【正文】 的功能可以具備部分中型PLC的功能。中型PLC的功能，除完成小型PLC的功能外，還有模擬量控制、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和矩陣等功能。小型PLC、中型PLC和大型PLC不光體現(xiàn)在輸入輸出端子數(shù)量上，更重要的是功能的差別。(1) 根據(jù)點數(shù)和功能進行分類 根據(jù)點數(shù)和功能可以分為小型、中型和大型PLC。這一階段可編程序控制器的應(yīng)用已經(jīng)滲透到國民經(jīng)濟的各個部門和工業(yè)過程的各個角落，已成為企業(yè)提高裝備技術(shù)水平的重要標志。1993年成立了可編程序控制器標準化技術(shù)委員會，為我國可編程序控制器的進一步發(fā)展打下了基礎(chǔ)。(3) 可編程序控制器的廣泛發(fā)展階段（90年代初期到現(xiàn)在）進入90年代，我國的可編程序控制器進入了廣泛發(fā)展階段，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：① 政府重視：1991年成立了可編程序控制器行業(yè)協(xié)會。許多部門和單位相繼引進可編程序控制器并自己設(shè)計組成控制系統(tǒng)，其應(yīng)用范圍也擴大到建材、輕工、煤炭、水處理、食品、制藥、造紙、橡膠和精細化工等工業(yè)領(lǐng)域。正是在成套設(shè)備引進過程中，我們打開了眼界，了解認識了可編程序控制器，這也促進了可編程序控制器在我國的發(fā)展。 可編程控制器在我國的發(fā)展我國可編程序控制器的發(fā)展與國際上的發(fā)展有所不同，國際上可編程序控制器的發(fā)展是從研制、開發(fā)、生產(chǎn)到應(yīng)用，而我國則是從成套設(shè)備引進、可編程序控制器引進應(yīng)用、消化移植、合資生產(chǎn)到廣泛應(yīng)用。這些智能模塊以處理器為基礎(chǔ)，其CPU與PLC的CPU并行工作，占用主機CPU時間很少，有利于提高PLC掃描速度和完成特殊的控制任務(wù)。目前PLC朝以下幾個方向發(fā)展：(1) 大型網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)化和強通信能力是PLC發(fā)展的一個主要的方面，向下與多個智能裝置相連，向上與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)等相連構(gòu)成特殊的控制任務(wù)。PLC未來的發(fā)展不僅依賴于對新產(chǎn)品的開發(fā)，還在于PLC與其他工業(yè)控制設(shè)備和工廠管理技術(shù)的綜合。這些改進使PLC符合今天對高質(zhì)量高產(chǎn)出的要求。在功能上PLC已可以代替某些模擬控制裝置和小型機的DDC系統(tǒng)。 70年代末由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使PLC向大規(guī)模、高性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。在邏輯運算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算，閉環(huán)控制，提高了運算速度，擴大了輸入輸出規(guī)模。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC公司）研制出第一臺可編程序控制器PDP14，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，PLC由此誕生。 PLC技術(shù)發(fā)展概況以往的順序控制主要由繼電器組成，由此構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先設(shè)定好的時間或條件順序的工作，若要改變控制的順序就必需改變控制器的硬件接線，使用起來不靈活。由于聯(lián)網(wǎng)能力增強，既可和上位計算機聯(lián)網(wǎng)，也可以下掛遠程I/O，從而組成分布式控制系統(tǒng)（DCS）已無困難。80年代后期到90年代中期，隨著計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及應(yīng)用，超大規(guī)模集成電路、門陣列以及專用集成電路的迅速發(fā)展，可編程序控制器的CPU已發(fā)展為由16位或32位微處理器構(gòu)成，處理速度得到很大提高，高速計數(shù)、中斷、PID、運動控制等功能引入了可編程序控制器。70年代后期和80年代初期，微處理器技術(shù)日趨成熟，單片微處理器、半導(dǎo)體存儲器進入工業(yè)化生產(chǎn)，大規(guī)模集成電路開始普遍應(yīng)用?？删幊绦蚩刂破鞴δ艹壿嬤\算外，增加了數(shù)值運算、計算機接口、模擬量控制等，可靠性進一步提高，初步形成系列，結(jié)構(gòu)上開始有模塊式和整體式的區(qū)分，整機功能從專用向通用過渡。一臺可編程序控制器最多只能替代200～300個繼電器組成的控制系統(tǒng)，在體積方面，與現(xiàn)在的可編程序控制器相比，可以說是龐然大物。隨著全球一體化經(jīng)濟的發(fā)展，努力發(fā)展可編程序控制器在我國的大規(guī)模應(yīng)用，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的可編程序控制器技術(shù)，應(yīng)該是廣大技術(shù)人員努力的方向[1]。）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機、通信、聯(lián)網(wǎng)以及自動控制技術(shù)而開發(fā)的新一代工業(yè)控制裝置。本文在此介紹一種采用可編程控制器對液體攪拌系統(tǒng)進行控制的方法，其電路結(jié)構(gòu)簡單，投資少，可靠性好，自動化程度高。采用PLC實現(xiàn)液體攪拌控制，不但可以對液體攪拌過程的各個環(huán)節(jié)精確控制，而且大大降低成本，可直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場，對現(xiàn)場操作人員的要求也不高。 PLC在液體攪拌系統(tǒng)中的應(yīng)用在化工、機械等行業(yè)的生產(chǎn)過程中，液體攪拌是十分重要也是必不可少的重要環(huán)節(jié)，液體攪拌的關(guān)鍵是保證混料過程中原料的準確性和比例以及保證原料的充分混合。⑦ RS232電纜接口：用于連接PLC及上位機。⑤ 液位變送器：選用HP31B液位變送器，并轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流輸入S7300,用于采集現(xiàn)場液位數(shù)據(jù)。③ 接觸器：選用CJ1020交流接觸器，用于控制電機、泵。(1) 系統(tǒng)硬件組成及功能：① 可編程控制器：系統(tǒng)下位機選用西門子S7300型PLC，作為整個系統(tǒng)的控制核心，主要用于實現(xiàn)自動控制。硬件部分由可編程控制器、液位變送器、電磁閥、電機、泵、A/D轉(zhuǎn)換器、RS232電纜接口組成。(3) 報警指示：當超過所設(shè)定的液位時，報警輸出。(1) 基本液位控制過程：按控制要求，實現(xiàn)進料及出料時進料罐和出料罐的基本液位控制。系統(tǒng)的控制框圖如圖11所示。為了實現(xiàn)液體攪拌系統(tǒng)的控制需要，系統(tǒng)使用PLC為控制核心。設(shè)計要求在混料罐內(nèi)混合兩種液體，首先確定混料罐內(nèi)無殘留液體，即讓放料閥打開10s，然后注入A液體，當A液面上升到L位時關(guān)斷A液；B 液開始注入, B 液面上升到H位時關(guān)斷B液，進液動作停止；攪拌電機M開始攪拌，攪拌均勻后(時間設(shè)定為20 s)停止；出料閥打開，兩個出料泵按照順序進行工作，實現(xiàn)出料，當出料動作結(jié)束后整個系統(tǒng)停止工作。它先將兩種原料送混料罐，然后在混料罐內(nèi)混合，最后，送出料罐出料。所以，對攪拌系統(tǒng)應(yīng)該進行改進，使它可以靈活的根據(jù)液體的不同而進行混料的濃度可調(diào)，從而達到節(jié)能環(huán)保目的。關(guān)鍵字：PLC，液體攪拌系統(tǒng)，液位變送器，電磁閥 DESIGN OF INDUSTRIAL MIXING PROCESS CONTROL SYSTEM BASED ON PLC ABSTRACT With the development of PLC, there are more and more automatic control electromotor. The traditional way of controlling can not meet the needs of enterprise production for its in low efficiency and low productivity. This paper introduces the rational application of SIEMENS PLC in the automatic control system of liquid mixer. PLCbased liquid position for the two automixing, automatic mixing and automatic discharge system, control objectives, hardware ponents, software design and system capabilities of liquid mixing system simulation show that all the work process. The System hardware is mainly formed by the S7300 programmable logic controller, electromagnetic valve, pump and liquid location sensor, programming software using Siemens STEP7. The System through the liquid location sensor collected level information to Siemens PLC and then the PLC deal with onsite data, and sending corresponding control mand to plete the system of automatic control. At last system is realized the munication between PLC and the upper puter by using the connection of system not only has high automation level and great mobility but also can alter the parameter on line, it can use in kinds of liquid location control systems.Key words: PLC，liquid mixing system，liquid location sensor，electromagnetic valve目 錄1. 緒論 1 液體攪拌系統(tǒng)的簡介 1 液體攪拌系統(tǒng)組成 2 PLC在液體攪拌系統(tǒng)中的應(yīng)用 22. 可編程控制器 4 可編程控制器的發(fā)展 4 PLC技術(shù)發(fā)展概況 5 可編程控制器在我國的發(fā)展 6 PLC的分類 7 PLC的工作原理 8 可編程控制器實現(xiàn)控制的要點 10 可編程控制器基本特點 11 PLC的主要技術(shù)指標及抗干擾分析 13 干擾源及干擾一般分類 14 PLC控制系統(tǒng)中電磁干擾的主要來源 14 PLC控制系統(tǒng)工程應(yīng)用的抗干擾設(shè)計 17 主要抗干擾措施 17 西門子S7300可編程控制器簡述 18 SIMATIC S7300系列PLC系統(tǒng)基本構(gòu)成 18 SIMATIC S7300的組成 19 S7300的擴展能力 20 S7300模塊地址的確定 20 S7—300式 PLC的CPU簡介 213．控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 24 系統(tǒng)工業(yè)流程 24 液位變送器的選擇 24 電磁閥的介紹 25 電磁閥的分類及特點 25 電磁閥的選擇 26 接觸器及選用 27 接觸器的分類和結(jié)構(gòu) 28 接觸器的工作原理及選用 28 中間繼電器 29 PLC選型 30 系統(tǒng)主電路工作原理 31 系統(tǒng)控制電路工作原理 324．控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 34 PLC編程軟件STEP7 34 PLC控制流程 35 系統(tǒng)的程序設(shè)計 35結(jié)論 43致謝 44參考文獻 451. 緒論 液體攪拌系統(tǒng)的簡介目前，我國的液體攪拌系統(tǒng)大部分采用傳統(tǒng)的繼電器進行控制，這種方法耗能大，浪費大，攪拌效果不好，給工廠浪費很多資金，同時對噪聲污染也很嚴重。最后，系統(tǒng)使用RS232接口與上位機相連實現(xiàn)PLC與計算機的通訊。系統(tǒng)硬件主要由S7300可編程控制器、電磁閥、泵以及液位變送器等組成，編程軟件采用采用西門子編程軟件STEP7。本文主要介紹采用西門子PLC實現(xiàn)對液體攪拌系統(tǒng)進行自動控制?；赑LC的工業(yè)攪拌過程控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要隨著PLC等許多處理器的發(fā)展，自動控制模式的電動機的數(shù)量越來越多。傳統(tǒng)的控制方式因技術(shù)手段落后、生產(chǎn)效率低等弊端已不能適應(yīng)企業(yè)生產(chǎn)的需要?；赑LC構(gòu)成的用于兩種液體自動混合、自動攪拌和自動放料系統(tǒng)的控制目標、硬件組成、軟件設(shè)計及系統(tǒng)功能，能模擬顯示液體攪拌系統(tǒng)的全部工作過程。系統(tǒng)通過液位變送器將采集到的現(xiàn)場液位高度傳送給西門子PLC，并由PLC對現(xiàn)場數(shù)據(jù)邏輯處理后，發(fā)出相應(yīng)的控制指令，完成系統(tǒng)的自動控制。系統(tǒng)不僅自動化程度高，靈活性強, 還具有在線修改功能，可滿足不同的生產(chǎn)工藝要求。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，生產(chǎn)廠家對生產(chǎn)的自動化水平有了更高的要求。液體攪拌系統(tǒng)由原料罐，混料罐，出料罐組成。兩種原料液體進料時達到設(shè)定的液面時停止進料，且攪拌器攪拌時間可根據(jù)濃度的不同而自行設(shè)定。根據(jù)上述構(gòu)想，決定采用可編程控制器（PLC）、電磁閥、泵、電機以及液位變送器進行設(shè)計。系統(tǒng)通過液位變送器采集現(xiàn)場液位高度并將其轉(zhuǎn)換成4～20mA的電流信號送PLC，PLC根據(jù)現(xiàn)場狀況及外部輸入指令控制攪拌系統(tǒng)，并顯示操作指示及發(fā)出報警。圖11 系統(tǒng)控制框圖根據(jù)系統(tǒng)的工藝流程整個液體攪拌控制系統(tǒng)過程可分成多個階段：基本液位控制過程、模擬量信號采集、報警指示。(2) 模擬量信號采集：通過液位變送器及A/D轉(zhuǎn)換器完成現(xiàn)場液位的采集過程。 液體攪拌系統(tǒng)組成為實現(xiàn)液位的采樣、自動控制，系統(tǒng)必須包括硬件部分和軟件部分。軟件部分由PLC編程軟件組成。② 電磁閥：選用DF 2型二位二通（常閉）電磁閥，用來控制進料及出料時液體的流動。④ 中間繼電器：選用JZ1444Z型中間繼電器，主要起中繼作用，與接觸器配合使用。⑥ A/D轉(zhuǎn)換器：選用西門子四通道模擬量輸入模塊S7300，用于將采集到的現(xiàn)場液位數(shù)據(jù)傳送給PLC。(2) 系統(tǒng)軟件組成：PLC編程軟件：由于系統(tǒng)采用西門子的PLC，故也是使用西門子PLC編程軟件STEP7，用于編寫PLC 控制程序。采用通用計算機控制，盡管可以達到控制精度，但成本高，對工作環(huán)境要求高，對現(xiàn)場操作人員要求也高。以往常采用傳統(tǒng)的繼電器控制液體攪拌系統(tǒng)，使用硬件連接電器多，可靠性差，自動化程度不高，為了克服上述缺點，目前采用先進控制器對傳統(tǒng)接觸控制進行改造，大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自控程度，為生產(chǎn)提供了更可靠的保障。2. 可編程控制器 可編程控制器的發(fā)展可編程序控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC?？删幊绦蚩刂破髟谖覈陌l(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高傳統(tǒng)工業(yè)裝備水平和技術(shù)能力的重要設(shè)備和強大支柱?？删幊绦蚩刂破鲉柺烙?0世紀60年代，當時的可編程序控制器功能都很簡單，只有邏輯、定時、計數(shù)等功能；硬件方面用于可編程序控制器的集