【正文】 第1章 引言 鑒于攪拌設(shè)備的廣泛應(yīng)用，隨著近年來(lái)工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，流體混合技術(shù)在上世紀(jì)60到80年代期間得到了迅猛發(fā)展，其重點(diǎn)主要是對(duì)于常規(guī)攪拌槳在低粘和高粘非牛頓均相體系、固液懸浮和氣液分散等非均相體系中的攪拌功耗、混合時(shí)間等宏觀量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。這些旋窩因經(jīng)常地互相碰撞和破裂，是液體受到劇烈的攪拌。隨著容積的大型化，釜型逐漸有細(xì)長(zhǎng)型向矮胖型發(fā)展，而且采用底部攪拌的方式越來(lái)越多，多用三葉后掠式攪拌器。 根據(jù)控制要求，可以看出此程序是一個(gè)典型的順序控制問(wèn)題。要實(shí)現(xiàn)整個(gè)液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要從怎樣實(shí)現(xiàn)多個(gè)電磁閥的開(kāi)關(guān)以及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的控制這個(gè)角度去考慮，現(xiàn)在就這個(gè)問(wèn)題的如何實(shí)現(xiàn)以及選擇怎樣的方法來(lái)確定系統(tǒng)方案。 操作工藝：攪拌機(jī)開(kāi)始工作時(shí)，先按下啟動(dòng)按鈕，閥門Y1打開(kāi)，開(kāi)始向倉(cāng)里放液體A；當(dāng)液面達(dá)到傳感器L3時(shí)，L3=ON、A液體繼續(xù)注入，直到液面達(dá)到L2時(shí)，L2=ON,使得Y1=OFF、Y2=ON,即關(guān)閉閥門Y1，停止送液體A，打開(kāi)閥門Y2，開(kāi)始注入液體B；當(dāng)液面達(dá)到L1時(shí)，關(guān)閉Y2,同時(shí)開(kāi)始啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)M，電機(jī)開(kāi)始攪拌60秒后，液體均勻，停止攪拌，即N=OFF，打開(kāi)閥門Y4，放出混合液體。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算器之一。有PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動(dòng)化的首選控制裝置。 4）、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。除了邏輯處理功能外，現(xiàn)代PLC大多都具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 （3）同一機(jī)型 PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。 （4）是否在線編程 PLC的特點(diǎn)之一是使用靈活。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?，以作備用。根?jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常I/O點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的10%15%考慮備用量。根據(jù)實(shí)際需要，PLC相應(yīng)有許多種I/O接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。二是高密度的輸入模塊，如32點(diǎn)輸入模塊，能允許同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。二是輸出電流的選擇，模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動(dòng)時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類越來(lái)越多，而且功能也日益完善。（3） 在單周期工作運(yùn)行方式下，從初始步開(kāi)始，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)將會(huì)轉(zhuǎn)換到下一步的工作狀態(tài)，完成該步的任務(wù)后系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)停止在該步，再按下啟動(dòng)按鈕，又往前走一步。 （1）編好梯形圖后必須先編譯，看是否有誤。而PLC的中央處理器目前都采用高性能的處理芯片，故障率已經(jīng)大大下降。 第二類故障多發(fā)生在閥門等設(shè)備上。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。而畢業(yè)設(shè)計(jì)則是對(duì)我們大學(xué)中所學(xué)知識(shí)的一個(gè)綜合的訓(xùn)練及考核，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力和大學(xué)所學(xué)理論知識(shí)對(duì)實(shí)踐技能相結(jié)合的全面的檢驗(yàn)。 在以后的工作中，我們必須進(jìn)一步深化在實(shí)踐中去豐富理論，完善知識(shí)結(jié)構(gòu)。在此向幫助和指導(dǎo)過(guò)我的各位老師表示最中心的感謝！感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。在此，也對(duì)他們表示衷心感謝。也為我即將面臨的工作奠定了很好的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)作為綜合性的設(shè)計(jì)，它不同于以前教學(xué)中的實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)。 由于PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要在采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和處理系統(tǒng)故障的時(shí)候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對(duì)設(shè)備的破壞。 ，使攪拌設(shè)備開(kāi)始運(yùn)行。（1） 在單周期工作方式下，按下啟動(dòng)按鈕后，按規(guī)定步驟完成一個(gè)周期工作后返回并停留在初始狀態(tài)。 如果框架中留有空槽用于將來(lái)擴(kuò)展時(shí)，可以做以下處理： （1）列出將來(lái)要擴(kuò)展的I/O模塊所需的背板電流； （2）將所有擴(kuò)展的I/O模塊的總背板電流值與步驟。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。一般24V以下屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。PLC從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都煦經(jīng)過(guò)一定的距離。I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ?。一般PLC及其外部電路（I/O模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作：溫度 工作溫度055℃，最高為60℃儲(chǔ)存溫度 40℃—+80℃濕度 相對(duì)濕度5%95%（無(wú)凝結(jié)霜）振動(dòng)和沖級(jí) 滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源 交流200V，允許變化范圍15%—+15%，頻率4753Hz，瞬間停電保持10ms環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。若配備了上位計(jì)算機(jī)，可把各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC連成一個(gè)多級(jí)分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。 體積小，重量輕，能耗低 硬件配備齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)第3章 硬件設(shè)計(jì) PLC機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比，具體應(yīng)考慮的因素如下所訴： （1）結(jié)構(gòu)合理 對(duì)于工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)合，選擇整體式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC就能夠達(dá)到要求。 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。隨著30多年來(lái)微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也通過(guò)不斷的升級(jí)換代大大增強(qiáng)了其功能。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過(guò)程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。M為攪拌電動(dòng)機(jī)，當(dāng)M=ON時(shí)，攪拌電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，當(dāng)M=OFF時(shí)，攪拌電動(dòng)機(jī)停止。控制由人工控制到自動(dòng)控制，由模擬控制到微機(jī)控制，使功能的實(shí)現(xiàn)由一到多而且更加趨于完善。以PLC S7200為主要控制器。如國(guó)外聚合釜已由最初的840立方米擴(kuò)大到60100立方米，最火的已達(dá)到140立方米。這方面已經(jīng)做了很多工作，但尚需擴(kuò)大和深入。長(zhǎng)期以來(lái)，雖有大量設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式可用于分析和預(yù)測(cè)混合體系，但將攪拌反應(yīng)器從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模直接放大到工業(yè)規(guī)模，仍是十分危險(xiǎn)的，至今仍需要通過(guò)逐級(jí)放大來(lái)達(dá)到攪拌設(shè)備所要求的傳質(zhì)、傳熱和混合。由此可見(jiàn)在攪拌操作中，對(duì)于流體力學(xué)研究是極其重要的。三葉后掠式攪拌器是目前大型聚合釜采用的一種較好的攪拌器。這樣就可以按照攪