液位混合--电气与控制仪表综合设计报告.docx

物理与电子信息学院电气与控制仪表设计报告设计题目： 液位混合 专 业：电气工程及其自动化（过程控制方向）学 号：姓 名：成 绩：指导教师： 老师 一、前言为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但是由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以至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混合精确、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，特别是中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必是摆在我们眼前的一大课题，借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学工业中，便于学以致用。掺混PLC控制系统这个课题具有其重要的意义。本课题掺混PLC控制系统，其目的就是以PLC为核心，配合智能仪表，完成系统功能控制，状态显示，信息检测和报警硬件组建所需要的PLC和传感器等元件的选择，实现对掺混的自动控制以及运行状态的检测功能和显示功能。用PLC对掺混进行控制，系统的硬件结构简单、服务功能增强、系统的可靠性大大提高，且节省了成本，使掺混系统的性能价格比提高。尤其在集散控制系统中，利用现场总线技术，可方便地进行集中监控管理。此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O分配，梯形图，指令表，接线图，电气原理图及情况说明, 经过多次修改和调试，最终实现题目要求。本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有：（1）液体混合装置能够实现对混合罐安全、高效的加液、混液、出液的控制；（2）满足混合液的各项技术要求；（3）具体内容包括两种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。二、系统方案设计1、混合液控制系统设计要求A、B两种液体混合装置如下图所示，其中阀A、阀B、阀C为电磁阀，线圈通电时打开， S1、S2、S3为上、中、下液位传感器，被溶液淹没时为ON。（1）初始状态：各阀门全关闭，电机停止，混液罐空，各传感器OFF；（2）操作工艺流程：按下启动按钮SB 1后，打开A阀，液体A流入混液灌；当中限位传感器S2被淹没变ON时，阀A关闭，阀B打开；当上限位传感器S1被淹没变ON时，阀B关闭，电机M （2.2kw）开始运行，搅动液体，20S后停止搅动，阀C打开放出混合液体；当液面降至下限位传感器S3变OFF时，开始定时，5S后容器已放空，关闭阀C。如已按下SB2，则就此停机；如未按下停止按钮SB2，则又打开A，开始下一次循环。2、混合液控制系统方案比较及论证 （1）继电器与可编程控制器的方案比较论证 继电器是具有隔离功能的自动开关元件，广泛用于遥控，遥测，通讯，自动控制，机电一体化等领域。继电器一般都有能反映一定输入变量的感应机构，有能对被控电路实现通断的执行机构，在感应机构（输入部分）和执行机构（输出部分）之间还有对输入量进行耦合隔离，功能处理和对输出部分进行驱动的中间机构（驱动部分）。PLC，是一种电气自动化控制装置，专为工业环境下应用而设计。它使用可编程存储器内部存储用户设计指令，这些指令用来实现特殊的功能。诸如逻辑运算，顺序操作，定时计数以及算术运算和通过数字或者模拟输入/输出来控制各类机械工程。与传统的继电器相比，PLC具有以下优点：1）控制器可变，具有很好的柔性：在工艺流程改变或者生产设备更新的情况下，不必改变PLC硬设备，只需要改变程序即可。2）具有高度可靠性。适用于工业环境。3）功能完善：现代的PLC具有数字和模拟量输入输出，逻辑和算数运算等一系列功能，使得控制水平大大提高。4）易于掌握，便于维修。根据两种控制器的特点，本次设计使用PLC作为控制核心。（2）PLC经验设计法和顺序控制法的方案比较论证经验设计法类似于通常设计继电器电路图的方法，即在一些典型电路的基础上，根据被控对象对控制系统的具体要求，不断地修改和完善梯形图。有时需要多次反复地调试和修改，增加一些触点或中间编程元件，最后才能得到一个较为满意的结果。这种方法没有普遍的规律可以遵循，具有很大的试探性和随意性，最后的结果不是唯一的，设计所用时间、设计的质量与设计者的经验有很大的关系，一般用于简单的梯形图（例如手动程序）的设计。在设计复杂系统的梯形图时，用大量的中间单元来完成记忆、联锁和互锁等功能，由于需要考虑的因素很多，它们往往又交织在一