基于组态王的PLC自动搅拌机优质毕业设计.doc

柳州职业技术学院毕业设计（论文） 题目: 基于组态王PLC物料搅拌机设计 姓名 覃海岸 学号 0205071 专业 电气自动化技术 年级 级 指导老师 蓝伟铭 完成时间 -11-15 柳州职业技术学院毕业设计（论文）任 务 书 机电工程 系（部） 电气自动化技术 专业 4 班 学生覃海岸 学号 0205071一、毕业设计（论文）题目： 基于组态王PLC物料搅拌机设计 二、毕业设计（论文）工作要求进行日期7月10 日起至11月15日止三、毕业设计（论文）进行地点： 柳州职业技术学院 四、任务书内容：目标：毕业设计是实现高职高专工科学生培养目标关键实践性、综合性教学步骤。它是对学生所学知识综合训练，也是对知识转化为能力实际测试；对深入培养学生分析问题、发明性地处理实际问题能力；对培养学生综合应用所学知识和技能去分析和处理本专业范围内通常工程技术问题能力；全方面提升毕业生素质，使之能较快地适应工程实践需要起着极其关键作用。任务：（1）设计一个自动搅拌系统。并做组态监控（2）设计电气控制系统主电路和控制电路，含有适合实际操作控制和显示平台，绘制完整电路图。（3）系统由小型PLC控制和组态王监控，使物料能够自动搅拌，编写完整PLC控制程序，做好功效设置说明。 （4）要有必需短路、过载、连锁保护。（5）撰写设计论文，装订成册。工作日程安排：第3周(.9.24-9.30)：下达毕业设计任务书， 分组明确设计课题，搜集参考资料。第4周（.10.1-10.7）：编制设计方案。第5周（.10.8-10.14）：方案设计。第6周（.10.15-10.21）：实施设计任务。第7周（.10.22-10.28）：整理并撰写毕业设计说明书,完成初稿工作。第8周（.10.29-11.4）：修改设计说明书，完成定稿工作。第9周（.11.5-11.11）：交毕业设计,经过审查后准备答辩。第10周(.11.19-11.15）：毕业设计（论文）审阅评分并进行答辩。设计（论文）要求：1、依据所选课题，要求学生独立完成设计工作，训练学生利用所学专业知识处理工程实际问题能力。2、要求学生在通读教材、了解和掌握所学基础知识和基础方法基础上,查阅相关参考书,吃透每一个知识点,结合内容进行实例分析。3、要求学生对基础概念要做到深刻了解,对基础原理要搞清弄懂,对基础方法要熟练掌握,经过工程知识和工程技能综合训练,以达成提升分析问题、处理问题能力。4、经过毕业设计，提升学生科研和实际技能水平，提升识图、制图、查阅技术手册，正确运算、文字表示能力和组织管理能力。5、培养学生独立工作能力，深入巩固和扩展专业知识，提升自学能力和工作适应能力。6、培养学生严谨求实，理论联络实际工作作风和严厉认真科学态度。 学生开始实施任务书日期： 年 7 月 10日 指导老师署名： 年 月 日学生送交毕业设计（论文）日期： 11 月 15日 教研室主任署名： 年 月 日学生署名： 年 月 日目 录第1章 绪论71.1 毕业设计背景及意义91.2 毕业设计内容及目标11第2章 硬件设计132.1 液位传感器选择142.2 搅拌电机选择142.3 电磁阀选择152.4 接触器选择162.5 热继电器选择162.6 PLC配置及控制系统I/O地址分配172.6.1 PLC控制系统设计通常步骤182.6.2 PLC输入输出点分配192.7 电气控制系统原理图20第3章 软件设计213.1 程序框图213.2 依据控制要求和I/O地址编制控制梯形图23第4章 组态监控系统设计314.1 结构数据库324.2 建立动画连接334.3组态监控35结 论36谢 辞37参考文件38毕业设计（论文）成绩评定表39摘 要：以一个自动搅拌机为例，将某种物料放入反应罐，在电动机搅拌后要达成控制要求才能将物料输出容器，并形成循环状态。自动搅拌机设计考虑到其动作连续性和各个被控设备动作之间相互关联性，针对不一样工作状态，进行对应动作控制输出，从而实现自动搅拌功效。设计以自动搅拌机控制系统为中心，从控制系统硬件系统组成、软件选择到系统设计过程，意在对其中设计及制作过程做简单介绍和说明。设计采取西门子企业S7系列PLC200去实现设计要求。为了安全本设计又用到组态王，根据一定方法利用组态王形成动态显示画面，便于观察和故障检修。关键词：自动搅拌机，自动控制，PLC，组态引言为了提升产品质量，缩短生产周期，适应产品快速更新换代要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提升生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中，自动搅拌必不可少工序，而且也是其生产过程中十分关键组成部分。但因为这些行业中多是易燃易爆、有毒有腐蚀性介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要含有混合正确、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。全部为了帮助相关行业，尤其是其中中小型企业实现自动搅拌控制，从而达成自动目标，自动搅拌控制势必就是摆在我们眼前一大课题，借助试验室设备熟悉工业生产中PLC应用，了解不一样企业可编程控制器型号和原理，熟悉其编程方法，而自动搅拌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。本设计关键研究范围及要求达成技术参数有：1使自动搅拌机能够实现安全、高效工作。2运行多种技术要求。3具体内容包含自动搅拌控制方案设计、软硬件电路设计、常见故障分析等等。第1章 绪论1.1 毕业设计项目标介绍 可编程控制器(PLC)从上世纪70年代发展起来一个新型工业控制系统，起初它关键是针对开关量进行逻辑控制一个装置，能够替换中间继电器、时间继电器等组成开关量控制系统，伴随30多年来微电子技术不停发展，PLC也经过不停升级换代大大增强了其功效。现实状况PLC已经发展成不仅含有逻辑控制功效、还含有过程控制功效、运动控制功效和数据处理功效、连网通讯功效等多个功效，是名副其实多功效控制器。由PLC为主组成控制系统含有可靠性高、控制功效强大、性价比高等优点，是现在工业自动化首选控制装置。整个设计过程是按思想工艺步骤设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计编写根据国家相关电气自动化工程设计中电气设备常见基础图形符号（GB4728）及其它相关标准和规范编写。设计标准关键包含：工作条件、工程对电气控制线路提供具体资料。系统在确保安全、可靠、稳定、快速前提下，尽可能做到经济、合理、适用、减小设备成本。在方案选择、元器件选型时更多考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功效实现由一到多而且愈加趋于完善。1.1.1 毕业设计意义对于本课题来说，假如自动搅拌机部分是一个较大规模工业控制系统改造升级，新控制装置需要依据企业设备和工艺现实状况来组成并需尽可能利用旧系统中元器件。对于人机交互方法改造后系统操作模式应尽可能和改造前相类似，方便于操作人员快速掌握。从企业改造要求能够看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量开关量，系统可靠性要高，人机交互界面友好，应含有数据储存和分析汇总能力。要实现整个自动搅拌系统设计，需要从怎样实现电磁阀开关和电动机开启控制这个角度去考虑，现实状况就这个问题怎样实现和选择怎样方法来确定系统方案。1.2 毕业设计内容及目标1.2.1 课题研究内容1了解PLC编程方法，熟悉并使用PLC完成其它设计，建立系统逻辑知识体系。2硬件研究。用以前所学知识全方面系统对硬件进行设计并设有保护器件。3软件研究。用PLC程序开发实现了设计、调试、等功效。4以可编程控制器为关键，熟悉并利用组态王软件对其所应用程序进行模拟动态画面显示。1.2.2 课题研究目标1期望经过这次毕业设计，能够让自己对PLC有更深刻更系统了解。2综合自己专业知识，让自己对学过知识加深印象，进行一次全方面性复习。3锻炼动手和动脑能力，让自己思维愈加慎密。4经过设计要让自己多学部分和本设计相关知识，和多个软件应用和操作。 第2章 硬件设计2.1 液位传感器选择选择LSF-2.5型液位压力变送器器。 图 2-1 ZPM3400型压力变送器 ZPM3400经济型压力变送器是硅压传感器和数字赔偿修正技术结合高性能压力变送器，它选择高稳定性和可靠性压阻式压力传感器及专用IC电路，经过整机温度赔偿和性能测试，广泛适适用于工业控制、过程检测、化 工水文、地质等行业流体压力检测和控制。 相关元件关键技术参数及原理以下：测量范围： 00.16MPa过 载： 1.5倍满量程压力压力类型： 表压或绝压或密封表压型压力接口： M20x1.5外螺纹端面密封精 确 度：优于0.5%FS 长久稳定性：=3)本站点T0=0;本站点T1=本站点T1+1;if(本站点T1=6)本站点T1=0;本站点T2=本站点T2+1;if(本站点T2=9)本站点T2=0;if(本站点B阀门=1)本站点A阀门=0;本站点流动1=本站点流动1+5;if(本站点流动120)本站点流动1=0;本站点反应器=本站点反应器+5;if(本站点A阀门=1)本站点B阀门=0;本站点反应器=本站点反应器-5;if(本站点反应器=10)本站点B阀门=0;本站点A阀门=1;if(本站点A阀门=1)本站点流动2=本站点流动2+5;if(本站点流动220)本站点流动2=0;if(本站点反应器=100)本站点B阀门=0;if(本站点反应器=0)本站点流动2=0;4.3 组态监控从总体结构上看通常全部是由系统开发环境(或称组态环境)和系统运行环境两大部分组成。系统开发环境是自动化工程设计者为实施其控制方案，在组态软件支持下进行应用程序系统生成工作所必需依靠工作环境，经过建立一系列用户数据文件，生成最终图形目标应用系统，供系统运行环境运行时使用。系统运行环境是将目标应用程序装入计算机内存并投入实时运行时使用,是直接针对现场操作使用。 图1 图2 结 论实践证实，本设计所采取西门子S7-200型可编程控制器硬件配置和程序设计是完全可行，在实际控制中，因为PLC产品本身含有可靠性高、灵活性强、对工作环境无要求和抗干扰性能好等很多优点，使之完全能够将操作人员从恶劣现场环境中解放出来，所以深受用户欢迎。采取PLC控制液体混合装置，能轻易随时修改可编程控制器程序，以改变液体混合装置工作时间和工作状态，满足不一样液体混合需要。该系统控制采取随机逻辑控制，即在以次序逻辑控制实现液体混合基础控制要求基础上，依据随机输入信号，和传感器对应状态适时控制液体流入流出。程序中还应用了定时器、内部继电器、复位和置位指令来实现液体自动注入及搅拌和流出。本文在设计中碰到困难有就是模拟量处理和数据采集，经过老师指导，知道很好利用了模拟量处理方法，对我来说这是一个很大收获。在以后碰到事情要自己先想想什么处理，实在不懂就请她人帮助，在从中学习方法。在基于PLC多个液体混合控制系统研究中，采取可编程控制器和组态王相结合方法，本设计已经过模拟仿真检验，可用较少资金投入，达成很高控制精度。因为人力，时间和试验条件限制，本课题所做研究比较肤浅，所做工作还比较简单，有待深入完善和提升。致 谢 词本论文是在蓝伟铭老师指导下完成，首先感谢蓝伟铭老师在毕业设计进行过程中给帮助和指正。毕业设计能够说是三年学习总结和表现，在蓝伟铭老师指导和帮助下，我完成了这篇毕业设计，指导老师渊博专业知识、严谨治学态度、精益求精工作作风、诲人不倦高尚师德、朴实无华、平易近人人格魅力对我影响深远。在此，我谨向指导老师表示高尚敬意和衷心感谢。同时这篇设计和三年中全部教育过我老师也是分不开，没有她们传授知识我也不可能完成这个课题，在此向各位老师表示最真挚谢意。三年大课时光转瞬即逝，难忘日子总是如此短暂。我为我一直以来 来静心学习，并取得很好成绩而感到欣慰，欣慰之余，我要感谢母校，向关心和支持我学习全部老师和同学们表示真挚谢意！感谢她们对我关心和支持！最终，感谢本文评审和答辩委员会各位老师在百忙之中对本文给审阅和指正。参考文件 1王慧锋,何衍庆.现场总线控制系统原理及应用.北京: 化学工业出版社，2张桂香,马全广.电器控制和PLC应用.北京: 化学工业出版社，3王卫兵.PLC系统通信、扩展和网络互连技术.北京: 机械工业出版社，4李国厚.PLC原理及应用设计.北京：化学工业出版社，5贠卫国，何波.现代可编程控制器及其通信网络.西安: 陕西科学技术出版社 ， 6熊光楞.机电一体化系统.武汉：武汉理工大学出版社，19967田瑞庭.可编程控制器及其应用技术.北京：机械工业出版社，19948王亚平.组态软件设计和开发.西安: 西安电子科技大学出版社，9王整风，谢敏.可编程控制器原理和实践教程.上海：上海交通大学出版社，10范次猛.可编程控制器原理和应用.北京：北京理工大学出版社，11刘锦波，张承慧.电机和拖动.北京：清华大学出版社，12陈霞.可编程控制器入门和系统设计.北京：中国电力出版社，13郝维来.可编程控制器原理和应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，柳州职业技术学院毕业设计（论文）成绩评定表课题名称基于组态王PLC物料搅拌机设计学生姓名覃海岸学号专业电气自动化技术指导老师姓名蓝伟铭序号评审项目评 分 标 准满分评分1设计态度情况关键依据进行设计自觉性、独立思索、科学态度、遵守纪律情况等评分。设计态度好，记4.55分；设计态度很好，记3.54分；设计态度通常，记3分；设计态度较差，记02.5分。2综合利用知识能力情况关键依据综合利用所学专业理论知识、专业技能能力，试验、实践能力或计算机应用能力，查找资料能力等评分。综合利用知识能力强，记4.55分；综合利用知识能力较强，记3.54分；综合利用知识能力通常，记3分；综合利用知识能力较差，记02.5分。3完成阶段性设计（制作）任务情况关键依据按时按质完成阶段性设计（制作）任务情况评分。阶段性任务完成情况好，记910分；阶段性任务完成情况很好，记78.5分；阶段性任务完成情况通常，记66.5分；阶段性任务完成情况较差，记05.5分。4完成设计（制作）任务情况关键依据设计（制作）方案可行性及优异性、设计（制作）内容正确性、完成设计（制作）任务书要求各项任务情况等评分。整体任务完成情况好，记2730分；整体任务完成情况很好，记2126.5分；整体任务完成情况通常，记1820.5分；整体任务完成情况较差，记017.5分。5设计（制作）说明书情况关键依据设计（制作）说明书所述内容正确性及可利用程度、叙述情况（层次分明、条理清楚、文字通畅）、图纸（程序步骤图）情况（整齐、正确、规范）等评分。设计（制作）说明书完成情况好，记1820分；设计（制作）说明书完成情况很好，记1417.5分；设计（制作）说明书完成情况通常，记1213.5分；设计（制作）说明书完成情况较差，记011.5分。6自述情况（5分钟）关键依据学生对设计（制作）思绪、工作步骤及特点掌握等情况评分。自述情况情况好，记910分；自述情况很好，记78.5分；自述情况通常，记66.5分；自述情况较差，记05.5分。7回复提问情况（15分钟）关键依据学生对基础理论、基础知识、基础技能和设计可行性掌握等情况评分。回复提问情况好，记1820分；回复提问情况很好，记1417.5分；回复提问情况通常，记1213.5分；回复提问情况较差，记011.5分。8指导老师评语： 评阅人署名： 年 月 日答辩（评定）小组意见： 年 月 日毕业设计（论文）成绩：年 月 日