电气控制与plc应用项目11液体混合装置控制课件

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1、项目11液体混合装置控制【学习目标】1.掌握算术运算指令、转换指令和字逻辑运算指令特点及正确使用。2.掌握模拟量输入/输出模块的正确安装、设置、调试。3.会使用算术运算指令、转换指令和字逻辑运算指令编写简单的程序。4.能独立完成简单模拟量控制系统（如液体混合控制装置、炉温控制系统）的硬件配置及安装、硬件组态及程序编写。11.1项目简述多种液体按一定比例混合在很多生产过程中是不可缺少的关键环节，液体混合控制的可靠性是非常重要的。图11-1所示为一液体混合控制装置，由一个模拟量液位传感器-变送器（输出为4～20mA）来检测液位的高低。对A和B两种液体原料按比例混合，控制要求如下：（1）按下启动

2、按钮SB1，液体A阀门打开，液体A流入容器。（2）当液位达到30%后，则关闭液体A阀门，打开液体B阀门，开始加入液体B。（3）当液位达到100%后，则关闭液体B阀门，搅拌电动机开始搅匀。（4）搅拌电动机工作10s后停止搅动，混合液阀门打开，开始放出混合液体。（5）当液体放空后，延时5s后关闭混合液阀门。按停止按钮，系统应立即停止运行。用PLC实现对两种液体混合装置的控制。本项目涉及对模拟量信号的处理，因此应该对模拟量输入模块、模拟量输出模块以及对模拟信号的处理进行相关内容的准备。模拟信号的处理一般都用到算术运算指令、转换指令和字逻辑运算指令。11.2相关知识在生产过程中，有许多过程变量的值

3、是随时间连续变化的（如温度、压力、流量等），称为模拟量。为了实现对这些物理量的控制，首先需要经测量传感器将物理量转换为电量（如电压、电流、电阻、电荷等），然后再经变送器将测量结果转换为标准的直流电压和直流电流信号（如±1000mV、±10V、4～20mA等），再将标准的模拟电信号送入模拟量输入模块进行A/D转换，变成CPU能够接收的数字量信号后送入CPU进行处理，PLC处理后的二进制电平信号再送给模拟量输出模块进行D/A转换，转换成模拟量信号后去驱动相应的执行器。11.2.1模拟量的处理1.模拟量输入模块测量方法和测量范围的设置模拟量输入模块的输入信号的种类和测量范围用安装在模块侧面的量程

4、卡（或称量程模块）来设置。量程卡安装在模拟量输入模块的一侧，每两个通道为一组，共用一个量程卡，图11-2中的模块共有8个通道，因此有4个量程卡。量程模板可以设定为以下位置：“A”、“B”、“C”和“D”。其中，“A”为热电阻、热电偶测量，测量范围为±1000mV；“B”为电压测量，测量范围为±10V；“C”为四线变送器测量，传感器电源线与信号线分开，测量范围为4～20mA；“D”为两线变送器测量，传感器电源线与信号线并用，传感器的电源通过模拟量输入模块供给，测量范围为4～20mA。使用STEP7中的硬件组态功能可以进一步确定测量范围。模块出厂时量程卡预设在B位置，如果需要的话，必须重新插入

5、量程模板，以更改测量方法和测量范围。各种测量方法和测量范围的设定都打印在模拟量模板上。设置量程卡时先使用改锥将量程卡从模拟量输入模块中松开，如图11-2所示；根据要设置的量程，确定量程卡的位置，并按标记方向将量程卡插入模拟量输入模块中，如图11-3所示。如果没有正确的设置量程卡，将会损坏模拟量输入模块。在STEP7中，对模拟量模块进行参数化设置时，所选测量传感器类型必须与模块上量程卡设定的类型相匹配；否则，模块上的SF指示灯将指示模块故障。2.传感器与模拟量输入模块连接根据测量方法的不同，可以将电压和电流传感器以及电阻器等不同类型的传感器连接到模拟量输入模块。为了减少电子干扰，对于模拟信号

6、应使用双绞线屏蔽电缆。模拟信号电缆的屏蔽层应该两端接地。如果电缆两端存在电位差，将会在屏蔽层中产生等电位连接电流，造成对模拟信号的干扰。在这种情况下，应该让电缆的屏蔽层一点接地。（1）带隔离的模拟量输入模板对于带隔离的模拟量输入模板，在CPU的M端和测量电流MANA的参考点之间没有电气连接。如果测量电流MANA参考点和CPU的M端存在一个电位差UISO，必须选用隔离型模拟输入模块。通过在MANA端子和CPU的M端子之间使用一根等电位连接导线，可以确保UISO不会超过允许值。（2）不带隔离的模拟量输入模块对于不带隔离的模拟量输入模块，在CPU的M端和测量电流MANA的参考点之间，必须建立电气

7、连接。为此，应连接MANA端子与CPU的M端子以及IM153的M端子。MANA和CPU的M端子及IM153之间的电位差会造成模拟信号的中断。（3）有限电位差UCM在输入通道的测量线M-和测量电路的参考点MANA之间只会发生有限电位差UCM（共模电压）。为了防止超过允许值，可以根据传感器的电线连接情况，采取不同的措施。3.连接带隔离的传感器带隔离的传感器不能与本地接地电线连接（本地接地）。带隔离的传感器应无电势运行。对于带