PLC課程設(shè)計(jì)報(bào)告兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、plc技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)校：中南民族大學(xué)學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院專(zhuān)業(yè): 10級(jí)自動(dòng)化學(xué)號(hào)：10064085姓名: 覃懷玉指導(dǎo)： 樊金榮 陳勉 2013.5.22目 錄 引言31 課題要求.3 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).32.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理 .6 2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表 2.3 系統(tǒng)接線(xiàn)圖設(shè)計(jì) 2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3.1 控制過(guò)程工藝流程圖設(shè)計(jì) 3.2 控制程序順序功能圖設(shè)計(jì) 3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路 3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容 4 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 9 4.1 選用界面介紹 4.2 畫(huà)面制作與設(shè)計(jì) 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析.10 5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題 5.2

2、結(jié)果分析 結(jié)束語(yǔ).10參考文獻(xiàn).10附錄.10引言多種液體自動(dòng)混合是工業(yè)中經(jīng)常遇到的一個(gè)工藝流程。它一般要求多種液體在不同時(shí)刻向容器中注入不同的量。液體向容器中注入的量可以采用傳感器進(jìn)行檢測(cè)，然后通過(guò)電磁閥控制繼續(xù)加入液體與否。即當(dāng)某種液體向容器中注入，達(dá)到傳感器所在位置時(shí)停止注入該液體，然后注入另一種液體。上述過(guò)程的控制如果采用傳統(tǒng)的手動(dòng)控制液體流量的話(huà)，是很可能會(huì)產(chǎn)生誤差的，其誤差會(huì)導(dǎo)致整個(gè)混合的報(bào)廢。這在工業(yè)生產(chǎn)中肯定是不允許的，同時(shí)手動(dòng)操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，很難達(dá)到高效率生產(chǎn)。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。它不僅以良好的性能特點(diǎn)滿(mǎn)足了工業(yè)生產(chǎn)控制的

3、廣泛需要，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)融為一體，使得其功能日趨完善。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。此外，應(yīng)用plc技術(shù)實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作，可以簡(jiǎn)化控制線(xiàn)路，節(jié)省成本，提高生產(chǎn)率。在工業(yè)生產(chǎn)中多種液體混合是工業(yè)中常通到的一個(gè)工藝流程，在此，將對(duì)兩種液體的混合實(shí)際案例行分析，以充分的說(shuō)明了plc控制技術(shù)的重要性，以及多處優(yōu)點(diǎn)。1.課題要求課題目的本課題的目的是完成兩種液體混合裝置控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，調(diào)試 ，模擬和運(yùn)行，切實(shí)提高plc運(yùn)用技能，加強(qiáng)plc知識(shí)的理解與掌握。 設(shè)計(jì)內(nèi)容有兩種液體 a、b

4、 需要在容器中混合成液體 c 待用，初始時(shí)容器是空的，所有輸出均失效。按下啟動(dòng)信號(hào)，閥門(mén) x1 打開(kāi)，注入液體 a；到達(dá) i 時(shí)，x1 關(guān)閉，閥門(mén) x2 打開(kāi)，注入液體 b；到達(dá) h 時(shí)，x2 關(guān)閉，打開(kāi)加熱器 r；當(dāng)溫度傳感器達(dá)到 60時(shí)，關(guān)閉 r，打開(kāi)閥門(mén) x3，釋放液體 c；當(dāng)最低位液位傳感器 l=0 時(shí)，關(guān)閉 x3 進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。按下停車(chē)按鈕,要求停在初始狀態(tài)。 啟動(dòng)信號(hào) x0，停車(chē)信號(hào) x1，h（x2），i（x3），l（x4），溫度傳感器 x5，閥門(mén) x1（y0），閥門(mén) x2（y1），加熱器 r（y2），閥門(mén) x3（y3）。 圖 25 液體混合裝置示意圖 課題任務(wù)與要求1）確定輸入

5、/輸出設(shè)備； 2）plc i/o 點(diǎn)分配，并繪制 i/o 接線(xiàn)圖以及其它外部硬件圖； 3）繪制系統(tǒng)功能表圖；設(shè)計(jì)梯形圖和人機(jī)界面并調(diào)試運(yùn)行并模擬調(diào)試； 4）整理技術(shù)資料，編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)硬件采用中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院自動(dòng)化plc實(shí)驗(yàn)室提供的歐姆龍cj1mplc,及相應(yīng)的電氣控制柜。用按鈕模擬傳感器和啟動(dòng)停止信號(hào)，用位燈模擬閥門(mén)和加熱器。設(shè)計(jì)的流程為：分析設(shè)計(jì)要求作出i/o表畫(huà)出順序功能圖畫(huà)出外部接線(xiàn)圖設(shè)計(jì)t形圖設(shè)計(jì)pt界面ptplc模擬調(diào)試組態(tài)王界面設(shè)計(jì)完成組態(tài)王和plc的綜合調(diào)試檢查驗(yàn)收。2.1 系統(tǒng)硬件配置及組成原理本課題采用的plc的cpu為cj1m-cpu22，

6、最大i/o點(diǎn)數(shù)320,10k程序容量，不可擴(kuò)展機(jī)架。plc的組成為:本實(shí)驗(yàn)采用的cj1mplc的組成為： 2.2 系統(tǒng)變量定義及分配表 分配地址符號(hào)說(shuō)明輸入0.00x1停車(chē)信號(hào)0.01x0啟動(dòng)信號(hào)0.02x2h液位傳感器0.03x3i液位傳感器0.04x4l液位傳感器0.05x5溫度傳感器輸出1.00y0閥門(mén)x11.01y1閥門(mén)x21.02y2加熱器r1.03y3閥門(mén)x3 2.3 系統(tǒng)接線(xiàn)圖設(shè)計(jì) 24vdcx0x2x3x4x5y1y2y3y0220vacplc2.4 系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì) 由于液體混合的實(shí)際要求，在工序完成的過(guò)程中是不允許中斷的，因此在設(shè)計(jì)控制程序的時(shí)候考慮到了加工中途按下停止按鈕的

7、情況，通過(guò)軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了即使在加工中途按下停止按鈕也要等到整個(gè)工序完成才能停止。3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.1 控制過(guò)程工藝流程圖設(shè)計(jì)開(kāi)始無(wú)按啟動(dòng)開(kāi)x1到達(dá)i關(guān)x1開(kāi)x2到達(dá)h關(guān)x2加熱停止信號(hào)打開(kāi)x1達(dá)到溫度關(guān)r開(kāi)x3到達(dá)l關(guān)x2結(jié)束有3.2 控制程序順序功能圖設(shè)計(jì)a200.11w1.00w0.01y0x3w0.02y1x2w0.03y2x5w0.04y3x4w0.00 3.3 控制程序設(shè)計(jì)思路 根據(jù)順序功能圖分析，此程序是一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)結(jié)構(gòu)，故采用先進(jìn)的步進(jìn)指令進(jìn)行編程相當(dāng)方便，只需按流程圖一步一步翻譯出來(lái)即可。 3.4 創(chuàng)新設(shè)計(jì)內(nèi)容 考慮到系統(tǒng)停機(jī)必須停在初始狀態(tài)的特殊要求，本程序采用了步進(jìn)指

8、令和通用指令混合使用，簡(jiǎn)單快捷的實(shí)現(xiàn)了控制要求，具體內(nèi)容參見(jiàn)程序附錄。4 人機(jī)界面設(shè)計(jì) 4.1 選用界面介紹組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。組態(tài)王kingview6.55是亞控科技根據(jù)當(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，面向低端自動(dòng)化市場(chǎng)及應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開(kāi)發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，集成了對(duì)亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（kinghistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)，使企業(yè)能夠及時(shí)有效地獲取信息，及時(shí)地做出反應(yīng)，以獲

9、得最優(yōu)化的結(jié)果。組態(tài)王保持了其早期版本功能強(qiáng)大、運(yùn)行穩(wěn)定且使用方便的特點(diǎn)，并根據(jù)國(guó)內(nèi)眾多用戶(hù)的反饋及意見(jiàn)，對(duì)一些功能進(jìn)行了完善和擴(kuò)充。組態(tài)王kingview6.55提供了豐富的、簡(jiǎn)捷易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫(kù)精靈，同時(shí)也為用戶(hù)創(chuàng)建圖庫(kù)精靈提供了簡(jiǎn)單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史曲線(xiàn)、報(bào)表及web發(fā)布功能進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn)，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。組態(tài)王在保留了原報(bào)表所有功能的基礎(chǔ)上新增了報(bào)表向?qū)Чδ?，能夠以組態(tài)王的歷史庫(kù)或kinghistorian為數(shù)據(jù)源，快速建立所需的班報(bào)表、日?qǐng)?bào)表、周報(bào)表、月報(bào)表、季報(bào)表和年報(bào)表。此外，還可以實(shí)現(xiàn)值的行列統(tǒng)計(jì)功能。組態(tài)王在web發(fā)

10、布方面取得新的突破，全新版的web發(fā)布可以實(shí)現(xiàn)畫(huà)面發(fā)布，數(shù)據(jù)發(fā)布和ocx控件發(fā)布，同時(shí)保留了組態(tài)王web的所有功能：ie瀏覽客戶(hù)端可以獲得與組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)相同的監(jiān)控畫(huà)面，ie客戶(hù)端與web服務(wù)器保持高效的數(shù)據(jù)同步，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)您可以在任何地方獲得與web服務(wù)器上相同的畫(huà)面和數(shù)據(jù)顯示、報(bào)表顯示、報(bào)警顯示等，同時(shí)可以方便快捷的向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)布控制命令，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制的功能。組態(tài)王集成了對(duì)kinghistorian的支持，且支持?jǐn)?shù)據(jù)同時(shí)存儲(chǔ)到組態(tài)王歷史庫(kù)和工業(yè)庫(kù)，極大地提高了組態(tài)王的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，能夠更好地滿(mǎn)足大點(diǎn)數(shù)用戶(hù)對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)速度的要求。kinghistorian是亞控新近推出的獨(dú)立開(kāi)發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)

11、庫(kù)。具有單個(gè)服務(wù)器支持高達(dá)100萬(wàn)點(diǎn)、256個(gè)并發(fā)客戶(hù)同時(shí)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)、每秒檢索單個(gè)變量超過(guò)20,000 條記錄的強(qiáng)大功能。能夠更好地滿(mǎn)足高端客戶(hù)對(duì)存儲(chǔ)速度和存儲(chǔ)容量的要求，完全滿(mǎn)足了客戶(hù)實(shí)時(shí)查看和檢索歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的要求。 4.2 畫(huà)面制作與設(shè)計(jì)打開(kāi)組態(tài)王程序，新建一個(gè)工程，選擇com1口，完成對(duì)其配置，繪制畫(huà)面，設(shè)置數(shù)據(jù)字典，然后在畫(huà)面中設(shè)置好各參數(shù)，最后的系統(tǒng)畫(huà)面如下： 5 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 5.1 系統(tǒng)調(diào)試及解決的問(wèn)題 系統(tǒng)的調(diào)試遇到了不少問(wèn)題，但最后都一一解決了，問(wèn)題的解決歸功于自己的努力探索和同學(xué)們的幫助。首先遇到的問(wèn)題就是pc不能與plc電氣控制柜通信，后來(lái)發(fā)現(xiàn)時(shí)cpu型號(hào)選擇

12、不正確。正常連接之后，調(diào)試時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行組態(tài)王后，按下啟動(dòng)按鈕，無(wú)論是電氣控制柜還是組態(tài)王界面上的內(nèi)部燈都沒(méi)有反應(yīng)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)時(shí)程序沒(méi)有傳送到plc，完成程序傳送之后，再次點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，plc控制柜上的燈正常點(diǎn)亮，但是發(fā)現(xiàn)內(nèi)部燈沒(méi)有反應(yīng)，后發(fā)現(xiàn)時(shí)內(nèi)部燈的畫(huà)面屬性中的鏈接函數(shù)不正確，更正后再次調(diào)試，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象正常。 5.2 結(jié)果分析在組態(tài)王控制界面，按下啟動(dòng)按鈕，y0點(diǎn)亮，按下x3，y1點(diǎn)亮，按下x2，y2點(diǎn)亮，按下x5，y3點(diǎn)亮，當(dāng)按下x4時(shí)，y0重新點(diǎn)亮，此時(shí)按下停止按鈕，繼續(xù)重復(fù)上述步驟，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象一樣，當(dāng)再次按下x4時(shí)，所有的燈都為熄滅狀態(tài)，系統(tǒng)停止。根據(jù)此現(xiàn)象分析，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行正常，出色的完成了課題要求。結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)兩整天全身心的設(shè)計(jì)與研究，本次課程設(shè)計(jì)終于圓滿(mǎn)完成了。通過(guò)本次的課程