液体混合装置的plc控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

液体混合装置的plc控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

应工艺条件的变化。 可编程控制器 (PLC)从上个世纪 70 年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。 随着 30 多年来微电子技术的不断发展， PLC 也通过不断的升级换代大大增强了其功能。 现在 PLC 已经发展成为不但具有逻辑 控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。 由 PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优 7 点，是目前工业自动化的首选控制装置。 故选择 PLC 来实施本次设计。 (1) 开关量的逻辑控制 这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。 如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 (2) 运动控制 PLC 可以用 于圆周运动或直线运动的控制，世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 (3) 闭环过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。 作为工业控制计算机， PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。 PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。 过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 (4) 数据处理 现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数 据的采集、分析及处理。 数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 (5) 通信及联网 PLC 通信含 PLC 间的通信及 PLC 与其它智能设备间的通信。 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 PLC 厂商都十分重视 PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。 新近生产的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 系统方案的设计思想 控制系统简单、经济、使用和维护方便。 物料混合设备要节能、安全、高效和满足生产及应用要求 ： 1． 可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成 8 电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。 2． 配套齐全，功能完善，适用性强 PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。 可以用于各种规模的工业控制场合。 除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。 3． 易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。 它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。 梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。 为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 4． 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造 PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。 更重要的是使同一设备经过改变程序改 变生产过程成为可能。 这很适合多品种、小批量的生产场合。 5． 体积小，重量轻，能耗低 6． 硬件配套齐全，拥护使用方便，适应性强 9 第 2 章 液体自动混合系统的硬件设 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。 10 5． PLC 的环境适应性 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 11 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。