上海电机学院 课 程 设 计
2015～2016 学年第一学期
课程名称 可编程控制器原理及应用 设计题目 液体混合装置控制的模拟（一）
院 (系) 电 气 学 院 专 业 电气工程及其自动化（港口自动化方向） 学生姓名 任 书 洋 学 号 151101190241 设计时间 2016年 1月 18日
指导教师 龚 建 芳
提交日期 年 月 日
液体混合装置控制的模拟（一）
目 录
1. 简介------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1课题概况-----------------------------------------------------------------------------------1 1.2设计要求-----------------------------------------------------------------------------------1
1.3设计内容----------------------------------------------------------------------------------------------1
2. 系统总体方案设计------------------------------------------------------------------------2
2.1总体方案选择说明-----------------------------------------------------------------------2 2.2 控制方式选择----------------------------------------------------------------------------2 2.3 操作界面设计----------------------------------------------------------------------------2
3. PLC控制系统的硬件设计---------------------------------------------------------------3
3.1 PLC的选型-------------------------------------------------------------------------------3 3.2 用户存储器容量的估计----------------------------------------------------------------3 3.3 I/O点数的估算---------------------------------------------------------------------------3 3.4电源模块选择-----------------------------------------------------------------------------3 3.5 I/O分配表---------------------------------------------------------------------------------4 3.6电气原理图设计--------------------------------------------------------------------------4
4．PLC控制系统系统程序设计-----------------------------------------------------------5
4.1状态分配表---------------------------------------------------------------------------------5 4.2 控制程序顺序功能图设计--------------------------------------------------------------6 4.3 控制程序设计思路-----------------------------------------------------------------------6
5．系统调试及结果分析---------------------------------------------------------------------------13
5.1 系统调试及解决的问题----------------------------------------------------------------13 5.2 结果分析----------------------------------------------------------------------------------28
6．系统的使用说明书-------------------------------------------------------------------------------28 7．课程设计体会--------------------------------------------------------------------------------------29 8．参考文献-----------------------------------------------------------------------------------30 9．附录-----------------------------------------------------------------------------------------30
控制系统电气原理图-----------------------------------------------------------30
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液体混合装置控制的模拟（一）
1．简介
1.1 课题概况
本装置为两种液体混合装置，SL1、SL2、SL3为液面传感器，液体A、B的阀门与混合液阀门由电磁阀YV1、YV2、YV3控制，M为搅动混合电机。SA1、SA2为工作流程选择开关，SA3为单次工作和循环工作的选择开关。SB1、SB2为启动和停止开关。
1.2 设计要求
（1）初始状态:装置投入运行时，液体A、B阀门关闭，混合液阀门打开5秒,将容器放空后关闭。
（2）启动:按下启动按钮SB1，装置就开始按工作流程进行。
（3）停止:按下停止按钮SB2后，完成本次循环，并停在原位，恢复原位状态。
1.3 设计内容
步骤 启动按钮 第一步 第二步 工作流程1 按下 工作流程2 按下 液体B阀门打开 液面到达SL2 液体A阀门关闭 液体B阀门打开 第三步 第四步 第五步 第六步 液面到达SL1 液体B阀门关闭 液面到达SL2 液体A阀门关闭 液体B阀门打开 液面达到SL1 液体B阀门关闭 工作流程3 按下 液体A阀门、液体B阀门依次打开5s 液面到达SL2 液体A阀门、液体B阀门依次打开8s 液面达到SL1 液体A、B阀门关闭 搅匀电机M运行10s 放出混合液体的阀门打开 液面到达SL3 混合液体阀门打开 延时2s 回到第一步 循环工作3次后自动停止工作 液体A阀门打开 液体A阀门打开 搅匀电机M运行6s 搅匀电机M运行10s 放出混合液体阀门混合液体的阀门打开 打开 液面到达SL3 延时2s 搅匀电机M继续运行 液面到达SL2 混合液体阀门打开 液面到达SL3 液面到达阀门打开 延迟2s 混合液体阀门打开 M停止运行 第七步 停止工作 回到第一步循环工作 2
液体混合装置控制的模拟（一）
2．系统总体方案设计
2.1 总体方案选择说明
刚开始拿到这个课设课题时还不知道如何下手，然后通过网上查找相关的资料得出了自己的设计思想。
首先根据课题的要求画出了大致的顺序功能图，然后根据课题要求有3个工作流程，我们就把这3个工作流程分作对应的3个工作功能块。在OB1中通过开关SA1、SA2开关，来选择工作流程方式。当SA1接通时选择工作流程1；当SA2接通时选择工作流程2；当SA1、SA2同时接通时选择工作流程3。
功能块FC1为工作流程1。 功能块FC2为工作流程2。 功能块FC3为工作流程3。
2.2 控制方式选择
由于PLC控制系统较继电-接触器控制系统有许多优点，如硬件电路简单，修改程序容易，可靠性高等，所以本设计选择PLC控制系统。
2.3 操作界面设计
根据任务书的控制要求和总体方案，设计如图所示操作界面。
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液体混合装置控制的模拟（一）
液体混合装置控制操作面板
1、为了便于随时观察系统的运行状况，每个阀、泵、搅拌器均装有运行状态指示灯，对应于混料罐的高/中/低液位，均装有位置指示灯。
2、用两个选择开关切换系统工作模式――“工作流程1”、“工作流程2”、“工作流程3”，并用两个指示灯来指示当前所处工作模式。
3、根据控制要求（2）设置一个“启动”按钮和一个工作指示灯。 4、根据控制要求（3）设置一个“停止”按钮和一个工作指示灯。
3.PLC控制系统的硬件设计
3.1 PLC的选型
随着PLC的推广普及，PLC产品的种类和数量越来越多，而且功能也日趋完善。近年来，从美国、日本、德国等国引进的PLC产品及国内厂家组装或自行开发的产品已有几十个系列、上百种型号。PLC的品种繁多，其结构型式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各不相同，适用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC，对于提高PLC在控制系统中的应用起着重要作用。
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