液体搅拌机PLC课程设计

1 引言

本设计围绕液体搅拌机的控制，选用德国西门子公司的S7-200系列PLC完成搅拌机的变速搅拌任务。

在炼油、化工、只要等行业中，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为易燃易爆，有毒有腐蚀的介质，一直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配料精准、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，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制。

在此次设计中，对于人机交互方式改造系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于人员的迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新的控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析总的能力。

要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，此次设计就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。

2 设计内容

整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件；工程对电气控制线路提供的具体资料。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、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，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。

本次设计中的液体搅拌机包括：3个进料阀 Y1、Y2、Y3，出料阀Y4，变频器控制的搅拌机FM，加热器DH，3个液位器L1、L2、L3。系统要完成的工作过程如下：

（1)开始关Y4，打开Y1进液体A，当L3有输出时，关Y1。

（2) 打开Y2，同时使搅拌机以转速1搅拌，当L2有输出时，关Y2。

（3) 打开Y3，同时使搅拌机以转速2搅拌，当L1有输出时，关Y3。

（4) 搅拌机以转速3搅拌，同时使加热器DH工作，延时10秒。

（5) 搅拌机停止工作，继续加热10秒。

（6) 停止加热，打开出料阀Y4，延时10秒，在打开Y4时，Y1、Y2、Y3不能打开。

3 工艺分析及控制要求

3.1 工艺分析

本次设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌并控制温度，此装置需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面淹没该点时为ON。Y1、Y2、Y3、Y4为电磁阀，M为搅拌电机，T为温度传感器，H为加热器。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。

图3.1 液体搅拌机基本构造

3.2 控制要求

本次设计要完成以下控制要求：

（1）初始状态

容器是空的，各个阀门Yl、Y2、Y3、Y4均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均为OFF，电动机M为OFF，加热器H为OFF。

（2）启动操作

按下启动按扭，开始下列操作:

1) Y1=Y2=ON，液体A和B同时注人容器。当液面达到L2时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。

2) 液面达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，搅拌机M启动，开始搅拌。 3) 经10s钟搅匀后，M=OFF，停止搅动，H=ON，加热器开始加热。

4) 当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。

5) 液面低于L3时，L3从ON到OFF,再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一周期。

（3）停止操作

按下停止键，无论处于什么状态均停止。

4 液体搅拌机控制的硬件设计4.1 网络结构设计

图4.1 液体反应池控制网络结构图

4.2 硬件设计

图4.2 液体搅拌机控制的硬件设计图

图4.3 液体搅拌机输人/输出接线图

（1）两种液体的进人当PLC接通电源后，按下启动按钮SB0后，触点X0接通，由于有微分指令DF，使该路只接通一扫描周期，通过保持指令KP使Y1、Y2输出继电器线圈得电并保持，分别与之相接的Y1、Y2电磁阀带电接通，流进两种不同成分的液体。

（2）第三种液体的进人

当液体达到L2液位传感器的位置时，X2输人继电器接通使Y1、Y2关闭，同时地址为16的X2接通，利用KP指令使输出继电器Y3接通并保持，与之相连的Y3电磁阀得电接通，第3种液体流进液罐。

（3）搅拌机工作当液位到达L1液位传感器的位置时，该传感器检测到该信息，使Xl输人继电器线圈得电，在梯形图中它的X1常开触点接通，通过KP 指令复位端，使输出继电器Y3关闭，与之相连的砚电磁阀关闭，同时接通地址为32的X1常开触点，使代表搅拌机Y5的输出继电器接通。

（4）加热器工作搅拌机通过Y5的输出信号得电并开始搅拌，并用TIMY0定时器定时，定时时间为10s。10s到后，地址为45的定时器常开触点T0接通，使Y6输出继电器得电，与之相连的加热器H这时接通，开始加热液体，同时关闭Y5使搅拌机M停止。

（5）混合液体开始排出当液体温度达到预定温度时，温度传感器T检测到该信息，同时梯形图中地址为47的X4接通使Y6失电，从而使加热器H关闭，同时接通地址为51的X4常开触点，使X4接通，与之相连的Y4电磁阀打开，排出搅拌均匀后的混合液体。

（6）混合液体排完当液位低于L3液位传感器的位置时，L3液位传感器由通到断，使X3也由通到断，这样相当于一个下降沿，驱使DF产生一个扫描周期的脉冲，通过KP指令置位端使辅助继电器R0接通，接通后使定时器TMY1定时，大约5s时间，液体排完。

（7）重复液体混合过程重复液体混合过程是通过并联在梯形图地址为2位置上的定时器TMY1常开触点实现的。同时T1常开触点也接通，通过保持保持指令KP使R0复位，定时器关闭。

4.3 电气原理图设计

图4.4 液体搅拌机控制中电动机的工作原理图

4.4 I/O地址分配

根据设备的控制要求及系统的I/O点数，并考虑富裕量，PLC系统的输入、输出元件及I/O地址设定如下表所示：

表4.1 I/O表

输入点地址功能输出点地址功能X0 SB0启动按钮Y0 报警灯HL

X1 L1液位传感器Y1 电磁阀Y1

X2 L2液位传感器Y2 电磁阀Y2

X3 L3液位传感器Y3 电磁阀Y3

X4 T温度传感器Y4 电磁阀Y4

X5 SB1停止按钮Y5 搅拌机M

X6 FR常闭触点Y6 加热器H

Y7 热继电器FR

5 PLC程序设计及过程分析

、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、

（1）当按下启动按钮后，执行以下操作：

1) Y1=Y2=ON，液体A和B同时注人容器。当液面达到L2时，L2=ON，使Y1=Y2=OFF，Y3=ON，即关闭Y1和Y2阀门，打开液体C的阀门Y3。

2) 液面达到L1时，Y3=OFF，M=ON，即关闭阀门Y3，搅拌机M启动，开始搅拌。 3) 经10s钟搅匀后，M=OFF，停止搅动，H=ON，加热器开始加热。

4) 当混合液温度达到某一指定值时，T=ON，H=OFF，停止加热，使电磁阀Y4=ON，开始放出混合液体。

5) 液面低于L3时，L3从ON到OFF,再经过5s，容器放空，使Y4=OFF，开始下一周期。

（2）当按下停止按钮后，所有工作均停止。

6 结论

两周时间的课程设计结束了，我用PLC设计完成了液体搅拌机的控制程序，达到了控制要求，实现了对液体搅拌机转速的控制。

整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、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，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。

就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程序控制器控制。继电器控制系统灵活性差，响应速度慢；单片机控制硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大；业控制计算机控制价格较高，将它用于开关量控制有些大材小用。可编程控制器(PLC)从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统。在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。

对于本课设来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。

7 参考文献

[1] 李辉.S7—200PLC编程原理与工程实训.北京：北京航空航天大学出版社，2008

[2] 王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2008

[3] 程玉华.S7-200工程实例分析.北京：电子工业出版社

[4] 罗宇航.流行PLC使用程序及设计.西安：西安电子科技大学出版社，2006

[5] 周万珍.PLC分析与设计应用.北京：电子工业出版社，2004

机械设计 课程设计说明书 设计题目：搅拌机 学院：机械与运载学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级学号：20110401823 设计者：柯曾杰（组长） 同组员：许鹏、黄晨晖、李南 指导教师：吴长德

2010年1月14日 目录 一、机构简介 (2) 二、设计数据 (2) 三、设计内容 (3) 四、设计方案及过程 (4) 1.做拌勺E的运动轨迹 (4) 2.做构件两个位置的运动简图 (4) 3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6) 五、心得体会 (9) 六、参考文献 (10)

一、机构简介 搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。 工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b）所示。 附图1-1 搅拌机构（a）阻力线图（b）机构简图 二、设计数据 设计数据如附表1-1所示。 附表1-1 设计数据 连杆机构的运动分析 x y l AB l BC l CD l BE S3 S4 n 2 mm r/min Ⅰ525 400 240 575 405 1360 位于 BE 中点 位于 CD 中点 70 Ⅱ530 405 240 580 410 1380 65 Ⅲ535 420 245 590 420 1390 60

三、设计内容 连杆机构的运动分析 已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n2。 要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E的运动轨迹。以上内容画在2号图纸上。 附表1-2 机构位置分配图 学生编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 位置编号1 2 3 4 5 6 7 8 8’9 10 11 11’12 6 7 8 8’9 10 11 11’12 1 2 3 4 5 曲柄位置图的做法，如图1-2所示：取 摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始 位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12 个位置。并找出连杆上拌勺E的各对应点 E1,E2…E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹 的最低点向下量40mm定出容器地面位置，再 根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺 E离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和 11’。附图1-2 曲柄位置Ⅳ545 425 245 600 430 1400 60

+ 安徽汽车职业技术学院毕业设计（论文） 学生姓名：王家伟 系部：机电系 专业：机电一体化 班级：14-04班 指导老师；李明

自动售货机的PLC控制系统设计 摘要：本文介绍了自动售货机的基本原理以及工作流程，然后以一次交易过程为例，把交易过程分为几个程序块，然后分别对程序块进行编程。具体说明了可编程序控制器在自动售货机中的作用。程序涉及到了自动售货机工作的绝大部分过程。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。 关键词自动售货机；可编程序控制器；梯形图 Abstract:This paper describes the basic principle of the vending machine and the working process, and then take a transaction process, the transaction process is divided into several block, then respectively for programming block. The concrete expression of the role of programmable controller in the vending machine. Program involves the vending machine work most of the process. Using PLC control of automatic vending machine to improve the stability of the system, and the vending machine to ensure the long-term stable operation. Keywords:The vending machine; Programmable controller; Ladder diagram

北京工业大学 PLC 课程设计说明书 题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 学院：电子信息与控制工程学院 专业：自动化 学号： 1202 姓名： 指导教师：张会清刘红云 成绩： 2015年6月

PLC课程设计报告提纲及要求 目录 一、课程设计题目：多种液体自动混合监控系统的设计及组态 二、课程设计目的： 在先修课程《现代电气控制技术》中可编程控制器部分学习与实验的基础上，通过松下系列PLC对多种液体自动混合监控系统的设计及组态进行控制的编程设计与调试，进一步熟悉并掌握PLC的工作原理，了解控制对象的工艺流程和技术要求, 运用所学知识进行系统设计，初步掌握PLC控制系统设计的基本方法，培养灵活运用专业知识解决工程技术问题的能力。通过使用天工组态软件，掌握组态设计的方法及调试方面的知识。 三、课程设计任务： 1．设计任务 用PLC和组态软件构建多种液体自动混合监控系统，完成系统的组建和调试工作，写出设计说明书。 2．实验设备 TVT-90DT台式可编程序控制器训练装置一套； TVT90HC-7 多种液体自动混合实验板； 天工组态软件一套； 连接导线若干。 3．动作过程 （1）初始状态 容器是空的，4个电磁阀和搅拌机均为OFF，3个液面传感器均为OFF。 （2）起动 按下启动按钮，开始下列操作： 电磁阀1和2闭合，开始注入液体A和B，至液面高度为L2，停止注入，同时起动电磁阀3，开始注入液体C，当液面高度为L1时，停止注入。 停止液体C注入时，开起搅拌机，搅拌混合时间为10s。 停止搅拌后放出混合液体，至液体高度将为L3时，再经5s停止放出。 （3）停止 按下停止按钮后，在当前操作完毕后，停止操作，回到初始状态。

机械原理 课程设计说明书 设计题目：搅拌机 学院：工程机械 专业：机械设计制造及其自动化 目录 一、机构简介 (2) 二、设计数据 (2)

三、设计内容 (3) 四、设计方案及过程 (4) 1.做拌勺E的运动轨迹 (4) 2.做构件两个位置的运动简图 (4) 3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6) 五、心得体会 (9) 六、参考文献 (10) 一、机构简介 搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。

工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b ）所示。 附图1-1 搅拌机构（a ）阻力线图（b ）机构简图 二、设计数据 设计数据如附表1-1所示。 附表1-1 设计数据 三、设计内容 连杆机构的运动分析 已知：各构件尺寸及重心位置，中心距x,y,曲柄2每分钟转速n 2。 要求：做构件两个位置（见附表1-2）的运动简图、速度多边形和加速度多边形，拌勺E 的运动轨迹。以上内容画在2号图纸上。 附表1-2 机构位置分配图

摇杆在左极限位置时所对应的曲柄作为起始 位置1，按转向将曲柄圆周作十二等分，得12 个位置。并找出连杆上拌勺E的各对应点 E1,E2…E12,绘出正点轨迹。按拌勺的运动轨迹 的最低点向下量40mm定出容器地面位置，再 根据容器高度定出容积顶面位置。并求出拌勺 E离开及进入容积所对应两个曲柄位置8’和 11’。附图1-2 曲柄位置 四、设计方案及过程 选择第三组数据（x =535mm，y=420mm，l AB=245mm，l BC=590mm，l CD=420mm，l BE=1390mm）进行设计。 1.做拌勺E的运动轨迹

单片机课程设计 P L C课程设计报告 学生姓名学号 班级 专业电气工程及其自动化 题目自动售货机控制 指导教师 2012 年 5 月

一、设计指标 1.掌握可逆计数器指令的使用及编程 2.掌握自动售货机控制系统的接线、调试、操作 二、设备 序号名称型号与规格数量备注 1实训装置THPFSM-1/2 1 2实训挂箱A16 1 3导线3号若干 4通讯编程电缆PC/PPI 1 西门子 5实训指导书THPFSM-1/2 1 计算机（带编程 1 自备 6 软件） 三、面板图 +

四、控制要求 1.总体控制要求：如面板图所示，钢板从右侧送入，在M2、M1、M3电机的带动下，经过三次轧压后从左侧送出。 2.打开“SD”启动开关，系统开始运行，钢板从右侧送入，打开“S1”开关，模拟钢板被检测到，MZ1、MZ2、MZ3点亮，表示电机M1、M2、M3正转，将钢板自右向左传送。同时指示灯“A”点亮，表示此时只有下压量A作用。 3.钢板经过轧压后，超出“S1”传感器检测范围，电机“M2”停止转动。 4.钢板在电机的带动下，被传送到左侧，被“S2”传感器检测到后，MF1、MF2、MF3点亮，表示电机M1、M2、M3反转，将钢板自左向右传送。同时指示灯“A”、“B”点亮，表示此时有下压量A、B一起作用。 5.钢板在电机的带动下，被传送到右侧，被“S1”传感器检测到后，MF1、MF2、MF3点亮，表示电机M1、M2、M3反转，将钢板自左向右传送。同时指示灯“A”、“B”“C”点亮，表示此时有下压量A、B、C一起作用。 6.钢板经过轧压后，超出“S1”传感器检测范围，电机“M2”停止转动 7.钢板传送到左侧，被“S2”传感器检测到后，电机“M1”停止转动。 8.钢板从左侧送出后，超出“S2”传感器检测范围，电机“M3”停止转动。 9.“S1”传感器再次检测到钢板后，根据2至8的步骤完成对钢板的轧压。 10.在运行时，断开“SD”开关，系统完成后一个工作周期后停止运行。 五、功能指令使用及程序流程图 1.加法计数器指令使用

两种液体混合装置PLC控制系统设计 摘要 S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。 本系统使用S7-200PLC实现了对液体混合装置的自动控制要求。同时控制系统利用仿真设备不仅能满足两种液体混合的功能，而且可以扩展其功能满足多种液体混合系统的功能。提出了一种基于PLC 的多种液体混合控制系统设计思路, 提高了液体混合生产线的自动化程度和生产效率。文中详细介绍了系统的硬件设计、软件设计。其中硬件设计包液体混合装置的电路框图、输入/输出的分配表及外部接线；软件设计包括系统控制的梯形图、指令表及工作过程。在本装置设计中，液面传感器和电阀门以及搅动电机采用相应的钮子开关和发光二极管来模拟，另外还借助外围元件来完成本装置。整个程序采用结构化的设计方法, 具有调试方便, 维护简单, 移植性好的优点. 关键词：PLC ；液体混合装置；程序

目录 1 液体混合装置控制系统设计任务 (2) 1.1课程设计的目的 (2) 1.2设计容及要实现的目标 (2) 2 系统总体方案设计 (3) 2.1系统硬件配置及组成原理 (3) 2.2系统接线图设计 (3) 3 控制系统设计 (4) 3.1估算 (4) 3.2硬件电路设计 (4) 3.3选型 (6) 3.4分配表设计 (6) 3.5外部接线图设计 (7) 3.6控制程序流程图设计 (8) 3.7控制程序设计 (8) 3.8创新设计容 (10) 4 系统调试及结果分析 (11) 4.1系统调试 (11) 4.2结果分析 (11) 总结 (12) 致 (13) 参考文献 (14)

目 录
第一章 传动装置的总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 2.选择电动机的功率 3.选择电动机的转速 4.选择电动机的型号
二、计算总传动比和分配各级传动比 三、计算传动装置的运动和动力参数
1.各轴转速 2.各轴功率 3.各轴转矩 4.运动和动力参数列表
第二章 传动零件的设计
一、减速器箱体外传动零件设计
1.带传动设计
二、减速器箱体内传动零件设计
1.高速级齿轮传动设计 2.低速级齿轮传动设计
三、选择联轴器类型和型号
1.选择联轴器类型 2.选择联轴器型号
第三章 装配图设计
一、装配图设计的第一阶段
1.装配图的设计准备 2.减速器的结构尺寸 3.减速器装配草图设计第一阶段
二、装配图设计的第二阶段
1.中间轴的设计 2.高速轴的设计 1 / 25

3.低速轴的设计
三、装配图设计的第三阶段
1.传动零件的结构设计 2.滚动轴承的润滑与密封
四、装配图设计的第四阶段
1.箱体的结构设计 2.减速器附件的设计 3.画正式装配图
第四章 零件工作图设计
一、零件工作图的内容 二、轴零件工作图设计 三、齿轮零件工作图设计
第五章 注意事项
一、设计时注意事项 二、使用时注意事项
第六章 设计计算说明书编写
2 / 25

第一章 传动装置总体设计
一、电动机选择
1.选择电动机的类型 电动机有直流电动机和交流电动机。直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机 能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交 流电动机。交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点， 适用于没有特殊要求的机械上， 如机床、 运输机、 搅拌机等。 所以选择 Y 系列三相异步电动机。 b5E2RGbCAP 2.选择电动机的功率 电动机的功率用额定功率 Ped 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出 功率 Pd。功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率 过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。 工作机所需电动机输出功率应根据工作机所需功率和中间传动装置的效率等确定。p1EanqFDPw 工作机所需功率为： Pw ?
Fv ，η w——工作机（卷筒）的效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。 1000ηw
工作机所需电动机输出功率为： Pd ?
Pw Pw ，η 1 ——带传动效率；η 2——滚动轴承效率； ? 3 2 η η1η2 η3 η4
η 3 ——齿轮传动效率；η 4——联轴器效率，查吴宗泽 P5 表 1-7。DXDiTa9E3d 电动机的额定功率：Ped=（启动载荷/名义载荷）×Pd，查吴宗泽 P167 表 12-1 选择电动机的额定功率。
RTCrpUDGiT
3.选择电动机的转速 具有相同额定功率的同类型电动机有几种不同的同步转速。低转速电动机级数多，外廓尺寸较大，质 量较重，价格较高，但可使总传动比及传动装置的尺寸减小，高转速电动机则相反，应综合考虑各种因素 选取适当的电动机转速。Y 系列三相异步电动机常用的同步转速有 3000r/min、1500r/min、1000r/min 和 750r/min，一般多选同步转速为 1500r/min 和 1000r/min 的电动机。为使传动装置设计合理，可根据工作机 的转速要求和各级传动机构的合理传动比范围，推算出电动机转速的可选范围，即 5PCzVD7HxA nd=(i1i2…in)nw，nd 为电动机可选转速范围，i1，i2，…，in 为各级传动机构的合理传动比范围，nw 为工 作机转速。jLBHrnAILg 工作机转速： nw ?
60 ?1000 ? v πD
查吴宗泽 P188 表 13-2 知：iV 带传动=2~4，i 单级圆柱齿轮传动=2~5，则电动机转速的可选范围为 xHAQX74J0X nd=(2~4)×(3~5)×(3~5)×nw 电动机转速推荐选择 1500r/min
3 / 25

电气控制技术课程设计任务书课程设计说明书 名称自动售货机控制系统的设计院系 班级 姓名 学号 系主任 教研室主任 指导教师

一任务描述： 自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLC。最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输出口上有相应的信号输出。若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警【7】。大体运行如图2-1： 图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图

图2-2是自动售货机简单示意图。在该机中有两种已经配制好的饮料储液桶（未画出来），一种为汽水，另一种为咖啡。汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。 咖啡指示灯投币不足指示灯 图2-2自动售货机简单示意图 二控制要求 （1）自动售饮料机可投入1角、5角、1元的硬币。 （2）所售饮料标价：汽水——2元，咖啡——3元。 （3）投币总额或现在值显示在7段数码管上。 （4）当投入的硬币总值超过所购饮料的标价时，所有可购买饮料的指示灯均亮，作可购买提示。（如：当投入的硬币总值超过2 元，汽水指示灯亮；当投入的硬币总值超过3元时，汽水、咖

山东交通学院 电控与PLC课程设计报告 院(部)别信息科学与电气工程学院 班级电气 学号 姓名 指导教师 时间2017.12.11--2017.12.22

课程设计任务书 题目多液体混合控制系统 学院信息科学与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级电气 学生姓名 学号 12 月11 日至12 月22 日共 2 周 指导教师(签字) 院长(主任) (签字) 2017 年12月20 日

目录 摘要 ..................................................................................................................................... - 1 - 一、基础题............................................................................................................................... - 2 - 1. 1天塔之光.................................................................................................................... - 2 - 1.1.1设计要求 .......................................................................................................... - 2 - 1.1.2设计思路 .......................................................................................................... - 2 - 1.1.3部分程序梯形图.............................................................................................. - 3 - 1.2PLC控制电机正反转................................................................................................. - 4 - 1.2.1设计要求 .......................................................................................................... - 4 - 1.2.2设计思路 .......................................................................................................... - 4 - 1.2.3电路接线图...................................................................................................... - 5 - 1.2.4程序梯形图...................................................................................................... - 6 - 二、组合题PLC 实现多液体自动混合控制 ............................................................... - 6 - 2.1设计要求..................................................................................................................... - 6 - 2.2设计思路及流程图 .................................................................................................... - 7 - 2.3 实验器材.................................................................................................................... - 8 - 2.4 I/O分配................................................................................................................... - 9 - 2.5 程序梯形图............................................................................................................ - 10 - 2.6 设计中遇到的问题，解决方法 ............................................................................ - 15 - 2.7实验效果图............................................................................................................... - 16 -

《电气控制与PLC》综合训练 说明书 专业名称：电气自动化技术 班级： 学号： 姓名： 指导教师： 日期：年月日

《电气控制与PLC》综合训练课程设计评阅书

本实验设计基于西门子S7-200系列PLC进行自动售货机控制系统的设计，阐述了自动售货机系列设计的基本原理及工作流程，按后以一次交易过程为例，把交易分成了几个程序模块，分别用PLC进行编写。文中的梯形图使用西门子PC梯形图编译软件STEP7来进行编写，并完成了PLC外部接线图。利用PLC控制的自动售货机提高了系统的稳定性，保证自动售货机能够长期稳定运行。 关键词：售货机；PLC；控制系统

1课题描述 (1) 2设计过程 (2) 2.1自动售货机的设计要求 (2) 2.2控制系统的I/O点及地址分配 (2) 2.3 PLC系统选型 (2) 2.4 PLC外围接线图 (5) 2.5系统程序设计 (6) 3总结 (9) 4参考文献 (10)

1 课题描述 自动售货机的概况 自动售货机（vending machine），能根据投入的钱币自动付货的机器。自动售货机是商业自动化的常用设备，它不受时间、地点的限制，能节省人力、方便交易。近几年，随着我国商品市场的不断繁荣和城市现代化程度的不断提高，自动售货机也已悄然步入了我国的大中城市。在国家相关政府部门的大力支持下，我国的自动售货机产业以超常规的速度迅猛发展，并带动了一批新的服务业、物流运输配送业的快速发展，丰富了我国的商业产业结构，开创了一个全新的自动销售和自助服务时代。我国自动售货机市场到2008年以后将进入发展期。 本文介绍一种能自动销售汽水和咖啡的售货机的PLC控制系统。主要从控制要求、控制系统的I/O点及地址分配、PLC系统选型、电气控制系统原理图、系统程序设计、PLC的安装、电源设计、系统的接地、PLC 输出端保护等方面来展开说明与论述。

《电气控制与可编程控制器》 课程设计说明书 题目：多种液体自动混合装置的PLC控制

目录 1课题背景 (3) 1.1课题背景 (3) 1.2研究目的和意义 (3) 1.3本文的主要工作 (3) 2已知情况、控制要求、设计要求 (4) 2.1已知情况 (4) 2.2控制要求 (4) 2.3设计要求 (5) 3总体设计思路 (6) 4程序设计及调试 (6) 4.1PLC的选型及I/0分配图 (6) 4.2梯形图、指令表及编程元件明细表 (8) 5电气设计 (11) 5.1PLC外部接线原理图 (11) 5.2多种液体自动混合装置电气元件明细表 (12) 6安装、接线、及系统联合测试 (12) 7后期工作 (13) 7.1操作过程简要说明 (13) 7.2常见故障及排除方案 (13) 7.3编写并提交（课程）设计说明书 (13) 8尚存在的问题及方案建议 (14) 9课程设计总结 (14) 10致谢 (15) 11参考文献 (16)

多种液体自动混合装置的PLC控制 1课题背景 1.1课题背景 随着科学技术的猛速发展，自动控制技术在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的程序，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为易燃易爆、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配料精确、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，特别是其中的中小型企业实现多种液体自动混合的目的,液体自动混合配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。 随着计算机技术的发展，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用可编程控制器实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、运行稳定、自动化程度高，适合工业生产的需要. 1.2研究目的和意义 在工艺加工最初，把多种原料再合适的时间和条件下进行需要的加工以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。

机械原理课程设计-搅拌机

机械设计 课程设计说明书 设计题目：搅拌机 学院：机械与运载学院 专业：机械设计制造及其自动化 班级学号：20110401823 设计者：柯曾杰（组长）

同组员：许鹏、黄晨晖、李南 指导教师：吴长德 2010年1月14日 目录 一、机构简介 (2) 二、设计数据 (2) 三、设计内容 (3) 四、设计方案及过程 (4) 1.做拌勺E的运动轨迹 (4) 2.做构件两个位置的运动简图 (4) 3.对构件处于位置3和8时进行速度和加速度分析 (6) 五、心得体会 (9)

六、参考文献 (10) 一、机构简介 搅拌机常应用于化学工业和食品工业中对拌料进行搅拌工作如附图1-1（a）所示，电动机经过齿轮减速，通过联轴节（电动机与联轴节图中未画）带动曲柄2顺时针旋转，驱使曲柄摇杆机构1-2-3-4运动，同时通过蜗轮蜗杆带动容器绕垂直轴缓慢旋转。当连杆3运动时，固联在其上的拌勺E即沿图中虚线所示轨迹运动而将容器中的拌料均匀拨动。

工作时，假定拌料对拌勺的压力与深度成正比，即产生的阻力按直线变化，如附图1-1（b）所示。 附图1-1 搅拌机构（a）阻力线图（b）机构简图 二、设计数据 设计数据如附表1-1所示。 附表1-1 设计数据 三、设计内容 连杆机构的运动分析 连杆机构的运动分析 x y l AB l BC l CD l BE S3 S4 n 2 mm r/mi n Ⅰ525 400 240 575 405 1360 位于 BE 中点 位于 CD 中点 70 Ⅱ530 405 240 580 410 1380 65 Ⅲ535 420 245 590 420 1390 60 Ⅳ545 425 245 600 430 1400 60

湖南工学院课程设计说明书 课题名称：自动售货机的控制设计 专业名称：自动化 学生班级：自本0701 学生学号： 410070131 学生姓名：冯源 指导老师：陆秀令

课程设计任务书 自动售货机的控制设计 一、控制要求 1．自动售货机有3个投币孔，分别为1元、5元和10元。 2．售货共有3种饮料供选择，分别为汽水、花茶和咖啡。 3．如投币总额超过销售价格，将可由退币钮找回余额。 4．投币总额或当前值显示在7段数码管上。 5．投币值等于或大于12元时，汽水指示灯亮，表示只可选择汽水。 6．投币值等于或大于15元时，汽水和花茶指示灯亮，表示只可选择汽水和花茶。 7．投币值等于或大于20元时，汽水、花茶和咖啡指示灯亮，表示3种均可选择。 8．按下要饮用的饮料按钮，则相对应的指示灯开始闪烁，3s后自动停止，表示饮料已经掉出。 9．动作停止后按退币钮，可以退回余额，退回金额如果大于10元，则先退10元再退1元，如果小于10元则直接退1元的。 二、设计任务 学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行自动售货机运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能； 3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行创新设计； 5. 进行系统调试，实现自动售货机的控制要求。

三、设计报告 课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。

上海电机学院 课程设计 2015～2016学年第一学期 课程名称可编程控制器原理及应用 设计题目液体混合装置控制的模拟（一） 院 (系) 电气学院 专业电气工程及其自动化（港口自动化方向） 学生姓名任书洋 学号 151101190241 设计时间 2016年 1月 18日 指导教师龚建芳 提交日期年月日

目录 1. 简介------------------------------------------------------------------------------------------1 1.1课题概况-----------------------------------------------------------------------------------1 1.2设计要求-----------------------------------------------------------------------------------1 1.3设计内容----------------------------------------------------------------------------------------------1 2. 系统总体方案设计------------------------------------------------------------------------2 2.1总体方案选择说明-----------------------------------------------------------------------2 2.2 控制方式选择----------------------------------------------------------------------------2 2.3 操作界面设计----------------------------------------------------------------------------2 3. PLC控制系统的硬件设计---------------------------------------------------------------3 3.1 PLC的选型-------------------------------------------------------------------------------3 3.2 用户存储器容量的估计----------------------------------------------------------------3 3.3 I/O点数的估算---------------------------------------------------------------------------3 3.4电源模块选择-----------------------------------------------------------------------------3 3.5 I/O分配表---------------------------------------------------------------------------------4 3.6电气原理图设计--------------------------------------------------------------------------4 4．PLC控制系统系统程序设计-----------------------------------------------------------5 4.1状态分配表---------------------------------------------------------------------------------5 4.2 控制程序顺序功能图设计--------------------------------------------------------------6 4.3 控制程序设计思路-----------------------------------------------------------------------6 5．系统调试及结果分析---------------------------------------------------------------------------13 5.1 系统调试及解决的问题----------------------------------------------------------------13 5.2 结果分析----------------------------------------------------------------------------------28 6．系统的使用说明书-------------------------------------------------------------------------------28 7．课程设计体会--------------------------------------------------------------------------------------29 8．参考文献-----------------------------------------------------------------------------------30 9．附录-----------------------------------------------------------------------------------------30 控制系统电气原理图-----------------------------------------------------------30

大连海洋大学 职业技术学院 PLC课程设计 名称自动售货机控制系统的设计院系电气工程系 班级船电09 姓名冯森

一任务描述： 自动售货机是可完成无人自动售货的商业自动化设备，它不受任何场地限制，方便快捷，在我国也越来越普及。传统的自动售货机采用单片机作为控制核心，但这样在输入输出接口上消耗很大。PLC不但可实现类似控制功能，还具有可靠性高、编程简单、功能强、能耗低、调试方便等优点。本文设计的是售汽水和咖啡这两种饮料的自动饮料机，它的售货过程是：首先由顾客按下商品选择开关时，然后顾客投入的硬币(投入硬币的面值和剩余值由PLC驱动数码管显示)经过光传感器感应，再由光传感器驱动硬币识别传感器识别硬币（由于能力有限，在识别硬币上不做具体研究）。如果是无效币则使继电器打开阀门，将硬币退出；如果是真币则系统将硬币自动传送到相应的硬币贮币腔，并经硬币识别传感器将信号送给PLC。最后经顾客选择，同时PLC控制，使PLC的输

出口上有相应的信号输出。若贮币腔内无硬币（红外检测器感应）、饮料的量位小于设定值（红外传感器感应）、售货机遭损，系统就报警【7】。大体运行如图2-1： 图2-1自动售货机控制系统硬件组成示意图 图2-2是自动售货机简单示意图。在该机中有两种已经配制好的饮料储液桶（未画出来），一种为汽水，另一种为咖啡。汽水出口和咖啡出口分别代表由两个电磁阀控制放入杯中的饮料品种的饮料出口。 退币按钮汽水按钮咖啡按钮 退币口投币口退币指示灯汽水指示灯咖啡指示灯投币不足指示灯汽水出口咖啡出口 商品选择开关 硬币感应器 PLC 各种指示灯 退币电动机 出货电磁阀 液位感应器 报警

摘要随着社会的不断发展和科学技术的不断提高，各种工业自动化不断升级，尤其是在工业上PLC的应用越来越广泛。其中在生产的第一线有着各种各样的自动加工系统，其中多种原材料混合再加工，在工业上常常可见。 本次设计课题为“基于PLC的多种液体混合控制设计”，此设计以液体混合控制系统为中心，从控制系统的硬件系统组成、软件选用到系统的设计过程。此次设计主要内容包括：工作过程分析，I/O分配，主电路，梯形图，流程图，指令表，接线图，程序分析等, 经过多次修改和调试，最终实现题目要求。设计采用三菱FX2N-48PLC去实现设计要求。 关键词：自动控制 PLC 多种液体自动混合装置

目录

第一章概述 1.1课题背景 随着社会科学技术的不断发展，自动控制在人类活动的各个领域中的应用越来越广泛，它的水平已成为衡量一个国家生产和科学技术先进与否的一项重要标志。在许多行业中，多种液体自动混合装置是必不可少的，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。 由于在某些生产要求中，要求系统要具有配料精确、控制可靠等特点，这也是人工操作所难以实现的。所以为了达到生产要求，特别是要实现多种液体自动混合的目的,多种液体自动混合装置势必就是摆在我们眼前的一大课题。 随着PLC控制器的不断发展和计算机技术的不断提高，对原有液体混合装置进行技术改造，提出数据采集、自动控制、运行管理等多方面的要求。设计的多种液体混合装置利用PLC可编程控制器可实现在混合过程中精确控制，提高了液体混合比例的稳定性、自动化程度，适合相关工业生产的需要。

1.2课题的意义与发展方向 在工业生产中，把多种原料在合适的时间和条件下进行需要的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。 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。 由于PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上，且编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现，所以本系统采用PLC控制是再合适不过了。 根据多种液体自动混合系统的要求与特点，我们采用的三菱FX2N-48 PLC具有小型化、高速度、高性能等特点，其指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，所以相当具有研究意义。