《电气控制与可编程控制器》课程设计说明书题目：多种液体自动混合装置的PLC控制目录1课题背景 (3)1.1课题背景 (3)1.2研究目的和意义 (3)1.3本文的主要工作 (3)2已知情况、控制要求、设计要求 (4)2.1已知情况 (4)2.2控制要求 (4)2.3设计要求 (5)3总体设计思路 (6)4程序设计及调试 (6)4.1PLC的选型及I/0分配图 (6)4.2梯形图、指令表及编程元件明细表 (8)5电气设计 (11)5.1PLC外部接线原理图 (11)5.2多种液体自动混合装置电气元件明细表 (12)6安装、接线、及系统联合测试 (12)7后期工作 (13)7.1操作过程简要说明 (13)7.2常见故障及排除方案 (13)7.3编写并提交（课程）设计说明书 (13)8尚存在的问题及方案建议 (14)9课程设计总结 (14)10致谢 (15)11参考文献 (16)多种液体自动混合装置的PLC控制1课题背景1.1课题背景随着科学技术的猛速发展，自动控制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、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。
但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。
另外，生产要求该系统要具有配料精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。
所以为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体自动混合的目的,液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。
随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。
设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要.1.2研究目的和意义在工艺加工最初，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一直都是在人监控或操作下进行的，在后来多用继电器系统对顺序或逻辑的操作过程进行自动化操作，但是现在随着时代的发展，这些方式已经不能满足工业生产的实际需要。
实际生产中需要更精确、更便捷的控制装置。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原来的液体混合远远不能满足当前自动化的需要。
可编程控制器液体自动混合系统集成自动控制技术，计量技术，传感器技术等技术与一体的机电一体化装置。
充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
可编程控制器多种液体自动混合控制系统的特点：①系统自动工作；②控制的单周期运行方式；③由传感器送入设定的参数实现自动控制；④启动后就能自动完成一个周期的工作，并循环。
本系统采用PLC是基于以下两个原因：①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的PLC具有小型化、高速度、高性能等特点，可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。
本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对多种液体自动混合实现控制。
1.3本文的主要工作本文首先回顾多种液体自动混合装置的发展过程，说明了种液体自动混合装置的PLC控制的重要性和必然性。
然后，讲述了可编程程序控制器的应用，通过论述可编程程序控制器的优点对可控制编程器对多种液体混合装置的控制有一个总体的认识。
综合多种液体自动混合装置的控制系统的要求，进行了外部电路的连线和PLC程序设计，从部件的选择，流程的分析，程序顺序控制的设计等方面，完成了本次的设计任务。
最后，通过对程序液位控制系统的程序的调试，检测，再进行是对系统的更正，使控制系统更加完善，确保系统能顺利运行。
2已知情况、控制要求、设计要求2.1已知情况：本题目用PLC来模拟并实现多种液体自动混合装置的控制2.2控制要求：如图所示为三种液体混合装置，SQ1、SQ2、SQ3和SQ4为液面传感器，液面淹没时接通，液体A、B、C与混合液阀由电磁阀YV1、YV2、YV3、YV4控制，M为搅匀电动机，其控制要求如下：1、初始状态装置投入运行时，液体A、B、C阀门关闭，混合液阀门打开20s将容器放空后关闭。
2、起动操作按下启动按钮SB1，装置开始按下列给定规律运转。
(1) 液体A阀门打开，液体A流入容器。
当液面到达SQ3时，SQ3接通，关闭液体A阀门，打开液体B阀门。
(2) 当液面到达SQ2时，关闭液体B阀门，打开液体C阀门。
(3) 当液面到达SQ1时关闭阀门C，搅匀电动机开始搅匀。
(4) 搅匀电动机工作1min后停止搅动，混合液体阀门打开，开始放出混合液体。
(5) 当液面下降到SQ4时，SQ4由接通变断开，再过20s后，容器放空，混合液阀门关闭，开始下一周期。
3、停止操作按下停止按钮SB2后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态）。
2.3设计要求：根据生产设备工作方面及其它方面的需要，本次设计要达到如下设计要求：（1）要求本次设计的控制装置采用PLC技术实现;（2）要能完全满足控制要求；（3）按下停止按钮后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作3总体设计思路经过对上述设计要求的深入思考后，对系统的设计过程有了一定的构架。
具体的想法有一下几点：我做的系统为多种液体自动混合，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控制，入池后的搅拌，则需要电机控制。
对各个控件的控制，需要一个完整的控制流程，运用PLC技术进行编程，可以实现对各个控件的控制。
具体控制方法根据题目要求，按下启动按钮时，A种液体进入容器，当达到一定值时，停止进入，B种液体开始进入，当达到一定值时，停止进入C种液体开始进入，当达到一定深度停止所有液体进入。
搅拌机进行搅拌，一分钟后搅拌均匀，停止搅拌，放出液体。
经20s后停止放出，按停止键停止操作。
液体的进入和放出，需要电磁阀的控制，液面的深度需要传感器的控制。
4程序设计及调试4.1 PLC选型及I/O分配图●根据设计要求、控制要求，选定PLC的型号为：FX1N系列它是日本三菱公司生产的三菱FX1N系列，拥有28路输入、18路(继电器)输出，而本例实际只需要6路输入、5路输出，输出留有约1/3的余量，输出所留余量超出1/3，完全满足要求；拥有8K步的内存容量，而本例用户程序的容量估计在50步左右，完全够用●多种液体自动混合装置的I/0分配。
输人X0：启动按钮X1：限位开关SQ1X2：限位开关SQ2X3：限位开关SQ3X4：限位开关SQ4X5：停止按钮输出Y1:液体A控制阀门YV1Y2：液体B控制阀门YV2Y3：液体C控制阀门YV3Y4：D口控制阀门YV4Y5：搅拌机控制M4.2编程PLC多种液体自动混合装置程序工作过程简析、编程元件明细表梯形图多种液体混合自动装置指令表如下：PLC编程元件明细表：编程元件作用X0 起动开关X1 触发液面传感器SQ1X2 触发液面传感器SQ2X3 触发液面传感器SQ3X4 触发液面传感器SQ4X5 停止开关Y1 阀门A打开液体A注入Y2 阀门B打开液体B注入Y3 阀门C打开液体C注入Y4 阀门D打开混合液流出Y5 电动机转动T0 电动机转动定时T1 混合液流出定时M200 中间继电器，使阀A门打开M100 中间继电器，使阀门A关闭，使阀门B打开M101 中间继电器，使阀B门关闭，使阀C门打开M102 中间继电器，使阀门C关闭，使搅拌机工作M104 中间继电器，使M105置位5电气设计5.1 PLC外部接线原理图5.2多种液体自动混合装置电气元件明细表参考《电气控制与PLC应用》（胡汉文丁如春主编，人民邮电出版社，2009.5）第9章设计样例，拟定本顺控设备电气元件明细表如表2所示。
序号文字符号名称型号规格单位数量备注1 1#PLC 1号PLC F1N-240M 8路输入台 1 求是生产8路输出6 安装、接线、及系统联合测试按照电气设计图完成接线，对程序系统与电气系统进行联合测试，详细步骤略。
如不满足要求，再回去修改程序或检查接线，直到满足要求为止7 后期工作7.1操作过程简要说明本实验在试验箱上模拟了多液体自动混合装置的工作过程，用按钮代替液面出发开关，用信号灯表示阀门和电动机的工作状态（1）启动开接通时，系统开始工作，电磁阀YV１打开A液体注入（Y1灯亮）。
当起动开关断开时，信号灯运行完一个周期后才熄灭。
（2）当液体液位到达SQ3位置时，触动开关X3，电磁阀YV2打开B液体注入，（Y2灯亮）。
（3）当液体液位到达SQ2位置时，触动开关X2，电磁阀YV3打开C液体注入，（Y3灯亮）。
（4）当液体液位到达SQ1位置时，触动开关X1，搅匀电动机开始搅匀，（Y5灯亮），同时计时器T0开始计时，1min钟后计时完毕，电磁阀YV4阀门打开，（Y4灯亮）。
（5）开始放出混合液体，当液面下降到SQ4时，出动X4按钮，计时器T2开始计时20s，计时完毕完成了一个周期的控制，开始进行下一个周期。
7.2常见故障及其排除方案(1)检查PLC能否完成1个工作流程?不能：程序错误解决方案：程序重编(2)检查PLC能否从最后1步（Y4）回到第1步(Y1)开始新一轮循环?不能：程序错误解决方案：程序重编(3)检查PLC能否实现连续运行？不能：程序错误解决方案：程序重编7.3编写并提交(课程)设计说明书“课程设计说明书”包括以下内容：(1)封面(2)课程设计任务书(3)摘要(4)目录(5)已知情况、控制要求、设计要求(6)总体设计思路(7)程序设计及调试(8)电气设计(9)安装、接线、联合测试(10)后期工作(11)课程设计总结(12)致谢(13)主要参考文献及资料8尚存在的问题及方案建议本设计方案虽然“设计简约，考虑面广，满足要求”，但至少存在以下2个问题尚未解决：(1）由于试验设备的限制，只能制作成手动的控制装置，与实际根据液压传感器来自动控制装置的试验现象相差较大，到达指定液位时装置就自动变化的现象可能有时不太明显观察。
（2)随时停止工作：在设过程中，为了简化操作过程，对PLC未加装强制停止按钮，突发情况不能强制停止。
9课程设计总结小学期课程设计是非常难得的一次理论与实践相结合的机会，通过这次小学期对“多种液体自动混合装置的PLC控制”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，使我了解到PLC的重要性。