基于PLC的自动搅拌系统设计文档格式.docx
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基于S7—300PLC的多罐体液体自动混合搅拌系统
1控制要求
采用PLC设计一个三个罐体的液体自动混合搅拌系统，具体要求如下:
储液罐1为一个5L储液罐，其分别有两个进液阀A和B，一个出液阀C（均为电磁阀，下同）。
罐体上有三个传感器，分别为低液位传感器L，中液位传感器I，高液位传感器H。
启动系统之前，容器是空的，各阀门关闭，传感器H=I=L=OFF，搅拌电动机M0=OFF。
首先，按下启动按钮,自动打开阀门A使液体A流入。
当液面到达传感器I的位置时，关闭阀门A，同时打开阀门B使液体B流入。
当液面到达传感器H位置时，关闭阀门B，同时启动搅拌电动机搅拌1分钟。
搅拌完毕后,打开放液阀门C。
当液面低于传感器L的位置时，再继续放液10秒后关闭放液阀门C.随后再将阀门A打开，如此循环下去.若停止后罐内依旧存在液体，可利用出液阀C手动按钮将液体排出。
当启动按钮按下时，同时低速启动搅拌机M0。
当进液阀B打开时，切除电动机所串入电阻，使其正常运行.当电磁阀C打开时，再时搅拌机M0低速运行,若不按下停止按钮，使系统循环进行。
在工作中如果按下停止按钮，搅拌机M0不立即停止工作，只有当前混合操作处理完毕，才停止工作，即停在初始状态。
当初始状态下,按下停止按钮，搅拌机M0将进行反接制动，最终利用速度继电器，将反接制动切除。
储液罐2为一个3L储液罐，其分别有两个进液阀D和E，一个出液阀F。
罐体上有两个传感器分别为低液位传感器N和高液位传感器K。
当储液罐1的电磁阀B打开时，同时打开储液罐2的进液阀D和E.延迟10秒后,启动搅拌机M1进行搅拌1分钟，当罐内液面到达高液位传感器K时，自动关闭进液阀D和E。
搅拌时间到后，打开岀液阀F。
当液面低于低液位传感器N时，延迟5秒，之后同时关闭搅拌机M1和岀液阀F。
储液罐3为一个10L储液罐，罐体上有一个高液位传感器P，当由储液罐1和储液罐2放出的液体液面达到传感器P的液面高度时，启动搅拌机M2同时延迟20秒打开岀液阀G，放液3分钟到储液塔中，时间到后自动关断搅拌机M2和出液阀G。
之后整个系统如此循环。
图1为系统分布图,题目中的5L，3L和10L只是象征意义的容量，并非工业现场容量.
图1系统分布图
2I/O地址分配表
如表1所示为本系统的I/O地址分配表。
表1I/O地址分配表
输入信号
输出信号
名称功能输入地址
名称功能输出地址
SB1
SB2
FR
传感器L
传感器I
传感器H
SB3
传感器K
传感器N
传感器P
启动按钮
停止按钮
过载保护
罐1低液位测量
罐1中间液位测量
罐1高液位测量
阀C手动按钮
罐2的高液位测量
罐2的低液位测量
罐3的高液位测量
I0。
I0.1
I0.2
3
I0.4
5
I0.6
I1。
1
I1.3
接触器KM1
进液阀A
进液阀B
岀液阀C
接触器KM2
接触器KM3
进液阀D
进液阀E
接触器KM4
出液阀F
接触器KM5
KS
岀液阀G
M0启动线圈
储液罐1进液
储液罐1岀液
M0正常运转
反接制动
储液罐2进液
搅拌机M1
储液罐2岀液
搅拌机M2
速度继电器
储液罐3岀液
Q4。
Q4.1
2
Q4.3
Q4.4
Q4.5
Q5。
Q5.1
Q5.2
Q5.3
Q5.4
6
3PLC外部接线图
本系统采用的外部硬件分别为：
（1）电源模块为PS30710A;
（2）CPU模块为CPU314;
（3）接口模块未加，但槽位依旧要空出;
（4）输入模块为DI321DC24V;
（5）输出模块为DO322DC24V/0.5A。
如图2所示为PLC外部接线图。
图2PLC外部接线图
4主电路连接图
如图3所示，图中搅拌机M0分为低速启动，高速运行，当速度接触器KM1闭合时，其主电路接通电源，电流流经上拉电阻，从而使电机低速启动,当速度2接触器闭合时，将上拉电阻切除，从而电机正常运行。
当反接制动时，KM3闭合，对电机进行反接制动，等到电机速度接近于0时,由速度继电器将反接制动切除，从而保证电机不会反转。
串入电阻既可以限制启动电流,又可以限制过大的反接制动电流。
搅拌机M1和搅拌机M2均为小电机，可以直接启停。
图3主电路连接图
5控制程序及程序流程图
如图4所示为控制程序流程图,控制程序见附录。
图4控制程序流程图
6系统运行调试及S7—PLCSIM仿真
如图5所示为S7—PLCSIM仿真图。
图5系统S7-PLCSIM仿真
当启动按钮按下后,使储液罐1进液阀A得电，从而放入液体进入罐1。
当液位到达传感器I高度时，进液阀B被打开，同时打开了罐2的进液阀D和E。
当罐1液位到达传感器H的高度时，关闭进液阀B，同时让搅拌机M0正常运行搅拌1分钟。
罐2的进液阀打开后,10秒后搅拌机M1自动搅拌1分钟后自动打开岀液阀F.其中I0。
3和I1。
1分别为罐1和罐2的低液位传感器，只要进液皆可没过其高度.
7心得体会
本次课设通过运用S7-300PLC的STEP7编程软件，我设计了一个多罐体液体自动混合搅拌系统。
通过对梯形图的设计，我设计了三个储液罐，且每个储液罐均有其进行自动搅拌的搅拌机。
当启动按钮按下，不光可以保证储液罐的进液阀为其自动进液，而且可以保证，当液体到达适当高度，进行进液阀的转换和岀液阀自动的打开。
编程完毕后，通过S7—PLCSM仿真软件仿真，逻辑合理,实现了题目的要求，从而完成课题。
附录
Network1:
储液罐1的程序
按下启动按钮，启动电磁阀A使液体1进入。
Network2：
当阀A提供液体1的液位达到传感器2的液位时，关闭阀A启动阀B,让第二种液体液体2流入。
Network3：
当搅拌的两种液体混合后，液位达到传感器3时,关闭阀A和阀B，让液体搅拌十分钟后打开阀C。
Network4:
接通延迟型定时器延迟一分钟.
Network5:
通过定时器打开岀液阀C。
Network6：
当液体液位降到传感器L高度以下，让阀门C再开10秒之后,将其关闭。
Network7:
Network8:
启动按钮按下同时，搅拌电机低速启动,进行低速搅拌。
Network9:
对电机主电路进行反接制动操作。
Network10:
当电磁阀B打开时，此时去除主电路中的电阻,从而加快搅拌速度。
Network11:
储液罐2的程序
当液体罐1的阀B打开时同时启动液体罐2的进液阀D和E，当到达罐2液位传感器K时，将两个进液阀关闭.
Network12:
打开进液阀D和进液阀E，使液体3和液体4进入罐中.
Network13:
延迟10秒之后，开动搅拌机进行搅拌。
Network14:
Network15:
搅拌一分钟之后打开岀液阀F。
Network16：
岀液阀打开后检测传感器N的状态。
Network17:
当传感器N有负跳变时，进行延迟，延迟5s后，关闭搅拌电机,同时也关闭岀液阀F。
Network18:
Network19:
当到达储液罐3液位传感器时，同时打开搅拌机。
Network20:
搅拌机M2搅拌20秒后,打开岀液G,3分钟后将搅拌机和岀液阀同时关闭。
Network21：
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