【正文】 口，液體 A 流入容器；當液面到達液體 A 液位時，關(guān)閉液體 A 入口；混合液體攪拌均勻后（設時間為 l0s），打開混合液體出口，釋放混合液體；當混合液體下降到報警液位時，提示報警信息（監(jiān)控系統(tǒng)提示“ 20S 后容器將放空！”， PLC 控制系統(tǒng)提示紅色指示燈），同時繼續(xù)釋放混合液體直到放空。至此，完成一個操作周期；若未按停止按鈕，則自動進入下一循環(huán)周期；按下停止按鈕，則在當前混合操作周期結(jié)束后，停止操作，使系統(tǒng)停止于初始狀態(tài)。 本設計采用的 PLC 是德 國西門子 S7 系列 S7200 的 PLC 作為液體自動混合系統(tǒng)控制中心，從控制系統(tǒng)的硬件組成，軟件選用到系統(tǒng)的設計過程（包括設計方案、設計流程、設計要求、梯形圖設計、外部連接通信等），以及組態(tài)王監(jiān)控 畫面 設計，旨在對其中的設計及制作過程做簡單的介紹和說明 廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學院 2 第 1 章 緒言 課題背景 隨著 科技 的發(fā)展和 時代 的進步，各種工業(yè)自動化 產(chǎn)業(yè) 的不斷升級，對于工人的素質(zhì)要求也 不斷 提高。其中生產(chǎn)第一線有著各種各樣的自動 化 加工系統(tǒng)，其中 液體 混合加工，是其中最為常見 的一種。最初工藝加工，把多種原料 在 合適條件下進行混合加工 ，其 監(jiān)控或操作 由工人 進行的，后來多用繼電器系統(tǒng) ， 對順序或邏輯的操作過程進行 半 自動化 的 操作 。但是現(xiàn)在隨著時代的發(fā)展， plc 這種新型的控制工具進入了人們的視野，它體積比一般繼電器要小、輕 ,并能代替了以往傳統(tǒng)的控制方式，并且 與組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合來實現(xiàn)新監(jiān)控方式 ， 因 此大受青睞。 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中 ,多種液體混合是必不可少的工序 之一 ,但由于 該 行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì) , 以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣 , 不適合人工現(xiàn)場操作。另外 , 生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點 , 這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。 所以為了幫助相關(guān)行業(yè) , 特別是其中的中小型企業(yè)實現(xiàn)多種液體混合的自動控制 , 從而達到液體混合的目的，液體混合自動配料勢必就是擺在我們眼前的一大課題。 可編程控制器（ P L C ）是采用微機技術(shù)的通用工業(yè)自動化裝置， 能與多種軟件結(jié)合使用 。 集散型控制 和監(jiān)控系統(tǒng) 改變著工廠自動控制的面貌，對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)改造 和 發(fā)展自動化 工業(yè)具有重大的實際意義。但 P L C 發(fā)展很快，國外 P L C 產(chǎn)品更新?lián)Q代更是如此?？删幊炭刂破鞯慕Y(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器位核心的結(jié)構(gòu)，其功能的實現(xiàn)不僅基于硬件的作用，更要靠軟件支持，實際上可編程控制器就是一種新型的工業(yè)控制計算 機。 廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學院 3 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀 可編程序控制器 (PLC)從 起源 到現(xiàn)在， 因為 由于其編程簡單、使用方便、維護容易、 可靠性高、 價格適中等優(yōu)點，使其迅猛的發(fā)展，在冶金、機械、化工、紡織、 石油、 輕工、建筑、運輸?shù)?領(lǐng)域 得到了廣泛的 應 用。 可編程序控制 器技術(shù)以與 CAD/CAM技術(shù) 、 機器人技術(shù) 并列為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化 的重要技術(shù)之一 ，乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化， PLC均擔當著重要的角色。 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中 ,多種液體混合是必不可少的工序 之一 ,但由于 該 行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì) , 以致現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣 , 不適合人工現(xiàn)場操作。 液體自動混合監(jiān)控系統(tǒng)是基于 PLC和組態(tài)王來實現(xiàn)自動化監(jiān)控 廣泛的 應 用 。 綜合起來看， 由于工業(yè)生產(chǎn)對自 動控制系統(tǒng)需求的多樣性， 液體自動混合監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展方向有兩個： PLC 朝著 簡易、 小型、價格低廉方向發(fā)展。近年來，單片機的出現(xiàn)，促進了 PLC 向緊湊型發(fā)展、體積減小、 價格降低 、 可靠性不斷提高。這種 PLC 可以廣泛取代繼電器控制系統(tǒng)，應用于單機控制和規(guī)模比較小的自動 性 控制，如日本立石公司的 C60P\C20H\ C20P\C40P \C40H 等。 組態(tài)王軟件應朝操作簡單、功能齊全、畫面逼真和畫面二維、三維多元化方向發(fā)展。 研究意義 在國內(nèi)的許多 煉油、化工、制藥 ， 尤其是 中小企業(yè) ，其控制系統(tǒng)還 是 使用過時的 模擬控制，甚至是全人工控制 操作 。人工控制由于 勞動量大、成本高、 生產(chǎn)的產(chǎn)品不夠精確 、安全隱患大 、 增加了系統(tǒng)故障的可能性，還有就是工廠的 生產(chǎn) 設備和 試驗 設備存在一定的相差度，以致影響了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效益。而隨著產(chǎn)品性能的提高，對自動控制系統(tǒng)的要求也越來越高，傳統(tǒng) 的 控制 要求 已達不到系統(tǒng)要求。隨著大規(guī)模 、 超大規(guī)模集成電路的發(fā)展以及計算機的出現(xiàn)，控制系統(tǒng)開始由傳統(tǒng)控制向自動 、模擬 控制方向發(fā)展。 在生產(chǎn)過程和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，可編程序控制技術(shù)的應用十分廣泛 ,在自動控制的設備中 , 可編程序控制比 傳統(tǒng) 的控制方法使用得更 為普遍 。 隨著科學技術(shù)日新月異的發(fā)展 ,特別是大規(guī)模集成電路的問世和微 型 處理機技術(shù)的應用 ,使可編程序控制技術(shù)進入了一個嶄新的階段，因此 為了 了解和學習這些重要技術(shù)已是必不可少。 廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學院 4 研究 內(nèi)容 本論文研究的是兩種液體的混合，具體 設計內(nèi)容和 控制要求如下 設計內(nèi)容： 1）利用 PLC 實現(xiàn)現(xiàn)場控制，要求對兩種液體 A 和 B，在容器內(nèi)按照 1:2 的比例進行混合攪拌，裝置 結(jié)構(gòu) 如圖所示。 圖 11 混合液體控制裝置 結(jié)構(gòu) 圖 2）利用組態(tài)王組態(tài)遠程監(jiān)控系統(tǒng)，通過監(jiān)控畫面遠程顯示實時動態(tài)數(shù)據(jù)，要求系統(tǒng)控制既可以通過按鈕進行現(xiàn)場控制，又可以通 過監(jiān)控畫面進行遠程控制。 控制要求： 1）初始狀態(tài)： 各閥門關(guān)閉，容器內(nèi)無液體，攪拌器不工作。 2）起動操作 ： 按下起動按鈕，開始下列操作： ①打開液體 B 入口，液體 B 流入容器；當液面到達液體 B 液位時，關(guān)閉液體 B入口； ②打開液體 A 入口，液體 A 流入容器；當液面到達液體 A 液位時，關(guān)閉液體 A入口； ③混合液體攪拌均勻后（設時間為 l0s），打開混合液體出口，釋放混合液體； ④當混合液體下 降到報警液位時，提示報警信息（監(jiān)控系統(tǒng)提示“ 20S 后容器將放空！”， PLC 控制系統(tǒng)提示紅色指示燈），同時繼續(xù)釋放混合液體直到放空。至此，廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學院 5 完成一個操作周期； ⑤若未按停止按鈕，則自動進入下一循環(huán)周期。 3）停止操作 ： 按下停止按鈕，則在當前混合操作周期結(jié)束后，停止操作，使系統(tǒng)停止于初始狀態(tài)。 第 2 章 液體混合控制的硬件設計 液體混合裝置 結(jié)構(gòu)及控制要求 下圖為 混合液體控制裝置示意圖 ， Y2 為 B 液體 液位 傳感器， Y3 為加入 A 液體后混合液體 液位 傳感器， Y1 為剩余 100 時液面 液位 傳感器，液體 A、 B 進料 與混合液 體出料 由電磁閥F F F3 控制 ,攪拌電動機由 F4 電磁閥控制，報警由電磁閥 F5 控制， M 為攪勻電動機。 圖 21 混合液體控制裝置示意圖 廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學院 6 硬件選用 選擇接觸器 1 選用 CJX21810， 220V 型接觸器，如圖 22 所示： 圖 22 CJX21810， 220V 型交流接觸器 其中“ C” 表示接觸器，“ J” 表示交流， 2 為設計編號 2 用途 CJX2 系列