【正文】 gram. The paper also introduces in detail the Siemens S7200 series of PLC position and technical indicators, as well as its input and output interfaces, functions and classification, the paper design is based on the Siemens S7200series of PLC control liquid agitator operation. This paper analyzes the process, in the control request, has carried on the design of hardware and software, and introduces in detail its control scheme, according to the design requirements and characteristics, determine the PLC input and output distribution, and detailed analysis of its control process, process flow diagram, ladder diagram. [Key words] PLC Blender S7200 Control process I ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目錄 第 1 章 緒論?????????????????????????? 1 課題背景 ????????????????????????? 1 研究的目的和意義 ????????????????????? 2 課題的主要工作 ?????????????????????? 2 課題方案的設(shè)計(jì)及介紹 ??????????????????? 2 第 2 章 PLC 的簡(jiǎn)介 ??????????????????????? 5 PLC 的定義及發(fā)展歷程 ??????????????????? 5 PLC 的特點(diǎn) ???????????????????????? 5 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 ?????????????????????? 7 PLC 的國(guó) 內(nèi)外現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展前景 ?????????????? 8 PLC 的基本結(jié)構(gòu) ?????????????????????? 9 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)?????????????????????? 12 總體結(jié)構(gòu)????????????????????????? 12 液位傳感器的選擇????????????????????? 13 溫度傳感器的選擇????????????????????? 13 攪拌電機(jī)的選擇?????????????????????? 14 電磁閥的選擇??? ???????????????????? 15 接觸器?????????????????????????? 16 熱繼電器的選擇?????????????????????? 16 PLC 的選擇???????????????????????? 16 PLC 輸入輸出口分配???????????????????? 20 液體混合裝置輸入輸出接線圖??????????????? 21 第 4 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)?????????????????????? 23 程序流程圖????????? ??????????????? 23 梯形圖?????????????????????????? 24 第 5 章 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù)????????????????? 31 系統(tǒng)故障的概述 ????????????????????? 31 系統(tǒng)故障的分析及處理 ????????????????? 31 系統(tǒng)干擾性的分析和維護(hù) ????????????????? 32 總 結(jié)????????????????????????????? 34 致 謝????????????????????????? ???? 35 參考文獻(xiàn) ??????????????????????????? 36 共 38 頁(yè) 第 1 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 1 章 緒論 課題背景 隨著科學(xué)技術(shù)的猛速發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，它的水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)與否的一項(xiàng)重要標(biāo)志。液體混合系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作的連續(xù)性以及各個(gè)被控 設(shè)備動(dòng)作之間的相互關(guān)聯(lián)性，針對(duì)不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)液體混合系統(tǒng)從第一種液體加入到混合完成輸出的這樣一個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)原有液體混合裝置進(jìn)行技術(shù)改造，提出數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)控制、運(yùn)行管理等多方面的要求。 課題主要工作 本文首先回顧多種液體自動(dòng)混合裝置的發(fā)展過(guò)程，說(shuō)明了種液體自動(dòng)混合裝置的 PLC 控制的重要性和必然性 。在方案的選擇、元器件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。且其外部 I/O 接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路板上引出，不如接線端子可靠。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算 術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。 共 38 頁(yè) 第 7 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 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。 20 世紀(jì)70 年代初出現(xiàn)了微處理器。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益 上升。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 CPU 的控制器控制 CPU 工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。 I/O 分為開(kāi)關(guān)量輸入（ DI），開(kāi)關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。 共 38 頁(yè) 第 11 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。實(shí)現(xiàn)三種液體的混合，攪勻，加熱等功能。當(dāng)混合液體在 6 秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)工作 6 秒后停止攪動(dòng)；當(dāng)混合液體加熱 6 秒后還沒(méi)有達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當(dāng)混合液達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)停止工作。LSF 光電液位開(kāi)關(guān)具有較高的適應(yīng)環(huán)境的能力，在耐腐蝕方面有較好的抵抗能力。 C /濕度≤ 90%。 （ 2）介質(zhì)溫度≤ 150℃環(huán)境溫度 20～ 60℃。 接觸器 選用 CJ2010/CJ2016 型接觸器 其中“ C”表示接觸器，“ J”表示交流， 20 為設(shè)計(jì)編號(hào)， 10/16 為主觸頭額定電流 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）操作頻率 為 1200/h （ 2）機(jī)電壽命為 1000 萬(wàn)次 （ 3）主觸頭額定電流為 10/16（ A） （ 4）額定電壓為 380/220（ A） （ 5）功率為 熱繼電器的選擇 選用 JR16B60/3D 型熱繼電器 其中“ J”表示繼電器，“ D”帶斷相保護(hù) 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）額定電流為 20（ A） （ 2）熱元件額定電流為 32/45（ A） PLC 的選擇 傳統(tǒng)的控制方法是采用繼電器 — 接觸器控制。之所以選 擇這種 PLC，主要考慮西門(mén)子系列 PLC 有以下特點(diǎn)： 共 38 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 1） S7200 有 5 種 CPU 模塊，最多可以擴(kuò)展 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，擴(kuò)展到 248點(diǎn)數(shù)字量 I/O 或 38 路模擬量 I/O，最多有 30 多 KB 的程序存儲(chǔ)空間和數(shù)字存儲(chǔ)空間。 （ 7）稱重模塊 SIWAREX MS 可以用于電子秤、料斗稱、臺(tái)秤、吊車(chē)稱，或監(jiān)測(cè)輸送帶張力、測(cè)量工業(yè)貨梯或軋制生產(chǎn)線的負(fù)荷。 STEP7Micro/WIN 的監(jiān)控功能形象直觀，使用方便。 功能 S7200 的 CPU 模塊有一個(gè)或兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 接口，可用于編程和通信，不需要增加硬件就可以與別的 S7200、 S7300/400PLC、變頻器和計(jì)算機(jī)通信。用戶可以用鍵盤(pán)設(shè)計(jì)工具設(shè)計(jì)文本顯示器的面板。網(wǎng)上課堂提供大量的學(xué)習(xí)資 料。 PLC 常用的存儲(chǔ)器類型有 RAM、 EPROM、 EEPROM等。 “ 啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)， 裝置投入運(yùn)行時(shí)。 ，混合液體閥門(mén)打開(kāi)，開(kāi)始放出混合液體。液面到達(dá)SL1 時(shí)，關(guān)閉液體 C 閥門(mén)。注意：左母線與線圈之間一定要有觸點(diǎn)，而線圈與右母線之間則不能有任何觸點(diǎn)。在有幾個(gè)并聯(lián)電路相串聯(lián)時(shí)，應(yīng)將并聯(lián)觸點(diǎn)多的回路放在左方。 系 統(tǒng)故障分析及處理 1 .PLC 主機(jī)系統(tǒng) PLC 主機(jī)系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作、散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可避。 另外，在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)輸入繼電器的觸 點(diǎn)狀態(tài)最好按輸入設(shè)備全部為常開(kāi)進(jìn)行設(shè)計(jì)更為合適，不易出錯(cuò)。 (3)觸點(diǎn)的使用次數(shù)不受限制。當(dāng)混合液體在 6 秒內(nèi)達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)工作 6 秒后停止攪動(dòng)；當(dāng)混合液體加熱 6 秒后還沒(méi)有達(dá)到設(shè)定溫度，加熱器繼續(xù)加熱，當(dāng)混合液達(dá)到設(shè)定的溫度時(shí)，加熱器停止加熱，攪勻電機(jī)停止工作。 “啟動(dòng)”開(kāi)關(guān)，在當(dāng)前的混合液處理完畢后，停止操作。然后液體 A閥門(mén)打開(kāi)，液體 A流入容器。 PLC 的對(duì)外功能主要是通過(guò)各種 I/O接口模塊與外界聯(lián)系而實(shí)現(xiàn)的。 共 38 頁(yè) 第 19 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊