【正文】 要內(nèi)容 （ 1） 設(shè)計液體混合裝置的硬件系統(tǒng)，畫出系統(tǒng)硬件原理圖 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 10 （ 2） 設(shè)計液體混合裝置的軟件系統(tǒng)，編制控制系統(tǒng)程序 設(shè)計實現(xiàn)的主要功能 （ 1） 采用 編程語言來編寫上位機程序 （ 2） 用 S7200 可編程控制器作為其硬件設(shè)備 液體混合裝置控制模擬圖中 Y V Y V Y V YKM 分別接主機的輸出點 、 、 、 起、停按鈕 S B SB2 分別接主機的 輸入點 、 。液面?zhèn)?感器利用扭子開 關(guān)來模擬，啟動、 停止用動合按鈕 來實現(xiàn)，液體 A 閥門、液體 B 閥門、混合液 閥門的打開與關(guān)閉以及攪動 電機的運行與停轉(zhuǎn)用發(fā)光二極管的點亮與熄滅來模擬。 啟動操作：按下啟動按鈕 S B1,裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作： 液體 A 閥門打開，液體 A 流入容器。液面到達(dá) S L1 時，關(guān)閉液體 B 閥門 ，蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 11 攪動電機開始攪動。當(dāng)液面下降到 S L3 時， S L3 由接通變?yōu)閿嚅_，再過 2秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。 啟動操作：按下按鈕 SB1, 的動合 觸點閉合， 產(chǎn)生啟動脈沖， 的動合觸點閉合 ，使 保持接通，液體 A 電磁閥 Y V1 打開， 液體 A 流入容器。當(dāng)液面上升到 S L2 位置時， S L2 接通， 的動合觸點接通， M1 產(chǎn)生脈沖， 的動合 觸點接通一個掃描周期，復(fù)位指令 R 使 線圈斷開， Y V1 電磁閥關(guān) 閉，液體 A 停止流入；與 此同時， 的動合觸點 接通一個掃描周期，保持操作指 令 S 使 線圈接通，液體 B 電磁閥 YV2 打開，液體 B 流入 。攪動電機工作時， Q0 .3 的動合觸點 ，啟動定時器 T37,過了 6 秒， T37 動合觸點閉合， 線圈斷開，電機 停止攪動。 液面下降到 S L3,液面?zhèn)鞲衅?S L3 由接通變?yōu)閿嚅_ ，使 動合觸點接通一個掃描周期， 線圈接 通， T1 開始工 作， 2 秒后混合液 流完， T1 動合觸點閉合， 線圈斷開，電磁 閥 Y V3 關(guān)閉。 停止操作：按下停止按鈕 SB 2, 的動合觸點接通， 產(chǎn)生停止 脈沖，使 M20. 0 線圈復(fù)位斷開， 動合 觸點斷開，在當(dāng)前的混合操 作處理完畢后，使 不能再接通，即停止操作。 S7200 系列 P LC 的硬件系 統(tǒng)的配置方式采用整體式加 積木式結(jié)構(gòu)，分為基本單元和擴(kuò)展單元，即主機中包含一定數(shù)量的的 I/O 輸入輸出點 ，同時還 可以擴(kuò) 展各種 功能 模塊。 基本單元稱為 CP U 模塊、主機或本機。 S7200CP U 模塊的 早期型號為 C P U21 X 系列，新一代產(chǎn)品為 CP U22X 系列。 當(dāng)主機上所 集成 的 I/ O 點數(shù)不夠時，可以通過連接擴(kuò)展單元來增加I/O 點數(shù)。 一臺電機和三個電磁閥配合和作用：電磁閥 Y V1，電磁閥 Y V2，電磁閥 Y V3 控制 A、 B、混合液體的流入與流出。完成兩種液體混合控 制 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 14 元器件明細(xì)表 名稱 型號 數(shù)量 備注 按鈕開關(guān) KH2204 2 個 液位傳感器 3 個 攪拌電動機 Y90S6/ 1 個 電磁閥（入液罐） VF425 2 個 電磁閥（出液罐） AVF40 1 個 接觸器 CJX29/200V 3 個 二 ． 液 位 傳 感 器的選 擇 選用 型液位傳感器 型號說明： L：表示光電的 S：表示傳感器 F：表示防腐蝕的 ：最大工作壓力 LS F 系列液位開 關(guān)可提供非常準(zhǔn)確、可靠的 液位 檢測。應(yīng) 用此原 理可制 成點點或多點液 位開關(guān)。 液位傳感器相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： 工作壓力可達(dá) 工作溫度上限為 125℃ 觸電壽命為 100 萬次 觸電容量為 70W 開關(guān)電壓為 24V DC 切換電流為 三 ． 攪 拌 電 機 的選擇 三項異步電動機 運 用非常廣泛 ，因而正確 的選擇電動機 顯得極為重要。 功率的 選擇： 合適選 擇電 動機的 功率是 運行 安全和 經(jīng)濟(jì) 的可靠 保證。 功率 的確定 是由 連續(xù)運 行電動 機功率的 選擇和 短時運 行電 動機功 率的選 擇。 種類和 型號的 選擇： 種類 選擇的 原理主 要是 從交流 或直 流、機 械特性 、調(diào)速與起 動性能 、維護(hù) 及價格 等發(fā) 面來考 慮。電 動機結(jié) 構(gòu)構(gòu)型 則有 開啟式 、防 護(hù)式、 封閉 式、防爆式。 Y 系列籠型電動機的額定電壓只有 380 V 一個等級；大功率異步電動機才采用 3000V、 6000V 的電壓等級。 Y 系列 三相異步 電動機是 一般用途 低壓三相鼠 籠型異步 電動機基 本系列。 Y 系列電 動機具有 高效、節(jié) 能、性能 好、振動小 、噪音小 壽命長 、可靠 性高 、維護(hù) 方便、 起動 轉(zhuǎn)矩大 等優(yōu) 點。采用 B 級絕緣、外殼防護(hù)等級為 IP4 4，冷卻方式 IC418. 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 Y90S6/ 四 ． 電 磁 閥 的 選擇 入 口 液體選用 VF425 型電磁閥 VF425 型號說明： V：表示電磁閥 F：表示防腐蝕 4：表示設(shè)計序號 25：表示口徑（ mm） 寬度 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。 2)介質(zhì)溫度 150℃／環(huán)境溫度 20～ 600C。 4)功率： AC: 。 (2)出罐液體選用 AVF40 型電磁閥 AVF40 型號說明： W：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)其最大特點就是能通過設(shè)備上的按鍵設(shè)置來控制流量，達(dá)到定時排空的效果。 3)使用電 壓： AC: 220 V50Hz/60Hz DC: 24V。 五 ． 接 觸 器 的 選擇 用途 （ CJX2d）系列交流接觸器主要 用于交流 50Hz（或 60Hz），額定絕緣電壓為 690V，在 AC3 使用類別下額定電壓為 380V 時額定工作電流至95A 的電路中，供遠(yuǎn)距離接 通和分?jǐn)嚯娐?，并可與適當(dāng)?shù)臒徇^載繼電器 組成電磁起動器以保護(hù)可能發(fā)生過負(fù)荷的電路。 工作條件和安裝條件 周圍空氣溫度 5℃ ～ +40℃ ； 安裝地點海拔不超過 2021m； 最高溫度為 +40℃ 時，空氣的 相對濕度不超過 50%，在較低溫度下允許有較高的相對濕度，例如 20℃ 時達(dá)到 90%；對由于溫度變化偶爾產(chǎn) 生的凝露應(yīng)采取特殊的措施； 污染等級 為 “污染等級 3”； 安裝類別為 “安裝類別 Ⅲ ”； 除用螺釘安裝外，還可采用 35mm、 75mm 標(biāo)準(zhǔn)卡軌安裝。西門子 P LC 具有專門的順序控制指令，用步進(jìn)指令編程簡單直觀、方便易讀。 所選西門子 S7200 型 CPU224PLC 的具體參數(shù)如下： CPU 224 24V DC 電源 6ES7 2142AD230XB0 24V DC 輸出 24V DC 輸入 100~230V AC 電源 6ES7 2142BD230XB0 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 24V DC 輸入 繼電器輸出 CPU 224 的物理特性 描述 CP U 224X P DC/DC/DC CP U 224X P AC/D C/ 繼電器 尺寸 (W*H*D) 140*80*62mm 140*80*62mm 重量 390g 440g 功耗 8W 11W 存儲器特性 程序存儲器在線程序編寫時 12288 bytes 12288 bytes 非在線程序編寫時 16384 bytes 16384 bytes 數(shù)據(jù)存儲器 10240 bytes 10240 bytes 裝備（超級電容） 100 小時 / 典型值（ 40℃時最小 70 小時 ） 100 小時 / 典型 值（ 40℃時最小 70 小時 ） （可選電池） 200 天 /典型值 200 天 /典型值 I/O 特性 本機數(shù)字量輸入 14 輸入 14 輸入 本機數(shù)字量輸出 10 輸出 10 輸出 本機模擬量輸入 2 輸入 2 輸入 本機模擬量輸出 1 輸出 1 輸出 數(shù)字 I/O 映像區(qū) 256（ 128 輸入 /128 輸出） 256（ 128 輸入 /128 輸出） 模擬 I/O 映像區(qū) 64（ 32 輸入 /32 輸出） 64（ 32 輸入 /32 輸出） 允許最大的擴(kuò)展模塊 7 個模塊 7 個模塊 允許最大的智能模塊 7 個模塊 7 個模塊 脈沖捕捉輸入 1 14 高速計數(shù)器 6 個 6 個 總數(shù) 4，每個 30KHz 4，每個 30KHz 單相計數(shù)器 2，每個 200KHz 2，每個 200KHz 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 3，每個 20KHz 3，每個 20KHz 兩相計數(shù)器 1，每個 100 KHz 1，每個 100 KHz 脈沖輸出 2 個 100 KH z（僅 限于DC 輸出） 2 個 100 KH z（僅 限于DC 輸出） 常規(guī)特性 定時器總數(shù) 256 個 256 個 1ms 4 個 4 個 10ms 16 個 16 個 100ms 236 個 236 個 計數(shù)器總數(shù) 256（由超級電容或電池備份） 256（由超級電容或電池備份） 內(nèi)部存儲器位掉電保持 256（由超級電容或電池備份） 256（由超級電容或電池備份） 時間中斷 112 （存儲在EEPROM） 112（存儲在 EEP RO M） 邊沿中斷 2 個 1ms 分辨率 2 個 1ms 分辨率 模擬電位器 4 個上升沿和 /或 4 個下降沿 2 個 8 位分辨率 4 個上升沿和 /或 4 個下降沿 2 個 8 位分辨率 布爾量運算執(zhí)行時間 時鐘 內(nèi)置 內(nèi)置 卡件選項 存儲卡和電池卡 存儲卡和電池卡 集成的通信功能 接口 2 個 RS485 接口 2 個 RS485 接口 PPI, DP/T 波特率 , 和 , 和 自由口波特率 ud 至、 至 每段最大電纜長度 使 用 隔 離 的中 繼 器 ： ud 可達(dá) 1000米， ud 可達(dá)1200 米 未 使 用 隔 離中 繼 器 ：使 用 隔 離 的 中 繼 器 ： ud 可達(dá) 1000米， 可達(dá) 1200米 未 使 用 隔 離 中 繼 器 ： 50蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 50 米 米 最大站點數(shù) 每段 32 個站，每個網(wǎng)絡(luò) 126 個站 每段 32 個站，每個網(wǎng)絡(luò)126 個站 最大主站數(shù) 32 32 點到點 (PPI 主站模式 ) MPI 連接 是 (NETR/NETW) 共 4 個， 2 個保留 (1 個給 PG， 1 個給OP) 是 (NETR/NETW) 共 4 個， 2 個保留 (1 個給 PG， 1 個給 OP) 電源特性 輸入電壓 至 85 至 264 VA C(47 至 63Hz) 輸入電流 120 mA( 僅 CP U ，24VDC) 900 mA( 最大負(fù)載，24 VDC) 12 A ， VDC 時 70/35mA ( 僅 CP U ，120/240VAC) 220/100mA (最大負(fù)載，120/240 VA C) 20A ， 264 VAC 時 隔離 (現(xiàn)場與邏輯 ) 不隔離 1500 VAC 保持時間 (掉電 ) 10ms ， 24 VDC 時 20/80ms ， 120/240 VA C時 保險 (不可替換 ) 3A， 250 V 時慢速熔斷 2A， 250 V 時慢速熔斷 24V DC 傳感器電源 傳感器電壓 L+ 減 5V 至 VDC 電流限定 峰值，終端限定非破壞性 峰值，終端限定非破壞性 紋波噪聲 來自輸入電源 小于 1V 峰分值 隔離 ( 傳 感 器 與 邏輯 ) 非隔離 非隔離 數(shù)字量輸入特性 本機集成數(shù)字量輸入點數(shù) 14 輸入 14 輸入 輸入類型 漏型 / 源型 (IEC 類型1/ 漏型，除 到) 漏型 /源型 (IEC 類型 1/漏型，除 到 ) 蘭州理工大學(xué)電信學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 額定電壓 24 VDC， 4 mA 典型值時 30V DC 24 VDC， 4 mA 典型值時30 VDC 最大持續(xù)允許電壓 35V