電氣控制課程設(shè)計(jì)

評(píng)語(yǔ)：

考勤（10）守紀(jì)（10）過(guò)程（40）設(shè)計(jì)匯報(bào)（30答辯（10）總成績(jī)（100）

專(zhuān)業(yè)：_________________

班級(jí)：_________________

姓名:_________________

學(xué)號(hào)：_________________

指導(dǎo)教師：_________________

基于S7-300PLC的多罐體液體自動(dòng)混合攪拌系統(tǒng)

1控制規(guī)定

采用PLC設(shè)計(jì)一種三個(gè)罐體的液體自動(dòng)混合攪拌系統(tǒng)，詳細(xì)規(guī)定如下：

儲(chǔ)液罐1為一種5L儲(chǔ)液罐，共分別有兩個(gè)進(jìn)液閥A和B,一種出液閥C(均

為電磁閥，下同)。罐體上有三個(gè)傳感器，分別為低液位傳感器L,中液位傳感器

I,高液位傳感器Ho啟動(dòng)系統(tǒng)之前，容器是空的，各閥門(mén)關(guān)閉，傳感器H=I=L=OFF,

攪拌電動(dòng)機(jī)MO=OFF。

首先，按下啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)打開(kāi)閥門(mén)A使液體A流入。當(dāng)液面抵達(dá)傳感器I

的位置時(shí)，關(guān)閉閥門(mén)A,同步打開(kāi)閥門(mén)B使液體B流入。當(dāng)液面抵達(dá)傳感器H位

置時(shí)，關(guān)閉悶門(mén)B,同步啟動(dòng)攪拌電動(dòng)機(jī)攪拌1分鐘。攪拌完畢后，打開(kāi)放液閥門(mén)

Co當(dāng)液面低于傳感器L的位置時(shí)，再繼續(xù)放液1()秒后關(guān)閉放液閥門(mén)C。隨即再

將閥門(mén)A打開(kāi)，如此循環(huán)下去。若停止后罐內(nèi)為II」存在液體，可運(yùn)用出液閥C手

動(dòng)按鈕將液體排出。

當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下時(shí)，同步低速啟動(dòng)攪拌機(jī)M0。當(dāng)進(jìn)液閥B打開(kāi)時(shí)，切除電動(dòng)

機(jī)所串入電阻，使其正常運(yùn)行。當(dāng)電磁閥C打開(kāi)時(shí)，再時(shí)攪拌機(jī)M0低速運(yùn)行，

若不按下停止按鈕，使系統(tǒng)循環(huán)進(jìn)行。在工作中假如按下停止按鈕，攪拌機(jī)M0

不立即停止工作，只有目前混合操作處理完畢，才停止工作，即停在初始狀態(tài)。

當(dāng)時(shí)始狀態(tài)下，按下停止按鈕，攪拌機(jī)M()將進(jìn)行反接制動(dòng)，最終運(yùn)用速度繼電器,

將反接制動(dòng)切除。

儲(chǔ)液罐2為一種3L儲(chǔ)液罐，其分別有兩個(gè)進(jìn)液閥D和E,一種出液閥F。罐

體上有兩個(gè)傳感器分別為低液位傳感器N和高液位傳感器Ko當(dāng)儲(chǔ)液感1的電磁

閥B打開(kāi)時(shí)，同步打開(kāi)儲(chǔ)液罐2H勺進(jìn)液閥D和E。延遲10秒后，啟動(dòng)攪拌機(jī)Ml

進(jìn)行攪拌1分鐘，當(dāng)罐內(nèi)液面抵達(dá)高液位傳感器K時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉進(jìn)液閥D和Eo

攪拌時(shí)間到后，打開(kāi)出液閥F。當(dāng)液面低于低液位傳感器N時(shí)，延遲5秒，之后

同步關(guān)閉攪拌機(jī)Ml和出液閥F。

儲(chǔ)液罐3為一種10L儲(chǔ)液罐，罐體_L有一種高液位傳感器P,當(dāng)由儲(chǔ)液罐1

和儲(chǔ)液罐2放出的液體液面到達(dá)傳感器P的液面高度時(shí)，啟動(dòng)攪拌機(jī)M2同步延

遲20秒打開(kāi)出液閥G,放液3分鐘到儲(chǔ)液塔中，時(shí)間到后自動(dòng)關(guān)斷攪拌機(jī)M2和

出液閥G。之后整個(gè)系統(tǒng)如此循環(huán)。

圖1為系統(tǒng)分布圖，題目中的5L,3L和10L只是象征意義的容量，并非工業(yè)

現(xiàn)場(chǎng)容量。

圖I系統(tǒng)分布圖

2I/O地址分派表

如表1所示為本系統(tǒng)的I/O地址分派表。

表1I/O地址分派表

輸入信號(hào)輸出信號(hào)

名稱(chēng)功能輸入地址名稱(chēng)功能輸出地址

SB1啟動(dòng)按鈕10.0接觸器KM1M0啟動(dòng)線(xiàn)圈Q4.0

SB2停止按鈕10.1進(jìn)液閥A儲(chǔ)液罐1進(jìn)液Q4.1

FR過(guò)載保護(hù)10.2進(jìn)液閥B儲(chǔ)液罐1進(jìn)液Q4.2

傳感器L罐I低液位測(cè)量10.3出液閥C儲(chǔ)液罐1出液Q4.3

傳感器I罐I中間液位測(cè)量10.4接觸器KM2M0正常運(yùn)轉(zhuǎn)Q4.4

傳感器H罐I高液位測(cè)量10.5接觸器KM3反接制動(dòng)Q4.5

SB3閥C手動(dòng)按鈕10.6進(jìn)液閥D儲(chǔ)液罐2進(jìn)液Q5.0

傳感器K罐2的高液位測(cè)量11.0進(jìn)液閥E儲(chǔ)液罐2進(jìn)液Q5.1

傳感器N罐2的低液位測(cè)量11.1接觸器KM4攪拌機(jī)MlQ5.2

傳感器P罐3的高液位測(cè)顯11.3出液閥F儲(chǔ)液罐2出液Q5.3

接觸器KM5攪拌機(jī)M2Q5.4

KS速度繼電器Q5.5

出液閥G儲(chǔ)液罐3出液Q5.6

3PLC外部接線(xiàn)圖

本系統(tǒng)采用H勺外部硬件分別為：（1）電源模塊為PS30710A：（2）CPU模塊為

CPU314；⑶接口模塊未加，但槽位仍舊要空出；（4）輸入模塊為DI321DC24V；

⑸輸出模塊為DO322DC24V/0.5A。如圖2所示為PLC外部接線(xiàn)圖。

FC1

撞探機(jī)

啟功摘工100040

板SB1Q4.1

―—--------10.19

匕疆，Q4.2

"■i囹根He

JS?工103Q4.3

港L*Q4.4

占工——>0.5Q4.5反拄■動(dòng)**■

Mu

**■2進(jìn)〉RE

乎動(dòng)!MHQ5.1

推冷機(jī)、”

“KQ5.2

礪r——H-'-2出根牌1

-------JI3Q5.3

溫位傳工

iQ5.4

FR-TLlo-”?3出根■（；

Q5?6

KAM

圖2PLC外部接線(xiàn)圖

4主電路連接圖

如圖3所示，圖中攪拌機(jī)M0分為低速啟動(dòng)，高速運(yùn)行，當(dāng)速度接觸器KM1

閉合時(shí)，其主電路接通電源，電流流經(jīng)上拉電阻，從而使電機(jī)低速啟動(dòng)，當(dāng)速度2

接觸器閉合時(shí)，將上拉電阻切除，從而電機(jī)正常運(yùn)行。當(dāng)反接制動(dòng)時(shí)，KM3閉合,

對(duì)電機(jī)進(jìn)行反接制動(dòng)，等到電機(jī)速度靠近于0時(shí)，由速度繼電器將反接制動(dòng)切除，

從而保證電機(jī)不會(huì)反轉(zhuǎn)。串入電阻既可以限制啟動(dòng)電流，又可以限制過(guò)大的反接

制動(dòng)電流。攪拌機(jī)Ml和攪拌機(jī)M2均為小電機(jī)，可以直接啟停。

圖3主電路連接圖

5控制程序及程序流程圖

如圖4所示為控制程序流程圖，控制程序見(jiàn)附錄。

開(kāi)始

I啟動(dòng)展向按卜I

4覺(jué)抨機(jī)MOf氏速后動(dòng)

運(yùn)行

攪拌機(jī)MOiE曲運(yùn)4專(zhuān)

打開(kāi)那：2的進(jìn)液閥E>

和進(jìn)液閥E

延遲1O秒后

J瀉動(dòng)攪抨機(jī)M1

關(guān)閉靖1進(jìn)淞囤15

攪抨機(jī)MO正格運(yùn)行

I分例，

打開(kāi)硼IH：液閥U

同時(shí)投抨機(jī)I低速運(yùn)作

大M酬2迸液閥D和E

攪拌1分釗，后

捫.川H液西F

圖4控制程序流程圖

6系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試及S7-PLCSIM仿真

如圖5所示為S7-PLCSIM仿真圖。

HICPU|o|目WIB...=|l向1|S3|居QB...1c=r"|!回口S3回MB...；c=(s)|S31

HDPLRUNP|IB0lBits_rJ|QB4|Bits^"1|MB10|Bit?▼"!

日？工BRUN765432107654321076543210

日船PLSTOPMRESILL。a=VLr-LLLPLl-LgLLI-LLR7LR7

國(guó)MB...=>!BlE3T...r^-i'曰S3圜IB...-1g1-C3-I[SIQB..................￥I江

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76S4321076S4321078543210

LL=I-LL歹L0110cns▼]T=o|r-l-LLl-廠(chǎng);反_廠(chǎng)LLLL廠(chǎng)VbV

圖5系統(tǒng)S7-PLCSIM仿真

當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下后，使儲(chǔ)液罐1進(jìn)液閥A得電，從而放入液體進(jìn)入罐lo當(dāng)

液位抵達(dá)傳感器I高度時(shí)，進(jìn)液閥B被打開(kāi)，同步打開(kāi)了罐2H勺進(jìn)液閥D和E。

當(dāng)罐1液位抵達(dá)傳感器H日勺高度時(shí)，關(guān)閉進(jìn)液閥B,同步讓攪拌機(jī)M0正常運(yùn)行

攪拌1分鐘。罐2日勺進(jìn)液閥打開(kāi)后，1()秒后攪拌機(jī)Ml自動(dòng)攪拌1分鐘后自動(dòng)打

開(kāi)出液閥Fo其中10.3和11.1分別為罐1和罐2時(shí)低液位傳感器，只要進(jìn)液皆可

沒(méi)過(guò)其高度。

7心得體會(huì)

本次課設(shè)通過(guò)運(yùn)用S7-300PLC日勺STEP7編程軟件，我設(shè)計(jì)了一種多罐體液體

自動(dòng)混合攪拌系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)梯形圖日勺設(shè)計(jì)，我設(shè)計(jì)了三個(gè)儲(chǔ)液罐，且每個(gè)儲(chǔ)液罐

均有其進(jìn)行自動(dòng)攪拌的攪拌機(jī)。當(dāng)啟動(dòng)按鈕按下，不光可以保證儲(chǔ)液罐日勺進(jìn)液閥

為其自動(dòng)進(jìn)液，并且可以保證，當(dāng)液體抵達(dá)合適高度，進(jìn)行進(jìn)液閥的轉(zhuǎn)換和出液

閥自動(dòng)的打開(kāi)。編程完畢后，通過(guò)S7-PLCSM仿真軟件仿真，邏輯合理，實(shí)現(xiàn)了

題目的規(guī)定，從而完畢課題。

附錄

Network1:儲(chǔ)液罐1日勺程序

按下啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)電磁閥A使液體1進(jìn)入。

"啟動(dòng)按鈕S〃儲(chǔ)液罐1進(jìn)“停止按鈕S〃儲(chǔ)液罐1進(jìn)

、元|'內(nèi)c"DC”i'JiHA"

IIl/l-----l/l-----l/l-----0I

儲(chǔ)液罐1進(jìn)

液閥k

T—

Network?:

當(dāng)閥A提供液體1日勺液位到達(dá)傳感器2日勺液位時(shí)，關(guān)閉閥A啟動(dòng)閥B,讓第二種液

體液體2流入。

灌「液位傳,儲(chǔ)沱理進(jìn)

、無(wú)1

感器r■TEln.

4)I

々儲(chǔ)液罐1進(jìn)

液閥B”

—11—

Networks：

當(dāng)攪拌日勺兩種液體混合后，液位到達(dá)傳感器3時(shí)，關(guān)閉閥A和閥B,讓液體攪拌

十分鐘后打開(kāi)閥C。

10.5

”罐「液位傳

感器H"T2MO.1

-II144)I

MO.1

Network4:

接通延遲型定期器延遲一分鐘。

MO.1T1

-II-----------------------------------------------------------------------(SDI

S5T#1M

Network5:

通過(guò)定期器打開(kāi)出液閥C。

Network6:

當(dāng)液體液位降到傳感器L高度如下，讓閥門(mén)C再開(kāi)10秒之后，將其關(guān)閉。

10.3

“罐1液位傳04.1

感器L"〃儲(chǔ)液罐1進(jìn)

―—液閥A"M0.2

——Q1~H/I-------（）I

M10.0-MBIT

M0.2

Network?:

MO.2T2

TF（SD）_|

S5TH0S

Networks：

啟動(dòng)按鈕按下同步，攪拌電機(jī)低速啟動(dòng),進(jìn)行低速攪拌。

Network9:

對(duì)電機(jī)主電路進(jìn)行反接制動(dòng)操作。

101Q42Q43Q55Q45

“停止技鈕S，儲(chǔ)滿(mǎn)融進(jìn)“儲(chǔ)液罐1出”速度晶電10.2"反接制動(dòng)

B2〃滿(mǎn)閥丁液閥C"器’"熱維電器"接觸器KM3”

l-------1/1-------1I-------1I-------（）I

-II-

Network1r0:

當(dāng)電磁閥B打開(kāi)時(shí)，此時(shí)清除主電路中的電阻，從而加緊攪拌速度。

04.4

Q4.3“攪拌機(jī)M0

〃儲(chǔ)液罐1出速度2接觸

避閥C.器KM2”

—1/1——0I

Nelworkll:儲(chǔ)液罐2H勺程序

當(dāng)液體罐1時(shí)閥B打開(kāi)時(shí)同步啟動(dòng)液體罐2H勺進(jìn)液閥D和E,當(dāng)?shù)诌_(dá)罐2液位傳

感器K時(shí)，將兩個(gè)進(jìn)液閥關(guān)閉。

Network12:

打開(kāi)進(jìn)液閥D和進(jìn)液閥E,使液體3和液體4進(jìn)入罐中。

Q5.0

”儲(chǔ)液罐2進(jìn)

酒閥D"

-0I

Q5.1

“儲(chǔ)液罐2進(jìn)

海閥E”

―0I

Network13:

延遲10秒之后，開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。

MO.5T3

Tk-，SD)_|

S5T#10S

Networkl5:

攪拌一分鐘之后打開(kāi)出液閥F。

Q5.2

“攪拌機(jī)Ml

接觸器KM4"T4

-I一⑼)~~|

S5T#1M

Network16:

出液閥打開(kāi)后檢測(cè)傳感器N的狀態(tài)。

Q5.3

'儲(chǔ)液罐2出

T4M1.0液閥不

1卜H/F--0I

Network17:

當(dāng)傳感器N有負(fù)跳變時(shí)，進(jìn)行延遲，延遲5s后，關(guān)閉攪拌電機(jī)，同步也關(guān)閉出液

閥Fo

H.1