液体混合自动控制系统毕业论文(编辑修改稿)

液体混合自动控制系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

序采集到的，所三个变量的类型都是 I/O 实型变量。 在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话 7 框，设置完成后，单击“确定”。 （ 4）建立动画连接 在画面上双击图形对象，弹出“动画连接”对话框。 单击“填充” 等按钮，弹出“填充连接”等对话框，注意填充方向和填充色的选择。 单击“确定”。 单击“动画连接”对话框的“确定”。 （ 5）运行和调试 在主监控画面，点击左上角文件按钮，在下拉菜单中选择“切换到 view”，进入监控画面。 画面将显示从下位机采集到的数据。 8 第三章 液体混合系统的硬件设计 硬件选型 PLC 机型选择 机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。 具体应考虑的因素如下所述。 1． 结构合理 对于工艺过 程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构的PLC；否则，选用模块式结构的 PLC，物料混合控制系统的设计选用整体式结构的 PLC能够达到要求。 2． 功能强、弱适当 对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的 PLC，西门子公司的 S7200 系列机或欧姆龙公司的 COM1。 3． 机型统一 PLC 的结构分为整体式和模块式两种。 整体式结构把 PLC 的 I/O 和 CPU 放在一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。 但由于整体式结构的 PLC 功能有限，只适用于 控制要求比较简单的系统。 一般大型的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。 一个大型企业选用 PLC时，尽量要做到机型统一。 由于同一机型的 PLC，其模块可互为备用，以便备件的采购和管理；另外，功能及编程方法统一，有利于技术人员的培训；其外部设备通用也有利于资源共享。 若配备了上位计算机，可把各独立系统的多台 PLC 联成一个多级分布式控制相互通信，集中协调管理。 物料混合控制系统控制要求比较简单选择整体式结构的PLC。 4． 是否在线编程 PLC 的特点之一是使用灵活。 当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程 器重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。 PLC 的编程分为离线编程和在线编程两种。 离线编程的 PLC，其主机和编程器共用物料混合控制系统采用离线编程。 5． PLC 的环境适应性 9 由于 PLC 是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。 尽管如此，每种 PLC 都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。 一般 PLC 及其外部电路（ I/O 模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作： 温度 ： 工作温度 0～ 55℃ ，最高为 60℃ 储存温度 ： 40℃ ～＋ 85℃ 湿度 ： 相对湿度 5%～ 95%(无凝结霜 ) 振动和冲击 ： 满足国际电工委员会标准 电源 ： 交流 200V，允许变化范围为 15%～＋ 15%，频率为 47～ 53Hz 瞬间停电保持 l0ms 环境 ： 周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体 对于需要应用在特殊环境下的 PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。 PLC 容量选择 PLC 容量包括两个方面：一是 I/O 的点数；二是用户存储器的容量（字数）。 PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。 根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的 10%～ 25%考虑裕量。 对于开关量控制系统，存储器字数为开关量 I/O 乘以 8；对于有模拟量控制功能的 PLC，所需存储器字数为模拟内存单元数乘以 100。 通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。 计时、计数、移位及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。 各种指令占存储器的字数可查阅 PLC 产品使用手册。 I/O 点数也应留有适当裕量。 由于目前 I/O 点数较多的 PLC 价格也较高，若备用的I/O 点的数量太多，将使成本增加。 根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常 I/O 点 数按实际需要的 10%～ 15%考虑备用量。 I/O 模块的选择 PLC 是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，它的工作环境 是 工 业 生 产 现 场。 它 与 工 业 生 产 过 程 的 联 系 是 通 过 通过 I/O 接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。 同时控制器又通过 I/O 接口模块将控制器的处理结果送给 10 工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。 外部设备或生产过程 中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而 PLC 的 CPU 所处理的信息只能是标准电平，所以 I/O 接口模块还需实现这种转换。 PLC 从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。 为了确保这些信息的正确无误， PLC的 I/O 接口模块都具有较好的抗干扰能力。 根据实际需要， PLC 相应有许多种 I/O 接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。 1． 确定 I/O 点数 I/O 点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便地对功能进行扩展。 对一个控制对象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样， I/O 点数就可能有所不同。 2． 开关量 I/O 标准的 I/O 接口用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开 /关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。 典型的交流 I/O 信号为 24～ 240V（ AC），直流 I/O 信号为 5～ 24V（ DC）。 3． 选择开关量输入模块主要从下面两方面考虑：一是根据现场输入信号与 PLC 输入模块距离的远近来选择电平的高低。 一般 24V 以下属于低电平， 其传输距离不宜太远。 如 12V 电压模块一般不超过 10m，距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠。 二是高密度的输入模块，如 32 点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。 一般同时接通的点数不得超过总输入点数的 60%。 4． 选择开关量输出模块时应从以下三个方面来考虑：一是输出方式选择。 输出模块有三种输出方式：继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。 其中，继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，且有隔离作用。 但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁 的交／直流负载。 当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过 1Hz。 晶闸管输出（交流）和晶体管输出（直流）都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。 感性负载在断开瞬间会产生较高反电压，必须采取抑制措施。 二是输出电流的选择。 模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动时，应增加中间放大环节。 对于电容性负载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流，要留有足够的余量。 三是允许同时接通的输出点数。 在选用输出点数时，不但要核算一个输出点的驱动能力，还要核算整个输出模块的满负荷负载能力 ，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过 11 模块规定的最大允许电流值。 电源模块的选择 电源模块的选择一般只需考虑输出电流。 电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、 I/O 模块、专用模块等消耗电流的总和。 以下步骤为选择电源的一般规则： 1． 确定电源的输入电压； 2． 将框架中每块 I/O 模块所需的总背板电流相加，计算出 I/O 模块所需的总背板电流值； 3． I/O 模块所需的总背板电流值再加上以下各电流： （ 1） 框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值； （ 2） 当框架中带有远程适配器模块或扩展本 地 I/O 适配器模块时，应加上其最大电流值。 4． 如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理； （ 1） 列出将来要扩展的 I/O 模块所需的背板电流； （ 2） 将所有扩展的 I/O 模块的总背板电流值与步骤。 5． 在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。 6． 根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，从用户手册中选择合适的电源模块。 具体应考随着 PLC 技术的发展， PLC 产品的种类越来越多，而且功能也日益完善。 PLC 的种类繁多，其结构、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等各有不同，当然使用 场合也有所不同。 因此选择合理的 PLC 对提高 PLC 控制系统技术经济指标意义重大。 因此在选择机型时不仅要满足其功能要求及维护等方面的虑： （ 1）合理结构形式（ 2）安装方式选择（ 3）相当的功能要求（ 4）系统可靠要求 PLC I/O 点分配 分析原理 通过分析控制任务，如不考虑产量显示，则共需要 5 个数字量输入和 7 个数字量输出， CPU 型号可以选择 S7200PLC 的 CPU224（本机上有 14 个数字量输入和 10 个数字量输出）。 由于系统需要显示灌装的灌数，产量上限为 1600，可以使用 4 个带译码电 12 路的 BCD 数码显示管显示灌装产量，这样就另外需要 16 点数字量输出。 可以使用 2个数字量输出扩展模块 EM22（ DC24V）或使用一个数字量输入 /输出混合扩展模块EM233(DI16/DO16*DC24V)。 SL1(L)、 SL2(I)、 SL3(H)为 3 个液位传感器，液体淹没时接通。 进液阀 、 分别控制 A 液体和 B 液体进液，出液阀 控制混合液体出液。 该系统所使用的输入输出设备的 I/O 分配如表 31 所示。 表 31 输入和输出设备 I/O 分配表 输入 输出 启动按钮 SB1 液体 A 电磁阀 Y1 停止按钮 SB2 液体 B 电磁阀 Y2 液位传感器 SL1 混合液电磁阀 Y3 压力传感器 P1 搅动电动机接触器 PLC 的 I/O 接线图 根据表 21 输入和输出设备及 I/O 点分配表画出图 21 I/O 主要接线图如下 : 启动按钮 SB停止按钮 SB2 分别由 和 控制。 S B 1I 1 . 3I 1 . 2I 1 . 11 MI。