多種液體的自動混合裝置的plc設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文_第1頁
多種液體的自動混合裝置的plc設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文_第2頁
多種液體的自動混合裝置的plc設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文_第3頁
多種液體的自動混合裝置的plc設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文_第4頁
多種液體的自動混合裝置的plc設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文_第5頁
已閱讀5頁,還剩29頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、液體混合系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計及仿真畢 業(yè) 論 文(設(shè) 計)題目:液體混合系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計及仿真(英文):The Design and Simulation of Liquid Mixing System Based on PLC Control 系 別: 電氣工程系 專 業(yè): 自動化 姓 名: 林 靜 學(xué) 號: 2008601543219 指導(dǎo)教師: 陳 龍 日 期: 2012年5月 I液體混合系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計及仿真摘要本次的實驗裝置選用的主機(jī)型號為S7-200CPU224的主機(jī),并在PLC程序設(shè)計的基礎(chǔ)上結(jié)合外圍設(shè)備形成一個方便工業(yè)控制系統(tǒng)的整體。該次設(shè)計是以兩種液體為例,由液面?zhèn)鞲?/p>

2、器檢測容器中液面的高度,并按順序加入A和B兩種液體,再經(jīng)過電動機(jī)攪拌,最后將液體排除,放空容器,并形成循環(huán)。最后,再將PLC中的程序同步到組態(tài)王中,進(jìn)行仿真調(diào)試。文中詳細(xì)的說明了系統(tǒng)的軟件和硬件設(shè)計。軟件的設(shè)計包括了系統(tǒng)控制的指令表、梯形圖及工作過程,而硬件設(shè)計則包含了混合液體裝置的電路框圖、輸入輸出分配表和外部接線。整個程序采用了結(jié)構(gòu)化的設(shè)計,具有調(diào)試方便,維護(hù)簡單的優(yōu)點。設(shè)計利用PLC實現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動化程度高,因此具有廣闊的市場前景,適合于各種液體的混合調(diào)配,現(xiàn)在在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。關(guān)鍵詞:混合裝置;自動控制;西

3、門子PLC;組態(tài)王The Design and Simulation of Liquid Mixing System Based on PLC Control ABSTRACTThe choice of the experimental setup host model S7-200 series host, peripheral devices and the PLC program design based on the combination form convenient industrial control systems as a whole. The design is base

4、d on two liquids, for example, the height of liquid from the liquid level sensor detects the container, according to the order to join the A and B, the two liquids, stirring again after the motor, and finally the liquid out of emptying the container, and the formation of the loop . Finally, PLC then

5、 the program is synchronized to the Kingview, simulation debugging.In this paper, a detailed description of the system software and hardware design. The software design includes a system control instruction list, ladder and work processes, and hardware design contains a circuit diagram of the mixed

6、liquid devices, input output allocation table and the external wiring. The entire program uses a structured design, with convenient debugging, maintaining the advantages of easy.Design using PLC to achieve precise control of the mixing process, improve the stability of the mixing ratio, stable opera

7、tion and high degree of automation, so it has broad market prospects. Suitable for a variety of liquid mixed deployment, now play an increasing role in many areas outside of the industry and industrial.Key words:Mixing Device;Automatic Control; Siemens PLC;Kingview目 錄1 前言12 PLC的簡述22.1PLC的應(yīng)用領(lǐng)域22.2PLC

8、的應(yīng)用特點32.3PLC應(yīng)用中需要注意的問題43 液體混合裝置與設(shè)計要求53.1液體混合控制裝置的應(yīng)用53.2液體混合裝置PLC控制系統(tǒng)53.3液體混合的設(shè)計要求53.4液體混合的控制方式53.5液體混合控制裝置63.6控制要求64 控制系統(tǒng)的設(shè)計74.1控制系統(tǒng)的原則74.2控制系統(tǒng)的內(nèi)容74.3PLC選型84.3.1I/O點數(shù)84.3.2PLC的選擇84.4I/0通道分配及I/0接線94.5外部接線圖設(shè)計94.6軟件流程圖104.7梯形圖114.8指令表114.9順序功能圖134.10系統(tǒng)調(diào)試144.10.1調(diào)試注意事項144.10.2調(diào)試程序145 組態(tài)軟件155.1組態(tài)軟件的簡介155

9、.2組態(tài)王的特點155.3組態(tài)王的功能165.4液體混合控制系統(tǒng)仿真166 總結(jié)23參考文獻(xiàn)24致謝25附錄A 實驗裝置圖261 前言隨著現(xiàn)在科技水平的迅速發(fā)展,如今自動控制技術(shù)在人類活動的各個領(lǐng)域中占據(jù)重要地位,應(yīng)用也隨之越來越廣泛,它的水平早已成為衡量一個國家生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的標(biāo)志。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中,液體混合是必不可少的工序,而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。但由于在這些行業(yè)中,所使用的多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì),以致工作環(huán)境非常惡劣,不適合工作人員到現(xiàn)場進(jìn)行操作。此外,在生產(chǎn)要求中,需要系統(tǒng)要有一定的混合精確和控制可靠等優(yōu)點,所以一般的人工操作和半自動化控制無法實

10、現(xiàn)。所以為了幫助一些中小企業(yè)實現(xiàn)液體混合的自動控制,達(dá)到液體混合的目的,現(xiàn)在的液體混合自動配料就是擺在我們眼前的一大重要的研究課題。在工藝加工最早時期,液體混合控制都是采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制,使用硬連接電器,可靠性差,自動化程度不高,原來的方式已經(jīng)不能滿足工業(yè)生產(chǎn)的實際需要。而實際生活中,我們需要的是更精確、更便捷的控制裝置。現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)為了提高產(chǎn)品質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求,產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。所以設(shè)計裝置以利用可編程控制器來實現(xiàn)混合過程中的控制,它不僅可以按照生產(chǎn)工藝的技術(shù)要求,而且還能較好地完成各項技術(shù)指標(biāo)的控制。隨著計

11、算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,對原有液體混和裝置進(jìn)行技術(shù)改造,提出數(shù)據(jù)采集、自動控制、運(yùn)行監(jiān)視、報警、運(yùn)行管理等多方面要求。設(shè)計的混合液體控制裝置,利用PLC實現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動化程度高,因此具有廣闊的市場前景,適合于各種液體的混合調(diào)配。2 PLC的簡述現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求作出迅速的反應(yīng),生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品,為了滿足這一要求,生產(chǎn)設(shè)備和自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性,可編程序控制器正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的,它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便,已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各

12、種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中,PLC在其他領(lǐng)域,例如民用和家庭自動化的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展。PLC仍然處在不斷的發(fā)展之中,其功能不斷增強(qiáng),不斷開發(fā),它不但是單機(jī)自動化中應(yīng)用最廣的控制設(shè)備,在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動搖的地位。PLC應(yīng)用面之廣、普及程度之高,是其他計算機(jī)控制設(shè)備無法比擬的。2.1PLC的應(yīng)用領(lǐng)域PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在很多的工業(yè)部門,隨著其性能價格比的不斷提高,PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,主要有以下幾個方面:1、 數(shù)字量邏輯控制PLC用“與”、“或”、“非”等邏輯控制指令來實現(xiàn)觸點和電路的串、并聯(lián),代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制、定時控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制

13、可以用于單臺設(shè)備,也可以用于自動生產(chǎn)線,其應(yīng)用領(lǐng)域已遍及各行各業(yè),甚至深入到家庭。2、運(yùn)動控制 PLC使用專用的運(yùn)動控制模塊,對直線運(yùn)動或圓周運(yùn)動的位置、速度和加速度進(jìn)行控制,可實現(xiàn)單軸、雙軸、三軸和多軸位置控制,使運(yùn)動控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。PLC的運(yùn)動控制功能廣泛地用于各種機(jī)械,如金屬切削機(jī)床、金屬成形機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場合。 3、閉環(huán)過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。PLC通過模擬量IO模塊,實現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的AD轉(zhuǎn)換和DA轉(zhuǎn)換,并對模擬量實行閉環(huán)PID(比例-積分-微分)控制。小型PLC

14、用PID指令實現(xiàn)PID閉環(huán)控制。PID閉環(huán)控制功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于塑料擠壓成形機(jī)、加熱爐、熱處理爐、鍋爐等設(shè)備,以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 4、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代的PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(包括整數(shù)運(yùn)算、浮點數(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、字邏輯運(yùn)算,以及求反、求補(bǔ)、循環(huán)和移位等)、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以與儲存在存儲器中的參考值比較,也可以用通信功能傳送到別的智能裝置,或者將它們打印制表。 5、通信聯(lián)網(wǎng) PLC的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程IO之間的通信、多臺PLC之間的通信、PLC與其他智能控制設(shè)備(例如計算機(jī)、變頻器、數(shù)控裝置)之間的通信。

15、PLC與其他智能控制設(shè)備一起,可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 必須指出,并不是所有的PLC都有上述全部功能,有些小型PLC只有上述的部分功能,但是價格較低。 2.2PLC的應(yīng)用特點1、編程方法簡單易學(xué)梯形圖是使用最多的PLC的編程語言,其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似,梯形圖語言形象直觀,易學(xué)易懂。2、功能強(qiáng),性能價格比高一臺小型PLC內(nèi)可提供用戶使用的編程元件有成百上千個,功能強(qiáng)大,可以實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比,具有很高的性能價格比。3、硬件配套齊全,用戶使用方便,適應(yīng)性強(qiáng)PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化,配有各種硬件裝置供用戶選用,用戶

16、能靈活方便進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、規(guī)模的系統(tǒng)。硬件配置確定后,通過修改用戶程序,方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。4、可靠性高、抗干擾能力高PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器,PLC外部僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10到1/100,因觸點接觸不良造成的故障大為減少。5、體積小,維修操作方便PLC體積小,質(zhì)量小,便于安裝。PLC的I/O系統(tǒng)可直觀地反映現(xiàn)場情況的變化狀態(tài),還能通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),有利于運(yùn)行和維修人員進(jìn)行監(jiān)視。2.3PLC應(yīng)用中需要注意的問題1、溫度PLC要求環(huán)境溫度在055,安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面

17、,四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大,基本單元和擴(kuò)展單元之間要有30mm以上間隔;開關(guān)柜上、下部應(yīng)有通風(fēng)的百葉窗,防止太陽光直接照射;如果周圍環(huán)境超過55,要安裝電風(fēng)扇強(qiáng)迫通風(fēng)。2、濕度 為了保證PLC的絕緣性能,空氣的相對濕度應(yīng)小于85%(無凝露)。 3、震動 應(yīng)使PLC遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動源,防止振動頻率為1055Hz的頻繁或連續(xù)振動。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時,必須采取減震措施,如采用減震膠等。 4、空氣避免有腐蝕和易燃的氣體,例如氯化氫、硫化氫等。對于空氣中有較多粉塵或腐蝕性氣體的環(huán)境,可將PLC安裝在封閉性較好的控制室或控制柜中,并安裝空氣凈化裝置。 5、電源PLC供電電源為50/60Hz、80-2

18、65V的交流電。3 液體混合裝置與設(shè)計要求3.1液體混合控制裝置的應(yīng)用PLC控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于化工,制藥,食品,酒品制造或飲料等工業(yè)企業(yè)實際生產(chǎn)中,它可按照生產(chǎn)工業(yè)的技術(shù)要求,較好地完成各項技術(shù)指標(biāo)的控制。隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,對原有液體混和裝置進(jìn)行技術(shù)改造,提出數(shù)據(jù)采集、自動控制、運(yùn)行監(jiān)視、報警、運(yùn)行管理等多方面要求。設(shè)計的混合液體控制裝置,利用PLC實現(xiàn)了在混合過程中的精確控制,提高了混合比例的穩(wěn)定性、運(yùn)行穩(wěn)定、自動化程度高,因此具有廣闊的市場前景,適合于各種液體的混合調(diào)配。3.2液體混合裝置PLC控制系統(tǒng)由于PLC的自動化程度高、可靠性好、設(shè)計周期短、使用和維護(hù)簡便等獨特特點,備受國

19、內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注,生產(chǎn)PLC的廠家云起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC中的應(yīng)用,使PLC的功能不斷得到增強(qiáng),產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。采用PLC控制系統(tǒng),對提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動水平有很大的幫助,不僅提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量,也減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動,因此具有廣闊的市場前景。在冶金、機(jī)械、紡織、化工等行業(yè)都需要用到它,如食品加工、液體混合自動配料系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線等方面的邏輯控制。本次的設(shè)計就是將PLC用于兩種液體混合灌裝設(shè)置的控制。3.3液體混合的設(shè)計要求在如今的市場經(jīng)濟(jì)時代中,為了要提高經(jīng)濟(jì)效益,我們應(yīng)該大量的應(yīng)用高科技和自動化技術(shù),而此次的設(shè)計的PLC正是一

20、種體現(xiàn),大量的生產(chǎn)不僅提高了經(jīng)濟(jì)效益,同時增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力。3.4液體混合的控制方式本次設(shè)計有效的使機(jī)械和電子結(jié)合在一起,利用PLC程序設(shè)計來實現(xiàn)整個控制系統(tǒng)。有效的降低了故障率,提高了控制精度,另一方面還提高了經(jīng)濟(jì)效益,增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力。3.5液體混合控制裝置液體混合控制裝置如下圖3.1所示。圖3.1 液體混合裝置3.6控制要求由實驗面板圖可知:本裝置為兩種液體混合裝置,SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?,液體A、B閥門與混合液閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制,M為攪動電機(jī),控制要求如下:初始狀態(tài):裝置投入運(yùn)行時,液體A、B閥門關(guān)閉,混合液閥門打開2秒將容器放空后關(guān)閉。啟動操作:按

21、下啟動按鈕SB1,裝置就開始按下列約定的規(guī)律操作:液體A閥門打開,液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時,SL2接通,關(guān)閉液體A閥門,打開液體B閥門。液面到達(dá)SL1時,關(guān)閉液體B閥門,攪動電機(jī)開始攪動。攪動電機(jī)工作6秒后停止攪動,混合液體閥門打開,開始放出混合液體。當(dāng)液面下降到SL3時,SL3由接通變?yōu)閿嚅_,再過2秒后,容器放空,混合液閥門關(guān)閉,開始下一周期。停止操作:在當(dāng)前的混合液操作處理完畢后,按下停止按鈕SB1,停止操作。4 控制系統(tǒng)的設(shè)計4.1控制系統(tǒng)的原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象(生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程)的工藝要求,以提高生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。因此,在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時,應(yīng)遵

22、循一下基本原則:1、最大限度地滿足被控對象的控制要求。設(shè)計前,應(yīng)深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究,搜集資料,并與機(jī)械部分的設(shè)計人員和實際操作人員密切配合,共同擬定電氣控制方案,協(xié)同解決設(shè)計中出現(xiàn)的各種問題;2、在滿足控制要求的前提下,力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì),使用及維修方便;3、保證控制系統(tǒng)的安全、可靠;4、考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn),在選擇PLC容量時,應(yīng)適當(dāng)留有裕量。4.2控制系統(tǒng)的內(nèi)容1、選擇用戶輸入設(shè)備(按鈕、操作開關(guān)、限位開關(guān)、傳感器等)、輸出設(shè)備(繼電器、接觸器、信號燈等執(zhí)行元件)以及由輸出設(shè)備驅(qū)動的控制對象(電動機(jī)、電磁閥等)。2、PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件,正確選擇P

23、LC對于保證整個控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC,應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、IO模塊的選擇、電源模塊的選擇等。3、分配IO點,繪制IO連接圖。4、設(shè)計控制程序。包括設(shè)計梯形圖、語句表(即程序清單)或控制系統(tǒng)流程圖??刂瞥绦蚴强刂普麄€系統(tǒng)工作的條件,是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵??刂葡到y(tǒng)的設(shè)計必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試、修改,直到滿足要求為止。5、必要時還需設(shè)計控制臺。6、編制控制系統(tǒng)酌技術(shù)文件。包括說明書、電器固及電器元件明紉表等。傳統(tǒng)的電器圖,一般包括電器原理圖、電器布置圖及電器安裝圖。在PLC控制系統(tǒng)中,這一部分圖可以統(tǒng)稱為“硬件圖”。它在傳統(tǒng)電器圖的基礎(chǔ)上增加了PL

24、C部分,因此在電器原理固中應(yīng)增加PLC的I/O連接圖。此外,在PLC控制系統(tǒng)的電器圖中還應(yīng)包括程序圖(梯形圖),可以稱它為“軟件圖”。向用戶提供“軟件圖”,可便于用戶生產(chǎn)發(fā)展或工藝改進(jìn)時修改程序,并有利于用戶在維修時分折和排除故障。4.3PLC選型4.3.1I/O點數(shù)首先統(tǒng)計被控設(shè)備對輸入、輸出點的總需求量,把被控設(shè)備的信號源一一列出,認(rèn)真分析輸入、輸出的信號類型。在初始狀態(tài)時,根據(jù)要求要實現(xiàn)液體的自動混合導(dǎo)出控制,在開始操作之前,各閥門必須為關(guān)閉狀態(tài),容器不一定為空。在按下啟動按鈕后,開始下列操作:1、YK3=ON,放空容器內(nèi)的液體,2s后關(guān)閉;2、液體A流入,液面到達(dá)SL2時,SL2打開,

25、YV1=OFF,液體B流入;3、液面到達(dá)SL1時,關(guān)閉液體B閥門,攪動電機(jī)開始攪動,M=ON,當(dāng)電動機(jī)攪拌6s后,停止攪動,混合液體閥門YV3=ON,開始放出混合液體;4、當(dāng)液面下降到SL3時,SL3由接通變?yōu)閿嚅_,再過2秒后,容器放空,混合液閥門YV3=OFF;5、在只要沒有按停止按鈕的狀態(tài)下,則開始下一周期。根據(jù)以上分析,對PLC來說,需要的I/O點數(shù)為:4個輸入點和4個輸出點。4.3.2PLC的選擇本次設(shè)計所采用的實驗裝置選用的主機(jī)型號為S7-200CPU224的PLC。S7-200系列PLC是西門子自動化與驅(qū)動集團(tuán)開發(fā)、生產(chǎn)的小型模塊化PLC系統(tǒng),不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)的繼電邏輯控制、計數(shù)和

26、計時控制,還能實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算、處理模擬量信號,并可支持多種協(xié)議和形式與其他智能設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。S7-200系列PLC的硬件系統(tǒng)的配置方式采用整天式加積木結(jié)構(gòu),分為基本單元和擴(kuò)充單元,即包含一定數(shù)量的I/O輸入輸出點,同時還可以擴(kuò)展各種功能模塊?;締卧址Q為CPU模塊、主機(jī)或本機(jī)。它包含CPU、基本輸入輸出點和電源等,是PLC的主要部分,可以作為一個完整的控制器使用。當(dāng)主機(jī)上所集成的I/O點數(shù)不夠時,可以通過連接擴(kuò)展單元來增加I/O點數(shù)。本次的設(shè)計中,輸入輸出點數(shù)共為8個,滿足了選型S7-200CUP224。此外,S7-200系列的PLC,生產(chǎn)廠家提供了相應(yīng)的編程軟件包STEP7-Mic

27、ro/WIN4.0。該編程軟件可安裝在個人電腦計算機(jī)上,為用戶提供了開發(fā)、編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán)境,在離線的條件下,可以實現(xiàn)程序的輸入、編編譯等功能;在聯(lián)機(jī)工作方式(PLC與編程PC相連),可實現(xiàn)程序的下載和上載、系統(tǒng)在線監(jiān)控及故障檢測的功能,所以操作起來容易,方便。所以此次的設(shè)計我選擇了S7-200CPU224。4.4I/0通道分配及I/0接線下表4.1為I/0通道的分配表。表4.1 I/0通道分配表輸入啟動按鈕SB1高液面?zhèn)鞲衅鱏L1中夜面?zhèn)鞲衅鱏L2低液面?zhèn)鞲衅鱏L3I0.0I0.1I0.2I0.3輸出液體A閥門YV1液體B閥門YV2混合液體閥門YV3攪拌電動機(jī)YKMQ0.0Q0.1Q0

28、.2Q0.34.5外部接線圖設(shè)計SL2SL1SB1SL3YV12YV2YV3YKMI0.0 Q0.0I0.1 Q0.1I0.2 Q0.2I0.3 Q0.3COM L如下圖4.1所示,為液體混合裝置的外部接線圖。圖4.1 外部接線圖4.6軟件流程圖液位到SL2, SL2接通,YV1關(guān)閉,YV2打開,進(jìn)液體B液位到SL3時,SL3斷開否開始M攪動6秒后停止,YV3打開,放出液體YV1開,進(jìn)液體AYV3開,放空液體,2s后,關(guān)閉液位到SL1,YV2關(guān)閉,電動機(jī)啟動液體放空,YV3開,2s后,關(guān)閉結(jié)束按下停止按鈕是如下圖4.2所示,為整個軟件的流程圖。整個流程圖主要三個主要部分組成,首先液體將放空,接

29、著進(jìn)液體A、B,電動機(jī)攪拌工作,最后將混合液體排除,繼續(xù)下一個周期。圖4.2 流程圖4.7梯形圖下圖4.3是液體混合控制系統(tǒng)的梯形圖。在網(wǎng)絡(luò)5中出現(xiàn)的移位寄存器指令SHRB是將DATA端的輸入值移入相應(yīng)的寄存器中。圖4.3 梯形圖4.8指令表在該指令表中共有6個網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)1LD I0.0AN T40TON T37, 20 LDN T37O T38ALD= Q0.2 混合液體閥門打開(關(guān)閉)網(wǎng)絡(luò)2LD T37AN I0.2AN T38= Q0.0 液體A閥門打開(關(guān)閉)網(wǎng)絡(luò)3LD I0.2AN I0.1AN T38= Q0.1 液體B閥門打開(關(guān)閉)網(wǎng)絡(luò)4LD I0.1O T38AN T40TO

30、N T38, 60AN T38= Q0.3 攪拌電動機(jī)工作網(wǎng)絡(luò)5LD I0.3EDAN T40SHRB I0.0, M0.0, 1網(wǎng)絡(luò)6LD M0.0TON T40, 20 延時2sA T40R M0.0, 14.9順序功能圖如下圖4.4所示,為液體混合系統(tǒng)的順序功能圖。一個工作周期有七步組成,分別對應(yīng)S0.0S0.6。圖4.4 液體混合系統(tǒng)的順序功能圖4.10系統(tǒng)調(diào)試4.10.1調(diào)試注意事項1、注意輸入、輸出信號線一定不要按錯或接反,以免增加調(diào)試工作量。2、認(rèn)真檢查輸入程序。根據(jù)執(zhí)行出現(xiàn)的錯誤邏輯現(xiàn)象,判斷出錯程序段,逐步縮小范圍,最后糾正錯誤、完成調(diào)試。3、位置發(fā)生錯誤時,關(guān)掉可編程序控制

31、電源,然后重新通電。4.10.2調(diào)試程序1、打開編譯好的用戶程序,單擊工具條中的“下載”按鈕或者菜單命令“文件”中的下載(下載前要首先清除PLC之前已有的程序,避免干擾)。2、下載成功后,單擊工具條的“運(yùn)行”按鈕,PLC進(jìn)入“RUN”工作方式。3、單擊工具條中的“程序狀態(tài)”來監(jiān)視各個輸入輸出端口的狀態(tài),通過與液體混合控制系統(tǒng)要求進(jìn)行對比,來查看在哪一個過程中出現(xiàn)錯誤,并根據(jù)實驗現(xiàn)象來改動用戶編寫的程序,再重新下載、運(yùn)行,直到滿足控制要求為止。當(dāng)PLC進(jìn)入運(yùn)行方式后:(1)經(jīng)過一定的準(zhǔn)備時間,按下啟動按鈕,SB1燈亮;(2)液體首先進(jìn)行放空,YV3燈亮,2s后,YV3燈滅;進(jìn)液體A,YV1燈亮;

32、(3)一段時間后,液面上升到SL2位置,SL2指示燈亮;YV1燈滅,進(jìn)液體B,YV2燈亮;(4)一段時間后,液面上升到SL1位置,SL1指示燈亮;YV2燈滅,電機(jī)開始攪動,YM3燈亮,6s后,YM3滅;開始放出液體,YV3燈亮;(5)一段時間后,液面下降至SL2,SL2指示燈滅;(6)一段時間后,液面下降至SL1,SL1指示燈滅;2s后液體進(jìn)行放空,放空完畢,YV3燈滅,當(dāng)前操作周期結(jié)束,開始下一周期。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中,按下停止按鈕,所有運(yùn)行立即結(jié)束。調(diào)試結(jié)束。5 組態(tài)軟件利用組態(tài)軟件設(shè)計,可以仿真多種PLC控制對象,還可同時全真模擬多個被控對象。仿真的被控對象不僅可以接受多種由PLC發(fā)出的控

33、制信號,如邏輯開關(guān)信號、繼電器控制信號、脈沖信號和各種數(shù)值信號等,亦可向PLC發(fā)出各種命令信號,如邏輯開關(guān)控制信號、繼電器開關(guān)信號、中斷信號、位置信號等,還可與PLC之間進(jìn)行各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳輸 ,從而反映出PLC與被控對象(軟件仿真的被控對象)和控制結(jié)果之間的關(guān)系。5.1組態(tài)軟件的簡介組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件,它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境,能以靈活多樣的組態(tài)方式(而不是編程方式)提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法,其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能,并能同時支持各種硬件廠家的計算機(jī)和I/O設(shè)備,與高可靠的工控計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系

34、統(tǒng)結(jié)合,可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口,進(jìn)行系統(tǒng)集成。5.2組態(tài)王的特點通用組態(tài)軟仵主要特點:1、延續(xù)性和可擴(kuò)展性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序,當(dāng)現(xiàn)場(包括硬件設(shè)各或系統(tǒng)結(jié)構(gòu))或用戶需求發(fā)生改變時,不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級。2、封裝性(易學(xué)易用)。通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來,對于用戶,不需掌握太多的編程語言技術(shù)(甚至不需要編程技術(shù)),就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能。3、通用性。每個用戶根據(jù)工程實際情況,利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備(plc、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等)的i/o driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和界

35、面制作工具,就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程,不受行業(yè)限制。4、實時多任務(wù)。例如,數(shù)據(jù)采集與輸出、數(shù)據(jù)處理與算法實現(xiàn)、圖形顯示及人機(jī)對話、實時數(shù)據(jù)的存儲、檢索管理、實時通信等多個任務(wù)要在同一臺計算機(jī)上同時運(yùn)行。5.3組態(tài)王的功能組態(tài)軟件具有監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),優(yōu)點之一就是能大大縮短開發(fā)時間,快速便捷地進(jìn)行圖像維護(hù)和數(shù)據(jù)采集,并能保證系統(tǒng)的質(zhì)量。組態(tài)王提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計的工具。1、快速便捷的應(yīng)用設(shè)計;2、豐富的可擴(kuò)充圖形庫;3、支持多媒體;4、靈活簡便的變量定義和管理;5、強(qiáng)大的控制語言;6、能夠采集和顯示歷史數(shù)據(jù);7、全新的靈活多

36、樣、操作簡單的內(nèi)嵌式報表;8、配方管理;9、溫度控制曲線控件。5.4液體混合控制系統(tǒng)仿真1、創(chuàng)建一個新的項目:啟動“組態(tài)王”,當(dāng)出現(xiàn)“工程瀏覽器”時,新建一個工程“液體混合系統(tǒng)的控制”,并對該工程的內(nèi)容進(jìn)行描述。如下圖5.1所示:圖5.1 創(chuàng)建新項目2、設(shè)置組態(tài)王的通信參數(shù):根據(jù)計算機(jī)使用的串行口通信接口,雙擊工程瀏覽器的設(shè)備文件夾中的“COMx”圖標(biāo),在出現(xiàn)的對話框內(nèi),設(shè)置波特率為9600bit/s,其他參數(shù)采用默認(rèn)值。如下圖5.2所示:圖5.2 通信參數(shù)3、通信協(xié)議的設(shè)置:選中“COMx”的圖標(biāo)后,在右側(cè)的工作區(qū)按“新建”圖標(biāo),在“設(shè)置配置向?qū)А睂υ捒虻摹癙LC”文件夾中,選中西門子的S7

37、-200系列,通信協(xié)議為PPI,然后點擊下一步,默認(rèn)設(shè)備的邏輯名為“新I0設(shè)備”。最后將設(shè)備的站地址改為2,使其與CPU模塊中的地址一致。如下圖5.3所示:圖5.3 通信協(xié)議設(shè)置4、組態(tài)變量:數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核心部分,數(shù)據(jù)變量的集合稱為“數(shù)據(jù)詞典”,點擊工程瀏覽器中的“數(shù)據(jù)詞典”圖標(biāo),在右邊的工作區(qū)內(nèi)定義我們所需要的內(nèi)存變量。首先,雙擊工作區(qū)中的“新建”圖標(biāo),在所彈出的“定義變量”對話框,設(shè)置變量名為“中液位開關(guān)”,然后選擇變量類型為“I/O離散”,初始值采用默認(rèn)為關(guān),其他的參數(shù)設(shè)定也用相同的步驟。其中內(nèi)存離散和I/O離散變量是類似一般程序設(shè)計語言中的布爾(BOOL)變量,只有0,1兩

38、種取值,用于表示一些開關(guān)量。內(nèi)存實型變量則類似一般程序設(shè)計語言中的浮點型變量,用于表示浮點數(shù)據(jù),取值范圍10E-3810E+38,有效值7位。最終設(shè)好的變量如下圖5.4所示:圖5.4 內(nèi)存變量5、建立畫面:當(dāng)我們的所有變量設(shè)置完畢以后,開始建立我們的畫面。單擊工程瀏覽器左側(cè)的“畫面”圖標(biāo),并雙擊“新建”圖標(biāo),在新畫面上的對話框,輸入我們的畫面名稱“液體混合控制系統(tǒng)組態(tài)”。然后利用圖庫畫出反應(yīng)器、閥門、管道、電動機(jī)。并給每個元件定義動畫連接。如下圖5.5和圖5.6所示:圖5.5 建立畫面圖5.6 動畫連接6、液體混合控制的編程與參數(shù)設(shè)置:在工程瀏覽器中“系統(tǒng)配置”文件夾中,設(shè)置“運(yùn)行系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率

39、”,并在命令語言的“應(yīng)用程序命令語言”中,進(jìn)行編程,如下圖5.7和圖5.8所示:圖5.7 運(yùn)行系統(tǒng)基準(zhǔn)頻率圖5.8命令語言其中程序為:if(進(jìn)液體A=1|進(jìn)液體B=1&&起動按鈕=1)if(液位<10) 液位=液位+10;if(下液位開關(guān)=1&&液位<100) 液位=液位+10;if(中液位開關(guān)=1&&液位<200) 液位=液位+10;if(放成品閥=1) if(上液位開關(guān)=0&&液位>100) 液位=液位-10; if(中液位開關(guān)=0&&液位>10) 液位=液位-10; if(下液位

40、開關(guān)=0&&液位=10) 液位=液位-10;接著,打開“事件命令語言”對話框,點中對話框中的“存在時”選項,然后輸入“攪拌電動機(jī)=1”,該程序只有一條命令“攪拌器=!攪拌器;”,如下圖5.9所示:圖5.9 事件命令語言程序7、運(yùn)行:將程序保存,并把之前的PLC程序下載,用編程電纜連接CPU模塊和計算機(jī),關(guān)閉編程軟件,從組太王的開發(fā)系統(tǒng)切換到運(yùn)行系統(tǒng),運(yùn)行時組態(tài)畫面如下圖5.10所示: (a)啟動 (b)SL3接通,A閥門打開 (c) SL2接通,B閥門打開 (d)電動機(jī)工作(d)放空液體圖5.10 液體混合裝置運(yùn)行狀態(tài)6 總結(jié)本次畢業(yè)設(shè)計的題目是液體混合系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計及仿

41、真,通過本次的畢業(yè)設(shè)計,使我對可編程控制器有了一個更加全面的認(rèn)識。不僅加強(qiáng)了我對可編程控制器基礎(chǔ)知識的鞏固,也讓我學(xué)會根據(jù)實際情況設(shè)計程序。本次設(shè)計的液體混合控制系統(tǒng)所采用的主機(jī)型號為S7-200系列PLC,并在PLC程序設(shè)計的基礎(chǔ)上結(jié)合外圍設(shè)備形成一個方便工業(yè)控制系統(tǒng)的整體。最后,再將PLC中的程序同步到組態(tài)王中,進(jìn)行仿真調(diào)試。整個設(shè)計包括了軟件設(shè)計和硬件設(shè)計兩部分,其中軟件的設(shè)計包括了系統(tǒng)控制的指令表、梯形圖及工作過程,而硬件設(shè)計則包含了混合液體裝置的電路框圖、輸入輸出分配表和外部接線。整個程序采用了結(jié)構(gòu)化的設(shè)計,具有調(diào)試方便,維護(hù)簡單的優(yōu)點。從本次的畢業(yè)設(shè)計的選題,程設(shè)計,更多需要的是自己獨立思考和自學(xué)的過程。在設(shè)計的過程中,我遇到了不少問到方案的確定,最后到設(shè)計的完成,全都是由自己獨立完成的。畢業(yè)設(shè)計不再像以前的課題,例如應(yīng)用組態(tài)王。由于組態(tài)王是一個比較新的仿真軟件,而以前又從沒有接觸過,所以有

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論