PLC的液位控制設(shè)計(jì)

精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)南山學(xué)院畢業(yè)論文題目PLC的液位控制設(shè)計(jì)姓名：___解健_______所在學(xué)院：____自動(dòng)化工程學(xué)院所學(xué)專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)___電氣工程2+2學(xué)號(hào)___4指導(dǎo)教師：_____王選成____完成時(shí)間：____2012年4月畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書論文題目PLC的液位控制設(shè)計(jì)院部自動(dòng)化工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)2+2畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的要求：本系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)能源的充分利用和生產(chǎn)的需要，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，考慮到電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速和制動(dòng)的特性，采用海利普公司的HLPA03D743B變頻器，系統(tǒng)中由信捷XC3系列PLC完成數(shù)據(jù)的采集和對(duì)變頻器、電機(jī)等設(shè)備的控制任務(wù)。基于信捷XCPPro的編程軟件,采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，大量采用代碼重用，減少軟件的開發(fā)和維護(hù)。系統(tǒng)利用對(duì)PLC軟件的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)變頻器的參數(shù)設(shè)置、故障診斷和電機(jī)的啟動(dòng)和停止。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)本設(shè)計(jì)使用的是軟件是信捷XCPPro編程軟件,該軟件主要協(xié)助用戶開發(fā)應(yīng)用程序，除了具有創(chuàng)建程序的相關(guān)功能，還有一些文檔管理等工具性功能，還可直接通過(guò)軟件設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等。技術(shù)參數(shù)：（1）利用定時(shí)中斷功能實(shí)現(xiàn)PID控制的定時(shí)采樣及輸出控制。（2）在本系統(tǒng)中，只用比例積分控制，確定增益和時(shí)間常數(shù)為：增益Kc=0.25。（3）采樣時(shí)間Ts=0.1S；積分時(shí)間Ti=30S；微分時(shí)間Td=0S。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作計(jì)劃2011．12看關(guān)于單片機(jī)原理的書籍；2012。01看關(guān)于自動(dòng)控制關(guān)于比例積分微分有關(guān)書籍；2012.01看有關(guān)顯示電路，輸出控制電路和故障報(bào)警電路的書籍；2012.02制定開題報(bào)告；2012.03開始編寫論文：a編寫所用到的各種元器件的原理和簡(jiǎn)單介紹b完成主題設(shè)計(jì)思路完成電路圖設(shè)計(jì)；2012.03編寫主程序；2012.04完成裝置的調(diào)試工作；2012.04.15完成設(shè)計(jì)總結(jié)接受任務(wù)日期2011年12月5日要求完成日期2012年4月15日學(xué)生解健(簽名)2012年4月2日指導(dǎo)教師(簽名)年月日院長(zhǎng)(主任)(簽名)年月日摘要自從三十多年前將PLC引進(jìn)以來(lái)，PLC已經(jīng)在廣泛的工業(yè)領(lǐng)域中成為幾十萬(wàn)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在眾多生產(chǎn)領(lǐng)域中,經(jīng)常需要對(duì)貯槽,貯罐,水池等容器中的液位進(jìn)行監(jiān)控,以往采用傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制,使用的硬件連接多,可靠性差,自動(dòng)化程度不高,目前已有許多企業(yè)采用先進(jìn)控制器對(duì)傳統(tǒng)控制器進(jìn)行改造,大大提高了控制系統(tǒng)的可靠性和自動(dòng)化程度,為企業(yè)提供了更可靠的生產(chǎn)保障.本文介紹了基于信捷XC3型可編程控制器(PLC),組態(tài)軟件的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案.系統(tǒng)采用PID算法,實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)控制.利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)人機(jī)界面,通過(guò)串行口和可編程控制器通信,實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集與處理,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,監(jiān)控系統(tǒng)不僅自動(dòng)化程度高,還具有在線修改功能,靈活性強(qiáng).關(guān)鍵詞:PLC液位控制觸摸屏變頻器AbstractSincethirtyyearsagototheintroductionofPLC,thePLChasbecomethebasisofhundredsofthousandsofcontrolsystemsinawidevarietyofindustries.Inmanyareasofproduction,oftenneedtomonitortheliquidlevelinthetank,tanks,poolsandothercontainers,inthepastusingthetraditionalrelaycontactorcontrolhardwareusedtoconnectmultiple,poorreliability,andhighdegreeofautomation,thecurrentmanyenterpriseshaveadvancedcontrollertotransformthetraditionalcontroller,greatlyimprovingthereliabilityanddegreeofautomationofthecontrolsystemtoprovideenterpriseswithamorereliableproduction.

ThisarticledescribesNobukatsuXC3programmablelogiccontroller(PLC),theconfigurationsoftwarelevelcontrolsystemdesign.SystemusesaPIDalgorithmtoachieveautomaticcontrolofthelevelusingtheconfigurationsoftwaredesignman-machineinterface,throughtheserialportandtheprogrammablecontrollercommunication,real-timemonitoringofthecontrolsystem,fielddataacquisitionandprocessing,itssimplestructure,themonitoringsystemisnotonlythedegreeofautomation,butalsohastheonlineeditingfeaturesandflexibility.Keywords:PLClevelControlTouchScreenInverter目錄1緒論1.1PLC的液位控制設(shè)計(jì)的背景20世紀(jì)20年代起,人們把各種繼電器?定時(shí)器?接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng),控制各種生產(chǎn)機(jī)械,這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電接觸器控制系統(tǒng)?由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易掌握,價(jià)格便宜,在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求,因而使用面甚廣,在工業(yè)控制領(lǐng)域中一直占主導(dǎo)地位?但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn):設(shè)備體積大,可靠性差,動(dòng)作速度慢,功能少,難與實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制,特別是由于它是靠硬連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng),接線復(fù)雜,當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí),原有的接線和控制盤就要更換,所以通用性和靈活性較差?20世紀(jì)60年代末期,美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新,它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變,以及對(duì)整個(gè)開展系統(tǒng)重新配置?為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛,適應(yīng)白熱化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求,1968年美國(guó)通用汽車公司公開向社會(huì)招標(biāo),對(duì)汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求,歸納起來(lái)是:編程方便,可現(xiàn)場(chǎng)修改程序;維修方便,采用插件式結(jié)構(gòu);可靠性高于繼電器控制裝置;體積小于繼電器控制盤;數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī);成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng);輸入可以是交流150V以上;輸出為交流115V,容量要求在2A以上,可直接驅(qū)動(dòng)接觸器,電磁閥等;擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)改變最小;用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)張到4KB(適應(yīng)當(dāng)時(shí)汽車裝配過(guò)程的需要)?十項(xiàng)指標(biāo)的核心要求是采用軟布線(編程)方式代替繼電控制的硬接線方式,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制?美國(guó)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)在1987年對(duì)可編程序控制器做出如下定義:可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字式電子系統(tǒng),它采用了可編程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算?順序運(yùn)算?定時(shí)?記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶的指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?可遍程序控制器及其相關(guān)外部設(shè)備,都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?1.2PLC的液位控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的內(nèi)容本課題將在以下幾方面對(duì)液位系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證:控制系統(tǒng)可以根據(jù)生產(chǎn)的需要對(duì)液位進(jìn)行來(lái)設(shè)定,當(dāng)液位低于設(shè)定限位時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)水泵進(jìn)行加液,當(dāng)液位到達(dá)設(shè)定值時(shí)停泵,操作人員可以通過(guò)觸摸屏進(jìn)行液位設(shè)定,控制監(jiān)控等操作?1.3PLC的液位控制設(shè)計(jì)的目的和意義可編程控制器(PLC)因?yàn)榭垢蓴_能力強(qiáng),可靠性好,控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng),編程方便,易于使用,設(shè)計(jì)?施工?調(diào)試?的周期短,體積小,維護(hù)操作方便,易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化,可實(shí)現(xiàn)三電一體化等優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為應(yīng)用面最廣,最廣泛的通用工業(yè)控制裝置,成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一?通過(guò)PLC對(duì)程序設(shè)計(jì),提高液位系統(tǒng)的控制水平?因此PLC在液位控制系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛,具有很高的應(yīng)用價(jià)值?2系統(tǒng)控制方案的確定2.1采用PLC控制液位的優(yōu)點(diǎn)2.1.1從控制方式上比較用繼電接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程,必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖,然后畫出繼電器屏的布置和接線圖等,進(jìn)行安裝調(diào)試,以后修改起來(lái)十分不便?而采用PLC控制,由于其硬軟件齊全,為模塊化積木式結(jié)構(gòu),且已商品化,故僅需按性能?控制要求設(shè)計(jì)控制程序,而且在以后的修改中只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能?2.1.2從工作方式上比較電器控制并行工作,而PLC串行工作,不受制約,I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路;在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱?防潮?防塵?抗震等都有周到的考慮?2.1.3從可靠性,可維護(hù)性上比較電器控制接觸點(diǎn)多,會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷,接線較多,可靠性,維護(hù)性差;而PLC無(wú)觸點(diǎn),采用密封?防塵?抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu),能適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境,使用壽命長(zhǎng),且有自我診斷功能,對(duì)程序執(zhí)行的監(jiān)控功能,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)方便?2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟在液位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮以下幾點(diǎn):深入了解和分析液位控制系統(tǒng)的工藝條件和控制要求;確定I/O設(shè)備;根據(jù)液位控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的輸入,輸出設(shè)備;根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型;分配I/O點(diǎn),分配PLC的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖;設(shè)計(jì)液位控制系統(tǒng)的梯形圖,根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序,這是整個(gè)液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作;將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試,查找錯(cuò)誤,使系統(tǒng)程序更加完善;進(jìn)行液位控制系統(tǒng)的整體聯(lián)機(jī)調(diào)試,調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題逐一排除,直至調(diào)試成功?具體系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟如圖2-1所示?圖2-1系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟圖2.3系統(tǒng)控制方案系統(tǒng)控制原理如圖2-2所示,系統(tǒng)主要是由觸摸屏?可變程序控制器變頻器(PLC)?液位計(jì)?配電裝置以及水泵等組成?觸摸屏觸摸屏PLCAD/DA變頻器液位計(jì)水泵圖2-2系統(tǒng)控制圖系統(tǒng)帶有觸摸屏顯示裝置,可以顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)?當(dāng)前壓力?貯水池水位?設(shè)定壓力?壓力曲線?變頻器頻率?等各種控制參數(shù)等?系統(tǒng)工作壓力可以由觸摸屏設(shè)置?變頻器的作用是為三相水泵的電機(jī)提供可變頻率的電源,實(shí)現(xiàn)電機(jī)的無(wú)級(jí)調(diào)速,從而使水管的水壓連續(xù)變化?液位計(jì)的作用是檢測(cè)當(dāng)前液位壓力?在PLC內(nèi)部設(shè)定液壓期望值,壓力設(shè)定信號(hào)和壓力反饋信號(hào)在輸入可編程控制器后,經(jīng)可編程控制器內(nèi)部PID控制運(yùn)算輸出給變頻器一個(gè)控制信號(hào)?圖2-3系統(tǒng)原理圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1可編程控制器(PLC)的選型3.1.1如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中,有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置,例如電機(jī)的起停,電磁閥的開閉,產(chǎn)品的計(jì)數(shù),溫度?壓力?流量的設(shè)定與控制等,工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)控制問(wèn)題,若采用可編程序控制器(PLC)來(lái)解決自動(dòng)控制問(wèn)題已成為最有效的工具之一?硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多,除國(guó)產(chǎn)品牌外,國(guó)外有:日本的OMRON?MITSUBISHI?FUJJ,德國(guó)的SIEMENS,韓國(guó)的LG等?近幾年,PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降,其性價(jià)比越來(lái)越高,這是眾多技術(shù)人員選用PLC的重要原因?那么,如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品呢?

首先,系統(tǒng)規(guī)模首先應(yīng)確定系統(tǒng)用PLC單機(jī)控制,還是用PLC形成網(wǎng)絡(luò),由此計(jì)算PLC輸入?輸出點(diǎn)數(shù),并且在選購(gòu)PLC時(shí)要在實(shí)際需要點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上留有一定余量(10%)?

第二,確定負(fù)載類型根據(jù)PLC輸出端所帶的負(fù)載是直流型還是交流型,是大電流還是小電流,以及PLC輸出點(diǎn)動(dòng)作的頻率等,從而確定輸出端采用繼電器輸出,還是晶體管輸出,或品閘管輸出?不同的負(fù)載選用不同的輸出方式,對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行是很重要的?

第三,存儲(chǔ)容量與速度,盡管國(guó)外各廠家的PLC產(chǎn)品大體相同,但也有一定的區(qū)別?目前還未發(fā)現(xiàn)各公司之間完全兼容的產(chǎn)品?各個(gè)公司的開發(fā)軟件都不相同,而用戶程序的存儲(chǔ)容量和指令的執(zhí)行速度是兩個(gè)重要指標(biāo)?一般存儲(chǔ)容量越大?速度越快的PLC價(jià)格就越高,但應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的大小合理選用PLC產(chǎn)品?

第四,編程器的選購(gòu)PLC編程可采用三種方式:一種是用一般的手持編程器編程,它只能用商家規(guī)定語(yǔ)句表中的語(yǔ)句編程?這種方式效率低,但對(duì)于系統(tǒng)容量小,用量小的產(chǎn)品比較適宜,并且體積小,易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試,造價(jià)也較低?還有一種是用圖形編程器編程,該編程器采用梯形圖編程,方便直觀,一般的電氣人員短期內(nèi)就可應(yīng)用自如,但該編程器價(jià)格較高?再一種是用IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)加PLC軟件包編程,這種方式是效率最高的一種方式,但大部分公司的PLC開發(fā)軟件包價(jià)格昂貴,并且該方式不易于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試?

因此,應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的大小與難易,開發(fā)周期的長(zhǎng)短以及資金的情況合理選購(gòu)PLC產(chǎn)品?3.1.2PLC的選型標(biāo)準(zhǔn)世界上有很多廠商生產(chǎn)PLC,如德國(guó)的西門子?日本的三菱?松下,美國(guó)GE公司等完成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是選型和程序設(shè)計(jì)?但是由于PLC應(yīng)用在不同場(chǎng)合,有不同的工藝流程,對(duì)控制功能有不同的要求,由于各程序難易程度不一樣,因此有一定的選擇標(biāo)準(zhǔn),主要表現(xiàn)在:PLC機(jī)型選擇主要考慮I/O點(diǎn)數(shù)?根據(jù)控制系統(tǒng)所需要的輸入設(shè)備(如按鈕?限位開關(guān)?轉(zhuǎn)換開關(guān)等)?輸出設(shè)備(如接觸器?電磁閥?信號(hào)指示燈等)以及A/D?D/A轉(zhuǎn)換的個(gè)數(shù),確定I/O的點(diǎn)數(shù)?一般要留有一定裕量(約占10%),滿足生產(chǎn)發(fā)展和工藝的改進(jìn);隨著PLC功能日益完善,很多小型機(jī)也具有中?大型機(jī)的功能?對(duì)于PLC的功能選擇,一般只要滿足I/O點(diǎn)數(shù),大多數(shù)機(jī)型也能滿足?目前大多數(shù)PLC機(jī)型都具有I/O擴(kuò)展模塊?A/D?D/A轉(zhuǎn)換模塊,以及高級(jí)指令?中斷能力與外設(shè)通信能力;PLC一般根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)的不同,內(nèi)存容量會(huì)有相應(yīng)的差別?在選擇內(nèi)存容量時(shí)同樣應(yīng)留有一定余量,一般時(shí)實(shí)際程序的25%?不應(yīng)單純追求大容量,以夠用為原則;在PLC機(jī)型選取上要考慮控制系統(tǒng)與PLC結(jié)構(gòu)功能的合理性?如果是單機(jī)系統(tǒng)控制,I/O點(diǎn)數(shù)不多,不涉及PLC之間的通信,但又要求功能更強(qiáng),要求有處理模擬信號(hào)的能力,可選擇整體式機(jī),如松下FP0?FP1?FP-M系列,以及OMRONC200H系列等?如果僅有開關(guān)量控制,可選擇OMRONC系列P型機(jī)?西門子S7-200,三菱F1?FX系列等;一個(gè)企業(yè)盡量選擇同一類型的PLC,同一機(jī)型PLC模塊可互為利用,便于采購(gòu)管理,同一機(jī)型PLC的功能?編程方法相同,有利于技術(shù)人員水平的提高,同一機(jī)型PLC,其外圍設(shè)備通用,資源共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,與上位計(jì)算機(jī)配合可形成多級(jí)分布式的控制系統(tǒng)?3.1.3PLC機(jī)型的選擇與特點(diǎn)目前,國(guó)內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多種系列功能各異的PLC產(chǎn)品,使用戶眼花繚亂?通過(guò)對(duì)輸入輸出點(diǎn)的選擇,對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇,對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇對(duì)PLC價(jià)格的考慮以及廠家的售后服務(wù),決定使用無(wú)錫信捷科技有限公司生產(chǎn)的XC系列的XC3型號(hào)的可編程控制器,如圖3-1所示?XC系列PLC的幾大優(yōu)勢(shì):陣容強(qiáng)大的全系列PLC,廣泛適用于多種場(chǎng)合;具備3通道?80KHz?32位高速計(jì)數(shù)功能;24段高速計(jì)數(shù)中斷功能;高達(dá)400KHz的脈沖輸出,最多支持4路;強(qiáng)大的通訊和組網(wǎng)能力;業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的以C語(yǔ)言編寫功能塊指令;獨(dú)創(chuàng)的I/O點(diǎn)切換功能;本體加入PID控制功能;中斷功能;豐富的擴(kuò)展性能?產(chǎn)品規(guī)格如表3-1:表3-1模塊規(guī)格項(xiàng)目模擬量輸入模擬量輸出電壓輸入電流輸入電壓輸出電流輸出模擬量輸入范圍0~5V,0~10V0~20mA,4~20mA-最大輸入范圍DC±18V0~40mA-電壓輸入電流輸入電壓輸出電流輸出模擬量輸入范圍0~5V,0~10V0~20mA,4~20mA-最大輸入范圍DC±18V0~40mA-模擬量輸出范圍-0~5V?0~10V,(外部負(fù)載電阻2KΩ~1MΩ)0~20mA?4~20mA(外部負(fù)載電阻小于500Ω)數(shù)字輸入范圍-12位二進(jìn)制數(shù)(0~4095)數(shù)字輸出范圍14位二進(jìn)制數(shù)(0~16383)-分辨率1/16383(14Bit);轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以16進(jìn)制形式存入PLC(14Bit)1/4095(12Bit);轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)以16進(jìn)制形式存入PLC(12Bit)PID輸出值0~K4095綜合精確度0.8%轉(zhuǎn)換速度20ms/1通道3ms/1通道模擬量用電源DC24V±10%,100mA安裝方式可用M3的螺絲固定或直接安裝在DIN46277(寬35mm)的導(dǎo)軌上端子說(shuō)明:表3-2端子說(shuō)明端子信號(hào):表3-3端子信號(hào)通道端子名信號(hào)名CH0AI0電流模擬量輸入VI0電壓模擬量輸入C0CH0模擬量輸入公共端CH1AI1電流模擬量輸入VI1電壓模擬量輸入C1CH1模擬量輸入公共端CH2AI2電流模擬量輸入VI2電壓模擬量輸入C2CH2模擬量輸入公共端CH3AI3電流模擬量輸入VI3電壓模擬量輸入C3CH3模擬量輸入公共端CH0AO0電流模擬量輸出VO0電壓模擬量輸出C0CH0模擬量輸出公共端CH1AO1電流模擬量輸出VO1電壓模擬量輸出C1CH1模擬量輸出公共端-24V+24V電源0V電源公共端3.2水泵選型水泵有很多種,從原理上可以分為氣壓泵,離心泵,軸流泵,混流泵,螺旋泵等?氣壓泵是靠大氣壓提升水位?憑借活塞的運(yùn)動(dòng),制造出一個(gè)近似真空,外部大氣壓將水壓上來(lái)?這種泵液位依賴與大氣壓所以提升水的高度有限?離心泵的原理是離心現(xiàn)象,是依靠也葉輪葉片的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生離心的作用,將液體甩出?所以,輸送效果依賴葉輪的轉(zhuǎn)速,直徑等因素?本課題將采用ISW系列臥式單級(jí)單吸離心泵如圖3-4,該泵是在吸收國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用國(guó)內(nèi)通用離心泵之性能參數(shù),自行研制開發(fā)的新一代節(jié)能?環(huán)保臥式離心泵?該系列泵性能優(yōu)?可靠性高?壽命長(zhǎng)?結(jié)構(gòu)合理?外形美觀,具有行業(yè)領(lǐng)先水平?產(chǎn)品特點(diǎn)有:運(yùn)行平穩(wěn);滴水不漏;噪音低;故障率低維修方便;占地更省?3.3變頻器選型變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù),它建立在控制技術(shù)?電子電力技術(shù)?微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上?它與傳統(tǒng)的交流拖動(dòng)系統(tǒng)相比,利用變頻器對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制,有許多優(yōu)點(diǎn),如節(jié)電?容易實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制?可以實(shí)現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制?實(shí)現(xiàn)速度的精確控制?容易實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)切換,可以進(jìn)行高額度的起停運(yùn)轉(zhuǎn),可以進(jìn)行電氣制動(dòng),可以對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行高速驅(qū)動(dòng)?完善的保護(hù)功能:變頻器保護(hù)功能很強(qiáng),在運(yùn)行過(guò)程中能隨時(shí)檢測(cè)到各種故障,并顯示故障類別(如電網(wǎng)瞬時(shí)電壓降低,電網(wǎng)缺相,直流過(guò)電壓,功率模塊過(guò)熱,電機(jī)短路等),并立即封鎖輸出電壓?這種“自我保護(hù)”的功能,不僅保護(hù)了變頻器,還保護(hù)了電機(jī)不易損壞?由于選用的是配帶功率為3KW的水泵,所以將采用HLPA03D743B,其規(guī)格如表3-4所示表3-4海利普HLPA03D743B變頻器產(chǎn)品規(guī)格項(xiàng)目名稱HLP-A控制方式SPWM輸入電源220V電源:170~240五位數(shù)碼顯示及狀態(tài)指示燈顯示頻率?電流?轉(zhuǎn)速?電壓?計(jì)數(shù)器?溫度?正反轉(zhuǎn)狀態(tài)?故障等?通信控制RS-485操作溫度-10~40濕度0~95%相對(duì)濕度(不結(jié)露)振動(dòng)0.5G以下頻率控制范圍0.10~400.00Hz精度數(shù)字式:0.01%(-10~40℃);模擬式:0.1%(25±10℃)設(shè)定解析度數(shù)字式:0.01Hz;模擬式:最大操作頻率的1‰輸出解析度0.01Hz鍵盤設(shè)定方式可直接以←∧∨設(shè)定模擬設(shè)定方式外部電壓0-5V,0-10V,4—20mA,0—20mA?其它功能頻率下限,啟動(dòng)頻率,停車頻率?三個(gè)跳躍頻率可分別設(shè)定一般控制加減速控制4段加減速時(shí)間(0.1-6500秒)任意選擇V/F曲線可任意設(shè)定V/F曲線轉(zhuǎn)矩控制可設(shè)定轉(zhuǎn)矩提升,最大10.0%啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩在1.0Hz時(shí)可達(dá)150%多功能輸入端6個(gè)多功能輸入端,實(shí)現(xiàn)8段速控制,程序運(yùn)行,4段加減速切換,UP?DOWN機(jī)能?計(jì)數(shù)器,外部急停等功能多功能輸出端有5個(gè)多功能輸出端,實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)中?零速?計(jì)數(shù)器?外部異常?程序運(yùn)行等指示及報(bào)警其它功能自動(dòng)電壓穩(wěn)壓(AVR)?減速停止或自由停止?直流剎車,自動(dòng)復(fù)位再起動(dòng),頻率跟蹤,PLC程序控制?橫動(dòng)控制?載波可調(diào),最高達(dá)20KHz等保護(hù)功能過(guò)載保護(hù)電子電驛保護(hù)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)器(恒轉(zhuǎn)矩150%/1分鐘,風(fēng)機(jī)類120%/1分鐘)FUSE熔斷保護(hù)FUSE熔斷,馬達(dá)停止過(guò)電壓220V線:直流電壓>400V;380V線:直流電壓>800V不足電壓220V線:直流電壓<200V;380V線:直流電壓<400V瞬間停電再起動(dòng)瞬停后可以頻率跟蹤方式再起動(dòng)失速防止加/減速運(yùn)轉(zhuǎn)中失速防止輸出端短路電子線路保護(hù)其它功能散熱片過(guò)熱保護(hù),反轉(zhuǎn)限制,開機(jī)后直接起動(dòng)及故障復(fù)歸之功能,參數(shù)鎖定等?3.4觸摸屏選型3.4.1觸摸屏的工作原理為了操作上的方便,人們用觸摸屏來(lái)代替鼠標(biāo)或鍵盤?工作時(shí),我們必須首先用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏,然后系統(tǒng)根據(jù)手指觸摸的圖標(biāo)或菜單位置來(lái)定位選擇信息輸入?觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器組成;觸摸檢測(cè)部件安裝在顯示器屏幕前面,用于檢測(cè)用戶觸摸位置,接受后送觸摸屏控制器;而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息,并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給CPU,它同時(shí)能接收CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行?3.4.2觸摸屏的主要類型從技術(shù)原理來(lái)區(qū)別觸摸屏,可分為五個(gè)基本種類:矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏?電阻技術(shù)觸摸屏?電容技術(shù)觸摸屏?紅外線技術(shù)觸摸屏?表面聲波技術(shù)觸摸屏?電阻觸摸屏是一種對(duì)外界完全隔離的工作環(huán)境,不怕灰塵和水汽,它可以用任何物體來(lái)觸摸,可以用來(lái)寫字畫畫,比較適合工業(yè)控制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的使用;表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面?球面或是柱面的玻璃平板,安裝在CRT?LED?LCD或是等離子顯示器屏幕的前面,表面聲波觸摸屏一方面推出防塵型觸摸屏,一方面建議別忘了每年定期清潔觸摸屏;紅外線式觸摸屏價(jià)格便宜?安裝容易?能較好地感應(yīng)輕微觸摸與快速觸摸?但是由于紅外線式觸摸屏依靠紅外線感應(yīng)動(dòng)作,外界光線變化,如陽(yáng)光?室內(nèi)射燈等均會(huì)影響其準(zhǔn)確度?而且紅外線式觸摸屏不防水和怕污垢,任何細(xì)小的外來(lái)物都會(huì)引起誤差,影響其性能,不適宜置于戶外和公共場(chǎng)所使用;電容式觸摸屏的構(gòu)造主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層,再在導(dǎo)體層外上一塊保護(hù)玻璃,雙玻璃設(shè)計(jì)能徹底保護(hù)導(dǎo)體層及感應(yīng)器?3.4.3觸摸屏的選擇選用信捷TH765-M工業(yè)觸摸屏,其特點(diǎn)是:7英寸顯示屏幕,流線型外觀設(shè)計(jì);6萬(wàn)色TFT真彩,支持BMP?JPEG格式圖片顯示;豐富的3D圖片素材庫(kù),畫面更生動(dòng);靈活的部件選擇空間,自定義動(dòng)畫軌跡設(shè)計(jì);簡(jiǎn)單開關(guān)設(shè)置切換模式,精確的有觸摸區(qū)校準(zhǔn)功能;自定義的數(shù)據(jù)采集保存功能,支持時(shí)間趨勢(shì)圖,XY趨勢(shì)圖等多種形式的數(shù)據(jù)管理方式;提供3個(gè)USB接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速傳輸和備份;雙口獨(dú)立通訊,可實(shí)現(xiàn)多屏一機(jī)?產(chǎn)品規(guī)格如下表3-5所示:表3-5信捷TH765-M工業(yè)觸摸屏項(xiàng)目TH765-M電氣特征輸入電壓DC20~DC28V消耗電流250mA允許瞬間停電小于10ms耐電壓AC1000V-10mA1分鐘(信號(hào)與時(shí)間)絕緣阻抗DC500V約10MΩ(信號(hào)與時(shí)間)接口COM1接口支持RS-232/RS-485COM2接口支持RS-232/RS-422/RS-485USB1接口USB-A(符合USB2.0規(guī)范)USB2接口USB-A(符合USB2.0規(guī)范)USB3接口USB-B(符合USB2.0規(guī)范)環(huán)境操作溫度0~50保存溫度-20~60環(huán)境濕度20~85%(無(wú)凝露)耐振動(dòng)10~25Hz(X?Y?Z方向各30分鐘2G)抗干擾電壓噪聲:1000Vp-p?脈寬1us?1分鐘周圍空氣無(wú)腐蝕氣體保護(hù)結(jié)構(gòu)適合IP65畫面屬性類型65536真彩色屏幕大小7英寸使用壽命50000小時(shí)以上,環(huán)境溫度25℃,24屏幕分辨率800×448對(duì)比度不可調(diào)文字設(shè)定中文:簡(jiǎn)體/繁體英文?日文?韓文等多種語(yǔ)言字符尺寸任意字體?任意大小觸摸面板4線電阻式觸摸存儲(chǔ)器畫面64MB結(jié)構(gòu)冷卻方式自然風(fēng)冷外部尺寸205.0*151.5*48.9面板開孔尺寸192.0*138.53.5硬件接線圖(見附錄)4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1程序設(shè)計(jì)編程基本原則與注意問(wèn)題4.1.1程序設(shè)計(jì)(梯形圖)編程基本原則梯形圖按自上而下,從左到右的順序排列?每個(gè)繼電器線圈為以邏輯行,又稱為一個(gè)梯級(jí)?每個(gè)梯形圖由多層邏輯行組成?每一邏輯行起于左母線,經(jīng)觸電?線圈終止于右母線;觸電不能放在線圈的右邊,即線圈與右母線之間不能有任何觸電;線圈不能直接與左母線相接,如果需要,可通過(guò)一個(gè)沒(méi)有使用的常閉觸電或特殊繼電器R9010相連接;觸電可以任意串聯(lián)?并聯(lián),而且同一觸點(diǎn)可以無(wú)限次使用;輸出線圈可以并聯(lián)不能串聯(lián),同一輸出線圈在同一程序中避免重復(fù)使用?4.1.2程序設(shè)計(jì)注意問(wèn)題第一,PLC和上位機(jī)(或觸摸屏)組成監(jiān)控系統(tǒng)時(shí),在畫面上很多時(shí)候需要有"手動(dòng)"“自動(dòng)”等控制模式(一般都是多個(gè)只能一個(gè)時(shí))?在程序里面可以用"MOV"指令?如當(dāng)選擇"手動(dòng)"就將常數(shù)1存儲(chǔ)到一個(gè)寄存器里面,當(dāng)選擇"自動(dòng)"就將2

存儲(chǔ)到同一寄存器.只要判斷寄存器的數(shù)據(jù)是多少,就知道系統(tǒng)是那種控制方式?這樣的思路好處是容易理解,不需要互鎖之類的麻煩程序?

第二,程序有模擬量控制時(shí),如果讀取的模擬量基本上沒(méi)誤差,可以采取時(shí)間濾波的方式,延時(shí)一段時(shí)間?如果讀取的數(shù)據(jù)誤差很大,就需要采取其它的濾波方式?如算平均值等.可以查閱相關(guān)的資料?第三,在程序調(diào)試過(guò)程中(特別是設(shè)備改造時(shí),你的程序是加入到原來(lái)設(shè)備的程序中時(shí)),當(dāng)程序語(yǔ)句中出現(xiàn)條件滿足,而輸出線圈不接通時(shí),可以檢查你的這段程序是否是在這樣的語(yǔ)句之間,還有一種可能就是在中斷程序之后,條件滿足而沒(méi)輸出不接通,一般都是這段的程序不被掃描.第四,在設(shè)計(jì)程序的時(shí)候,當(dāng)出現(xiàn)工藝上的故障

(非控制系統(tǒng)控制),最好將故障現(xiàn)象保持,并有燈光聲音報(bào)警?

第五,當(dāng)檢查所設(shè)計(jì)的程序無(wú)誤后,對(duì)所輸入的程序進(jìn)行調(diào)試和檢測(cè)?4.2所用編程軟件特點(diǎn)及界面操作4.2.1編程軟件特點(diǎn)針對(duì)該課題地總體設(shè)計(jì)要求,我們應(yīng)用的編程軟件是信捷XCPPro?該軟件的主要特點(diǎn)是:C語(yǔ)言編寫功能;注釋功能;查找功能;調(diào)試功能;監(jiān)控功能;系統(tǒng)寄存器的置位?復(fù)位;I/O分配;打印功能等等?4.2.2信捷XCPPro編程軟件操作標(biāo)題欄:顯示當(dāng)前打開的文件名稱?工具欄:將本軟件中被認(rèn)為是經(jīng)常使用的功能制成按鈕的形式,利用這些按鈕可以更加快速的進(jìn)行操作?當(dāng)光標(biāo)移至功能欄上按鈕時(shí),畫面中將顯示與按鈕相對(duì)應(yīng)的功能內(nèi)容編輯畫面:顯示程序的畫面?將此畫面激活,進(jìn)行創(chuàng)建?編輯或進(jìn)行輸入說(shuō)明?監(jiān)控等操作?功能鍵欄:顯示輸入程序時(shí)所使用的編輯元素的快捷鍵?各項(xiàng)功能的快捷鍵?通過(guò)單擊視圖中的功能欄,可以選擇顯示或隱藏?通過(guò)單擊功能欄形式,可以改變顯示的段數(shù)4.3變頻器參數(shù)設(shè)定根據(jù)該系統(tǒng)的控制需要其變頻器相關(guān)參數(shù)設(shè)定如下表4-1表4-1變頻器參數(shù)設(shè)定功能碼功能設(shè)定范圍及功能說(shuō)明設(shè)定值CD033運(yùn)行指令來(lái)源0:操作器1:外部端子2:通訊口1CD034運(yùn)行頻率來(lái)源0:操作器1:外部端子2:通訊口2CD065模擬量輸入選擇0:0~10V1:0~5V2:0~20mA3:4~20mA4:0~10V,4~20mA疊加0CD074模擬量濾波常數(shù)0~50204.4觸摸屏程序4.4.1屏幕保護(hù)畫面屏幕保護(hù)畫面如下圖所示,屏幕保護(hù)是為了保護(hù)顯示器而設(shè)計(jì)的一種專門的程