基于三菱PLC的配比可调的多液料混合控制系统的设计
摘要：就目前而言，工业的发展带动着自动化程度的突飞猛进，之前用于生产应用的许多设备已不能满足现代生产的要求以及使用。例如工业原料的加工，最初必须要求工人在人为的控制下将液料添加至混合装置中，还要满足装置的设定时间及条件，对工人工作要求极为苛刻。为了适合于大部分工人的，自动混合装置的设计简单，可靠就变的尤为重要，这样不仅能满足工业生产的需求，也能更便于工人的操作与使用。本组课题主要是对多种液料自动混合的模拟控制系统，能够使混合装置基本上实现自动的添加液料，自动搅拌并循环使用的功能。本文主要使用可编程控制器（PLC）结合组态MCGS组成的一个便于工业使用的控制系统整体。
关键词：液料混合；配比可调；可控制编程器（plc）；MCGS组态软件
Design of Multi-liquid Mixed Control System Based on Mitsubishi PLC
Abstract: For the time being, the development of industry is driving the advance of automation. Many of the equipment previously used in production have been unable to meet the requirements of modern production and use. Such as industrial raw material processing, the original must be under the control of human labor will add to the liquid mixing device, also meet the setting time and condition of device, the workers work is very demanding. In order to suitable for most workers, the design of automatic mixing device is simple, reliable and becomes especially important, it can not only meet the needs of industrial production, can also be easier for workers to operate and use. The main task of this group is the simulation control system of automatic mixing of various liquid materials, which can make the mixing device basically realize automatic adding liquid, automatically stirring and recycling functions. This paper mainly USES PLC (PLC) combined with the configuration of MCGS to control the whole system.
Key words: Liquid mixture; Proportion adjustable; Control programmer (PLC); MCGS configuration software.
一、绪论
1.1 课题的来源及研究意义
本课题由PLC中级程序员考试题中获得灵感。 随着工业快速的发展，我们的生活中和工作中越来越多的应用着被称为可控制编程器的小电脑。这种小电脑即为我们常说的PLC，它是一种广泛应用于工业工程的一种新式操作运算系统。它的应用市场非常的广泛，例如我们家用的一些电器，生活中的一些通讯设备应用以及在国家军事上的应用，都发挥着举足轻重的作用。
作为自动化专业的理科生，而PLC又是我们学科中重中之重的一门，所以就更要学好PLC方面的知识。所以在本次设计中选中最经常接触的可控制编程器（PLC）以及组态MCGS软件。组态MCGS是一种比较新型的应用于计算机监控的软件系统，它拥有多个控制设备窗口，可以通过对我们使用的数据进行收集并处理，并且可以给我提供一些用于处理我们实际应用中问题的方法。在工业应用领域有着非常有效的应用示例。还有一方面，组态MCGS还拥有外部模拟的应用，对于我们后面对系统总工程的模拟通讯有着极大的好处，而且使用起来相当方便快捷。
现阶段的工业应用中就目前来看，PLC与组态MCGS的联合使用不仅可以有效利用计算机资源，还可以在计算机上通过组态MCGS软件来仿真调试并进行虚拟控制，可以说这样的组合成为了目前比较流行的监控系统，也使本次设计有很重要的实用意义。
我的这次课题主要是研究多种液料混合的装置，第一因为人工给料控制相对复杂且液料混合的比例精度很难掌控；第二是因为现如今多数工业原料都带有一定性的化学原料，对经常使用的工人身体伤害比较大，且可能造成一些危害健康的原料。所以对于这些因素，来研究基于PLC的配比可调的多液料混合装置的系统设计，一方面可以大大提高多种液料混合的准确度，另一方面也对经常操作的工人的身体健康做了极大的考虑。所以研究多液料的配比可调的混合装置就显得尤为重要，也在工业应用上有着极大的现实意义。
1.2 现状及发展趋势
由于工业的迅猛发展，在一些化工制造，药品制造以及油类的炼制行业中，多液料的混合都是他们操作中不可或缺的重要步骤，也为他们生产过程中省下了许多宝贵的时间。因为他们产业的特殊性，也使他们在生产过程中的精度掌握编的尤为重要，但是由于人工操作是不可能把精度掌握的很准确，所以整体的自动化就变的尤为重要，所以自动的多液料混合装置操作系统对于他们的生产就相当重要。
早期的机器大多数采用容积泵式来作为其计量方式，虽然仍是当今社会使用率较高的，但是不免还存在一些问题。
大多数之前使用的液料自动混合装置都是使用的继电器来操作控制系统，因为其使用起来相对比较复杂，而且一点出现问题，处理起来非常麻烦，更有对于设备的更新也困难，灵活性和可靠性都得不到保证，科技创新力的大力发展，伴随着微处理器的出现。新事物的出现，加之大家都它的认识以及了解方面多了后，开始大批量使用它，因为它还不够完善，人们又给它增加了数据方面的运算功能，对于一些重要数据的传送以及解决的功能，基本上算是可以将其真正意义上的应用与工业控制上的应用。这个时候的PLC是当时人们将微机和继电器基本概念的结合产物，对于PLC是根据我们现时代的工业发展的需求的产物。因为PLC的大量使用，又涌现出了大型机和超小型机，出现了许许多多有着特殊用处的功能单元，随之也出现了各式各样的人机界面的处理单元以及用于通讯的单元模块，这样使PLC的应用更加方便且容易，对于工业上的发展也有着极大的作用。
1.3 本文的主要研究内容
本次课题主要是采用PLC控制技术以及组态MCGS软件对配比可调的多液料混合控制系统进行研究。PLC为控制器，完成主要的控制任务；MCGS组态软件为此次设计的模拟仿真器，通过与PLC的连接完成最后的仿真演示。
二、系统总方案的选择
2.1 单片机控制
单片机是一种被称之为微型计算机的系统，虽然组成系统相对完善，但是它不具有独自的去开发项目的能力，必须靠其他相应的应用软化来开发及使用，而且对于硬件方面的血多问题都不能及时作出诊断，这也是使用单片机的几大软势之一。
集成度相对比较高，单片机的体积相对也是比较小，而且使用起来的可靠性能也比较高。它是将其使用的全部功能部件都集中在一块很小的晶体芯片上，这就突出了他的优势，即集成的高精度，以及体积小方便使用且方便携带。由于单片机芯片大都是按照工业使用的要求而设计的，其结构相对简单，里面大多数分布的线路也比较短，大多数工厂在使用时多会选择单片机而非一般的CPU，因为单片机在工业上的抗噪音的能力比较强，优于我们一般使用的CPU。我们一般在使用单片机的程序方面的指令时，因为里面大多都被固定在ROM中且不容易被损坏，而且即使使用再多信号，信号使用的通道都会在同一个单片机的芯片里，因此可以看出它的可靠性是非常的高，而且整体系统的控制能力很强。单片机中装有易扩展使用的晶体片，它里面具备着整台计算机能够正常使用的所有硬件。在单片机晶体芯片的外部有着为扩展使用的串行引脚，这对我们使用起来构件一定数模的计算机应用系统极为方便。再者因为单片机范围越来越广，且销售数额数目极大，目前各个公司都因为商业上的竞争而降低其销售价格，导致单片机价格变的相当低价，又由于它应用广，综合性价比非常高，所以市场十分广泛。又加上在工业上应用的相关元器件的价格也不是很高，这就使使用单片机的整体成本非常低廉。而且对于大部分的使用要求都可以进行相应的扩展或者其他操作，也是比较的简单易行。由于市场的完善，单片机设计大多使用一些现已有的且很完善的子程序即可完成，这样就大大的减少了工作者的工作量，而且自己使用的单片机程序也是相对成熟。但是不免也有许多缺点，单片机其实就是一块集成的电路板，它并不能直接与外部的一些信号相连接，例如I/O口就不能直接连接。这就要使用者还需要整理一些与使用的单片机配套的外部信号口，以及相关的硬件方面的设计，子程序的设计等，这就使工作者的工作量大大增加，也使它运行起来的效率大大降低。对于单片机的整个系统来说抗干扰能力差也使使用者需要考虑的因素将会增多，电源方面也是不可不考虑的问题之一，要求设计者自己设计电源，使它整个过程过于繁琐，对于后期的维护与维修更是一个不小的问题，而且维修起来的时间也会很长，导致整个系统使用起来不是很便捷。
目录
一、 绪论 2
1.1 课题的来源及研究意义 2
1.2 现状及发展趋势 3
1.3 本文的主要研究内容 3
二、 系统总方案的选择 3
2.1 单片机控制 4
2.2 PLC控制 5
2.3 确定使用方案 6
2.4多液料混合的控制要求 6
2.5 设计方案 7
三、 系统硬件及软件设计 8
3.1 压力传感器的选型 8
3.2 PLC及模块的选型 8
3.3 I/O分配表 10
表3.3.1 I/O分配表 10
3.4系统总流程图 11
图3.4.1系统流程图 12
3.5 PLC程序编写 12
3.6 外部接线图 16
四、 组态MCGS控制系统的设计 16
4.1组建系统工程 17
图4.1.1用户窗口属性设置 18
4.2多液料混合构件属性设置 18
五、 PLC与组态MCGS的通讯模拟 20
5.1通讯要求 21
5.1.2设备工具箱图 22
5.2显示画面的制作 23
5.3脚本程序的编写 24
5.4 MCGS组态模拟运行测试 24
六、 结论 24
七、 致谢 25
参考文献 25
参考文献
[1]、过君。 基于单片机的液位控制系统设计[J]。2017.4.14
[2]、徐宏伟，周润景，陈萌。常用传感器技术及应用[M]。北京:电子工业出版社，2017.6.
[3]、张豪。三菱PLC应用案例解析[M]。北京：中国电力出版社，2012.6
[4]、李红萍。MCGS工控组态技术应用[M]。北京：北京邮电大学出版社，2011.2.
[5]、郭琼。PLC应用技术[M]。北京：机械工业出版社，2014.3.
[6]、廖常初。FX系列PLC编程及应用[M]。北京：机械工业出版社，2005,4.
[7]、孟立凡，郑宾。传感器原理及技术[M]。北京：国防工业出版社，2005.
[8]、赵清江。PLC控制多种液体混合控制系统硬件电路设计[J]。内江科技，2013.
[9]、唐家凯。基于PLC的轨道车换端操作安全控制系统设计[J]。铁路计算机应用，2011.
