用基本指令实现搅拌控制系统设计.docx

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用基本指令实现搅拌控制系统设计

学号*********

天津城建大学

电气控制技术课程设计

设计说明书

用基本指令实现搅拌控制系统设计

起止日期：

XXXX年01月19日至XXXX年01月23日

学生姓名

****

班级

*********

成绩

指导教师（签字）

控制与机械工程学院

XXXX年01月23日

天津城建大学

课程设计任务书

2014—2015学年第1学期

控制与机械工程学院学院电气工程及其自动化专业班级

课程设计名称：

电气控制技术课程设计

设计题目：

用基本指令实现搅拌控制系统设计

完成期限：

自2015年1月19日至2015年1月23日共1周

设计依据、要求及主要内容（可另加附页）：

一．课程设计的目的

（1）能够根据功能要求选择PLC的类型及其根据I/O点的要求选择该类PLC的型号。

（2）根据所选的PLC的类型，掌握该PLC的编程软件并能够利用该软件绘制设计课题的梯形图。

（3）根据I/O点的定义，绘制PLC外部电气接线图。

二．课程设计的基本要求

1、说明与控制要求

如图所示为一搅拌控制系统，由3个开关量液位传感器，分别检测液位的高，中和低。

现要求对A,B两种液体原料按等比例混合，请编写控制程序。

要求：

按下启动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵1，开始加入液体A→中液位传感器动作后，则关闭进料泵1，打开进料泵2，开始加入液料B→高液位传感器动作后，关闭进料泵2，启动搅拌器→搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵→当低液位传感器动作后，延时5s后关闭放料泵。

按下停止按钮，系统立即停止运行。

2、画出系统动作流程图

3、设计外部输入/输出点（I/0）

4、画出PLC外部接线图

5、请设计完整的梯形图

三、设计报告

课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。

四．参考资料

[1]王阿根.电气可编程序控制原理与应用.清华大学出版社.2010

[2]何有华.可编程序控制器及常用控制电路.冶金工业出版社.2002

[3]郭纯生.可编程序控制器编程实战与提高.电子工业出版社.2006

[4]谢克明夏路易.可编程控制器.电子工业出版社.2003

指导教师（签字）：

系（教研室）主任（签字）：

批准日期：

2015年1月5日

目录

一、绪论1

二、总体方案设计2

2.1方案的目的与意义2

2.2方案的基本要求2

三、硬件设计3

3.1搅拌机结构示意图3

3.2PLCI/O口分配表3

3.3外部接线图4

四、软件设计5

4.1程序设计流程图5

4.2完整的梯形图6

五、总结8

六、参考文献9

一、绪论

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

它具有功能强大、使用可靠、维修简便等许多优点。

但对于传统的继电器电路来说，它难以实现复杂逻辑功能和数字式控制，而且要实现一定规模的逻辑控制功能不仅设计繁琐，难以实现升级，而且易发故障，维修复杂，现在已被大中型设备的控制系统所抛弃。

随着科学技术的飞跃发展，PLC也不断得到完善和强大，同时它的功能也大大超过了逻辑控制的范围，如联网通信功能和自诊断功能等。

因此今天这种装置被我们称作可编程控制器，不过我们还是习惯简称这种装置为PLC。

国际电工委员会（IEC）在1987年2月通过了对它的定义：

“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

”

二、总体方案设计

2.1方案的目的与意义

本课题的主要内容是搅拌器的PLC电气控制的硬件、软件设计。

包括PLC工序图、梯形及各种格式的程序及注解。

其目的和意义是实现两种物料按一定比例均匀混合在一起，通过此次课程设计的制作，将平时所学理论知识同实践相结合，进一步掌握PLC在具体工业操作中的应用。

学习分析问题和处理问题的方法，学会查找资料并提取有价值的信息，开拓思维，全面提高个人综合能力。

2.2方案的基本要求

（1）预期结果：

如图1所示为一搅拌结构图，由3个开关量液位传感器，分别检测液位的高，中和低。

对A,B两种液体原料按等比例混合。

（2）控制过程：

按下启动按钮后系统自动运行，首先打开进料泵MB1，开始加入液体A→中液位传感器动作后，则关闭进料泵MB1，打开进料泵MB2，开始加入液料B→高液位传感器动作后，关闭进料泵MB2，启动搅拌器→搅拌10s后，关闭搅拌器，开启放料泵→当低液位传感器动作后，延时5s后关闭放料泵。

按下停止按钮，系统立即停止运行。

三、硬件设计

3.1搅拌机结构示意图

图1搅拌器示意图

3.2PLCI/O口分配表

表一I/O分配表

输入点

输出点

启动按钮SF1

I0.0

液体A电磁阀MB1

Q0.0

停止按钮SF2

I0.1

液体B电磁阀MB2

Q0.1

液位传感器BG1

I0.2

搅拌电动机M接触器

Q0.2

液位传感器BG2

I0.3

混合液电磁阀MB3

Q0.3

液位传感器BG3

I0.4

根据上表中I/O点个数，本设计拟采用西门子系列S7-200CPU226型号的PLC作为本设计的控制单元。

3.3外部接线图

图2PLC外部接线图图3主电路图

四、软件设计

4.1程序设计流程图

图4系统工作流程图

4.2完整的梯形图

五、总结

在此次课程设计的制作过程中，在开始的时候意料之中的遇到了各种各样的问题，尤其在编写梯形图的过程中，由于平时几乎没有做过相应的联系，开始虽然可以编写出来，但是在仿真的过程中总是得不到预期的结果。

一个简单的流程需要反复几次才能实现相应的功能，确实感觉非常麻烦。

不过经过多次的努力和同学之间的相互研究最终还是不辱使命将梯形图编写了出来，完成之后确实感觉有点小小的高兴。

感觉自己的付出还是值得的。

并且通过这次课程设计我将平时所学理论知识同实践相结合，进一步掌握PLC在具体工业操作中的应用。

学会了分析问题并处理问题的方法，学会了查找资料并提取有价值的信息，开拓了个人思维，全面提高个人综合能力。