2022年柳健-机电传动课程方案设计书-两种液体混合控制装置PLC .docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 襄樊学院机械与汽车工程学院课程设计成果评定表课程名称机电传动掌握课程设计课 程 编 号07ZX091122 专业机械设计制造及其自动班 级0811 姓名柳健化工程评分标准评分等级得分折合分1、态度端正,设计仔细,能积极动脑摸索,学习纪律优秀年月日好；平常2、态度较好,较仔细,能积极动脑摸索,学习纪律较良好成果好；中等（占3、态度一般,较仔细,能动脑摸索,学习纪律尚可；20）4、态度较差,不够仔细,不善于动脑摸索,纪律较差；及格不及格5、态度差,不仔细,不动脑摸索,纪律差；1、绘图规范,标注精确,结构合理,图纸质量高；优秀图纸良好质量2、绘图较规

2、范、精确,结构基本合理,图纸质量较好；成果3、绘图基本规范、精确,结构基本合理,图纸质量一中等（占般；及格40）4、绘图不够规范、精确,结构不太合理,图纸质量较 差；不及格5、绘图不规范、精确,结构不合理,图纸质量差；1、撰写规范,设计思路清楚,学问运用娴熟,设计详尽优秀细致,按要求完成设计；设计 报告2、撰写较规范,设计思路基本清楚,学问运用较娴熟,设计基本详尽细致,能按要求完成设计；良好中等成果3、撰写基本规范,设计思路基本清楚,学问运用尚可,（占设计基本详尽细致,能按要求完成设计；40）4、撰写不够规范,设计思路不太清楚,学问运用一般,设计不够详尽细致,基本完成设计；及格5、撰写不规范,

3、设计思路不够清楚,学问运用不娴熟,不及格设计不够详尽细致,没有按要求完成设计；总评成果指导老师：注： 1、该成果评定表每位同学一份,并装订在设计说明书的其次页；2、指导老师按课程设计大纲的要求评定成果,并给出总评成果；3、折合分：优秀 90分,良好 80-89 分,中等 70-79 分,及格 60-69 分,不及格 60 分；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 襄 樊 学 院机电传动掌握课程设计报告题目液体混合装置 PLC 掌握专业机械设计制造及其自动化班级0811班姓名柳健学号08116118 指导老师职称吴何畏

4、副教授2022 年 10 月 15 日名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 摘要本设计以两种液体的混合掌握为例,其要求是将两种液体按肯定比例混 合,在电动机搅拌后将混合的液体输出容器；并自动开头新的周期,形成循环 状态,在按停止按扭后依旧要完成本次混合才能终止；液体混合系统的掌握设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之 间的相互关联性,针对不同的工作状态,进行相应的动作掌握输出,从而实现 液体混合系统从液体加入到混合完成输出的这样一个周期掌握工作的程序实现；设计以液体混合掌握系统为中心, 从掌握系统的硬件系统组成

5、、软件选用到系统的设计过程（包括设计方案、设计流程、设计要求、梯形图设计、外部连 接等） , 旨在对其中的设计及制作过程做简洁的介绍和说明；文中具体介绍了系统的硬件设计、软件设计；其中硬件设计包液体混合装 置的电路框图、输入 / 输出的安排表及外部接线；软件设计包括系统掌握的梯形 图、指令表及工作过程；在本装置设计中,液面传感器和电阀门以及搅动电机 采纳相应的钮子开关和发光二极管来模拟,另外仍借助外围元件来完成本装置；整个程序采纳结构化的设计方法 优点；, 具有调试便利 , 保护简洁 , 移植性好的关键词：两种液体、混合装置、自动掌握目 录第一章 引言 . 1 1.1 课程设计的目的 . 1

6、1.2 设计内容及要实现的目标. 1 其次章 系统总体方案设计 . 2 2.1 系统硬件配置及组成原理. 2 2.2 系统接线图设计 . 3 第三章 掌握系统设计 . 3 3.1 I/O 估算 . 3 3.2 PLC 选型 . 4 3.3 I/O 安排表设计 . 5 3.4 外部接线图设计 . 6 3.5 掌握程序流程图设计. 7 3.6 掌握程序设计 . 7 3.7 创新设计内容 . 10 第四章 系统调试及结果分析. 10 4.1 系统调试 . 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4.2 结果分析 . 10

7、 第五章 总结 . 10 参考文献 . 11 附 录. 11 名师归纳总结 附录 1 液体混合装置PLC 掌握程序的指令表（带功能注释）. 11 第 4 页,共 17 页附录 2 液体混合装置PLC 掌握程序的梯形图和外部接线图. 13 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 第一章 引言1.1 课程设计的目的在工艺加工最初,把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以得到产品始终都是在人监控或操作下进行的,在后来多用继电器系统对次序或规律的操作过程进行自动化操作,但是现在随着时代的进展,这些方式已经不能满意工业生产的实际需要；实际生产中需要更精确、更便利

8、的掌握装置；随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,原先的液体混合远远不能满意当前自动化的需要；可编程掌握器液体自动混合系统集成自动掌握技术,计量技术,传感器技术等技术与一体的机电一体扮装置；充分吸取了分散式掌握系统和集中掌握系统的优点,采纳标准化、模块化、系统化设计,配置敏捷、组态方便；可编程掌握器多种液体自动混合掌握系统的特点：1）系统自动工作；2）掌握的单周期运行方式；3）由传感器送入设定的参数实现自动掌握；4）启动后就能自动完成一个周期的工作,并循环；本系统采纳 PLC是基于以下两个缘由：1）PLC具有很高的牢靠性,通常的平均无故障时间都在 30 万小时以上；2）编程才能强,可

9、以将模糊化、模糊决策和解模糊都便利地用软件来实现；依据多种液体自动混合系统的要求与特点,我们采纳的 PLC 具有小型化、高速度、高性能等特点,可编程掌握器指令丰富,可以接各种输出、输入扩充设备,有丰富的特别扩展设备,其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的,能够便利地联网通信；这次课程设计的目的就是设计一个集 PLC 技术,自动掌握技术,自动化外表技术,系统仿真技术于一体的功能较全的多种液体自动混合的自动装置；1.2 设计内容及要实现的目标利用三菱 PLC 设计两种液体混合装置掌握系统；在试验之前将容器中的液体放空,按动启动按钮 SB1后,电磁阀 YV1通电打开,液体 A 流入容器；当液位高

10、度达到 I 时,液位传感器 I 接通,此时电磁阀 YV1断电关闭,而电磁阀 YV2通电打开,液体 B 流入容器；当液位达到 H 时,液位传感器 H 接通,这时电磁阀 YV2 断电关闭,同时启动电动机 M搅拌； 1 分钟后电动机 M停止搅拌,这时电磁阀 YV3通电打开,放出混合液去下道工序；当液位高度下降到 闭,并同时开头新的周期；需要完成的内容有：L 后,再延时 2s 电磁阀 YV3断电关1）编写输入输出对比表；包括信号名称、外部元件号、内部继电器号；2）绘制 PLC外部接线图；3）绘制功能流程图；4）编写、调试梯形图或语序表；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 17 页精

11、选学习资料 - - - - - - - - - 图 1-1 两种液体混合装置 其次章 系统总体方案设计依据设计要求,本系统为两种液体自动混合,需要对各种液体的液面的高度监 控,因此,需要运用到传感器进行液面高度的监控；各种液体入池的比例需要应用 电磁阀掌握,入池后的搅拌,就需要电机掌握；对各个控件的掌握,需要一个完整 的掌握流程,运用 PLC技术进行编程,可以实现对各个控件的掌握；具体掌握方法依据题目要求,按下启动按钮时,A 种液体进入容器,当达到肯定值时,停止进入, B 种液体开头进入,当达到肯定值时,停止进入；搅拌机进行搅 拌,一分钟后搅拌匀称,停止搅拌,放出液体；液体放出达到肯定值时停止

12、放出；液体的进入和放出,需要电磁阀的掌握,液面的深度需要传感器的掌握；下面就是系统总体的设计方案；2.1 系统硬件配置及组成原理随着科学技术的猛速进展,自动掌握技术在人类活动的各个领域中的应用越来 越广泛,它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志；在炼油、化工、制药、饮料等行业中,多种液体混合是必不行少的程序,而且也是 其生产过程中特别重要的组成部分；我预备设计一个可以将两种食用液体自动混合成饮料的掌握装置,两种饮料分 别命名为液体 A和液体 B；基本的设计硬件如下表所示：表 2-1 设计硬件挑选名称型号数量微型运算机专用运算机1 台PLC主机单元三菱 FX系列1 台两种

13、液体自动混合单元配套1 台通信电缆配套如干液体混合掌握装置掌握的模拟试验面板图如图2-1 所示,此面板中,液面传感器用钮子开关来模拟,启动、停止用动合按钮来实现,液体 A 阀门、液体 B 阀门、混合液阀门的打开与关闭以及搅匀电机的运行与停转用发光二极管的点亮与熄灭来模拟；如图 2-2 为搅拌机的立体示意图；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 图 2-1 液体混合掌握装置掌握的模拟试验面板图图 2-2 搅拌机的立体示意图2.2 系统接线图设计面板SB1 SB2 表 3-3 输入 / 输出接线列表YV2 YV3 KM H

14、 I L YV1 PLC X000 X001 X002 X003 X004 Y001 Y002 Y003 Y000 第三章 掌握系统设计3.1 I/O 估算第一统计被控设备对输入、输出点的总需求量,把被控设备的信号源一一列名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 出,仔细分析输入、输出点的信号类型；在初始状态时,依据要求要实现液体的自动混合导出掌握,在开头操作之前,各阀门必需为关闭状态,容器为空；此时液体掌握电磁阀 YV1=YV2=YV3=OFF 状态；传感器 H=I=L=OFF状态；电动机 M为关闭状态；在启动操作中,当

15、装置和液体的都预备好之后,按下启动按钮 , 开头以下操作 : 1YV1=ON,液体 A 流入容器；当液面到达 I 时,YV1=OFF,YV2=ON2 液体 B 流入 , 液面达到 H 时,YV2=OFF,M=ON,电动机开头进行液体的充分混合搅拌；3 当混合液体搅拌匀称后 设时间为 60s,M=OFF,YV3=ON,开头放出混合液体；4 当液体下降到 L 时,L 从 ON变为 OFF,把时间掌握为再过 2s 后容器放空 , 关闭YV3,YV3=OFF完成一个操作周期；5 在只要没有按停止按钮的状态下 , 就自动进入下一个循环操作周期；在停止操作中,当工作完成之后需要关闭系统,按一下停止按钮 ,

16、 就在当前混合操作周期终止后 , 才停止操作；从而使系统停止在开头状态,以便下次启动系统时能够顺当的开头系统的循环；依据以上分析,对PLC来说,需要供应5 个输入点和 4 个输出点；除了以上的输入输出点意外, PLC 与运算机、打印机、CRT显示器等设备连接,需要用专用接口,也应运算在内；考虑到在实际安装、调试和应用中,仍有可能发觉一些估算中 未预见到的因素,要依据实际情形增加一些输入、输出信号；因此,要按估量数再增加 15%20%的输入、输出点数,以备将来调整、扩充使用；综上所述,I/O估算为：输入点点数为8,输出点点数为 7；3.2 PLC 选型PLC的型号、规格繁多,依据前面的I/O 估

17、算,再查阅三菱PLC编程手册中的相关表格,确定PLC选型；由于点数在 30 以内,所以挑选 FX1s系列；节选三菱 PLC编程手册中的相关表格如下表：表 3-1 软元件编号一览表名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 参照表格,挑选 FX1s-20M型号的 PLC；具体参数如表中所示；3.3 I/O 安排表设计在明白了系统工艺要求和掌握要求后, 接着要做的就是将I/O 通道安排给 PLC的指定 I/O 端子, 具体如表 3-2 所示；名师归纳总结 分类元件表 3-2 I/O安排表作用第 9 页,共 17 页端子号输SB1

18、 X000 起动按钮SB2 X001 停止按钮入H X002 液面高位传感器I X003 液面中位传感器输L X004 液面低位传感器M Y000 搅拌电动机YV1 Y001 液体 A流入电磁阀出YV2 Y002 液体 B流入电磁阀YV3 Y003 放出混合液体电磁阀- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 3.4 外部接线图设计图 3-1 PLC 外部接线图图 3-2 装置操作面板如图 3-1 所示, PLC 外部接线图左边一排为输入,其中 X000,X001,X002,X003,X004分别与 SB1,SB2,H,I ,L 相连；右边一排为输出,其中 Y0

19、01,Y002,Y003,Y000 分别与 YV1,YV2,YV3,KM相连；如图 3-2 所示起停按钮 P1,P2 分别与主机的 X000,X001 相连,液面传感器 P3,P4,P5 分别与主机的输入点 X002,X003,X004相接,液体 A 阀门,液体 B 阀门,混合液体阀门和搅拌机 P6,P7,P8,P9 分别与主机的输出点Y001,Y002,Y003,Y000相连；名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.5 掌握程序流程图设计图 3-3 掌握程序流程图3.6 掌握程序设计依据系统的要求及I/O 通道安

20、排 , 写出继电器梯形图,如图3-4 所示；具体设计思路如下：1 起始操作在按启动按钮 X000之后,使 Y001得电,断开电磁阀 器；YV1,从而使液体 A 流入容2 当液位上升到 I 时名师归纳总结 当液面上升到 I 时,X004 由 OFF变为 ON,使 Y001复位,关闭电磁阀YV1；同时使Y002置位,断开电磁阀YV2,从而使液体 B流入容器；第 11 页,共 17 页3 当液位上升到 H时- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 当液面上升到 H 时, X002 由 OFF状态变为 ON状态, 使 Y002 复位,关闭电磁阀YV2；同时使 Y000

21、 置位,启动搅拌机M；此时启动定时器TIM00,60s 后 TIM00 动作,使 Y000复位；4 搅拌匀称后放出混合液体在 Y000 的下降沿通过后沿微分指令 出混合液体；5 当液位下降到 L 时DIFD 使 Y003 置位, 断开电磁阀 YV3,开头放当液位下降到 L 时,X003 由 ON变为 OFF,启动器 TIM01,2s 后使 Y003复位, 关闭 电磁阀 YV3,此时电磁阀已放空；6 自动循环工作在没有按停止按钮X001 的情形下 , 系统将在TIM01 的记时时间到了时 , 使 Y001置位 , 自动进入下一操作周期；从而实现混合液体 7 停止操作PLC自动掌握的循环工作；当按

22、下停止按钮时 , 停止按钮 X001为 ON状态, 不能使电磁阀 YV1断开, 系统执行 完本周期的操作后 , 将自动停留在初始状态；使用 FX三菱简易编程器编入梯形图,如下所示；使用 FX三菱简易编程器将上述梯形图转化成指令语句表的形式,如下所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3.7 创新设计内容此次设计过程中,我有一些自己的想法；1）搅拌桶内的液位传感器的牢靠性不强,可以试着改为灵敏性强、牢

23、靠性高的 检测仪器；防止由于输入液体时,飞溅的液体触遇到液位传感器而导致发出错误信 号；2）在电路中供应一个备用电源,这样做的目的就是保证掉电之后也能使系统完 成该周期的工作,从而保证系统在完成当前周期的操作时,停止在初始状态,使容 器为空；以便在复原电源后能顺当的从第一步开头进行循环；这样就防止了在混合 某些化学物质,比如具有腐蚀性的物质时；由于掉电,长时间储存在容器中,从而 造成对装置的腐蚀或损坏；也防止了引起环境污染的可能；同时取代了掉电保持这 样一个麻烦和考虑不周的过程；第四章 系统调试及结果分析4.1 系统调试运用调试程序进行系统静调；模拟两种液体混合装置的操作过程,对掌握程序 作一

24、些改动,使之变成可连续运行的调试程序；具体作法如下：设 PLC进入运行方式后：经过肯定的预备时间,模拟按下启动按钮,Y001的指示灯亮；一段时间后,液面上升到 I 位置, Y001的指示灯灭, Y002的指示灯亮；一段时间后,液面上升到H位置, Y002的指示灯灭, Y000的指示灯亮；一段时间后, Y000的指示灯灭, Y003的指示灯亮；一段时间后,液面低于 L 位置, Y003 的指示灯灭, Y001 的指示灯亮,当前操作周期终止,自动进入下一个操作周期；在系统运行过程中,模拟按下停止按钮,全部运行立刻终止；调试终止；4.2 结果分析基于以上设计与调试,两种液体混合装置的系统设计基本终止

25、；测试结果满意课题给定要求；第五章 总结此次机电传动掌握课程设计是特别难得的一次理论与实践相结合的机会,通过这次对“ 课题十八 多种液体自动混合装置的 PLC 掌握” 的设计使我摆脱了单纯理论学习的状态,和眼高手低的毛病；通过本次 PLC的课程设计,使我明白到 PLC的重要性；机电传动掌握是一门极其重要的课程,他综合了运算机技术和自动掌握技术和通讯名师归纳总结 技术；在当今由机械化向自动化,信息化飞速进展的社会,特别是PLC 技术越来越第 14 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 受人们广泛应用；因此学会和运用PLC,将对我们以后踏上工作

26、岗位有极其重要的帮忙,在此次设计中,我们遇到了很多困难,通过对自身的查找,我找出几点不足 之处：1）不会利用查翻资料；在理论课学习过程中,老师曾经给过我们很多关于 PLC的参考资料；而我没有去充分利用；在老师的提示下,我才如获至宝；2）学习仔细程度不够,基础相对薄弱；PLC 的工作原理和使用通过这次课程设计；我学会了PLC 的基本编程方法,对方法也有了更深刻的懂得；在对理论的运用中,提高了我的科学文化素养,在没有 做实践设计以前,我们对学问的撑握都是理论上的,对一些细节不加重视,当我们 把自己想出来的程序用到 PLC 中的时候,问题就显现了；这样,我就只能一个一个问题的去解决,通过查阅资料和询

27、问老师,使得我对PLC 的懂得得到加强,看到了实践与理论的差距；最终通过本次课程设计,使我了 解了 PLC掌握技术在工业应用和工业 生产中的重要位置；因此,学好这门 课程特别重要；参考文献【1】邓星钟 . 机电传动掌握 M. 武 汉: 华中科技高校出版社 , 2007. 【2】张海根 . 机电传动掌握 M. 北 京: 高等训练出版社 , 2001. 【3】电子文档 . 三菱PLC 编程手 册附 录附录 1 液体混合装置 PLC 掌握程序 的指令表（带功能注释）（X001 * 启动按钮）（M8002 * 初始脉冲量）名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 17 页精选学习资料

28、- - - - - - - - - （Y003 * 排放混合液体）（T1 * 定时时间设定）（X000 * 启动按钮）（Y001 * 放液体 A）（X003 * 中限位开关 I ）（Y002 * 放液体 B）（X002 * 上限位开关 H）Y000 * 电动机搅拌 60s）T0 * 定时时间设定）T0 * 定时时间设定）（Y003 * 排放混合液体）名师归纳总结 （X004 * 下限位开关L）第 16 页,共 17 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - （T1 * 定时时间设定）附录 2 液体混合装置 PLC掌握程序的梯形图和外部接线图如 A3 图纸所示；名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页,共 17 页