置為“1”，邏輯運(yùn)算結(jié)果為“0”時(shí)，線圈斷電，存儲(chǔ)器的位置為“0”。STEP7-Micro/WIN32軟件是西門子S7-200PLC的開發(fā)工具，主要用于開發(fā)程序，也可用于實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。以下為用STEP7-Micro/WIN32軟件編制

22、的該控制系統(tǒng)的程序梯形圖。圖3-4 梯形圖梯形圖分析：1.初始狀態(tài) 當(dāng)裝置投入運(yùn)行時(shí)，進(jìn)液閥QO.1、QO.2關(guān)閉，出液閥QO.3 打開10秒將容器中的殘存液體放空后關(guān)閉。2.啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕SB1，液體裝置開始按以下順序工作：進(jìn)液閥QO.1打開，A液體流入容器，液位上升。當(dāng)液位上升到I處時(shí)，進(jìn)液閥QO.1關(guān)閉，A液體停止流入，同時(shí)打開進(jìn)液閥QO.2，B液體開始流入容器。當(dāng)液位上升到H處，進(jìn)液閥QO.2關(guān)閉，B液體停止流入，同時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開始工作。當(dāng)攪拌電機(jī)定時(shí)攪拌1min后制動(dòng)停止攪拌，同時(shí)QO.3打開，開始放液，液位開始下降。當(dāng)液位不能下降到L處時(shí)，開始計(jì)時(shí)2秒后關(guān)閉放液閥QO.3，

23、自動(dòng)開始下一個(gè)循環(huán)。3.停止操作 工作中，若按下停止按鈕SB2，待整個(gè)循環(huán)進(jìn)行到結(jié)束，即待灌內(nèi)液體排完，切斷YV3，不再接通YV1，停止YV1，停止工作。3.8 控制程序語(yǔ)句表指令表編程語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)中的助記符匯編語(yǔ)言，它是可編程控制器最基礎(chǔ)的編程語(yǔ)言。所謂指令表編程，是用一個(gè)或幾個(gè)容易記憶的字符來(lái)代表可編程控制器的某種操作功能，具體指令的說(shuō)明可查閱參考文獻(xiàn)1。語(yǔ)句表通常和梯形圖配合使用，互為補(bǔ)充。將該控制系統(tǒng)的梯形圖轉(zhuǎn)化為語(yǔ)句表如下所示：Network 1 LD I0.0O M0.0AN I0.1= M0.0Network 2 LD I0.0O Q0.1O T38AN Q0.2AN Q0.

24、0AN I0.1= Q0.1Network 3 LD I0.3O Q0.2AN Q0.0A M0.0AN Q0.4= Q0.2Network 4 LD I0.4O Q0.0AN Q0.3A M0.0= Q0.0Network 5 LD Q0.0TON T37,+600Network 6 LD T37O Q0.3AN T38A M0.0= Q0.3Network 7 LDN I0.2O M0.1AN T38A Q0.3A M0.0= M0.1Network 8 LD M0.1TON T38,+20END3.9 程序調(diào)試程序調(diào)試有模擬器調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試等方法，根據(jù)課程設(shè)計(jì)要求并結(jié)合實(shí)際情況使用了ST

25、EP7-Micro/WIN模擬器進(jìn)行了本程序的調(diào)試。西門子S7200的仿真軟件Simulation1.2版是從西班牙原版1.2直接漢化過(guò)來(lái)的，支持TD200仿真界面和增減計(jì)數(shù)器等多種指令。調(diào)試方法如下： 1.將在Step7MicroWin中編譯正確的程序在文件菜單中導(dǎo)出為AWL文件；2.打開仿真軟件，點(diǎn)“配置”-“CPU型號(hào)”，然后選擇CPU 222；3.點(diǎn)“程序”-“載入程序”； 4.選擇Step7MicroWin的版本； 5.將先前導(dǎo)出的AWL文件打開；6.點(diǎn)“PLC”-“運(yùn)行”，開始調(diào)試程序；程序具體運(yùn)行情況如下：1按下啟動(dòng)按鈕SB1，I0.0為1，輸出Q0.1線圈得電，電磁閥YV1通電

26、打開，開始注入A液體，如圖3-5程序調(diào)試圖a所示。2到達(dá)最低液位L時(shí)，I0.1為1，繼續(xù)注入A液體。3到達(dá)中液位I時(shí)，如圖3-6程序調(diào)試圖b所示，I0.2為1，電磁閥YV1斷電關(guān)閉，輸出Q0.2線圈得電，電磁閥YV2通電打開，開始注入B液體。4到達(dá)高液位H時(shí)，如圖3-7程序調(diào)試圖c所示，I0.3為1，電磁閥YV2斷電關(guān)閉，輸出Q0.0線圈得電，電動(dòng)機(jī)M開始工作，開始攪拌液體。51分鐘攪拌時(shí)間到，如圖3-8程序調(diào)試圖d所示，電動(dòng)機(jī)M停止工作，同時(shí)Q0.3線圈得電，電磁閥YV3通電打開，開始釋放混合液體。6如圖3-9程序調(diào)試圖e所示,延時(shí)2秒后，待整個(gè)攪拌過(guò)程完成后，該溶液混合裝置才停止工作。72

27、秒后程序自動(dòng)循環(huán)。圖3-5 程序調(diào)試圖a圖3-6 程序調(diào)試圖b圖3-7 程序調(diào)試圖c圖3-8 程序調(diào)試圖d圖3-9 程序調(diào)試圖e結(jié) 論本液體混合裝置的PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)課題所規(guī)定的控制要求：按動(dòng)啟動(dòng)按鈕SB1后，電磁閥YV1通電打開，液體A流入容器。當(dāng)液位高度達(dá)到I時(shí)，液位傳感器I接通，此時(shí)電磁閥YV1斷電關(guān)閉，而電磁閥YV2通電打開，液體B流入容器。當(dāng)液位達(dá)到H時(shí)，液位傳感器H接通，這時(shí)電磁閥YV2斷電關(guān)閉，同時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)M攪拌。1分鐘后電動(dòng)機(jī)M停止攪拌，這時(shí)電磁閥YV3通電打開，放出混合液去下道工序。當(dāng)液位高度下降到L后，再延時(shí)2S使電磁閥YV3斷電關(guān)閉，并自動(dòng)開始新的周期。該控制系統(tǒng)

28、的突出優(yōu)點(diǎn)是在溶液混合裝置工作的過(guò)程中，按下停止按鈕后，該裝置不會(huì)立即停止工作，必須待完成一個(gè)完整的循環(huán)后才能停車。這樣的設(shè)計(jì)可以保證容器中兩種液體嚴(yán)格按照確定的比例進(jìn)行混合，為下道工序提供高質(zhì)量的混合溶液。雖然在PLC的選型及應(yīng)用程序的編制方面已充分考慮了系統(tǒng)工作的可靠性，以確保系統(tǒng)可以長(zhǎng)期穩(wěn)定高效率地工作。但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于缺乏實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)，可能沒(méi)有完全預(yù)測(cè)到在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，所以該系統(tǒng)的梯形圖的編制還要根據(jù)實(shí)際的工況進(jìn)行調(diào)整和完善。設(shè)計(jì)總結(jié)每一次都非常珍惜大學(xué)期間為數(shù)不多的課程設(shè)計(jì)，這是將理論應(yīng)用于實(shí)踐的最好平臺(tái)。這次的機(jī)電傳動(dòng)與控制課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)前的最后

29、一次課程設(shè)計(jì)，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)為即將到來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行一次練兵，積累了經(jīng)驗(yàn)，所以這次課程設(shè)計(jì)具有的意義更重大。通過(guò)這次實(shí)踐，我對(duì)機(jī)電傳動(dòng)與控制這門課程有了更深層次的理解。為了高質(zhì)量的完成這次課程設(shè)計(jì)，我認(rèn)真的復(fù)習(xí)了課本中的電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、類型與工作原理以及繼電器接觸器控制和PLC控制這些內(nèi)容。掌握了一些常用的繼電器接觸器控制電路，更深層次的了解了PLC的循環(huán)掃描工作方式：輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC在現(xiàn)代自動(dòng)化控制領(lǐng)域中所占的比重越來(lái)越大，這次的設(shè)計(jì)過(guò)程與經(jīng)驗(yàn)為自己以后獨(dú)立進(jìn)行相似自動(dòng)化控制工程提供了依據(jù)，也將幫助自己在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中少走彎路。我覺(jué)得沒(méi)有什么是唾手可得的，只有經(jīng)歷辛勤的汗

30、水，才能讓知識(shí)綻放出美麗的花朵。王老師的指導(dǎo)當(dāng)然也是一個(gè)不可忽視的方面，讓我明白了自己的不足，并馬上改正，也讓我能更好的獨(dú)自完成自己的設(shè)計(jì)。此次機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)是非常難得的一次理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次對(duì)“課題十七 兩種液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制”的設(shè)計(jì)使我擺脫了單純理論學(xué)習(xí)的狀態(tài)，和眼高手低的毛病。通過(guò)本次PLC的課程設(shè)計(jì)，使我了解到PLC的重要性。機(jī)電傳動(dòng)控制是一門極其重要的課程，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)。在當(dāng)今由機(jī)械化向自動(dòng)化，信息化飛速發(fā)展的社會(huì)，尤其是PLC技術(shù)越來(lái)越受人們廣泛應(yīng)用。因此學(xué)會(huì)和運(yùn)用PLC，將對(duì)我們以后踏上工作崗位有極其重要的幫助，在此次設(shè)

31、計(jì)中，我們遇到了許多困難，通過(guò)對(duì)自身的查找，我找出幾點(diǎn)不足之處：1.不會(huì)利用查翻資料。在理論課學(xué)習(xí)過(guò)程中，老師曾經(jīng)給過(guò)我們很多關(guān)于PLC的參考資料，而我沒(méi)有去充分利用。在老師的提示下，我才如獲至寶。2.學(xué)習(xí)認(rèn)真程度不夠，基礎(chǔ)相對(duì)薄弱。最后通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，使我了解了PLC控制技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用和工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位。因此，學(xué)好這門課程很重要，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)更重要。謝 辭在求知的路途上并不會(huì)一帆風(fēng)順，常會(huì)遇到令人困惑的問(wèn)題。老師是我們成長(zhǎng)路上的拐杖，在求知的路上他對(duì)我們太重要了。在這次課程設(shè)計(jì)中，我對(duì)這句話有了更理性的認(rèn)識(shí)。首先，我要感謝我的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師王宗才老師。為了能夠順利的完成這次課程設(shè)計(jì)，王老

32、師在平時(shí)的課堂上總是給我們講解課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，終于在開始課程設(shè)計(jì)前讓我儲(chǔ)備了足夠的專業(yè)理論知識(shí)。“嚴(yán)師出高徒”，“沒(méi)有壓力就沒(méi)有動(dòng)力”，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，老師每天都會(huì)親臨設(shè)計(jì)教室督促大家、鞭策大家努力認(rèn)真的按照進(jìn)度完成課程設(shè)計(jì)所規(guī)定的內(nèi)容。本課題在設(shè)計(jì)過(guò)程中王老師多次詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)程，并對(duì)我進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，引導(dǎo)我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。王老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，必將對(duì)我以后工作態(tài)度的培養(yǎng)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。在課程設(shè)計(jì)過(guò)程中王老師指出了我的不足之處，同時(shí)又給我提出了許多寶貴的意見(jiàn)。正是由于老師的精心指導(dǎo)，我才能順利完成這次課程設(shè)計(jì)，所以，要再次說(shuō)一聲：王老師，您辛苦了！最

33、讓我感動(dòng)的是學(xué)校圖書館的系統(tǒng)出了問(wèn)題，同學(xué)們不能借閱參考書籍，為了能讓大家順利完成課程設(shè)計(jì)，他親自跑到學(xué)校總部查詢圖書館系統(tǒng)的維修情況。王老師真是盡職盡責(zé)！此外，還要感謝自己的同組同學(xué)，在課程設(shè)計(jì)中遇到困難時(shí)大家互相討論、相互幫助的場(chǎng)景依舊浮現(xiàn)在我的腦海里，你們讓我明白了團(tuán)隊(duì)合作的重要性，在解決難題的同時(shí)更增進(jìn)了同學(xué)們間的友誼。參考文獻(xiàn)1 王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011.62 鄧星鐘.機(jī)電傳動(dòng)控制.武漢：華中科技大學(xué)出版社，20073 周宏甫.機(jī)電傳動(dòng)控制.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，20064 羅宇航.流行PLC實(shí)用程序及設(shè)計(jì).西安：電子科技大學(xué)出版社，2006.125 柴瑞娟，陳海霞.西門子編程技術(shù)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.86 陳建明.電氣控制與PLC應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，20107 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京：航空航天大學(xué)出版社，2008