《电气控制与PLC》课程设计-多种液体混合装置控制系统的设计.doc

学号0814108
《电气控制与PLC》
课程设计
( 2008级本科)
题目: 液料自动混合装置控制系统设计
系(部)院: 物理与机电工程学院
专业: 电气工程及其自动化
作者姓名:
指导教师: 职称: 讲师
完成日期: 2011 年 12 月 30 日
一、设计目的及意义 1
二、液料自动混合控制系统方案设计 1
三、液料自动混合控制系统的硬件设计 3
3
5
5
搅拌电机的选择 5
6
PLC的选择 7
PLC输入输出口分配 8
。 9
PLC输入/输出接线设计 10
四、软件系统 11
程序流程图 11
梯形图程序的总体结构图设计 12
语句表程序设计 14
五、程序调试 16
小结 18
参考文献 19
电气控制与PLC技术课程设计成绩评定表 20
一、设计目的及意义
在工艺加工最初,把多种原料在合适的时间和条件下进行加工得到产品,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,原来的液体混合装置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。
通过该课程设计使我得到了工程知识和工程技能的综合训练,获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。
二、液料自动混合控制系统方案设计
目前常用的控制系统有以下几种:继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机和可编程控制器控制。现在将这几种控制系统相比较,并结合本设计的实际确定控制方案。
(1)继电器控制系统
PLC与继电器均可用于开关量逻辑控制。PLC的梯形图与继电器电路图都是用线圈和触点来表示逻辑关系。继电器控制系统的控制功能是用硬件继电器(或称物理继电器)和硬件接线来实现的,PLC的控制功能主要是用软件(即程序)来实现的。
PLC采用的计算机技术、顺序控制、定时、计数、运动控制、数据处理、闭环控制和通信联网等功能,比继电器控制系统的功能强大的多。
继电器系统的可靠性差,诊断复杂的继电器系统的故障非常困难。梯形图程序中的输出继电器是一种“软继电器”,它们的功能是用软件来实现的,因此没有硬件继电器那样的触点易于出现接触不良的现象。PLC的可靠性高,故障率极低,并且很容易诊断和排除故障。
继电器的控制功能被固定在线路中,其功能单一,不易修改,灵活性差。PLC的控制方式灵活,有很强的柔性,仅需修改梯形图就可以改变控制功能。
至今还没有一套通用的容易掌握的继电器电路设计方法,设计复杂的继电器电路既困难又费时,设计出的电路也很难阅读理解。PLC有大量用软件实现的辅助继电器,定时器和计数器等编程元件供梯形图的设计者使用。用先进的顺序控制设计法来设计梯形图,比设计相同功能的继电器电路花费的时间要少得多。
继电器要在硬件安装,接线全部完成后才能进行调试,发现问题后修改电路花的时间也很多。PLC控制系统的开关柜制作,现场施工和梯形图设计可以同时进行,梯形图可以在实验室模拟调试,发现问题后修改起来非常方便。
(2)单片机控制
单片机又称单片微控制器,将CPU、并行输入/输出接口、定时器/计数器、存储器和通信接口集成在一个芯片中,最便宜的8位单片机销售仅为几元,其功能强,响应速度快,性能价格比极高。但是除了单片机芯片外,单片机还需要设计硬件电路图和印制电路板。单片机一般用汇编语言或C语言编程,编程时需要了解单片机内部的硬件结构。将单片机用于工业控制,对开发人员的硬件设计水平和软件设计水平的要求都很高。此外,用单片机设计测控产品需要采用大量的硬件,软件方面的抗干扰措施,才能保证长期稳定可靠的运行。有的专业公司开发的单片机产品的可靠性都难达到PLC的水平。
使用单机机的专用测控装置都由专业厂家来开发,现在很少有最终用户开发单件或小批量的单片机测控装置。
(3) 工业控制计算机控制
控制用的个人计算机(PC)称为工业控制计算机,简称为工控机。工控机是在个人计算机的基础上发展起来的,采用总线结构,硬件的兼容性较强。IPC有各种各样的输入/输出板卡供用户选用,有很强的高速浮点去处、图像运算、通信和人机交互等功能,容易实现管理控制网络的一体化。
PLC的体积小巧紧凑,硬件和操