分布式控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、分布式控制課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：課題八：3臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制學(xué)校：上海工程技術(shù)大學(xué)院系：機(jī)械工程學(xué)院二任務(wù)描述:在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動(dòng)機(jī)自動(dòng)與手動(dòng)正反轉(zhuǎn)的設(shè)置得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)三臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序控制程序的原則是：(1) 自動(dòng)每隔離十分鐘啟動(dòng)一臺(tái)電機(jī)，中間可急停，到了八小時(shí)后都自動(dòng)關(guān)閉。(2) 手動(dòng)順序啟動(dòng)，手動(dòng)反序停止。設(shè)計(jì)四段程序，第一段是自動(dòng)順序啟動(dòng)三臺(tái)電機(jī)，由SB1總起T0,T1延時(shí)觸發(fā)。第二段程序是到點(diǎn)自動(dòng)停止，每個(gè)電機(jī)配備一個(gè)定時(shí)器加計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。第三段程序是手動(dòng)順序啟動(dòng)由SB2總起，T5,T6延時(shí)觸發(fā)。第四段程序是手動(dòng)反序停止由中間繼電器M1.0,M1.1,M1.2線(xiàn)圈觸發(fā)，而在第三

2、段程序的起停保電路中用它們的常閉觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂迫蝿?wù)和要求：(1)啟動(dòng)操作：按啟動(dòng)按鈕SB1,電動(dòng)機(jī)M1啟動(dòng)，10s后電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)啟動(dòng)，又經(jīng)過(guò)8s,電動(dòng)機(jī)M3自動(dòng)啟動(dòng)。(2)停車(chē)操作：按停止按鈕SB2,電動(dòng)機(jī)M3立即停車(chē)；5s后，電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)停車(chē)；又經(jīng)過(guò)4s,電動(dòng)機(jī)M1自動(dòng)停車(chē)。(3) 要求啟動(dòng)時(shí)，每隔10min依次啟動(dòng)1臺(tái)，每臺(tái)運(yùn)行8h后自動(dòng)停車(chē)。在運(yùn)行中可用停止按鈕將3臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)。三電動(dòng)機(jī)及其PLC控制器的介紹1 .系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能1)電路設(shè)計(jì)本課題的三臺(tái)電動(dòng)機(jī)應(yīng)滿(mǎn)足以下要求(1) 自動(dòng)時(shí)，當(dāng)?shù)诙_(tái)電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)時(shí)，不關(guān)閉第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)。當(dāng)?shù)谌_(tái)電動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)時(shí)，不關(guān)閉第一，第二臺(tái)電動(dòng)

3、機(jī)。且三者自各自啟動(dòng)就開(kāi)始計(jì)數(shù)器計(jì)時(shí)，準(zhǔn)備關(guān)閉。(2) 用急停按鈕使三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停移，但時(shí)間必須在自動(dòng)停止時(shí)間范圍內(nèi)。(3) 手動(dòng)時(shí)，當(dāng)?shù)诙_(tái)中動(dòng)機(jī)延時(shí)啟動(dòng)時(shí)，必須等三臺(tái)電動(dòng)機(jī)按順序都啟動(dòng)后才可以按下手動(dòng)反序停止按鈕，使他們各自停止。2)主電路設(shè)計(jì)由三臺(tái)電機(jī)組成，啟動(dòng)電路由自動(dòng)開(kāi)關(guān)QF0.,接觸器KM0-KM3.熱繼電器FR1-FR3各臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電壓運(yùn)行電路各自獨(dú)立專(zhuān)用，如電動(dòng)機(jī)組成的回路供電。Q0.0正常運(yùn)行時(shí)由QF0,KM1與FR12方案分析：1 .因?yàn)楸境绦蛞质謩?dòng)和自動(dòng)兩部分，所以為了考慮到出點(diǎn)之間與不同網(wǎng)絡(luò)之間不相互產(chǎn)生影響，所以考慮調(diào)用子程序。但這樣做在西門(mén)子300里面沒(méi)有具

4、體說(shuō)明,不可行。2 .把四個(gè)程序段合為兩個(gè)程序段，即把手動(dòng)的啟動(dòng)與停止放一塊，自動(dòng)的啟動(dòng)與停止再放一塊。用起停?；芈繁容^復(fù)雜，不如四個(gè)程序段來(lái)的簡(jiǎn)明易懂，條理清晰。而且定時(shí)器觸點(diǎn)，計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)，與停止常閉觸點(diǎn)不好布局，也會(huì)產(chǎn)生影響。3 .設(shè)計(jì)四段程序，第一段是自動(dòng)順序啟動(dòng)三臺(tái)電機(jī)，由SB1總起T0,T1延時(shí)觸發(fā)。第二段程序是到點(diǎn)自動(dòng)停止，每個(gè)電機(jī)配備一個(gè)定時(shí)器加計(jì)數(shù)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。第三段程序是手動(dòng)順序啟動(dòng)由SB2總起，T5,T6延時(shí)觸發(fā)。第四段程序是手動(dòng)反序停止由中間繼電器M1.0,M1.1,M1.2線(xiàn)圈觸發(fā)，而在第三段程序的起停保電路中用它們的常閉觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。用中間繼電器效果明顯好于調(diào)用子程序。因?yàn)?/p>

5、程序簡(jiǎn)潔美觀,運(yùn)行仿真，條例明確。3控制器組成(1) PLC外部接線(xiàn)圈如圖中SB1為三臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，SB2為自動(dòng)啟動(dòng)急停按鈕。SB3為手動(dòng)啟動(dòng)按鈕,SB4為手動(dòng)反序關(guān)閉按鈕。(2) 控制器電路設(shè)計(jì)Network1-5I0.0自動(dòng)總起，T0啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)，T1啟動(dòng)第三臺(tái)電機(jī)，I0.1竄入各等支路用于急停。在QO.O的線(xiàn)圈控制回路中竄接入MO.O常閉觸電，用于Q0.0自動(dòng)停止，同理在Q0.1回路加M0.1,Q0.2力口M0.2。在Q0.1的線(xiàn)圈控制回路中，竄接入Q0.0常開(kāi)觸電,以及在Q0.2的線(xiàn)圈控制回路中竄接入Q0.1常開(kāi)觸電，從硬件上保證當(dāng)Q0.0不啟動(dòng)Q0.1,Q0.2也不啟動(dòng)。Q

6、0.1不啟動(dòng)，Q0.2也不啟動(dòng)。同理對(duì)T1線(xiàn)圈錢(qián)的T0常開(kāi)觸點(diǎn)。NETWORK6-14:因?yàn)槎〞r(shí)時(shí)間超過(guò)定時(shí)器的時(shí)間范圍，所以用定時(shí)器竄入接計(jì)數(shù)器的方式，使用加法計(jì)數(shù)器，定時(shí)器設(shè)置為10分鐘，作為計(jì)數(shù)器的基數(shù)時(shí)間，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值設(shè)定為48個(gè)，計(jì)完數(shù)后，常開(kāi)觸點(diǎn)C0閉合，中間繼電器線(xiàn)圈M0.0得點(diǎn)，在NETWORK1的支路中，M0.0長(zhǎng)臂觸點(diǎn)斷開(kāi)，實(shí)現(xiàn)Q0.0自動(dòng)復(fù)位。同理C1控制M0.1去復(fù)位Q0.1,C2控制從M0.2去復(fù)位Q0.2.O.Network15-19,。I2.0為手動(dòng)順序總起，在Q0.0回路上竄接M1.2,在Q0.1回路上竄接M1.1,在0.2回路上竄接M1.0用于后面netwo

7、rk120-24的手動(dòng)反序停止。T5,T6常開(kāi)觸點(diǎn)用于啟動(dòng)Q0.1與Q0.2.在Q0.1回路中竄接Q0.0,Q0.2,回路中竄接Q0.1常開(kāi)觸點(diǎn)時(shí)為了使Q0.0沒(méi)啟動(dòng)下，不會(huì)啟動(dòng)Q0.1,Q0.2,Q0.1沒(méi)啟動(dòng)下，不會(huì)啟動(dòng)Q0.2,同理T6線(xiàn)圈前竄接T5常開(kāi)觸點(diǎn)。在Q0.2回路竄I3.0常閉觸點(diǎn)用于反序停止的準(zhǔn)備。Network20-24,用中間繼電器M1.0去復(fù)位Q0.2,用T7延時(shí)5秒，通M1.1線(xiàn)圈去復(fù)位Q0.1,用T8延時(shí)4秒通M1.2去復(fù)位Q0.1.M1.1回路竄M1.0,M1.2回路竄M1.1是為了使Q0.2沒(méi)有停止之前Q0.1,Q0.0不會(huì)停止，Q0.1沒(méi)有停止之前Q0.0不會(huì)

8、停止，同理在T8線(xiàn)圈前竄T7常開(kāi)觸點(diǎn)。(3)系統(tǒng)硬件配置狀況PRQF工DFmasCr力六電指口)四PLC在電動(dòng)機(jī)控制中的應(yīng)用宜昌某單位有一臺(tái)20m的空壓機(jī)，其主電動(dòng)機(jī)為is127一卿,380V,130kW起動(dòng)自耦變壓器為QBl135型+主接觸器KM偽cJ12400/3型；起動(dòng)接觸器KM0l為CJ12250/3型；控制系統(tǒng)中PI,C栗用F12MRE1.因擴(kuò)大生產(chǎn)能力，現(xiàn)需要增加一臺(tái)同容量的空壓機(jī).且主電動(dòng)機(jī)的型號(hào)、容量與已有的空壓機(jī)電動(dòng)機(jī)相同.在訂購(gòu)該臺(tái)電動(dòng)機(jī)組時(shí)，沒(méi)有訂購(gòu)控制柜.故本廠(chǎng)技術(shù)人員決定改裝已有的控制柜，使其能夠同時(shí)控制這兩臺(tái)同型號(hào)的空壓機(jī)組.改裝后的主電路圖可參考圖l所示.取圖中電

9、動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)N=2即可.其中KM和KM觸號(hào)為q12400/3型；KM0KM0l和KM02cJl2250/狼；T為Qz135型；QFQQF和KF2采用DZ10-400/3型自動(dòng)開(kāi)頭.改裝后的控制電路見(jiàn)圖3所示.SB1l和SBl2分另1J為1號(hào)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止按鈕，F(xiàn)Rl為1號(hào)電動(dòng)機(jī)的熱繼電器常開(kāi)觸點(diǎn).SB21和SB2盼另J為2#電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和停止按鈕，F(xiàn)R勸2號(hào)電動(dòng)機(jī)的熱繼電器常開(kāi)觸點(diǎn).KM0l和KM0盼另J為l號(hào)和2號(hào)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)接觸器，KM的自耦變壓器的控制接觸器.KMl和KM分另J為1號(hào)和2號(hào)電動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行接觸器.PIC的型號(hào)為F一12MRE1.相應(yīng)的梯形圖如圖4所示.五分布式控制系統(tǒng)課

10、程設(shè)計(jì)的內(nèi)容電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)方框圖七輸入輸出點(diǎn)分配I0.0自動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)I0.1自動(dòng)急停三臺(tái)電動(dòng)機(jī)I2.0手動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)I3.0手動(dòng)急停第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)Q0.0第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Q0.1第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)Q0.2第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)其他I代表定時(shí)器與計(jì)數(shù)器置位復(fù)位M中間繼電器用于手動(dòng)與自動(dòng)的關(guān)閉。八軟件設(shè)計(jì)軟件的調(diào)試一調(diào)試過(guò)程1）輸入程序，按前面介紹的程序輸入方法，用手持式編程器（或計(jì)算機(jī)）正確輸入程序。2）靜態(tài)調(diào)試，按系統(tǒng)接線(xiàn)圖正確連接好輸入設(shè)備，進(jìn)行PLC的模擬靜態(tài)調(diào)試，并通過(guò)手持式編程器（或計(jì)算機(jī)）監(jiān)視，觀察其是否與控制要求一致，否則，檢查并修改、調(diào)試程序，直至指示正確。3）動(dòng)態(tài)調(diào)試，按系統(tǒng)接線(xiàn)圖正確

11、連接好輸出設(shè)備，進(jìn)行系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)試，先調(diào)試手動(dòng)程序，后調(diào)試自動(dòng)程序，觀察指示燈能否按控制要求動(dòng)作，并通過(guò)手持式編程器（或計(jì)算機(jī)）監(jiān)視，觀察其是否與控制要求一致，否則，檢查線(xiàn)路或修改程序，直至指示燈能按控制要求動(dòng)作。4）在調(diào)試過(guò)程中，要注意各個(gè)輸入信號(hào)，不能同時(shí)給好幾個(gè)輸入信號(hào)，否則會(huì)出錯(cuò)。二調(diào)試情況?先接通I0.0打勾，Q0.0,Q0.1,Q0.2過(guò)10秒依次勾上（代替10分鐘）。各過(guò)40秒后依次自動(dòng)勾去掉（代替8小時(shí)）。?在Q0.0,Q0.1,Q0.2各自接通后的0至IJ40秒內(nèi)按下I0.1,M0.0,M0.1,M0.2同時(shí)勾上，Q0.0,Q0.1,Q0.2三個(gè)勾同時(shí)去掉。?接通I2.0打勾

12、,Q0.0立即勾上，過(guò)10秒Q0.1自動(dòng)勾上，過(guò)8秒Q0.2自動(dòng)勾上。?勾上I3.0,M1.0立即勾上，Q0.2立即勾去掉。過(guò)5秒M1.1立即勾上，Q0.1立即勾去掉.。過(guò)4秒M1.0立即勾上，Q0.0立即勾去掉。SIMATICWINCC仿真WinCC是SIMATICPCS7過(guò)程控制系統(tǒng)及其他西門(mén)子公司的控制系統(tǒng)中的人機(jī)界面組件。WinCC為垂直市場(chǎng)的解決方案提供了豐富的選件和附加件。眾多的選件將使工廠(chǎng)認(rèn)證更為容易，而這種認(rèn)證更是對(duì)工業(yè)領(lǐng)域的各種要求做出了非常有說(shuō)服力的全面相應(yīng)。為了集成到任何公司內(nèi)的任何自動(dòng)化解決方案中，WinCC提供了所有最重要的通信通道，用于連接到SIMATICS5/S7

13、/505控制器的通信，以及如Pro巾busDP/FMS、DDE等非專(zhuān)用通道；亦能以選件的形式獲得其他通信通道。由于所有的控制器制造商都為其硬件提供了相應(yīng)的OP®務(wù)器，因而事實(shí)上可以不受限制地將各種硬件連接到WinCC(1)創(chuàng)建新的驅(qū)動(dòng)程序如圖17所示，在WinCC中創(chuàng)建新的驅(qū)動(dòng)連接，并在TCP/IP中改變與STEP7中相同的以太網(wǎng)地址，使WinCC與STEP7運(yùn)用以太網(wǎng)建立連接。(2)建立變量表在新建立的“NewConnection”中建立如圖18所示的變量名稱(chēng)，及相應(yīng)的變量類(lèi)型和參數(shù)。并且該些變量必須與繪圖編輯器產(chǎn)生連接，也要與STEP7中編寫(xiě)的變量一一對(duì)應(yīng)。(3)創(chuàng)建運(yùn)行畫(huà)面使用

14、WinCC軟件創(chuàng)建運(yùn)行畫(huà)面，如圖19所示。創(chuàng)建的運(yùn)行畫(huà)面既是現(xiàn)實(shí)的仿真畫(huà)面，與現(xiàn)實(shí)情況相類(lèi)似。并在畫(huà)面中的按鈕分別與(2)中建立的變量建立連接，以產(chǎn)生運(yùn)行效果。最后將該畫(huà)面“保存”后設(shè)為“啟動(dòng)畫(huà)面”。nwjiJEHUDTEEAiH£itftELi畸二KT1也哼下午OSC541Mri居可T¥CHif35幽1臨弓下午5弱用幽陸4T-FMfflmEKPrtflT=WWM第山取"TTCHISB!RL&r下午MH-Of31祜曲匚%"區(qū)"：;，*UirTijrtR洞劃I飛酊%君山雄口步泰律LH臼占FfFffiTrji-W苜印V螯電FPS#9正群。Z

15、b亦在"改口MQQ年尸潞；ClU1|«ta-ahi3h'llkAKKiriJ|LFi:2rHVuLgK£LLimi困卬-34HffA13FimiiuihfWMpr：i£*i照；：*.*-IE九梯形圖OBI：“MainProgramSweep(Cycle)"Cownent：Hetvoxk1：Title：自動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)Hetvork3：Title：|過(guò)1吩鐘第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)11111/1I/I()ITOQ0.010.1M0,1Q0.1Netvork4：Title：T1線(xiàn)圖得電T1QO.llITOI1S_ODT1111S5T#10S

16、-TVBI-nwio10.3-RBCD-MW12Hetvozk5：Title：T1QO.l10.110.2Q0.2HIIIl/ll/l0-IQ0.2Hctvcxk6：Title：14S5TU10S-10.4-T2S.ODTQBIBCD-rnvio-MW12CO*S_CUnnn10.5-scv-MW10C#4-PVCV.BCD-MW1210.6-RNetwork8：Title：|計(jì)數(shù)時(shí)間到，第一臺(tái)自動(dòng)停止Netvork9：Title：第二臺(tái)自動(dòng)起動(dòng)后就開(kāi)始做停止準(zhǔn)備T3TOT3MS5T81OS-10.7-W10-MW12不斷計(jì)數(shù)Cls_cuCUQSCV-MflOPVCV.BCD-Mfl2RNet

17、work12：Title：T4T1T4SODTJIl/lSQ11l/lS5TS10S-TVBI-MW1011.3-RBCD-MW12淵微娜:Title：不斷計(jì)數(shù)C2S_CUCUQ1111.4-SCV-MW10C#4-PVCV_BCD-MW1211.5-RNctvork14：Title：計(jì)數(shù)時(shí)間到，第三臺(tái)自動(dòng)停止Netvoxk15：Title：|手動(dòng)起動(dòng)第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)12.0Ml.2TII/FQ0.0Netvoxk16：Title：S5T810S-MV1O-MV12QO.OT5S.ODTSQTVBIRBCD12.1-Netvoxk17：Title：Ml.lH/FQO.OQO.1T)INetwork

18、18：Title：T6QO.llIT511S.ODTSQ1111S5T#8s-TVBI-MW1O12.1-RBCD-W12Network19：第三臺(tái)電動(dòng)機(jī)可立即停止TC13.0M1.0QO.OQ0.2HI_1/11/11I()IQ0.2Netvork20：Title：K1.硬圈得電13.0M1.0dI0IN1.0HI-Hetvork21：Title：T7ODT-BI-MI10BCD-M¥12QIBMl.1JIT7IISODTS-Q11LS5T#4S-AHTVBI-JW1O12.1-RBCD-Mn2Netvork23：Title：Netvoxk24：Title：愿三臺(tái)電動(dòng)機(jī)停止11.2

19、4)_ISTEP7-300程序控制及仿真第一臺(tái)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)CON*/工工0第三臺(tái)電機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)三臺(tái)電機(jī)自動(dòng)急停手動(dòng)啟動(dòng)第一臺(tái)電機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)第二臺(tái)電機(jī)手動(dòng)啟動(dòng)第三臺(tái)電機(jī)手動(dòng)關(guān)閉第三臺(tái)電機(jī)手動(dòng)關(guān)閉第二臺(tái)電機(jī)F匚雅DDRSrRUNFrRUNie-a-.7G543210rrnrrrrI7IIfS'而fio5m?3T¥宜0T4|T»o|Q110ms-T-可E3011Eh-tzT司國(guó)1|MH0|日曲，7£5J3210rrrrrrrr9110ms-T同|M5iit,755fl3210rrrr廠(chǎng)口舊舊|C1FiVTpI|C2|Er>ay三OOOOUDU

20、UIMJLincu.面L而不而工而正.0n股叫0m一口手動(dòng)全關(guān)閉十二程序流程圖十三界面設(shè)計(jì)十四優(yōu)化分析十五設(shè)計(jì)小結(jié)第一次小結(jié)：本周我們小組先練習(xí)了一下簡(jiǎn)單的PLC控制線(xiàn)圖-起停保電路的仿真，以及硬件組態(tài)的設(shè)置。以及起停保電路的創(chuàng)建仿真運(yùn)行畫(huà)面。根據(jù)老師的分析指導(dǎo)，我們了解到了還要做物理地址，用于系統(tǒng)I/O模塊的設(shè)置。在初步分析了我們的任務(wù)與課題，要求手動(dòng)加自動(dòng)和順序啟動(dòng)和反序停止。我認(rèn)為這個(gè)也是起停保電路的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的。把定時(shí)器觸點(diǎn)看做啟動(dòng)按鈕來(lái)順序啟動(dòng)，把斷開(kāi)延時(shí)觸點(diǎn)看做總停按鈕來(lái)反序停止。在做的過(guò)程中，我們也遇到許多問(wèn)題，比如I/O數(shù)目的分配，仿真時(shí)需要設(shè)置變量類(lèi)型及變量連接問(wèn)題等都屬于難點(diǎn)。我們?cè)谂c別的小組討論的情況下初步弄懂了大致道理。任務(wù)安排：在這一星期中，我們的任務(wù)是在設(shè)計(jì)好程序白梯形圖中分配好常開(kāi)常閉觸點(diǎn)的I/O地址。這是相當(dāng)關(guān)鍵的，關(guān)系到定時(shí)器的正確使用，同時(shí)要把常開(kāi)常閉觸點(diǎn)與線(xiàn)圈用