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1题目背景与意义

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

生产正在向缩短生产周期、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。但由于这些行业中多是易燃易爆、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。所有为

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就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，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。

计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光。1968年，美国最大的汽车

制造商通用汽车公司（GM）提出了公开招标方案，设想将功能完备、灵活、通

用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合，把计算机的编程方法和程序输

入方式加以简化，用面向过程、面向问题的“自然语言”编程，生产一种新型的

工业通用控制器，使人们不必花费大量的精力进行计算机编程，也能像继电器那

样方便的使用。这个方案首先得到了美国数字设备（DEC）公司的积极响应，并

中标。该公司于1969年研制出了第一台符合招标要求的工业控制器，命名为可

编程逻辑控制器，简称PLC（有的称为PC），并在GM公司的汽车自动装配线

上实验获得了成功。

PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和

维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产

PLC的厂家云起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的

功能不断得到增强，产品得到飞速发展。采用基于PLC的控制系统来取代原来由

单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的课移植性和可

维护性。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的

效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景，

用PLC进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等

行业几乎都需要到它，如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自

动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用

PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于多种液体混合控制系统设

计，对学习和实用是很好的结合。

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2设计题目介绍

利用西门子S7-300PLC，组态软件WinccFlexible，触摸屏，交换机及外

围的相关低压电器，组成控制系统，根据项目要求，编写相关程序，完成相应的

功能，组态人机界面，能够进行模拟仿真。具体要求：

(1)制作画面模板，在模板画面中显示“多种液体混合控制系统”和日期时钟。

(2)先组态两个画面，一个为主画面，一个为系统画面。两画面之间能进行

切换。

(3)在系统画面中作出两种液体混合的系统图。

(4)A液体与B液体的数值可在0～99进行设置。液体总量为A与B液体的

总和，为计算结果。

(5)通过HMI可对模拟液体混合实现手动和自动控制。手动控制时，按下A

阀就进A液体，松开就停止；B阀与出料阀类似。设定A液体设定值、B液体

设定值，若容器为空，可进行自动控制。如A液体设定值为15，B液体设定值

为27，切换到自动控制时则先打开A阀进A液体到15停止，再接着进27的B

液体；当容器中总液体数量达到42时，B液体停止流入，打开出料阀开始流出

到空后再循环。

(6)容器中的液体可动画显示，并通过棒图刻度标记当前数值。

(7)为了显示流畅的液位动画，可通过PLC编写每秒加1或减1的程序，然

后把PLC与flexible做好连接（模拟显示）。

(8)组态若容器中的液位超过100时产生一个液位偏高的报警。

(9)组态报警画面，并能实现系统画面之间的切换。

(10)组态一个用户组“班组长”