XX 学
电气控制PLC技术 课程设计（文）
题目：基S7300三种液体动混合控制系统设计
院（系）：
专业班级：
学 号：
学生姓名：
指导教师： （签字）
起止时间：
课程设计（文）务评语
院（系）： 教研室：
学 号
学生姓名
专业班级
课程设计（文）题目
基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计
课程设计（文）务
课题完成设计务功求技术参数
实现功
工艺控制程：3种液体混合控制系统中Y1Y2Y3Y4分ABC三种液体进料阀门混合液体出料阀门液位0306090时分加入3种液体搅拌混合液体搅拌5s放出混合液体液位重新达0时延时3s关闭出料阀门3种液体进料出料搅拌等PLC控制
设计务求
1 分析系统工艺求确定系统设计方案
2 完成系统硬件组态PLC电源输入输出模块传感器电机等关键器件选型
3 编写整系统符号表绘制PLC外部接线图
4 规划程序结构绘制程序流程图
5 编写调试程序OB1程序负责调FB1FC1FC2FB13种液体控制程序背景数块分DB1~DB3FC1搅拌控制FC2出料控制程序PLCSIM中仿真调试者实验室调试运行
6 学校规定书写格式撰写印设计说明书份设计说明书应4000字求认真独立完成规定全部容设计容求正确合理
技术参数
1 液位变送器输出0~10V
2 输入模拟量精度12位
进度计划
1 布置务查阅资料确定系统方案（2天）
2 完成硬件设计包括元器件选型硬件组态硬件电路图（2天）
3 规划程序结构编写系统程序（3天）
4 模拟仿真实验室调试程序（1天）
5 撰写印设计说明书（1天）
6 验收答辩（1天）
指导教师评语成绩
时： 文质量： 答辩：
总成绩： 指导教师签字：
年 月 日
注：成绩：时20 文质量60 答辩20 百分制计算
摘
化工试剂制药生产中常需三种者更种溶液定例进行混合然做相应续处理加工传统继电器控制系统中溶液程控制系统难保证混合中种成分含量进行精确控制采西门子S7300系列PLC控制整溶液混合程控制系统提高种成分含量控制效率提高生产效率时动化程序提高
次课程设计液体混合装置完成三种液体动混合搅拌装置需控制三种液体动混合搅拌通压力变送器检测搅拌机液位变化液位分0306090时分加入三种液体搅拌达混合液体动混合目3种液体进料出料搅拌等PLC控制
次课程设计达种液体混合效果够液体混合均匀工业中设计够降低济成保证操作员安全性
关键词：液体混合PLC压力变送器
目 录
第1章 绪 1
第2章 液体动混合控制系统设计方案 2
21 概述 2
22 方案选择 2
23 总体设计框图 3
第3章 液体动混合控制系统设计硬件设计 4
31 控制系统电源 4
32 控制系统CPU 5
33 控制系统信号模块 5
34 压力变送器 6
35 搅拌器 7
36 电磁阀 7
37 系统IO分配表 8
38 系统外部接线图 9
第4章 液体动混合控制系统软件设计 10
41 软件介绍 10
42 系统程序结构图 10
43 系统流程图 11
44 S7300 硬件组态 12
45 系统符号表 13
46 系统梯形图程序 14
第5章 课程设计总结 19
参考文献 20
第1章 绪
炼油化工制药等行业中种液体混合必少程序生产程中十分重组成部分行业中易燃易爆毒腐蚀性介质致现场工作环境十分恶劣适合工现场操作外生产求该系统具配料精确控制特点工操作半动化控制难实现帮助相关行业特中中型企业实现种液体混合目液体动混合配料势必摆眼前课题着计算机技术发展原液体混合装置进行技术改造提出数采集动控制运行理等方面求设计种液体混合装置利编程控制器现混合程中精确控制提高液体混合例稳定性运行稳定动化程度高适合工业生产需
PLC编程控制器（Programmable logic Controller）指计算机技术基础新型工业控制装置PLC种专门工业环境应设计数字运算操作电子装置采编制程序存储器部存储执行逻辑运算序运算计时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程根种液体动混合系统求特点次课程设计采PLC具高速度高性等特点编程逻辑控制器指令丰富接种输入输出扩展设备够方便联网通信
通述编程逻辑控制器优点基S7300三种液体混合装置控制总体认识综合次课程设计求进行外部电路连线PLC程序设计部件选择流程分析程序序控制设计方面完成次设计务
第2章 液体动混合控制系统设计方案
21 概述
次设计综合应学知识设计基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计实践基技方面进行次系统训练够较全面巩固应PLC课程中学基理基方法初步掌握S7300系统设计基方法
应场合 应种液体混合 3种液体混合控制系统压力变送器S7300模块电磁阀搅拌电机组成通压力变送器检测液位变化传送PLC通模拟量转化数字量液位相较控制阀电机控制达次课程设计求
系统功介绍3种液体混合控制系统实现3种液体通PLC控制器定例混合液体混合装置通PLC控制器调解输出实现基种液体混合达液位变送器输出0~10V输入模拟量精度12位
22 方案选择
方案：液位传感器检测液位检测液位传控制器PLC通程序处理电磁阀电机控制输出
方案二：压力变送器检测液位通压力变送器检测液位变化传送PLC通模拟量转化数字量液位相较控制阀电机控制
较次课程设计求液位变送器输出0~10V液位传感器输出数字量非模拟量PLC模拟量输入单元024V法达课程设计求方案二实现次课程设计
通分析该液体混合系统工艺流程考虑控象动作相互关联决定采序控制方案状态输出量输出例进料电磁阀A开前提混料罐中液位0进料阀BC出料阀关闭求系统启动前输出量必须初始状态设计时考虑采中间状态寄存器传送状态转换信息完成系统流程
23 总体设计框图
3中液体混合控制系统S7300控制器位机监控压力变送器电路流量调节阀控制开关搅拌电机等构成系统结构图图21示
图21 系统总体框图
控制系统启动A阀门进入混料罐中着进入混料罐中液体断增混料罐液位断增加然实时检测数送控制器PLCPLC根输入控制开关现场采集数进行变量运算运算结果输出控制种输出开关符合求启动搅拌电机搅拌三秒出料阀开重复述程
第3章 液体动混合控制系统设计硬件设计
31 控制系统电源
PS307电源模块S7300ET200M负载电源市电电压转换需24VDC工作电压输出电流2A5A10AS7300模块化微型PLC系统满足中规模性求种性模块非常满足适应动化控制务简单实分布式结构界面网络力应十分灵活方便户简易风扇设计控制务增加时扩展量集成功功非常强劲S7300F专机床纺织机械包装机械通机械工程控制器制造机床楼宇动化电气电子工业相关产业系列具功率范围CPU具户友功系列扩展模块
障安全型动化系统满足工厂日益增加安全需求基S7300 连接带安全相关模块ET200SET200M分布式IO 站采PROFIsafe协议通 PROFIBUS DP进行安全相关通讯外安全关应标准模块
根需设计电源模块选择PS 3075ACPU 314C2 PNDP工作时需24V电压该电源模块负载电压120230VAC线路电压转换需24V工作电压外部传感器执行器供电图31示：
图31 电源模块
32 控制系统CPU
西门子S7300系列PLC控制器SIMATIC S7300 模块化微型 PLC 系统满足中低端性求模块化风扇设计易实现分布式结构方便操作 SIMATIC S7300 成中低端应中种务济户友解决方案
SIMATIC S7300应领域包括：特殊机械纺织机械包装机械般机械设备制造控制器制造机床制造安装系统电气电子工业相关产业
中中央控制单元选择CPU3142PNDP西门子CPU 314C2 PNDP种紧凑型 CPU处理性响应速度求高系统通扩展工作存储器该紧凑型CPU适中等规模应集成数字量模拟量 IO实现程直接连接工作电压24VCPU 314C2 PNDPS7300产品系列中新型紧凑型CPU
表31 CPU314C性表
指标
CPU314C
工作存储区KB
24
装载存储器（部集成RAM）KB
40
装载存储器（Flash EPROM）KB
512
DIDQ
512
AIAQ
64
机IO点
程序执行时间ms
03
指标
CPU314
存储器标志位
2048
计数器定时器
64128
33 控制系统信号模块
常称IO（输入输出）模块测量输入信号控制输出设备信号模块数字信号模拟信号进行连接传感器启动器连接信号模块数字量模拟量输入输出分DIDO（数字量输入输出）AIAO（模拟量输入输出）模块
模拟量输入模块模拟量信号转换CPU部处理数字信号组成部分AD转换器模拟量输入模块输入信号般模拟量变送器输出标准量程直流电压直流电流信号
模拟量输入输出模块中模拟量应数字称模拟值模拟值16位二进 制补码表示高位符号位模拟量输入模块模拟值百分数表示模拟量间应关系：双极性模拟量量程限(100100)分应模拟值2764827648单极性模拟量量程限(1000)分应模拟值276480
S7300模拟量IO模块包括模拟量输入模块SM331模拟量输出模块SM332模拟量输入输出模块SM334SM335
次课程设计求模拟量输入模块SM331模拟量输出模块SM332
34 压力变送器
压力变送器测介质两种压力通入高低两压力室低压室压力采气压真空作δ元（敏感元件）两侧隔离膜片通菲格瑞思隔离片元件填充液传送测量膜片两侧压力变送器测量膜片两侧绝缘片电极组成电容器两侧压力致时致测量膜片产生位移位移量压力差成正两侧电容量等通振荡解调环节转换成压力成正信号
次课程设计求输出电压010V选HSL3051型压力变送器传感器采引进国外先进技术生产高精度型化智传感器转换原理利数字化补偿技术温度静压进行补偿提高测量精度降低温度漂移具长期稳定性性高诊断力强等特点压力变送器图32示：
图32 压力变送器
35 搅拌器
机械搅拌器包括三部分：电动机功率磁力搅拌器搅拌棒搅拌密封装置电动机动力部分功率电动搅拌器固定支架调速器调节转动快慢容量振荡器搅拌棒电动机相连接通电源电动机带动搅拌棒转动进行搅拌搅拌密封装置搅拌棒反应器连接装置反应密封体系中进行搅拌器搅拌轴通常电动机驱动搅拌设备转速般较低电动机绝数情况变速器组合起时采变频器直接调速选电动机时应特考虑变速器匹配问题
搅拌机搅拌轴通常电动机驱动搅拌设备转速般较低电动机绝数情况变速器组合起时采变频器直接调速选电动机时应特考虑变速器匹配问题场合电动机变速器配套供应设计时根选定变速器选配套电动机
次课程设计选搅拌电机三相调电动机类电机频率较高磁极数（二极电动机）高转速达10000转型号：TOSHIBA 200V200HZ2P15KW转速达11750PRM次课程设计搅拌电动机实物图33示：
图33 搅拌电动机
36 电磁阀
电磁阀里密闭腔位置开通孔孔通油腔中间阀两面两块电磁铁面磁铁线圈通电阀体会吸引边通控制阀体移动档住漏出排油孔进油孔常开液压油会进入排油然通油压力推动油刚活塞活塞带动活塞杆活塞竿带动机械装置动样通控制电磁铁电流控制机械运动
电磁阀液路系统中实现液路通断液流方改变般具线圈电磁力驱动滑动阀芯阀芯位置时电磁阀通路阀芯工作位置该电磁阀位电磁阀：阀体接口电磁阀通路数通路口该电磁阀通电磁阀 电磁阀安装般接口应该连接谓工作位置指阀芯位置阀芯线圈通电时处甲位置线圈通电时处乙位置阀芯位置时接口起接通封闭作
次课程设计采电磁阀液体电磁阀
37 系统IO分配表
根设计求IO分配图表32示：
表32 IO分配表
序号
符号
IO址分配
说明
1
SB1
I00
系统启动钮
2
SB2
I01
系统停止钮
3
S1
I10
0液位传感器
4
S2
I11
30液位传感器
5
S3
I12
60液位传感器
6
S4
I13
90液位传感器
7
Y1
Q40
A进料电磁阀
8
Y2
Q41
B进料电磁阀
9
Y3
Q42
C进料电磁阀
10
KM
Q14
搅拌电机启动
11
Y4
Q15
出料电磁阀
设计系统6输入5输出组成实验室输入输出接线中间继电器代
38 系统外部接线图
I00启动钮输入址I01停止钮输入址I10I13压力传感器输入值输入址SB1SB2分系统启动停止钮S1S4分液位0306090时压力变送器输出PLC信号外部接线图中常开开关表示
输入模块外部接线图34示：
图34输入模块外部接线图
输出模块外部接线图35示：
图35输出外部接线图
Q40Q41三种液体进料阀输出址Q15搅拌电机输出址Q14混合液体出料阀输出址Y1A液体电磁阀Y2B液体电磁阀Y3C液体电磁阀Y4搅拌电机线圈Y53种液体混合出料阀
第4章 液体动混合控制系统软件设计
41 软件介绍
次课程设计应软件SETP7STEP7编程软件SIMATIC编程逻辑控制器组态编程标准软件包STEP7标准软件包中提供系列应工具：SIMATIC理器符号编辑器硬件诊断编程语言硬件组态网络组态等STEP7编程软件硬件网络实现组态具简单直观便修改等特点该软件提供线离线编程功PLC线载载利STEP7方便创建动化解决方案
STEP 7S7300400系列PLC应设计软件包支持PLC编程语言非常丰富该软件标准版支持STL（语句表）LAD（梯形图）FBD（功块图）3种基编程语言STEP 7中相互转换专业版附加GRAPH（序功图）SCL（结构化控制语言）HiGraph（图形编程语言）CFC（连续功图）等编程语言支持编程语言供 知识背景员采
42 系统程序结构图
分布式编程方式设计控制程序程序5逻辑块组成中OB1循环组织块OB100初始化输出量程序FB1液体混合控制子程序FC1搅拌器控制子程序FC2混合液体出料阀控制子程序分布式控制程序结构图41示：
图41 系统程序结构图
43 系统流程图
系统流程图图42示：
图42 系统总体框图
3种液体混合控制系统中Y1Y2Y3Y4分ABC三种液体进料阀门混合液体出料阀门液位0306090时分加入3种液体搅拌混合液体搅拌5s放出混合液体液位重新达0时延时3s关闭出料阀门3种液体进料出料搅拌等PLC控制
44 S7300 硬件组态
单机架硬件组态配置8扩展模块机架模块图43示
图43 机架模块图
设计求选择合适器件行硬件组态图44示
图44 硬件组态图
硬件组态中包括电源提供稳定电压CPU中央控制系统串行接口模块ET200S提供IO址
组态形成ET200SIO址图45示：
图45 ET200 SIO 址图
插槽1电源模块配置电源模块果选西门子专电源模块插槽1配置空 插槽2CPU模块配置 插槽3机架扩展接口模块配置单机架配置时空 2扩展模块必须插槽4开始配置
根出IO址进行软件编写程序输入5输出5符合设计中IO数量分配
45 系统符号表
系统符号表图46示：
图46 系统符号表
46 系统梯形图程序
三模拟变数字量程序图47示：
图 47 参数变换程序
变量转换程序OB1中OB1循环块系统启动时会首先扫描OB1中程序着液位值断改变传入PLC中数值会断改变变量转换放OB1中实现控制系统实时监控
程序循环组织块OB1中程序图48图49示：
图48 OB1程序
图49 OB1程序
S7300 CPU 操作系统定期执行 OB1执行 OB1 操作系统次启动完成启动启动 OB1 循环执行调 OB1 中功块(FBSFB)功(FCSFC)
次课程设计中循环快OB1中程序包括数转换调功块FB1功FC1FC2
功块FB1程序图410示：
图410 FB1程序
功块FB1中程序三种液体进料阀控制输入模拟量0306090时进料阀输出线圈闭合
功FC1程序图411示：
图411 FC1程序
功FC1控制第三种液体液体加入90时开始搅拌利定时器T1定时搅拌5S搅拌电机运行5S
功FC2程序图412示：
图412 FC2程序图
建立背景数块图413示：
图413 系统背景数块
系统背景数块程序循环OB1中调
第5章 课程设计总结
通次课程设计学关专业知识方面知识更扎实掌握基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计原理西门子S7300技术更深入解文3种液体动混合控制系统进行详细分析研究通STEP7编写设计系统程序种液体动混合装置进行深入分析探讨STEP7中定时器计时时间进行详细计算更深入解次课程设计容文深入探讨分析液体动混合控制原理基础设计套基S7300PLC控制3种液体混合控制系统通阅读量相关文献前3种液体动混合控制控制技术较深入解基础进行硬件选型软件系统设计分析验证设计方案行性
设计系统采西门子S7300PLC中心器件设计3种液体动混合控制系统实现根实际混料罐中液位通PLC控制3种液体混合成达课程设计求系统设计简便实性强操作简单程序设计简便
通次课程设计次学知识技分析解决问题贵锻炼机会深刻领会S7300PLC基原理STEP7应系统开发程常编程设计思路技巧掌握方面前迈步日成合格应型良基础
参考文献
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[2] 孙承志徐志 西门子S7200300400基础应技术[M]北京：机械工业出版社2009078790
[3] 程龙泉 编程控制器应技术[M]北京：200902208210
[4] 赵岩周保国 S7300400系列PLC入门应实例[M] 北京：电子工业出版社201204125128
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[12] 赵晓初 PLC变频控制液体混合系统[J] 军民两技术产品2015035355+58
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电气控制PLC技术 课程设计（文）
题目：基S7300三种液体动混合控制系统设计
院（系）：
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指导教师： （签字）
起止时间：
课程设计（文）务评语
院（系）： 教研室：
学 号
学生姓名
专业班级
课程设计（文）题目
基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计
课程设计（文）务
课题完成设计务功求技术参数
实现功
工艺控制程：3种液体混合控制系统中Y1Y2Y3Y4分ABC三种液体进料阀门混合液体出料阀门液位0306090时分加入3种液体搅拌混合液体搅拌5s放出混合液体液位重新达0时延时3s关闭出料阀门3种液体进料出料搅拌等PLC控制
设计务求
1 分析系统工艺求确定系统设计方案
2 完成系统硬件组态PLC电源输入输出模块传感器电机等关键器件选型
3 编写整系统符号表绘制PLC外部接线图
4 规划程序结构绘制程序流程图
5 编写调试程序OB1程序负责调FB1FC1FC2FB13种液体控制程序背景数块分DB1~DB3FC1搅拌控制FC2出料控制程序PLCSIM中仿真调试者实验室调试运行
6 学校规定书写格式撰写印设计说明书份设计说明书应4000字求认真独立完成规定全部容设计容求正确合理
技术参数
1 液位变送器输出0~10V
2 输入模拟量精度12位
进度计划
1 布置务查阅资料确定系统方案（2天）
2 完成硬件设计包括元器件选型硬件组态硬件电路图（2天）
3 规划程序结构编写系统程序（3天）
4 模拟仿真实验室调试程序（1天）
5 撰写印设计说明书（1天）
6 验收答辩（1天）
指导教师评语成绩
时： 文质量： 答辩：
总成绩： 指导教师签字：
年 月 日
注：成绩：时20 文质量60 答辩20 百分制计算
摘
化工试剂制药生产中常需三种者更种溶液定例进行混合然做相应续处理加工传统继电器控制系统中溶液程控制系统难保证混合中种成分含量进行精确控制采西门子S7300系列PLC控制整溶液混合程控制系统提高种成分含量控制效率提高生产效率时动化程序提高
次课程设计液体混合装置完成三种液体动混合搅拌装置需控制三种液体动混合搅拌通压力变送器检测搅拌机液位变化液位分0306090时分加入三种液体搅拌达混合液体动混合目3种液体进料出料搅拌等PLC控制
次课程设计达种液体混合效果够液体混合均匀工业中设计够降低济成保证操作员安全性
关键词：液体混合PLC压力变送器
目 录
第1章 绪 1
第2章 液体动混合控制系统设计方案 2
21 概述 2
22 方案选择 2
23 总体设计框图 3
第3章 液体动混合控制系统设计硬件设计 4
31 控制系统电源 4
32 控制系统CPU 5
33 控制系统信号模块 5
34 压力变送器 6
35 搅拌器 7
36 电磁阀 7
37 系统IO分配表 8
38 系统外部接线图 9
第4章 液体动混合控制系统软件设计 10
41 软件介绍 10
42 系统程序结构图 10
43 系统流程图 11
44 S7300 硬件组态 12
45 系统符号表 13
46 系统梯形图程序 14
第5章 课程设计总结 19
参考文献 20
第1章 绪
炼油化工制药等行业中种液体混合必少程序生产程中十分重组成部分行业中易燃易爆毒腐蚀性介质致现场工作环境十分恶劣适合工现场操作外生产求该系统具配料精确控制特点工操作半动化控制难实现帮助相关行业特中中型企业实现种液体混合目液体动混合配料势必摆眼前课题着计算机技术发展原液体混合装置进行技术改造提出数采集动控制运行理等方面求设计种液体混合装置利编程控制器现混合程中精确控制提高液体混合例稳定性运行稳定动化程度高适合工业生产需
PLC编程控制器（Programmable logic Controller）指计算机技术基础新型工业控制装置PLC种专门工业环境应设计数字运算操作电子装置采编制程序存储器部存储执行逻辑运算序运算计时计数算术运算等操作指令通数字式模拟式输入输出控制种类型机械生产程根种液体动混合系统求特点次课程设计采PLC具高速度高性等特点编程逻辑控制器指令丰富接种输入输出扩展设备够方便联网通信
通述编程逻辑控制器优点基S7300三种液体混合装置控制总体认识综合次课程设计求进行外部电路连线PLC程序设计部件选择流程分析程序序控制设计方面完成次设计务
第2章 液体动混合控制系统设计方案
21 概述
次设计综合应学知识设计基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计实践基技方面进行次系统训练够较全面巩固应PLC课程中学基理基方法初步掌握S7300系统设计基方法
应场合 应种液体混合 3种液体混合控制系统压力变送器S7300模块电磁阀搅拌电机组成通压力变送器检测液位变化传送PLC通模拟量转化数字量液位相较控制阀电机控制达次课程设计求
系统功介绍3种液体混合控制系统实现3种液体通PLC控制器定例混合液体混合装置通PLC控制器调解输出实现基种液体混合达液位变送器输出0~10V输入模拟量精度12位
22 方案选择
方案：液位传感器检测液位检测液位传控制器PLC通程序处理电磁阀电机控制输出
方案二：压力变送器检测液位通压力变送器检测液位变化传送PLC通模拟量转化数字量液位相较控制阀电机控制
较次课程设计求液位变送器输出0~10V液位传感器输出数字量非模拟量PLC模拟量输入单元024V法达课程设计求方案二实现次课程设计
通分析该液体混合系统工艺流程考虑控象动作相互关联决定采序控制方案状态输出量输出例进料电磁阀A开前提混料罐中液位0进料阀BC出料阀关闭求系统启动前输出量必须初始状态设计时考虑采中间状态寄存器传送状态转换信息完成系统流程
23 总体设计框图
3中液体混合控制系统S7300控制器位机监控压力变送器电路流量调节阀控制开关搅拌电机等构成系统结构图图21示
图21 系统总体框图
控制系统启动A阀门进入混料罐中着进入混料罐中液体断增混料罐液位断增加然实时检测数送控制器PLCPLC根输入控制开关现场采集数进行变量运算运算结果输出控制种输出开关符合求启动搅拌电机搅拌三秒出料阀开重复述程
第3章 液体动混合控制系统设计硬件设计
31 控制系统电源
PS307电源模块S7300ET200M负载电源市电电压转换需24VDC工作电压输出电流2A5A10AS7300模块化微型PLC系统满足中规模性求种性模块非常满足适应动化控制务简单实分布式结构界面网络力应十分灵活方便户简易风扇设计控制务增加时扩展量集成功功非常强劲S7300F专机床纺织机械包装机械通机械工程控制器制造机床楼宇动化电气电子工业相关产业系列具功率范围CPU具户友功系列扩展模块
障安全型动化系统满足工厂日益增加安全需求基S7300 连接带安全相关模块ET200SET200M分布式IO 站采PROFIsafe协议通 PROFIBUS DP进行安全相关通讯外安全关应标准模块
根需设计电源模块选择PS 3075ACPU 314C2 PNDP工作时需24V电压该电源模块负载电压120230VAC线路电压转换需24V工作电压外部传感器执行器供电图31示：
图31 电源模块
32 控制系统CPU
西门子S7300系列PLC控制器SIMATIC S7300 模块化微型 PLC 系统满足中低端性求模块化风扇设计易实现分布式结构方便操作 SIMATIC S7300 成中低端应中种务济户友解决方案
SIMATIC S7300应领域包括：特殊机械纺织机械包装机械般机械设备制造控制器制造机床制造安装系统电气电子工业相关产业
中中央控制单元选择CPU3142PNDP西门子CPU 314C2 PNDP种紧凑型 CPU处理性响应速度求高系统通扩展工作存储器该紧凑型CPU适中等规模应集成数字量模拟量 IO实现程直接连接工作电压24VCPU 314C2 PNDPS7300产品系列中新型紧凑型CPU
表31 CPU314C性表
指标
CPU314C
工作存储区KB
24
装载存储器（部集成RAM）KB
40
装载存储器（Flash EPROM）KB
512
DIDQ
512
AIAQ
64
机IO点
程序执行时间ms
03
指标
CPU314
存储器标志位
2048
计数器定时器
64128
33 控制系统信号模块
常称IO（输入输出）模块测量输入信号控制输出设备信号模块数字信号模拟信号进行连接传感器启动器连接信号模块数字量模拟量输入输出分DIDO（数字量输入输出）AIAO（模拟量输入输出）模块
模拟量输入模块模拟量信号转换CPU部处理数字信号组成部分AD转换器模拟量输入模块输入信号般模拟量变送器输出标准量程直流电压直流电流信号
模拟量输入输出模块中模拟量应数字称模拟值模拟值16位二进 制补码表示高位符号位模拟量输入模块模拟值百分数表示模拟量间应关系：双极性模拟量量程限(100100)分应模拟值2764827648单极性模拟量量程限(1000)分应模拟值276480
S7300模拟量IO模块包括模拟量输入模块SM331模拟量输出模块SM332模拟量输入输出模块SM334SM335
次课程设计求模拟量输入模块SM331模拟量输出模块SM332
34 压力变送器
压力变送器测介质两种压力通入高低两压力室低压室压力采气压真空作δ元（敏感元件）两侧隔离膜片通菲格瑞思隔离片元件填充液传送测量膜片两侧压力变送器测量膜片两侧绝缘片电极组成电容器两侧压力致时致测量膜片产生位移位移量压力差成正两侧电容量等通振荡解调环节转换成压力成正信号
次课程设计求输出电压010V选HSL3051型压力变送器传感器采引进国外先进技术生产高精度型化智传感器转换原理利数字化补偿技术温度静压进行补偿提高测量精度降低温度漂移具长期稳定性性高诊断力强等特点压力变送器图32示：
图32 压力变送器
35 搅拌器
机械搅拌器包括三部分：电动机功率磁力搅拌器搅拌棒搅拌密封装置电动机动力部分功率电动搅拌器固定支架调速器调节转动快慢容量振荡器搅拌棒电动机相连接通电源电动机带动搅拌棒转动进行搅拌搅拌密封装置搅拌棒反应器连接装置反应密封体系中进行搅拌器搅拌轴通常电动机驱动搅拌设备转速般较低电动机绝数情况变速器组合起时采变频器直接调速选电动机时应特考虑变速器匹配问题
搅拌机搅拌轴通常电动机驱动搅拌设备转速般较低电动机绝数情况变速器组合起时采变频器直接调速选电动机时应特考虑变速器匹配问题场合电动机变速器配套供应设计时根选定变速器选配套电动机
次课程设计选搅拌电机三相调电动机类电机频率较高磁极数（二极电动机）高转速达10000转型号：TOSHIBA 200V200HZ2P15KW转速达11750PRM次课程设计搅拌电动机实物图33示：
图33 搅拌电动机
36 电磁阀
电磁阀里密闭腔位置开通孔孔通油腔中间阀两面两块电磁铁面磁铁线圈通电阀体会吸引边通控制阀体移动档住漏出排油孔进油孔常开液压油会进入排油然通油压力推动油刚活塞活塞带动活塞杆活塞竿带动机械装置动样通控制电磁铁电流控制机械运动
电磁阀液路系统中实现液路通断液流方改变般具线圈电磁力驱动滑动阀芯阀芯位置时电磁阀通路阀芯工作位置该电磁阀位电磁阀：阀体接口电磁阀通路数通路口该电磁阀通电磁阀 电磁阀安装般接口应该连接谓工作位置指阀芯位置阀芯线圈通电时处甲位置线圈通电时处乙位置阀芯位置时接口起接通封闭作
次课程设计采电磁阀液体电磁阀
37 系统IO分配表
根设计求IO分配图表32示：
表32 IO分配表
序号
符号
IO址分配
说明
1
SB1
I00
系统启动钮
2
SB2
I01
系统停止钮
3
S1
I10
0液位传感器
4
S2
I11
30液位传感器
5
S3
I12
60液位传感器
6
S4
I13
90液位传感器
7
Y1
Q40
A进料电磁阀
8
Y2
Q41
B进料电磁阀
9
Y3
Q42
C进料电磁阀
10
KM
Q14
搅拌电机启动
11
Y4
Q15
出料电磁阀
设计系统6输入5输出组成实验室输入输出接线中间继电器代
38 系统外部接线图
I00启动钮输入址I01停止钮输入址I10I13压力传感器输入值输入址SB1SB2分系统启动停止钮S1S4分液位0306090时压力变送器输出PLC信号外部接线图中常开开关表示
输入模块外部接线图34示：
图34输入模块外部接线图
输出模块外部接线图35示：
图35输出外部接线图
Q40Q41三种液体进料阀输出址Q15搅拌电机输出址Q14混合液体出料阀输出址Y1A液体电磁阀Y2B液体电磁阀Y3C液体电磁阀Y4搅拌电机线圈Y53种液体混合出料阀
第4章 液体动混合控制系统软件设计
41 软件介绍
次课程设计应软件SETP7STEP7编程软件SIMATIC编程逻辑控制器组态编程标准软件包STEP7标准软件包中提供系列应工具：SIMATIC理器符号编辑器硬件诊断编程语言硬件组态网络组态等STEP7编程软件硬件网络实现组态具简单直观便修改等特点该软件提供线离线编程功PLC线载载利STEP7方便创建动化解决方案
STEP 7S7300400系列PLC应设计软件包支持PLC编程语言非常丰富该软件标准版支持STL（语句表）LAD（梯形图）FBD（功块图）3种基编程语言STEP 7中相互转换专业版附加GRAPH（序功图）SCL（结构化控制语言）HiGraph（图形编程语言）CFC（连续功图）等编程语言支持编程语言供 知识背景员采
42 系统程序结构图
分布式编程方式设计控制程序程序5逻辑块组成中OB1循环组织块OB100初始化输出量程序FB1液体混合控制子程序FC1搅拌器控制子程序FC2混合液体出料阀控制子程序分布式控制程序结构图41示：
图41 系统程序结构图
43 系统流程图
系统流程图图42示：
图42 系统总体框图
3种液体混合控制系统中Y1Y2Y3Y4分ABC三种液体进料阀门混合液体出料阀门液位0306090时分加入3种液体搅拌混合液体搅拌5s放出混合液体液位重新达0时延时3s关闭出料阀门3种液体进料出料搅拌等PLC控制
44 S7300 硬件组态
单机架硬件组态配置8扩展模块机架模块图43示
图43 机架模块图
设计求选择合适器件行硬件组态图44示
图44 硬件组态图
硬件组态中包括电源提供稳定电压CPU中央控制系统串行接口模块ET200S提供IO址
组态形成ET200SIO址图45示：
图45 ET200 SIO 址图
插槽1电源模块配置电源模块果选西门子专电源模块插槽1配置空 插槽2CPU模块配置 插槽3机架扩展接口模块配置单机架配置时空 2扩展模块必须插槽4开始配置
根出IO址进行软件编写程序输入5输出5符合设计中IO数量分配
45 系统符号表
系统符号表图46示：
图46 系统符号表
46 系统梯形图程序
三模拟变数字量程序图47示：
图 47 参数变换程序
变量转换程序OB1中OB1循环块系统启动时会首先扫描OB1中程序着液位值断改变传入PLC中数值会断改变变量转换放OB1中实现控制系统实时监控
程序循环组织块OB1中程序图48图49示：
图48 OB1程序
图49 OB1程序
S7300 CPU 操作系统定期执行 OB1执行 OB1 操作系统次启动完成启动启动 OB1 循环执行调 OB1 中功块(FBSFB)功(FCSFC)
次课程设计中循环快OB1中程序包括数转换调功块FB1功FC1FC2
功块FB1程序图410示：
图410 FB1程序
功块FB1中程序三种液体进料阀控制输入模拟量0306090时进料阀输出线圈闭合
功FC1程序图411示：
图411 FC1程序
功FC1控制第三种液体液体加入90时开始搅拌利定时器T1定时搅拌5S搅拌电机运行5S
功FC2程序图412示：
图412 FC2程序图
建立背景数块图413示：
图413 系统背景数块
系统背景数块程序循环OB1中调
第5章 课程设计总结
通次课程设计学关专业知识方面知识更扎实掌握基S7300PLC3种液体动混合控制系统设计原理西门子S7300技术更深入解文3种液体动混合控制系统进行详细分析研究通STEP7编写设计系统程序种液体动混合装置进行深入分析探讨STEP7中定时器计时时间进行详细计算更深入解次课程设计容文深入探讨分析液体动混合控制原理基础设计套基S7300PLC控制3种液体混合控制系统通阅读量相关文献前3种液体动混合控制控制技术较深入解基础进行硬件选型软件系统设计分析验证设计方案行性
设计系统采西门子S7300PLC中心器件设计3种液体动混合控制系统实现根实际混料罐中液位通PLC控制3种液体混合成达课程设计求系统设计简便实性强操作简单程序设计简便
通次课程设计次学知识技分析解决问题贵锻炼机会深刻领会S7300PLC基原理STEP7应系统开发程常编程设计思路技巧掌握方面前迈步日成合格应型良基础
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