液體自動混合控制系統(tǒng)設(shè)計

1、 38 / 38廣東嶺南職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 液體自動混合控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生姓名 寧常嬌 指導(dǎo)教師 黎川林 專 業(yè) 機電一體化 班 級 13級明美 班 二級學(xué)院 現(xiàn)代制造學(xué)院 2015年 7 月摘 要PLC是以計算機技術(shù)為核心的通用自動控制裝置，也可以說它是一種用程序來改變控制功能的計算機。隨著微處理器、計算機和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程序控制器PLC已在工業(yè)控制中得到廣泛應(yīng)用，而且所占比重在迅速的上升。PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。它應(yīng)用于工業(yè)混合攪拌設(shè)備，使得攪拌過程實現(xiàn)了自動化控制、并且提升了攪拌設(shè)備工作的穩(wěn)定性，為攪拌機械順利、有序、準(zhǔn)確的工作創(chuàng)造了

2、有力的保障。本文所介紹的多種液體混合的PLC控制程序可進行單周期或連續(xù)工作，具有斷電記憶功能，復(fù)電后可以繼續(xù)運行。另外，PLC還有通信聯(lián)網(wǎng)功能，再通過組態(tài)，可直接對現(xiàn)場監(jiān)控、更方便工作和管理。關(guān)鍵詞：PLC，液位傳感器，定時器目錄前言5第1章液體自動混合系統(tǒng)方案設(shè)計71.1方案設(shè)計原則71.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計要求71.3控制方式系統(tǒng)的要求的設(shè)計81.4系統(tǒng)方案的設(shè)計思想9第2章液體自動混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計112.1硬件選型112.1.1 PLC機型選擇112.1.2 PLC容量選擇122.1.3 I/O模塊的選擇132.1.4 電源模塊的選擇142.2 PLC I/O點分配152.2.1分析原理

3、152.2.2 PLC的I/O接線圖162.3主電路的設(shè)計162.4 液體混合控制系統(tǒng)示意17第3章 液體自動混合系統(tǒng)的軟件設(shè)計193.1 程序設(shè)計的一般方法193.1.1經(jīng)驗設(shè)計法193.1.2邏輯設(shè)計法193.1.3順序設(shè)計法193.2 PLC控制的相關(guān)流程圖203.2.1 控制流程圖203.3 可編程控制器梯形圖20第4章 組態(tài)設(shè)計244.1組態(tài)王軟件244.2組態(tài)王相關(guān)操作24第5章 系統(tǒng)調(diào)試305.1系統(tǒng)模擬調(diào)試305.2系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試30第6章 系統(tǒng)常見故障分析及維護336.1 系統(tǒng)常見故障分析及維護336.2 系統(tǒng)故障分析及處理336.2.1 PLC主機系統(tǒng)故障分析及處理336.2

4、.2 PLC的I/O端口系統(tǒng)故障分析及處理346.2.3 現(xiàn)場控制設(shè)備故障分析及處理346.3 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護34結(jié)論36謝 辭37參考文獻38前言為了提高產(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。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種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。但是由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以至現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點，這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。所以為了幫助相關(guān)行業(yè)，特別是中小

5、型企業(yè)實現(xiàn)多種液體混合的自動控制，從而達到液體混合的目的，液體混合自動配料勢必是擺在我們眼前的一大課題，借助實驗室設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)中PLC的應(yīng)用，了解不同公司的可編程控制器的型號和原理，熟悉其編程方式，而多種液體混合裝置的控制更常見于工業(yè)生產(chǎn)中，適合大中型飲料生產(chǎn)廠家，尤其見于化學(xué)工業(yè)中，便于學(xué)以致用。計算機的出現(xiàn)給大規(guī)模工業(yè)自動化帶來了曙光。1968年，美國最大的汽車制造廠商通用汽車（GM）公司提出了公開招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計算機技術(shù)與繼電器便于使用的特點相結(jié)合，把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用面向過程、面向問題“自然語言”編程，生產(chǎn)一種新型的工業(yè)通用繼電器，使

6、人們不必花費大量的精力進行計算機編程，也能像繼電器那樣方便的使用。這個方案首先得到了美國數(shù)字設(shè)備（DEC）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。該公司于1969年研制出了第一臺符合招標(biāo)要求的工業(yè)控制器，命名為可編程邏輯控制器（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER），簡稱PLC（有的稱為PC),并在GM公司的汽車自動裝配線上實驗獲得了成功。PLC一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動化程度高、可靠性好、設(shè)計周期短、使用和維護簡便等獨特優(yōu)點，備受國內(nèi)外技術(shù)人員和工商業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn)PLC的廠商云起。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，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。采用基于

7、PLC的控制系統(tǒng)來取代園林單片機、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植性和可維護性，對提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動水平有很大的幫助，同時又提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動，因此具有廣闊是市場前景。用PLC進行開關(guān)量控制的實例很多，在冶金、機械、紡織、輕工、化工、鐵路等行業(yè)幾乎都需要它，例如燈光照明、機床電控、食品加工、印刷機械、電梯、自動化倉庫、液體混合系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線等方面的邏輯控制，都廣泛應(yīng)用PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器控制。本次設(shè)計是將PLC用于兩種液體混合裝置的設(shè)計的控制，對學(xué)習(xí)與實用是很好的結(jié)合。本設(shè)計的主要研究范圍及要求達到的技術(shù)參數(shù)有：1.液

8、體混合裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對混合罐安全、高效的加液、混液、出液的控制；2.滿足混合液的各項技術(shù)要求；3.具體內(nèi)容包括兩種液體混合控制方案的設(shè)計、軟硬件電路的設(shè)計、常見故障分析等等第1章液體自動混合系統(tǒng)方案設(shè)計1.1 方案設(shè)計原則整個設(shè)計過程是按工藝流程設(shè)計，為設(shè)備安裝、運行和保護檢修服務(wù)，設(shè)計的編寫按照國家關(guān)于電氣自動化工程設(shè)計中的電氣設(shè)備常用基本圖形符號（GB4728）及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范編寫。設(shè)計原則主要包括：工作條件：工程對電氣控制線路提供的具體資料，系統(tǒng)在保證安全、可靠、穩(wěn)定、快速的前提下，盡量做到經(jīng)濟、合理、合用，減小設(shè)備成本。在方案的選擇、元器件的選型時更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品。控制由人工

9、控制到自動控制，由模擬控制到微機控制，使功能的實現(xiàn)由一到多而且更加趨于完善。對于本課題來說，液體混合系統(tǒng)部分是一個較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改適升級，控制裝置需要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)況來構(gòu)成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。對于人機交互方式改造后系統(tǒng)的操作模式應(yīng)盡量和改造前的相類似，以便于操作人員迅速掌握。從企業(yè)的改造要求可以看出在新控制系統(tǒng)中既需要處理模擬量也需要處理大量的開關(guān)量。系統(tǒng)的可靠性要高。人機交互界面友好，應(yīng)具備數(shù)據(jù)儲存和分析匯總的能力。要實現(xiàn)整個液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計，需要從怎樣實現(xiàn)多個電磁閥的開關(guān)以及電動機啟動的控制這個角度去考慮，現(xiàn)在就這個問題的如何實現(xiàn)以及選擇怎樣的方法來確定系

10、統(tǒng)方案。1.2 系統(tǒng)的整體設(shè)計要求在該混合液體裝置中，需要完成兩種液體的進料、混合、卸料的功能，控制要求如下：1.混合過程：開始排放混合液體閥打開延時10S后自動關(guān)閉，A液體閥Y1打開，注入A液體。當(dāng)液面上升到SL2時，關(guān)閉A液體閥Y1，同時注入B液體閥Y2打開，注入B液體。當(dāng)液面上升到SL3時，關(guān)閉B液體閥，并開始定時攪拌，攪拌10S后停止。2.停止過程：停止攪拌后自動排放混合液體，當(dāng)混合液體的頁面下降到SL1時，開始計時到10S后關(guān)閉排氣閥Y4。一個循環(huán)結(jié)束。3.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時，報警燈閃爍。保護動作自動關(guān)閉相應(yīng)的閥門和開啟相應(yīng)的閥門。停止混合系統(tǒng)運行。4.本設(shè)計使用液位H、I、L 3個傳

11、感器控制液體A、液體B的進入和混合液排出的3個電磁閥門及攪拌機的啟停。1.3 控制方式系統(tǒng)的要求的設(shè)計就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機控制、工業(yè)控制計算機控制、可編程序控制器控制。 1.繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時間及溫度等參量變化而動作，以實現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng)的正常運行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 2.單片機

12、控制單片機作為一個超大規(guī)模的集成電路，機構(gòu)上包括CPU、存儲器、定時器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強的控制功能，成為功控領(lǐng)域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計算機之一。但是，單片機是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O信號相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和I/O接口電路，硬件設(shè)計、制作和程序設(shè)計的工作量相當(dāng)大。 3.工業(yè)控制計算機控制 工控機采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強，有實時操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實用性強、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢。但工控機價格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用。且其外部I/O接線一般都用于多芯扁平電纜和插頭、插座，直接從印刷電路

13、板上引出，不如接線端子可靠。 4.可編程序控制器控制 可編程控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬件配制和設(shè)計外部接線圖，同時采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。 可編程控制器(PLC)從上個世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對開關(guān)量進行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時間繼電器等構(gòu)成開關(guān)量控制系統(tǒng)。隨著30多年來微電子技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC也通過不斷的升級換代大大增強了其功能。現(xiàn)在PLC已經(jīng)發(fā)展成為不但具有邏輯控制功能、還具有過程控制功能、運動控制功能

14、和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實的多功能控制器。由PLC為主構(gòu)成的控制系統(tǒng)具有可靠性高、控制功能強大、性價比高等優(yōu)點，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。故選擇PLC來實施本次設(shè)計。(1) 開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 (2) 運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制，世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。(3) 閉環(huán)過程

15、控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。(4) 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。(5) 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制

16、的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.4 系統(tǒng)方案的設(shè)計思想控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、使用和維護方便。物料混合設(shè)備要節(jié)能、安全、高效和滿足生產(chǎn)及應(yīng)用要求：1可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。2配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)

17、運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。3易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。4系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適

18、合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。5體積小，重量輕，能耗低6硬件配套齊全，擁護使用方便，適應(yīng)性強第2章 液體自動混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計 2.1 硬件選型2.1.1 PLC機型選擇機型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護使用方便及最佳的性能價格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述。1結(jié)構(gòu)合理對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC能夠達到要求。2功能強、弱適當(dāng) 對于開關(guān)量控制的工程項目，若控制速度要求不高，一般選用低檔的PLC，西門子公司的S7-200系列機或歐姆龍公司的C

19、OM1。3機型統(tǒng)一 PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊印刷電路板上，并封裝在一個殼體內(nèi)，省去了插接環(huán)節(jié)，因此體積小、價格便宜。但由于整體式結(jié)構(gòu)的PLC功能有限，只適用于控制要求比較簡單的系統(tǒng)。一般大型的控制系統(tǒng)都使用模塊式結(jié)構(gòu)，這樣功能易擴展，比整體式靈活。一個大型企業(yè)選用PLC時，盡量要做到機型統(tǒng)一。由于同一機型的PLC，其模塊可互為備用，以便備件的采購和管理；另外，功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)人員的培訓(xùn)；其外部設(shè)備通用也有利于資源共享。若配備了上位計算機，可把各獨立系統(tǒng)的多臺PLC聯(lián)成一個多級分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。物料混合控制系統(tǒng)控

20、制要求比較簡單選擇整體式結(jié)構(gòu)的PLC。4是否在線編程PLC的特點之一是使用靈活。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的控制要求，給生產(chǎn)帶來很大方便。PLC的編程分為離線編程和在線編程兩種。離線編程的PLC，其主機和編程器共用物料混合控制系統(tǒng)采用離線編程。5PLC的環(huán)境適應(yīng)性由于PLC是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種PLC都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要進行充分的考慮。一般PLC及其外部電路（I/O模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作：溫度：工作溫度0

21、55，最高為60儲存溫度： -4085濕度：相對濕度5%95%(無凝結(jié)霜)振動和沖擊： 滿足國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)電源：交流200V，允許變化范圍為-15%15%，頻率為4753Hz瞬間停電保持l0ms環(huán)境：周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體對于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的PLC，要根據(jù)具體的情況進行合理的選擇。2.1.2 PLC容量選擇PLC容量包括兩個方面：一是I/O的點數(shù)；二是用戶存儲器的容量（字?jǐn)?shù)）。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚宰鰝溆?。根?jù)經(jīng)驗，在選擇存儲容量時，一般按實際需要的10%25%考慮裕量。對于開關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲器字?jǐn)?shù)為開關(guān)量I/O乘以8；對于有模

22、擬量控制功能的PLC，所需存儲器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以100。通常，一條邏輯指令占用存儲器一個字。計時、計數(shù)、移位及算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯ζ鲀蓚€字。各種指令占存儲器的字?jǐn)?shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊。I/O點數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。由于目前I/O點數(shù)較多的PLC價格也較高，若備用的I/O點的數(shù)量太多，將使成本增加。根據(jù)被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴充，通常I/O點數(shù)按實際需要的10%15%考慮備用量。2.1.3 I/O模塊的選擇PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 通過I/

23、O接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制器對被控制對象進行控制的依據(jù)。同時控制器又通過I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給工業(yè)生產(chǎn)過程中的被控設(shè)備，驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過程中的信號電平各種各樣，各種機構(gòu)所需的信息電平也是各種各樣的，而PLC的CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以I/O接口模塊還需實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。PLC從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離。為了確保這些信息的正確無誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實際需要，PLC相應(yīng)有許多種I/O接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊及

24、模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實際需要進行選擇使用。1確定I/O點數(shù)I/O點數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對功能進行擴展。對一個控制對象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，I/O點數(shù)就可能有所不同。2開關(guān)量I/O標(biāo)準(zhǔn)的I/O接口用于同傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開/關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）進行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流I/O信號為24240V（AC），直流I/O信號為524V（DC）。 3選擇開關(guān)量輸入模塊主要從下面兩方面考慮：一是根據(jù)現(xiàn)場輸入信號與PLC輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電平的高低。一般24V以下屬于低電平，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如12V電壓模塊一般不超

25、過10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。二是高密度的輸入模塊，如32點輸入模塊，能允許同時接通的點數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時接通的點數(shù)不得超過總輸入點數(shù)的60%。4選擇開關(guān)量輸出模塊時應(yīng)從以下三個方面來考慮：一是輸出方式選擇。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。其中，繼電器輸出價格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時過電壓和過電流的能力強，且有隔離作用。但繼電器有觸點，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動作不頻繁的交直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動電感性負(fù)載時，最大開閉頻率不得超過1Hz。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無觸點開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁

26、的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會產(chǎn)生較高反電壓，必須采取抑制措施。二是輸出電流的選擇。模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值，如果負(fù)載電流較大，輸出模塊不能直接驅(qū)動時，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時有沖擊電流，要留有足夠的余量。三是允許同時接通的輸出點數(shù)。在選用輸出點數(shù)時，不但要核算一個輸出點的驅(qū)動能力，還要核算整個輸出模塊的滿負(fù)荷負(fù)載能力，即輸出模塊同時接通點數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流值。2.1.4 電源模塊的選擇電源模塊的選擇一般只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、I/O模塊、專用模塊等消耗電流的總和。以下步驟為選擇電

27、源的一般規(guī)則：1確定電源的輸入電壓；2將框架中每塊I/O模塊所需的總背板電流相加，計算出I/O模塊所需的總背板電流值；3I/O模塊所需的總背板電流值再加上以下各電流： （1） 框架中帶有處理器時，則加上處理器的最大電流值； （2） 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴展本地I/O適配器模塊時，應(yīng)加上其最大電流值。4如果框架中留有空槽用于將來擴展時，可做以下處理； （1） 列出將來要擴展的I/O模塊所需的背板電流； （2） 將所有擴展的I/O模塊的總背板電流值與步驟。5在框架中是否有用于電源的空槽，否則將電源裝到框架的外面。6根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊中選擇合適的電源模塊

28、。具體應(yīng)考隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類越來越多，而且功能也日益完善。PLC的種類繁多，其結(jié)構(gòu)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等各有不同，當(dāng)然使用場合也有所不同。因此選擇合理的PLC對提高PLC控制系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)意義重大。因此在選擇機型時不僅要滿足其功能要求及維護等方面的慮：（1）合理的結(jié)構(gòu)形式（2）安裝方式的選擇（3）相當(dāng)?shù)墓δ芤螅?）系統(tǒng)可靠性的要求2.2 PLC I/O點分配 2.2.1分析原理通過分析控制任務(wù)，如不考慮產(chǎn)量顯示，則共需要5個數(shù)字量輸入和7個數(shù)字量輸出，CPU型號可以選擇S7-200PLC的CPU224（本機上有14個數(shù)字量輸入和10個數(shù)字量輸出）。由于

29、系統(tǒng)需要顯示灌裝的灌數(shù)，產(chǎn)量上限為1600，可以使用4個帶譯碼電路的BCD數(shù)碼顯示管顯示灌裝產(chǎn)量，這樣就另外需要16點數(shù)字量輸出?？梢允褂?個數(shù)字量輸出擴展模塊EM22（DC24V）或使用一個數(shù)字量輸入/輸出混合擴展模塊EM233(DI16/DO16*DC24V)。SL1(L)、SL2(I)、SL3(H)為3個液位傳感器，液體淹沒時接通。進液閥QO.1、QO.2分別控制A液體和B液體進液，出液閥Q0.3控制混合液體出液。該系統(tǒng)所使用的輸入輸出設(shè)備的I/O分配如表2-1所示。表2-1輸入和輸出設(shè)備I/O分配表輸入輸出I1.0啟動按鈕SB1Q0.1液體A電磁閥Y1I1.1停止按鈕SB2Q0.2液體

30、B電磁閥Y2I1.2低液面?zhèn)鞲衅鱏L1Q0.3混合液電磁閥Y4I1.3中液面?zhèn)鞲衅鱏L2Q0.0攪動電動機接觸器I1.4高液面?zhèn)鞲衅鱏L32.2.2 PLC的I/O接線圖根據(jù)表2-1輸入和輸出設(shè)備及I/O點分配表畫出圖2-1 I/O主要接線圖如下: 啟動按鈕SB1、停止按鈕SB2分別由I1.0和I1.1控制。圖2-1 I/O接線圖2.3 主電路的設(shè)計根據(jù)以上所選的CJX1-9，220V型接觸器、DZ47-63系列小型斷路器、JR16B-60/3D型熱繼電器和型號為Y90S-6/0.75KW的電動機可畫出其硬件電氣原理圖如圖2-2所示。其中本次設(shè)計中的混合液體攪拌由電動機M啟動。帶有短路保護、過

31、載保護等，短路保護由FU熔斷器來實現(xiàn)保護功能，過載保護由FR熱繼電器來實現(xiàn)其保護功能。圖2-2主電路2.4 液體混合控制系統(tǒng)示意本設(shè)計為兩種液體混合攪拌控制，其元件、要求如下：1.初始狀態(tài) 開始排放混合液體閥Y4打開延時10S后自動關(guān)閉2. 啟動操作 按下啟動按鈕SB1，液體裝置開始按以下順序工作： （1）進液閥Y1打開，A液體流入容器，液位上升。 (2）當(dāng)液位上升到SL2（I）處時，進液閥Y1關(guān)閉，A液體停止流入，同時打開進液閥Y2，B液體開始流入容器。 （3）當(dāng)液位上升到SL3（H）處，進液閥Y2關(guān)閉，B液體停止流入，同時攪拌電動機開始工作。 （4）當(dāng)攪拌電機定時攪拌10S后制動停止攪拌，

32、同時Y4打開，開始放液，液位開始下降。 （5）當(dāng)液位下降到SL1（L）處時，開始計時10秒后關(guān)閉放液閥Y4，自動開始下一個循環(huán)。3.停止操作 工作中，若按下停止按鈕SB2，裝置不會立即停止，而是完成當(dāng)前工作循環(huán)后再停止。如圖2-3所示，SL1（L）、SL2（I）、SL3（H）為3個液位傳感器，液體淹沒時接通。進液閥Y1、Y2分別控制液體A和液體B進液，出液閥Y4控制混合液體出液。圖2-3 攪拌系統(tǒng)示意圖第3章 液體自動混合系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1 程序設(shè)計的一般方法 3.1.1 經(jīng)驗設(shè)計法經(jīng)驗設(shè)計法也叫湊試法。在掌握一些典型控制環(huán)節(jié)和電路設(shè)計的基礎(chǔ)上，根據(jù)被控對象對控制系統(tǒng)的具體要求，憑經(jīng)驗進行選

33、擇、組合。這種方法對于一些簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。經(jīng)驗設(shè)計法的具體步驟如下：1確定輸入/輸出電器；2確定輸入和輸出點的個數(shù)、選擇PLC機型、進行I/O分配；3做出系統(tǒng)動作工程流程圖；4選擇PLC指令并編寫程序； 5編寫其它控制要求的程序；將各個環(huán)節(jié)編寫的程序聯(lián)系起來，即得到一個滿足控制要求的程序。3.1.2 邏輯設(shè)計法工業(yè)電氣控制線路中，有很多是通過繼電器等電器元件來實現(xiàn)的。而繼電器、交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“0”和“1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計電氣控制線路是完全可以的。該方法是根據(jù)數(shù)字電子技術(shù)中的邏輯設(shè)計法進行PLC程序的設(shè)計，它

34、使用邏輯表達式描述問題。在得出邏輯表達式后，根據(jù)邏輯表達式畫出梯形圖。3.1.3 順序設(shè)計法對那些按動作的先后順序進行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計法進行編程。順序控制法規(guī)律性很強，雖然編程相當(dāng)長，但程序結(jié)構(gòu)清晰、可讀性。在用順序控制設(shè)計法編程時，功能圖是很重要的工具。功能圖能夠清楚地表現(xiàn)出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉(zhuǎn)換順序及其轉(zhuǎn)換條件。功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作組成，在使用時它有一些使用規(guī)則，具體如下：1. 步于步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開；2. 轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開；3. 轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。按照正常順序畫圖時，有向

35、線段可以不加箭頭，否則必須加箭頭。4. 一個順序功能圖中至少有一出初始步。3.2 PLC控制的相關(guān)流程圖3.2.1 控制流程圖液體自動混合的控制是比較復(fù)雜的，要滿足控制的要求，電梯在接收用戶信號的同時，還要不斷處理各種定時信號。液體混合動作的循環(huán)過程為：開閥門Y1-一關(guān)閥門Y1-開閥門Y2-關(guān)閥門Y2-攪拌一定時一放液體一定時一關(guān)閥門Y4-停止一個循環(huán)。同時在程序設(shè)計過程中應(yīng)遵循定時原則。系統(tǒng)的軟件流程圖 ，如圖3-1所示。圖3-1程序流程圖3.3 可編程控制器梯形圖標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點1. 它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和

36、一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。2. 梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點或內(nèi)部寄存器、計數(shù)器等的狀態(tài)。3. 梯形圖中的接點可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。4. 內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。5. PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。根據(jù)圖3-1流程圖，分析畫出梯形圖如3-2所示。圖3-2梯形圖梯形圖分析：1.初始狀態(tài) 當(dāng)裝置投入運行時，進

37、液閥QO.1、QO.2關(guān)閉，出液閥QO.3 打開10秒將容器中的殘存液體放空后關(guān)閉。2.啟動操作 按下啟動按鈕SB1，液體裝置開始按以下順序工作：（1） 進液閥QO.1打開，A液體流入容器，液位上升。（2） 當(dāng)液位上升到SL2（I）處時，進液閥QO.1關(guān)閉，A液體停止流入，同時打開進液閥QO.2，B液體開始流入容器。（3） 當(dāng)液位上升到SL3（H）處，進液閥QO.2關(guān)閉，B液體停止流入，同時攪拌電動機開始工作。（4） 當(dāng)攪拌電機定時攪拌10S后制動停止攪拌，同時QO.3打開，開始放液，液位開始下降。（5） 當(dāng)液位不能下降到SL1（L）處時，開始計時10秒后關(guān)閉放液閥QO.3，自動開始下一個循環(huán)

38、。3.停止操作 工作中，若按下停止按鈕SB2，待整個循環(huán)進行到結(jié)束，即待灌內(nèi)液體排完，切斷Y4，不再接通Y1，停止Y1，停止工作。第4章 組態(tài)設(shè)計4.1 組態(tài)王軟件系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用了北京亞控公司的kongview65組態(tài)王軟件，組態(tài)王是北京亞控科技發(fā)展有限公司開發(fā)的一個集成人機界面（HMI）系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng)的工業(yè)上位監(jiān)控軟件，可直接插入第三方ActiveX控件，允許Visual Basic、Visual C+直接訪問組態(tài)王等。利用它來設(shè)計電梯監(jiān)控系統(tǒng)主要步驟有：設(shè)備配置，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫變量，圖形界面的設(shè)計，建立動態(tài)連接，運行調(diào)試等。組態(tài)王是運行于Microsoft windows 982000

39、xp中文平臺的中文界面的人機界面軟件，采用了多線程、COM 組件等新技術(shù)，實現(xiàn)了實時多任務(wù)，軟件運行可靠。Touch View 是“組態(tài)王65”軟件的實時運行環(huán)境，它從設(shè)備中采集數(shù)據(jù)，并存于實時數(shù)據(jù)庫中，還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化以動畫的形式形象地表示出來，同時可以完成變量報警、操作記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并按實際需求記錄在歷史數(shù)據(jù)庫中。趨勢曲線、工程記錄、安全防范等重要功能都有簡潔的操作方法。4.2 組態(tài)王相關(guān)操作首先創(chuàng)建工程路徑，啟動“組態(tài)王”工程管理器（ProjManager），選擇菜單“文件新建工程”或單擊“新建”按鈕。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)еυ捒颉?。在工程路徑文本框中?/p>

40、入一個有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對話框中選擇一個有效的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)е龑υ捒颉薄?1設(shè)計圖形界面（定義畫面）第一步：定義新畫面。進入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“文件畫面”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)。在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如“Test”，其它屬性目前不用更改，（關(guān)于其它屬性的設(shè)置請參見“第四章 組態(tài)王開發(fā)環(huán)境工程瀏覽器”）。點擊“確定”按鈕進入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。第二步：在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中從“工具箱”中分別選擇“矩形”和“文本”圖標(biāo)，繪制一個矩形對象和一個文本對象如4-1圖示。圖4-1

41、新畫面對話框2定義設(shè)備繼續(xù)上節(jié)的工程。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“設(shè)備COM1”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，運行“設(shè)備配置向?qū)А薄?選擇“仿真PLC”的“串行”項，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А睘橥獠吭O(shè)備取一個名稱，輸入PLC，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?。圖4-2 配置向?qū)υ捒驗樵O(shè)備選擇連接串口，假設(shè)為COM1，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А保顚懺O(shè)備地址，假設(shè)為1，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А痹O(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù)(一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可)，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?，請檢查各項設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。 設(shè)備定義

42、完成后，可以在工程瀏覽器的右側(cè)看到新建的外部設(shè)備“PLC”。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把IO變量連結(jié)到這臺設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。圖4-3 配置向?qū)υ捒?3構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（定義變量）繼續(xù)上節(jié)的工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對話框在“變量名”處輸入變量名，如：a；在“變量類型”處選擇變量類型如：內(nèi)存實數(shù)，其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。下面繼續(xù)定義一個IO變量，在“變量名”處輸入變量名，如：b；在“變量類型”處選擇變量類型如：IO整數(shù)；在“連接設(shè)備”中選擇先前定義好的IO設(shè)備：PLC；在“數(shù)據(jù)類型”中

43、定義為：bit類型。其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。 4建立動畫連接打開主界面，雙擊“開始”按鈕，出現(xiàn)動畫連接畫面。在按下時左邊打溝，點擊“確定”，出現(xiàn)命令語言輸入窗口，在該窗口中輸入相應(yīng)的命令，再點擊“確定”，就完成了“開始”按鈕的動畫連接設(shè)置。這樣，點擊“開始”后，系統(tǒng)就開始運行，此按鈕就相當(dāng)于PLC 硬件圖中的綠色啟動開關(guān)?！巴Ｖ埂卑粹o的動畫連接設(shè)置類似打開主界面，雙擊目前溫度值下面的框，出現(xiàn)動畫連接畫面。在模擬值輸出左邊打鉤，出現(xiàn)模擬值輸出連接畫面。點擊表達式框右邊的問號，選擇變量“當(dāng)前液位”。輸出格式中設(shè)置整數(shù)位數(shù)為2，小數(shù)位數(shù)為1，顯示格式設(shè)置為十進制，最后點擊“確定”。這

44、樣，變量“當(dāng)前液位”的動畫連接設(shè)置就完成了。打開主界面，雙擊“設(shè)定畫面”按鈕，出現(xiàn)動畫連接畫面。在按下時左邊打溝，點擊“確定”，出現(xiàn)命令語言輸入窗口，在該窗口中輸入相應(yīng)的命令，再點擊“確定”，就完成了“設(shè)定畫面”按鈕的動畫連接設(shè)置。運行時，點擊主界面中的“設(shè)定畫面”就可以進入設(shè)定畫面了。其他按鈕的動畫連接方法和“開始”按鈕類似，只是輸入的命令稍有不同。到這里，整個人機界面，HMI，就完成了。 5運行和調(diào)試組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來，進入到運行和調(diào)試階段。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中選擇“文件切換到 View”菜單命令，進入組態(tài)王運行系統(tǒng)。在運行系統(tǒng)中選擇“畫面打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“Test

45、”畫面。顯示出組態(tài)王運行系統(tǒng)畫面，即可看到矩形框和文本在動態(tài)變化。圖4-4 組態(tài)模擬圖第5章 系統(tǒng)調(diào)試5.1系統(tǒng)模擬調(diào)試 根據(jù)所設(shè)計的關(guān)于攪拌控制的梯形圖，選用PLC的S7_200的仿真軟件進行仿真。具體步驟如下：1首先把仿真軟件的CPU更改為CPU226（點CONFIGURACIONTIPO DE CPU，然后點Accepter）2導(dǎo)入梯形圖3點擊運行4進行調(diào)試觀察仿真軟件上的燈是否按照程序要求依次點亮，延時是否準(zhǔn)確。是就說明程序正確，不是就說明程序還存在問題。5.2系統(tǒng)聯(lián)機調(diào)試PLC與上位計算機的通訊可以利用高級語言編程來實現(xiàn)，但是用戶必須熟悉互連的PLC及PLC網(wǎng)絡(luò)采用的通信協(xié)議，嚴(yán)格的

46、按照通信協(xié)議規(guī)定為計算機編寫通信程序，其對用戶要求較高，而采用工控組態(tài)軟件實現(xiàn)PLC與上位計算機之間的通訊，則相對簡單，因為工控組態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)動程序，西門子公司的S7系列PLC與工控組態(tài)軟件、組態(tài)王之間可進行連接實現(xiàn)PLC與上位計算機之間的通訊。下面介紹組態(tài)王6.5與S7-200 PLC 之間通訊的實現(xiàn)步驟。PPI協(xié)議是S7-200 CPU默認(rèn)的通信方式，它通過S7-200 CPU自身的端口（Port 0或Port 1）即可完成。 1設(shè)備連接利用PLC與計算機專用的PC/PPI電纜，將PLC通過編程口與上位計算機串口（口）連接，進行串行通訊。串行通訊方式使用“組態(tài)王計算

47、機”的串口，I/O設(shè)備通過PC/PPI通訊電纜連接到“組態(tài)王計算機”的串口。 2通訊設(shè)備參數(shù)設(shè)置在組態(tài)王工程瀏覽器的工程目錄顯示區(qū)，點擊“設(shè)備”大綱項下PLC與上位計算機所連串口（口），進行參數(shù)設(shè)置。S7-200系列PLC編程口的通訊口參數(shù)設(shè)置：在組態(tài)王瀏覽器目錄內(nèi)容顯示區(qū)內(nèi)雙擊所設(shè)口對應(yīng)的“新建”圖標(biāo)，會彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂υ捒?。在此對話框中完成與組態(tài)王通訊的設(shè)備的設(shè)置。利用設(shè)備配置向?qū)Ь涂梢酝瓿纱型ㄓ嵎绞降腎/O設(shè)備安裝，安裝過程簡單、方便。在配置過程中，用戶需選擇I/O設(shè)備的生產(chǎn)廠家、設(shè)備型號、連接方式，為設(shè)備指定一個邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址。 3構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王”軟件的核

48、心部分，在工程管理器中，選擇“數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“新建圖標(biāo)”，彈出“變量屬性”對話框，創(chuàng)建仿真電梯各個變量數(shù)據(jù)，這些變量與PLC內(nèi)部變量一一對應(yīng)，PLC的輸入輸出完全由組態(tài)王內(nèi)部變量代替。這樣，PLC的實際輸入輸出狀態(tài)都反映在組態(tài)監(jiān)控界面上，借助PLC的CPU通信功能，系統(tǒng)的運行就可以實現(xiàn)真正的仿真。 4設(shè)計圖形界面并建立動畫連接在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建液體自動混合的控制示意圖，建立各個按鈕及位圖，并將各個控制按鈕、指示燈及位圖與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，對相關(guān)單元進行動畫連接。 5系統(tǒng)運行啟動組態(tài)王運行系統(tǒng)TOUCHVIEW，運行液體自動混合的控制系統(tǒng)。將PLC開關(guān)指向“RUN”狀態(tài)，按照控制的

49、要求，觀察運行狀態(tài)，記錄運行結(jié)果。實驗結(jié)果表明，系統(tǒng)運行正常，動畫效果良好。本次設(shè)計的梯形圖運行狀態(tài)監(jiān)控調(diào)試圖如圖5-1和圖5-2所示。圖5-1 梯形圖的運行監(jiān)控調(diào)試圖圖5-2 梯形圖的運行監(jiān)控調(diào)試圖第6章 系統(tǒng)常見故障分析及維護 為了延長PLC控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計和生產(chǎn)使用中要對該系統(tǒng)的設(shè)備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點有比較準(zhǔn)確的估計，也就是說，要知道整個系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對PLC過程控6.1 系統(tǒng)常見故障分析及維護系統(tǒng)故障一般指整個生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為PLC故障和現(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備兩部分。PLC系統(tǒng)包括中央處理器、主機箱、擴展機箱、I/O模塊及相

50、關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場生產(chǎn)控制設(shè)備包括I/O端口和現(xiàn)場控制檢測設(shè)備，如繼電器、接觸器、閥門、電動機等。6.2 系統(tǒng)故障分析及處理6.2.1 PLC主機系統(tǒng)故障分析及處理PLC主機系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作，散熱中，電壓和電流的波動沖擊是不可能避免的。系統(tǒng)總線的損壞主要由于現(xiàn)在PLC多為插件結(jié)構(gòu)，長期使用插拔模塊會造成局部印刷板或底板、接插件接口等處地總線很壞，在空氣溫度變化，濕度變化的影響下，總線的塑料老化、接觸點的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。所以在系統(tǒng)設(shè)計和處理系統(tǒng)故障的時候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對設(shè)備的破壞。目前PLC的主存儲器大多采用可擦寫ROM

51、，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、CPU模塊工藝水平有關(guān)。而PLC的中央處理器目前都才用高性能的處理芯片，故障率已經(jīng)大大下降。對于PLC主機系統(tǒng)的故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使PLC的外部環(huán)境符合其安裝運行要求；同時在系統(tǒng)維修是，嚴(yán)格按照操作進行操作，謹(jǐn)防認(rèn)為的對主機系統(tǒng)造成損害。6.2.2 PLC的I/O端口系統(tǒng)故障分析及處理PLC最大的薄弱環(huán)節(jié)在I/O端口。PLC的技術(shù)優(yōu)勢在于其I/O端口，在主機系統(tǒng)的技術(shù)水平相差無幾的情況下，I/O模塊式體現(xiàn)PLC性能的關(guān)鍵部件，因此它也是PLC損壞中的突出環(huán)節(jié)。要減少I/O模塊的故障就要減

52、少外部各種干擾對其影響，首先要按照其使用的要求進行使用。不可隨意減少其外部保護設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對主要干擾源要進行隔離或處理。6.2.3 現(xiàn)場控制設(shè)備故障分析及處理在整個過程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的地點在現(xiàn)場，現(xiàn)場中最容易出故障的有以下幾個方面： 1. 第1類故障點是在繼電器、接觸器。PLC控制系統(tǒng)的日常維護中，電氣備件消耗量最大的為各類繼電器或空氣開關(guān)。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。所以減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對系統(tǒng)運行的影響。 2. 第2類故障多發(fā)生在閥門等設(shè)備上。因為這類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位們利用電動執(zhí)行機構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會產(chǎn)生誤差或故障。長期使用缺乏維護，機械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運行時要加強對此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。3. 第3類故障點是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號的不正常。這類設(shè)備安裝時信號線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動力電纜分開敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在PLC內(nèi)部進行軟件濾波。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常的巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時處理。6.3 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護由于