【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 編 譯 器其 他 外 設(shè)接 受 現(xiàn) 場(chǎng) 信 號(hào)外設(shè)接口系統(tǒng)程序用戶程序I / O擴(kuò)展接口I / O擴(kuò)展接口輸入部件其 他 外 設(shè)微 處 理 器 C P U電 源 部 件輸出部件驅(qū) 動(dòng) 受 控 單 元 圖 PLC 的一般結(jié)構(gòu)圖 PLC 輸人輸出口分配 端口的分配及功能如下表 表 端口的分配及功能表 序 號(hào) PLC 地址（ PLC 端子） 電氣符號(hào) （面板端子） 功能說(shuō)明 1 SD 啟動(dòng)（ SD） 2 SL1 液位傳感器 SL1 3 SL2 液位傳感器 SL2 4 SL3 液位傳感器 SL3 5 T 溫度傳感器 T 6 YV1 進(jìn)液閥門(mén) A 7 YV2 進(jìn)液閥門(mén) B 共 36 頁(yè) 第 21 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 序 號(hào) PLC 地址（ PLC 端子） 電氣符號(hào) （面板端子） 功能說(shuō)明 8 YV3 進(jìn)液閥門(mén) C 9 YV4 排液閥門(mén) 10 YKM 攪拌電機(jī) M 11 H 加熱器 H 12 主機(jī) 1M、面板 V+接電源 +24V 電源正端 13 主機(jī) 1L、 2L、 3L、面板 COM 接電源 GND 電源地端 液體 混合裝置輸入輸出接線圖 液體混合裝置輸入輸出接線圖如圖 ?？梢栽诩夹g(shù)論壇上與網(wǎng)友切磋技藝， 交流經(jīng)驗(yàn)，在網(wǎng)上向西門(mén)子公司的工程師提交問(wèn)題或咨詢硬件方案。 S7200 的編程軟件為此提供了大量的編程向?qū)В恍枰谙驅(qū)У膶?duì)話框中輸入一些參數(shù)，就可以自動(dòng)生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶程序。 （ 6）有配方和數(shù)據(jù)記錄功能，以及相應(yīng)的編程向?qū)?，配方?shù)據(jù)和數(shù)據(jù)記錄保存在 EEPROM 存儲(chǔ)卡中。 （ 4）功率： AC： 5KW。工作溫度 15～ 40176。 3. 2 秒后攪勻電機(jī)開(kāi)始攪勻、加熱器開(kāi)始加熱。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。 ，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。在這時(shí)期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在 過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。但工控機(jī)價(jià)格較高，將它用于開(kāi)關(guān)量控制有些大材小用。系統(tǒng)在保證安全、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)、合理、合用，減小設(shè)備成本。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(shí)現(xiàn)多種液體自動(dòng)混合的目的 ,液體自動(dòng)混合配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題。 在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的程序， 而且也是其生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部分。 課題方案的設(shè)計(jì)及介紹 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程是按思想工藝流程設(shè)計(jì)，為設(shè)備安裝、運(yùn)行和保護(hù)檢修服務(wù)。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號(hào)相連。 1968 年美國(guó) GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次 采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。除了邏輯處理功能 以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，可編程控制器 共 36 頁(yè) 第 9 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。 按 I/O 點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量， I/O 模塊可多可少，但其最大數(shù)受 CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。當(dāng)液面到達(dá) SL3 時(shí)， L3 接通，關(guān)閉液體 A 閥門(mén)， 打開(kāi)液體 B 閥門(mén)。 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1） 測(cè)量溫度范圍為 50～ 150℃ （ 2）溫度系數(shù) TC 為 %/K （ 3）精度等級(jí)為 % （ 4）公稱壓力為 攪拌電機(jī)的選擇攪 選用 EJ153 型電動(dòng)機(jī) 其中“ E”表示電動(dòng)機(jī)，“ J”表示交流的， 15 為設(shè)計(jì)序號(hào)， 3 為最大工作電流 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： EJ15 系列電動(dòng) 機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。 AVF40 型電磁閥 其中“ A”表示可調(diào)節(jié)流量，“ V”表示電磁閥，“ F”表示防腐蝕， 40 為口徑 (mm) 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）其最大特點(diǎn)就是能通過(guò)設(shè)備上的按鍵設(shè)置來(lái)控制流量，達(dá)到定時(shí)排空的效果。 CPU 224XP 集成有 2 路模擬量輸入， 1 路模擬量輸出。 S7200 有 4 種加密級(jí)別，此外還可以對(duì)單獨(dú)的程序塊和項(xiàng)目文件加密。 S7200CN 只限于在中國(guó)銷售和使用，與 STEP7Micro/WIN SP3 及以上版本配合使用，語(yǔ)言應(yīng)設(shè)置為“中文”。通常 I/O 模塊 上還有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。首先液體 A、B、 C 閥門(mén)關(guān)閉，混合 液閥門(mén)打開(kāi) 10秒將容器放空后關(guān)閉。如果在程序中，同一線圈使用了兩次或多次，稱為“雙線圈輸出”。 PLC 系統(tǒng)包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱、 I／ O 模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備。我們可以很容易得到這個(gè)控制系統(tǒng)的程序流程圖 如圖 圖 系統(tǒng)的程序流程圖 共 36 頁(yè) 第 24 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 梯形圖 。 、加熱器開(kāi)始加熱。 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。有內(nèi)置的客戶機(jī)測(cè)試功能。 ，使用方便的編程軟件 編程軟件 STEP7Micro/WIN 可以使用包括中文在內(nèi)的多種語(yǔ)言，有梯形圖，語(yǔ)句表和功能塊圖編程語(yǔ)言，和 SIMATIC、 IEC611313 兩種編程模式。 在本控制系統(tǒng)中，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式PLC。 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）材質(zhì)：聚四氟乙烯。其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒(méi)有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射回來(lái)；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。輸出端有進(jìn)液閥門(mén) A、進(jìn)液閥門(mén) B、進(jìn)液閥門(mén) B、排液閥門(mén)，攪拌電機(jī) M，加熱器 H。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 ，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。從 PLC 的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。 共 36 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 PLC 的簡(jiǎn)介 PLC 的定義及發(fā)展歷程 的定義 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。 共 36 頁(yè) 第 2 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2. 本系統(tǒng)采用 PLC 是基于以下兩個(gè)原因： （ 1） PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在 30 萬(wàn)小時(shí)以上； （ 2） 編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 根據(jù)多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用的 PLC 具有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 基于 S7200 PLC 的多種液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 姓 名 系 別 電氣信息學(xué)院 專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 2020 年 6 月 15 日 I ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 基于 S7200 PLC 的多種液體混合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 【摘要】 以三種液體的混合灌裝控制為例，將三種液體按一定比例混合，在電動(dòng)機(jī)攪拌后要達(dá)到一定的溫度才能將混合的液體輸出容器。 1. 可編程控制器多種液體自動(dòng)混合控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：