毕业设计-两种液体混合系统设计(编辑修改稿)

毕业设计-两种液体混合系统设计(编辑修改稿)内容摘要：

愈大。 但电动机的过载是受限制的）。 电动机的额定功率是生 产机械所要求功率的 1/λ。 2 种类和型式的选择 种类选择原则：主要从交流或直流、机械特性、调速与起动性能、维护及价格等方面来考虑。 结构型式选择原则：根据生产机械的周围环境条件来确定。 电动机常用的结构型式有：开启式、防护式、封闭式、防爆式。 3 电压和转速的选择 电压等级选择原则：要根据电动机类型、功率以及使用地点的电源电 10 压来决定。 Y 系列笼型电动机的额定电压只有 380V 一个等级；大功率异步电动机才采用 3000V、 6000V 的电压等级。 转速选择原则：根据生产机械的要求而选定。 图 23 电动机型号为 Y90S6/ Y 系列三相异步电动机是一般用途低压三相鼠笼型异步电动机基本系列。 该系列可以满足国内外一般用途的需要，机座范围 80315，是全国统一设计的系列产品。 Y 系列电动机具有高效、节能、性能好、振动小、噪声低、寿命长、可靠性高、维护方便、起动转矩大等优点。 安装尺寸和功率等级完全符合 IEC 标准。 采用 B 级绝缘、外壳防护等级为 IP44，冷却方式 IC418. 选择小型三极断路器 11 图 24 DZ4763 系列小型断路器 适用范围： 交流 50Hz 额定工作电压至 380V 额定电流至 63A 额定短路分断能力不超过 6000A 的配电线路中 作为过载和短路保护之用，亦可作为线路不频繁通断操作与转换之用，断路器符合 标准。 选择 液位传感器 选用 型液位传感器（图 25） 12 图 25 型液位传感器 其中“ L”表示光电的，“ S”表示传感器，” F“表示防腐蚀的， 为最大工作压力。 LSF 系列液位开关可提非常准确、可靠的液位检测，其原理是依据光的反射折射原理，当没有液体时，光被前端的棱镜面或球面反射 回来；有液体覆盖光电探头球面时，光被折射出去，这使得输出发生变化，相应的晶体管或继电器动作并输出一个开关量。 应用此原理可制成单点或多点液位开关。 LSF 光电液位开关具有较高的适应环境的能力，在耐腐蚀方面有较好的抵抗能力。 相关元件主要技术参数及原理如下： 1. 工作压力可达 ； 2. 工作温度上限为 125℃； 3. 触点寿命为 100 万次； 4. 触点容易为 70W； 5. 开关电压为 24VDC； 6. 切换电流为。 选择电磁阀 1 入罐液体的选用 13 入罐液体的选用 VF425 型电磁阀 ，如图 26 所示： 图 26 VF425 型电磁阀 其中“ v”表示电磁阀，“ F”表示防腐蚀， 4 表示设计序号， 25 表示口径（ mm)宽度。 相关元件主要技术参数及原理如下： l) 材质：聚四氟乙烯。 使用介质：硫酸、盐酸、有机溶剂、化学试剂等酸碱性的液体； 2). 介质温度 ≤150℃／环境温度 20 一 60℃； 3). 使用电压： AC:220V50HZ/60HZ DC:24V； 4). 功率： AC:； 5). 操作方式：常闭：通电打开，断电关闭，动作响应迅速，高频率。 2 出罐液体的选用 14 出罐液体的选用 AVF40 型电磁阀，如图 28 所示： 图 27 AVF40 型电磁阀 其中“ A”表示可调节流量 ， “ V”表示电磁阀，“ F”表示防腐蚀， 40为口径（ mm） 相关元件主要技术参数及原理如下： 1). 其最大特点就是能通过设备上的按健设置来控制流量，达到定时排空的效果； 2). 其阀体材料为： ABS，有比较强的抗腐蚀能力； 3). 使用电压： AC:220V 50HZ/60HZ DC:24V； 4). 功率： AC:5KW。 选择 泄压阀 由控制系统中的要求，泄压阀选 用浙江三正阀门有限公司生产的 15 YQ98002 型过滤活塞式安全泄压阀 ，其主要特点如下： 设定压力准确，能长期稳定，一旦超压能迅速泄压。 弹性软密封，确保可靠，滴水不陋。 Y 形宽体腔筏，流阻小、抗汽蚀性强，无噪音。 活塞传动，平稳可靠。 可任何角度安装。 图 28 YQ98002 型过滤活塞式安全泄压阀 S7200 的 CPU的选择 在本控制系统中，所需的开关量输入为 6 点，开关量输出为 6 点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式 PLC。 由于输入输出数比较少， 16 所以我们的 PLC 控制器选用西门子的 S7200， CPU 为 224 的模块就足够了。 1 编程器的选用与简介 1） 西门子 STEP 7Micro/WIN32 编程软件简介 STEP 7Micro/WIN32 编程软件是西门子公司专为 SIMATIC 系列 S7200 可编程控制器研制开发的编程软件，它可以使用个人计算机作为图形编程器，用于在线（联机）或者（脱机）开发用户程序，并可在线实时监控用户程序的执行状态，是西门子 S7200 用户不可缺少的开发工具。 具有简单，易学，高效，节省编程时间，能够解决复 杂的自动化任务；它具有强大的拓展功能，现在汉化程序后，可在汉化的界面下进行操作，使用起来更加方便。 S7200PLC 结构如下图： 图 29 S7－ 200 PLC 结构 2 ） S7200 系列 PLC 概述 西门子 S7 系列可编程控制器分为 S7400、 S7300、 S7200 三个系列，分别为 S7 系列的大、中、小型可编程控制器系统。 S7200 系列可编程控制器有 17 CPU21X 系列， CPU22X 系列， 22 版与 21 版相比，硬件、软件都有改进。 22 版向下兼容 21 版的功能。 22 版与 21 的主要区别是： 21 版 CPU 的自由口通讯速率 300、 600 被 22 版的 57600、 115200 所取代， 22版不再支持 300和 600 波特率 ， 22版不再有智能模块位置的限制 其中 CPU22X 型可编程控制器提供了 4 个不同的基本型号，常见的有CPU221， CPU222， CPU224 和 CPU226 四种基本型号。 a 集成的 24V 电源 可直接连接到传感器和变送器执行器， CPU 221和 CPU222具有 180mA 输出。 CPU224 输出 280mA， CPU 22 CPU 226XM 输出 400mA 可用作负载电 源。 b 高速脉冲输出 具有 2 路高速脉冲输出端，输出脉冲频率可达 20KHz，用于控制步进电机或伺服电机，实现定位任务 c 通信口 CPU 22 CPU222 和 CPU224 具有 1 个 RS485 通信口。 CPU 22 CPU 226XM具有 2 个 RS485 通信口。 支持 PPI、 MPI 通信协议，有自由口通信能力。 d 模拟电位器 CPU221/222 有 1 个模拟电位器， CPU224/226/226XM 有 2 个模拟电位器。 模拟电位器用来改变特殊寄存器（ SMB28， SMB29）中的数值，以改变程序运行时的参数。 如定时器、计数器的预置值，过程量的控制参数。 e 中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。 f EEPROM 存储器模块 可作为修改与拷贝程序的快速工具，无需编程器并可进行辅助软件归档工作。 g 电池模块 用户数据（如标志位状态、数据块、定时器、计数器）可通过内部的超级电容存储大约 5 天。 选用电池模块能延 长存储时间到 200 天（ 10 年寿命）。 电池模块插在存储器模块的卡槽中。 h 不同的设备类型 CPU 221~226 各有 2 种类型 CPU，具有不同的电源电压和控制电压。 I 数字量输入 /输出点 18 CPU 221 具有 6 个输入点和 4 个输出点； CPU 222 具有 8 个输入点和 6 个输出点； CPU 224 具有 14 个输入点和 10 个输出点； CPU226/226XM 具有 24 个输入点和 16 个输出点。 CPU22X 主机的输入点为 24V 直流双向光电耦合输入电路，输出有继电器和直流（ MOS 型）两种类型。 j 高速计数器 CPU 221/222 有 4 个 30KHz 高速计数器， CPU224/226/226XM 有 6 个 30KHz的高速计数器，用于捕捉比 CPU 扫描频率更快的脉冲信号。 下图为 S7200PLC的结构分布示意图： 图 210 S7200PLC 的结构分布示意图 S7200 的工作环境要求为： 0176。 C－ 55176。 C，水平安装 0176。 C－ 45176。 C，垂直安装 相对湿度 95%，不结露 西门子还提供 S7200 的宽温度范围产品（ SIPLUS S7200）： 工作温度范围： 25176。 C－ +70176。 C 相对湿度： 55176。 C 时 98%， 70176。 C 时 45% 其他参数与普通 S7200 产品相同 2 S7－ 200 PLC 运行示意图 19 图 211 S7200PLC 的运行 示意 3 S7－ 200 PLC 结构 S7200 CPU 将一个微处理器、一个集成电源和数字量 I/O 点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型 PLC， 在下载了程序之后，S7200 将保留所需的逻辑，用于监控应用程序。 ，下图为 PLC 控制液体混合的示意图。 图 212 PLC 控制液体混合的示意图 4 下图为 S7200 的扫描工作过程 20 图 213 S7200 的扫描工作过程 如图 S7200 的扫描工作过程知， PLC 可自动检测 I/O 口是否出错， CPU可强制为 STOP，但是本设计，出错后报警，报警灯要闪烁，所以不能强制为STOP，只能用程序控制停止程序。 21 第 3 章 液体混合装置的控制的 软 件设计 控制要求及分析： 1. 初始状态 装置投入运行时，液体 A、 B 阀门均为关闭状态，混合液阀门打开 10s 后关闭。 2. 起 动操作 按下启动按钮后，装置开始按下列规律运行： 1) 液体 A 阀门打开，液体 A 流入容器。 当液面到达 X2 水位时，关闭液体A 阀门，打开液体 B 阀门。 对 1）的分析，由于 A 液体电磁阀动作两次，分别表示注入 A 液体和停止A 液体的注入，所以为了便于分析，不用停止注入 A 液体作为注入 B 液体的顺序开关。 而用初始状态结束作为注入 B 液体的顺序开关。 2) 当液面到达高水位 X3 时，关闭 B 阀门，搅匀电动机开始搅匀。 3) 搅匀电动机工作 20S 后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。 对 3）的分析：由于初始状态也有混合液。