西門子S7-1200多液體混合控制系統(tǒng)PLC課程設計報告

1、山東交通學院電控與PLC課程設計報告院(部)別 信息科學與電氣工程學院 班 級 電氣 學 號 姓 名 指導教師 時 間 2017.12.11-2017.12.22 課 程 設 計 任 務 書題 目 多液體混合控制系統(tǒng) 學 院 信息科學與電氣工程學院 專 業(yè) 電氣工程及其自動化 班 級 電氣 學生姓名 學 號 12 月 11 日至 12 月 22 日 共 2 周指導教師(簽字) 院長(主任) (簽字) 2017 年 12月 20 日一、 設計內(nèi)容及要求1基礎題1.1天塔之光1.2PLC控制電機正反轉(zhuǎn)2組合題 PLC 實現(xiàn)多液體自動混合控制2.1總體控制要求：如面板圖所示，本裝置為三種液體混合模擬

2、裝置，由液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2、SL3，液體A、B、C閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、 YV3、YV4，攪勻電機M，加熱器H，溫度傳感器T組成。實現(xiàn)三種液體的混合，攪勻，加熱等功能。三相異步電動機與攪拌電機同步運轉(zhuǎn)、停止。 2.2打開“啟動”開關，裝置投入運行時。首先液體A、B、C閥門關閉，混合液閥門打開10秒將容器放空后關閉。然后液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL3時，SL3接通，關閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL2 時，關閉液體B閥門，打開液體C閥門。液面到達SL1時，關閉液體C閥門。 2.3攪勻電機開始攪勻、加熱器開始加熱。當混合液體在7秒內(nèi)達到設定溫度，

3、加熱器停止加熱，攪勻電機工作7秒后停止攪動；當混合液體加熱7秒后還沒有達到設定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當混合液達到設定的溫度時，加熱器停止加熱，攪勻電機停止工作。2.4攪勻結(jié)束以后，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到 SL3時， SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再經(jīng)過N秒，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期。 2.5關閉“啟動”開關，在當前的混合液處理完畢后，停止操作。2.6數(shù)碼管顯示加熱器加熱時間。2.7PLC 某DA輸出端，每個3V，循環(huán)輸出1V、3V、5V。2.8N 秒由某電壓值決定，當電壓大于零小于2V時，N=2，當電壓值大于2V小于10V時，N=4。2.9TP7OO 同步具有相

4、應的啟動、停止、傳感器狀態(tài)、指示燈狀態(tài)等等2、 設計原始資料S7-1200PLC實驗平臺、PC機、PLC課程設計指導書、西門子S7-1200編程與應用3、 設計完成后提交的文件和圖表硬件示意圖；端子分配圖；設計程序；設計中遇到的問題，解決方法；實驗結(jié)果；設計心得。4、 進程安排資料查閱與學習討論；設計及調(diào)試；成果驗收及答辯。 5、 主要參考資料1 劉華波、劉丹、趙巖嶺、馬艷、山炳強，西門子S7-1200PLC編程與應用，機械工業(yè)出版社 2015.9目 錄摘 要- 1 -一、基礎題- 2 -1. 1天塔之光- 2 -1.1.1設計要求- 2 -1.1.2設計思路- 2 -1.1.3部分程序梯形圖

5、- 3 -1.2PLC控制電機正反轉(zhuǎn)- 4 -1.2.1設計要求- 4 -1.2.2設計思路- 4 -1.2.3電路接線圖- 5 -1.2.4程序梯形圖- 5 -二、組合題 PLC 實現(xiàn)多液體自動混合控制- 6 -2.1設計要求- 6 -2.2設計思路及流程圖- 6 -2.3 實驗器材- 7 -2.4 I/O分配- 8 -2.5 程序梯形圖- 8 -2.6 設計中遇到的問題，解決方法- 12 -2.7實驗效果圖- 13 -三、課程設計總結(jié)- 14 -參 考 文 獻- 14 -摘 要本課程設計為基于PLC的多種液體混合控制系統(tǒng)，是以控制三種液體的混合裝置為例，將三種液體按一定比例混合，在電動機攪

6、拌后并加熱到一定的溫度才能將混合的液體排出裝置，并形成自動循環(huán)狀態(tài)。多種液體混合控制系統(tǒng)的設計考慮到其動作的連續(xù)性以及各個被控設備之間的相互關聯(lián)性，針對不同的工作狀態(tài)，進行相應的動作控制輸出，從而實現(xiàn)多種液體混合控制系統(tǒng)從第一種液體加入到混合完成排出為一個在周期的控制程序。此次課程設計報告以多種液體混合控制系統(tǒng)為中心,對設計要求、設計流程、IO口分配以及梯形圖設計等做出了詳細的報告。此次設計采用西門子公司的S7-1200系列PLC去實現(xiàn)設計要求。關鍵詞 PLC 多液體混合控制 西門子- 14 -一、基礎題1. 1天塔之光1.1.1設計要求(1) 依據(jù)實際生活中對天塔之光的運行控制要求，運用可編

7、程控制器的強大功能，實現(xiàn)模擬控制。 (2) 閉合“啟動”開關，指示燈按以下規(guī)律循環(huán)顯L1L2L3L4L5L6L7L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L2、L3、L4L5、L6、L7、L8L1L1、L2L1、L3L1、L4L1、L8L1、L7L1、L6L1、L5L1、L2、L8L1、L3、L7L1、L4、L6L1、L2、L3、L4L1、L5、L6、L7、L8L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L8L1。(3) 關閉“啟動”開關，天塔之光控制系統(tǒng)停止運行。 (4) 要求觸摸屏畫上燈后同步顯示。1.1.2設計思路(1) 打開啟動開關，啟動

8、保持型接通延時定時器，即TONR定時器，將ET端子數(shù)據(jù)存儲在某一區(qū)域。(2) 利用比較指令，按題目要求，分別在規(guī)定時間段控制各個小燈的亮滅。(3) 達到規(guī)定時間，使定時器復位重新計數(shù)，從而達到程序循環(huán)運行。(4) 繪制跟畫面，并為其分別賦予IO變量，使其與實物裝置同步顯示。1.1.3部分程序梯形圖1.2PLC控制電機正反轉(zhuǎn)1.2.1設計要求利用 PLC 實現(xiàn)對電機的正反轉(zhuǎn)控制，要求有啟動、停止按鈕。系統(tǒng)啟動后，可以通過按鈕分別控制電機正、反轉(zhuǎn)，并且要延時15S切換。例如系統(tǒng)正轉(zhuǎn)時，按下反轉(zhuǎn)按鈕后，電機延時 15S后反轉(zhuǎn)啟動。1.2.2設計思路(1) 通過啟動開關和幾個常閉開關，在打開啟動開關后

9、使電機正轉(zhuǎn)輸出端子得電從而控制電機正轉(zhuǎn)，并使電機正轉(zhuǎn)自鎖。(2) 打開反轉(zhuǎn)按鈕，使反轉(zhuǎn)程序接通，并關斷正轉(zhuǎn)程序，經(jīng)5S延時接通定時器，使電機反轉(zhuǎn)輸出端子得電，控制電機反轉(zhuǎn)。(3) 關斷電機反轉(zhuǎn)按鈕，使電機正轉(zhuǎn)輸出端子經(jīng)5s延時接通定時器后得電從而再次控制電機正轉(zhuǎn)。1.2.3電路接線圖1.2.4程序梯形圖二、組合題 PLC 實現(xiàn)多液體自動混合控制2.1設計要求(1) 總體控制要求：如面板圖所示，本裝置為三種液體混合模擬裝置，由液面?zhèn)鞲衅鱏L1、SL2、SL3，液體A、B、C閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、 YV3、YV4，攪勻電機M，加熱器H，溫度傳感器T組成。實現(xiàn)三種液體的混合，攪勻，

10、加熱等功能。三相異步電動機與攪拌電機同步運轉(zhuǎn)、停止。 (2) 打開“啟動”開關，裝置投入運行時。首先液體A、B、C閥門關閉，混合液閥門打開10秒將容器放空后關閉。然后液體A閥門打開，液體A流入容器。當液面到達SL3時，SL3接通，關閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達SL2 時，關閉液體B閥門，打開液體C閥門。液面到達SL1時，關閉液體C閥門。 (3) 攪勻電機開始攪勻、加熱器開始加熱。當混合液體在7秒內(nèi)達到設定溫度，加熱器停止加熱，攪勻電機工作7秒后停止攪動；當混合液體加熱7秒后還沒有達到設定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當混合液達到設定的溫度時，加熱器停止加熱，攪勻電機停止工作。(4) 攪勻結(jié)束

11、以后，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當液面下降到 SL3時， SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再經(jīng)過N秒，容器放空，混合液閥門關閉，開始下一周期。 (5) 關閉“啟動”開關，在當前的混合液處理完畢后，停止操作。(6) 數(shù)碼管顯示加熱器加熱時間。(7) PLC 某DA輸出端，每個3V，循環(huán)輸出1V、3V、5V。(8) N 秒由某電壓值決定，當電壓大于零小于2V時，N=2，當電壓值大于2V小于10V時，N=4。(9) TP7OO 同步具有相應的啟動、停止、傳感器狀態(tài)、指示燈狀態(tài)等等2.2設計思路及流程圖(1) 打開“啟動”開關，經(jīng)10s的接通延時定時器，關閉排液閥，同時打開閥門A通入A液體，再根據(jù)液面

12、傳感器，利用復位指令依次打開或關閉B閥門和C閥門。(2) 當所有液體流入裝置以后達到指定液面，SL1液面?zhèn)鞲衅鞯秒?，關閉C閥門，同時打開電機和加熱器進行加熱攪拌，由數(shù)碼管記錄加熱時間。數(shù)碼管功能通過給加計數(shù)器一個1Hz的脈沖并且由“MOVE”指令移位來實現(xiàn)。(3) 當加熱器加熱到要求的溫度，溫度傳感器T得電，此時將加熱器復位來關閉加熱器，同時由7s接通延時定時器控制電機復位停止攪拌并且打開排液閥進行排液。(4) 通過加計數(shù)器、“MOVE”指令以及比較指令控制PLC的DA輸出端按要求間隔3s循環(huán)輸出1、3、5V電壓。其電壓輸出值由“MOVE”指令實現(xiàn)。例如當IN端輸入值為2765時輸出電壓為1V

13、。再由此DA端輸出電壓和比較指令，決定排液閥排液2s后關斷還是排液4s后關斷。(5) 當排液閥關斷，系統(tǒng)自動運行下一個周期。其中，“啟動”開關只控制第一個程序段，若中途關閉開關，需要經(jīng)裝置處理完所有液體后系統(tǒng)才會完全停止運行。(6) 最后處理TP700面板，繪制跟畫面圖，并且賦予各個位置IO變量，設置其動畫，使其與裝置同步顯示。啟動排液注入液體ASL3=1?注入液體BSL2=1?注入液體CSL1=1?加熱攪拌T=1?排液NYNNNYYY設計流程圖2.3 實驗器材(1) S7-1200PLC實驗臺；(2) PC機；(3) 導線；(4) 8P以太網(wǎng)線通訊編程電纜；(5) 萬用表。2.4 I/O分配

14、序號PLC地址（PLC端子）電氣符號（面板端子）功能說明1I0.1SD啟動2I0.2SL3液位傳感器SL33I0.3SL2液位傳感器SL24I0.4SL1液位傳感器SL15I0.5T溫度傳感器T6Q0.0YV1進液閥門A7Q0.1YV2進液閥門B8Q0.2YV3進液閥門C9Q0.3YV4排液閥門10Q0.4YKM攪拌電機11Q0.5H加熱器2.5 程序梯形圖2.6 設計中遇到的問題，解決方法(1) 輸出口壞了，導致無輸出，經(jīng)重新定義IO變量，更換其它輸出口，終正常輸出；(2) 程序正常，但實物輸出不對，通過萬用表檢測，是線斷了，經(jīng)更換新線，輸出正常；(3) 模擬量無法輸出要求電壓，經(jīng)查閱教材，

15、修改程序模數(shù)值，最終DA輸出端按要求輸出電壓；(4) 三相電保險管炸裂，更換新的保險管，并且經(jīng)檢測接線無誤后再開啟三相電源開關。2.7實驗效果圖多液體混合控制實驗效果圖1多液體混合控制實驗效果圖2三、課程設計總結(jié)為期兩周的PLC課程設計結(jié)束了。這次課程設計是對對自己平常課堂所學知識的檢閱。通過這兩周的時間，使我學到了很多知識，鞏固了課堂上所講的各個要點難點，并且學到了很多擴展知識，使我明白了知識的全面性和重要性。不過程序方面還有很多不足之處，讓我感覺到自己的知識有限，還需不斷拓展自己的知識面。雖然過程中遇到了許多困難，但經(jīng)過自己努力查閱資料并且經(jīng)老師的點撥，最終克服了各個難關，讓程序按要求運行。這使我感覺到自己其實有很大的潛力，只要相信自己，一步一個腳印，扎扎實實的去學習工作，一定會完成自己心中