多种液体混合控制

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

目录

一、引言 ·································································································································· 1

二、系统总体方案设计 ···································································································· 2

2.1系统硬件配置及组成原理 ························································································· 2

2.2系统变量定义及I/O地址分配表 ············································································ 5

2.3 硬件系统接线图设计 ································································································· 5

三、控制内容及程序设计 ······························································································· 6

3.1 控制要求及内容 ·········································································································· 7

3.2 PLC与上位监控软件通信 ························································································ 8

3.3控制程序设计思路 ······································································ 错误！未定义书签。

四、结束语 ····························································································································· 9 参考文献 ································································································································· 10 附录：带功能注释的源程序 ······················································································· 11

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，生产要求该系统要具有配料精确、控制

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：

①系统自动工作；

②控制的单周期运行方式；

③由传感器送入设定的参数实现自动控制；

④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：

①PLC 具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上； ②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；

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。

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

2.3 硬件系统接线图设计

图2-3硬件系统接线图

三、控制内容及程序设计

3.1 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 ，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OFF ，

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 ，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1～4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 Logix500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

.

图3-2 四种种液体混合控制流程图 四、结束语

通过对多种混合液体控制系统的分析，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！

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，2002

附录：带功能注释的源程序