PLC课程设计报告

PLC课程设计报告书

题目一：液体混合装置PLC控制系统设计 题目二：花样喷水池的PLC控制

姓名： 专业班级： 学号： 指导老师： 完成时间： 2014年7月10日

目 录

1. 液体混合装置PLC控制系统设计

1.1设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„03 1.2顺序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„04 1.3电气控制主电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„04 1.4顺序功能图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„05 1.5 PLC硬件软件设计

1.5.1 PLC选型及电源负载能力校验„„„„„„„„„„„„„„„„„05 1.5.2 I/O分配表和I/O端子接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„05 1.5.3梯形图程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„06

2. 花样喷水池的PLC控制

2.1设计任务„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„09 2.2程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 2.3电气控制主电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 2.4 顺序功能图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.5 PLC硬件软件设计

2.5.1 PLC选型及电源负载能力校验„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.5.2 I/O分配表和I/O端子接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.5.3梯形图程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

心得体会„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24

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1. 液体混合装置PLC控制系统设计

为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正想缩短生产周期，降低成本。提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生

行业中多为易燃易爆，有毒有腐蚀性介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有混合精确，控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化难以实现的，所以为了相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料是比就是摆在我们面前的一大课题。借助实验室设备，熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产当中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工工业中。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们服务，可编程控制器的应用非常广泛，它在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域都发挥着举足轻重的作用。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。 1.1设计任务 控制要求：

（1）液体混合装置示意图如图1所示。初始状态，电磁阀Y1、Y2、Y3以及搅拌电机M和加热电炉H状态均为OFF，液位传感器L1、L2、L3状态均为OFF。

（2）按下起动按钮SB1，开始注入液体A，当液面高度达到L2时，停止注入液体A，开始注入液体B，当液面上升到L1时，停止注入液体，开始搅拌10S，10S后继续搅拌，同时加热5S，5S后停止搅拌，继续加热8S。

（3）8S后停止加热，同时放出混合液体C，当液面降至L3时，继续放2S，2S后停止放出液体，同时重新注入液体A，开始下一次混合。

（4）按下停止按钮SB2，在完成当前的混合任务后，返回初始状态。 搅拌电机采用三相异步电机，单向运转。

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1.2顺序流程图

开始放水10s注入液体A至液面高度达到L2注入液体B至1.3电气控制主电路图

液面高度达到L1搅拌10s继续搅拌并加热5s停止搅拌，继续加热8s停止加热并放出液体C液面降至L3时继续放2s停止放出液体Y按下停止按钮？N停止4

1.4 顺序功能图

1.5 PLC硬件软件设计

1.5.1 PLC选型及电源负载能力校验

采用西门子S7-200PLC,CPU226,未使用扩展模块，满足电源负载能力。 1.5.2 I/O分配表和I/O端子接线图 控制信号 输入信号 信号名称 启动 停止 液位传感器L1接通 液位传感器L2接通 液位传感器L3接通 搅拌电机M 输出信号 元件名称 常开按钮 常开按钮 液位传感器 液位传感器 液位传感器 接触器 热继电器 电磁阀 电磁阀 电磁阀 I/O分配表

元件符号 SB1 SB2 L1 L2 L3 M H Y1 Y2 Y3 地址编码 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 Q0.0 Q0.4 Q0.1 Q0.2 Q0.3 加热电炉H 电磁阀Y1打开 电磁阀Y2打开 电磁阀Y3打开 5

1MSB1SB2I0.1L1I0.2L2L3I0.3I0.4I0.01LQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3MY1Y2Y3HS7-200CPU 226Q0.4ML+LL1

I/O端子接线图

1.5.3梯形图程序

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2．花样喷水池的PLC控制

花式喷水池工作原理是，由控制系统来控制水柱，达到与喷水同步效果，而水柱是由水泵来控制，而水泵是由三相异步电动机组成，三相异步电动机转速通入工频电源，转速是不变化，变频器是专门针对电机调速装置。由变频器控制电机转速，使水柱发生变化。在该项目中变频器克服了花式喷水池所要求的三大难点：一是变频器与受控电机距离远。二是变频器克服了加减电机造成的对变频器的电流冲击：电机工频起动会产生3至5倍的启动电流，由于广场喷泉使用的每台变频器均通过输出端接触器控制多台水泵，工况要求变频器必须具备这种性能。 2.1设计任务

1. 花式喷水池示意图

23启动停止☆13214选择开关单步/连续电源4

图a）中4为中间喷水管，3为内环状喷水管，2为中环形状喷水管，1为外环形状喷水管。图b）中的选择开关可有4种选择，可分别用4个开关模拟实现；单步/连续开关为“1”= 单步，“0”= 连续，其他为单一功能开关。

2. 控制要求：

（1）控制器电源开关接通后，按下启动按钮，喷水装置即开始工作。按下停止按钮，则停止喷水。工作方式由“选择开关”和“单步/连续”开关来决定。

（2）“单步/连续”开关在单步位置时，喷水池只运行一个循环；在连续位置时，喷水池反复循环运行。

（3） 方式选择开关用以选择喷水池的喷水花样，1～4号喷水管的工作方式选择如下： 选择开关在位置“1”——按下启动按钮后，4号喷水，延时2s，3号喷水，再延时2s，2号喷水，再延时2s，1号喷水，接着一起喷水15s为一个循环。

选择开关在位置“2”——按下启动按钮后，1号喷水，延时2s，2号喷水，再延时2s，3号喷水，再延时2s，4号喷水，接着一起喷水30s为一个循环。

选择开关在位置“3”——按下启动按钮后，1、3号同时喷水，延时3s后，2、4号同时喷水，1、3号停止喷；交替运行5次后，再1～4号全部喷水30s为一个循环。

选择开关在位置“4”——按下启动按钮后，喷水池1～4号水管的工作顺序为：

1→2→3→4按顺序延时2s喷水，然后一起喷水30s后，1、2、3和4号水管分别延时2s停水，再等待1s，由4→3→2→1反序分别延时2s喷水，然后再一起喷水30s为一个循环。

（4） 不论在什么工作方式，按下停止按钮，喷水池立即停止工作，所有存储器复位。

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a）花式喷水池喷嘴布局示意图b）花式喷水池控制开关面板图2.2顺序流程图

开始方式选择“4”号喷水方式“1”号喷水方式“2”号喷水方式“3”号喷水方式启动启动启动启动1,2,3,4顺序延时2s喷水1,3同时喷水3s1,2,3,4同时喷水30s1,3停止喷水，2,4同时喷水3s4喷水2s1喷水2s3喷水2s2喷水2s1,2,3,4分别延时2s停水2喷水2s3喷水2sN循环次数=5?Y1,2,3,4同时喷水30s等待1s4喷水2s1喷水2s4,3,2,1顺序延时2s喷水1,2,3,4,同时喷水15s1,2,3,4同时喷水30s单步？N1,2,3,4同时喷水30sYN1,2,3,4同时停水单步？YN单步？单步？YYN结束

2.3电气控制主电路图

A B CQF FU FRM3~M3~10

M3~M3~

2.4 顺序功能图

2.5 PLC硬件软件设计

2.5.1 PLC选型及电源负载能力校验

采用西门子S7-200PLC,CPU226,未使用扩展模块，满足电源负载能力。 2.5.2 I/O分配表和I/O端子接线图 输入信号 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 功能 启动按钮 选择开关1 选择开关2 选择开关3 选择开关4 停止按钮 连续开关 单步开关 元件 SB1 SA-1 SA-2 SA-3 SA-4 SB2 SB3 SB4 地址 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I/O分配表 1MSB1I0.0SA1SA2SA3SA4SB2SB3SB4I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7Q0.2Q0.3I0.1Q0.0Q0.11LKM1KM2KM3KM4输出信号 序号 1 2 3 4 控制对象 1号电磁阀 2号电磁阀 3号电磁阀 4号电磁阀 元件 KM1 KM2 KM3 KM4 地址 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 S7-200CPU 226ML+LL1

I/O端子接线图

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2.4.4梯形图程序

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心得体会

本次PLC课程设计题目与实际生活联系紧密，使我充分认识到了这门课程的实际意义和现实重要性。通过本次课程设计我掌握了电气控制的原理设计的基本方法，并能达到熟练使用可编程控制器实现简单控制系统的控制要求，尤其是对于顺序控制指令的使用。基本可以熟练地进行系统外围电路设计、接线、编程、调试等工作。

我所设计的课题目相对较简单，采用顺序控制设计思路清晰、易于理解。但是我的准备工作做的不全面，在完全掌握设计资料前盲目设计，困扰，浪费很多时间。

在此次PLC课程设计过程中，自己收获了很多的知识。在平时的实验中，一般都是老师讲完具体步骤，讲完接线后，自己再开始实践，缺少了自己的思想。但在这次课程设计中，拿到题目后，自己思考，上网查找资料，自己编写程序，研究如何接线，对PLC编程软件慢慢熟悉，对自己是一个很好的历练过程。通过饮料罐装生产流水线的PLC控制课程设计，使我更为全面系统的了解PLC的构造原理和基本实现方法,加强了自身的动手能力和思考的能力。再次认识到实践才是检验真理的唯一指标,即使将课本读上上百遍,没有学会将理论知识应用在实际中,不算是真正的掌握。因此在未来的学习生涯中我要加强自身的动手能力和思考能力。

在编程过程中，总会出现一些低级错误，比例文字不符合规范，编写错误等等，在搭档细心检查下得以解决。这让我深切的感受到团队合作的重要性，和自身的一些不足，告诫未来的我对待事业因该更加细心、耐心，不可急于求成，同时遇到困难及时向朋友、老师求助，以便加快工作的进度和效率，认识到自己的不足。

总而言之，这次的课程设计加深我对PLC知识的认识，加强了我的动手能力，提高了自身思考的能力，更加懂得团队协作的重要性，为以后的学习和工作奠定了一定的基础。在此，十分感谢搭档和老师的悉心帮助和指导。

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参考文献

[1]易泓可主编，电气控制系统实际基础与范例.北京：机械工业出版社，2005. [2]史国生主编，电气控制与可编程控制其技术第二版.北京：化学工业出版社教材出版中心.

[3]郝永兴，苗满香 罗小燕主编，机电传动控制.湖北：华中科技大学出版社，2006. [4]张一.，工.现代电力电子技术原理与应用.北京：科学出版社，1999. [5]黄永红主编 《电气控制与PLC应用技术》.北京:机械工业出版社 2013.9

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