PLC水塔水位控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告,(2)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯PLC水塔水位控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告,(2) 中國(guó)礦業(yè)高校機(jī)電學(xué)院 機(jī)電綜合試驗(yàn)中心試驗(yàn)報(bào)告 課程名稱(chēng) 機(jī)電綜合試驗(yàn) 試驗(yàn)名稱(chēng) 水塔水位掌握模擬系統(tǒng) 試驗(yàn)日期 2021、11、20 試驗(yàn)成果 指導(dǎo)老師 第一章 緒論 1、1 試驗(yàn)?zāi)康?學(xué)會(huì)使用組態(tài)軟件(推舉選用組態(tài)王軟件)與PLC(推舉選用SIMEINS S7-200)掌握系統(tǒng)連接,采納下位機(jī)執(zhí)行,上位機(jī)監(jiān)視掌握的方法,構(gòu)建完成水塔水位自動(dòng)掌握系統(tǒng)。 1、2 試驗(yàn)要求 (1)本試驗(yàn)參考資料及有關(guān)圖樣,了解一般掌握裝置的設(shè)計(jì)原則、方法與步驟。 (2)調(diào)研當(dāng)今電氣掌握領(lǐng)域的新技術(shù)、新產(chǎn)品、新動(dòng)向,用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程,使設(shè)計(jì)成

2、果具有先進(jìn)與制造性。 (3)仔細(xì)試驗(yàn)要求,分析并進(jìn)行流程分析,畫(huà)出流程圖。 (4)應(yīng)用 PLC 設(shè)計(jì)掌握裝置的掌握程序。 (5)設(shè)計(jì)電氣掌握裝置的照明、指示及報(bào)警等幫助電路。 (6)繪制正式圖樣,要求用計(jì)算機(jī)繪圖軟件繪制電氣掌握電路圖,用 STEP 7-Micro/Win32 編程軟件編寫(xiě)梯形圖。 1、3 試驗(yàn)內(nèi)容 (1)當(dāng)水池水位低于水池低水位界(S4 為 ON 表示),閥 Y 打開(kāi)進(jìn)水(Y 為 ON)定時(shí)器開(kāi)頭定時(shí); (2)閥 Y 打開(kāi) 4 秒后,假如 S4 還不為 OFF,那么閥 Y 指示燈閃耀,表示閥 Y 沒(méi)有進(jìn)水,消失故障; (3)S3 為 ON 后,閥 Y 關(guān)閉(Y 為 OFF)。

3、當(dāng) S4 為 OFF 時(shí),且水塔水位低于水塔低水位界時(shí) S2 為 ON,電機(jī) M 運(yùn)轉(zhuǎn)抽水。當(dāng)水塔水位高于水塔高水位界時(shí)電機(jī) M停止。 1、4 課程設(shè)計(jì)器材: (1)TKPLC-1 型試驗(yàn)裝置一臺(tái) (2)安裝了 STEP7-Micro/WIN32 編程軟件與組態(tài)軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)。 (3)PC/PPI 編程電纜一根。 (4)連接導(dǎo)線(xiàn)若干。 1、5 PLC 的介紹 可編程規(guī)律掌握器(Programmable Logic Controller,PLC),它采納一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序,執(zhí)行規(guī)律運(yùn)算、挨次掌握、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)用戶(hù)的指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出掌握各種類(lèi)型

4、的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 1、5、1 基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)就是一種專(zhuān)用于工業(yè)掌握的計(jì)算機(jī),其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同,如圖所示: 1、5、2 PLC 的特點(diǎn) (1)系統(tǒng)構(gòu)成敏捷,擴(kuò)展簡(jiǎn)單,以開(kāi)關(guān)量掌握為其特長(zhǎng);也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的 PID回路掌握;并能與上位機(jī)構(gòu)成簡(jiǎn)單的掌握系統(tǒng),如 DDC 與 DCS 等,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。 (2)使用便利,編程簡(jiǎn)潔,采納簡(jiǎn)明的梯形圖、規(guī)律圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言,而無(wú)需計(jì)算機(jī)學(xué)問(wèn),因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試簡(jiǎn)單。另外,可在線(xiàn)修改程序,轉(zhuǎn)變掌握方案而不拆動(dòng)硬件。 (3)能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境,抗干擾力量強(qiáng),牢靠性強(qiáng),遠(yuǎn)高于其她各種機(jī)型 (4)豐富的 I

5、/O 接口模塊,采納模塊化結(jié)構(gòu),編程簡(jiǎn)潔易學(xué),安裝簡(jiǎn)潔,修理便利 1、6 組態(tài)王軟件的介紹 1、6、1 概述: 組態(tài)王軟件加密鎖分為開(kāi)發(fā)版、運(yùn)行版、NetView、Internet 版與演示版。我們使用的就是演示版,它支持 64 點(diǎn),內(nèi)置編程語(yǔ)言,開(kāi)發(fā)系統(tǒng)在線(xiàn)運(yùn)行 2 小時(shí),支持運(yùn)行環(huán)境在線(xiàn)運(yùn)行 8 小時(shí),可選用通訊驅(qū)動(dòng)程序。 1、6、2 特點(diǎn) 它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為掌握層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接掌握層,對(duì)上連接管理層,它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與掌握,且在自動(dòng)掌握系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用。尤

6、其考慮三方面問(wèn)題:畫(huà)面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫(huà)。通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析,采納組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者供應(yīng)了可視化監(jiān)控畫(huà)面,有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且,它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能,便利地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面,并以動(dòng)畫(huà)方式顯示掌握設(shè)備的狀態(tài),具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線(xiàn)等,可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序與敏捷的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 1、6、3 所繪界面如下 說(shuō)明:正常狀態(tài)電磁閥及泵關(guān)閉,顯示紅色,S1、S2、S3、S4 為綠色。當(dāng)?shù)陀?S2、S4 或高于 S1、S3 指示燈由綠色變?yōu)榧t色,閥 Y 打開(kāi)變?yōu)榫G色。當(dāng) 4S 后,S4 仍為紅色,閥

7、Y 閃耀,表示故障。當(dāng)泵 M 打開(kāi)時(shí),由紅色變?yōu)榫G色。 其次章 水塔水位掌握系統(tǒng) PLC 硬件設(shè)計(jì) 2、1 水塔水位掌握的試驗(yàn)面板圖: 水塔水位掌握面板 說(shuō)明:面板中 S1 表示水塔的水位上限,S2 表示水塔水位下限,S3 表示水池水位上限,S4 表示水池水位下限,M1 為抽水電機(jī),Y 為水閥。 2、2 列出 PLC 的 I/O 安排表: 面板 S1 S2 S3 S4 M1 Y PLC I0、0 I0、1 I0、2 I0、3 Q0、0 Q0、1 第三章水塔水位掌握系統(tǒng) PLC 軟件設(shè)計(jì) 3、1 流程圖 依據(jù)設(shè)計(jì)要求掌握流程圖如下 3、2 梯形圖設(shè)計(jì): 梯形圖編程語(yǔ)言就是一種圖形化編程語(yǔ)言,它沿

8、用了傳統(tǒng)的繼電接觸器掌握中的觸點(diǎn)、線(xiàn)圈、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)與圖形符號(hào),與傳統(tǒng)的繼電器掌握原理電路圖特別相像,但又加入了很多功能強(qiáng)而又使用敏捷的指令,它比較直觀、形象,對(duì)于那些熟識(shí)繼電器一接觸器掌握系統(tǒng)的人來(lái)說(shuō),易被接受。繼電器梯形圖多半適用于 比較簡(jiǎn)潔的掌握功能的編程,絕大多數(shù)PLC用戶(hù)都首選使用梯形圖編程。 指令就是用英文名稱(chēng)的縮寫(xiě)字母來(lái)表達(dá)PLC的各種功能的助記符號(hào),類(lèi)似于計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言。由指令構(gòu)成的能夠完成掌握任務(wù)的指令組合就就是指令表,每一條指令一般由指令助記符與作用器件編號(hào)組成,比較抽象,通常都先用其它方式表達(dá),然后改寫(xiě)成相應(yīng)的語(yǔ)句表,編程設(shè)備簡(jiǎn)潔價(jià)廉。 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語(yǔ)言(SFC)類(lèi)似于計(jì)算

9、機(jī)常用的程序框圖,但有它自己的規(guī)章,描述掌握過(guò)程比較具體詳細(xì),包括每一框前的輸入信號(hào),框內(nèi)的推斷與工作內(nèi)容,框后的輸出狀態(tài)。這種方式簡(jiǎn)單構(gòu)思,就是一種常用的程序表達(dá)方式。 高級(jí)語(yǔ)言類(lèi)似于BACIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言等,它們?cè)谀承S(chǎng)家的PLC中應(yīng)用。 通常微、小型PLC主要采納繼電器梯形圖編程,其編程的一般規(guī)章有: 1)梯形圖按自上而下、從左到右的挨次排列。每一個(gè)規(guī)律行起始于左母線(xiàn)然后就是觸點(diǎn)的各種連接,最終就是線(xiàn)圈或線(xiàn)圈與右母線(xiàn)相連,整個(gè)圖形呈階梯形。梯形圖所使用的元件編號(hào)地址必需在所使用PLC的有效范圍內(nèi)。 2)梯形圖就是PLC形象化的編程方式,其左右兩側(cè)母線(xiàn)并不接任何電源,因而圖中各支路也沒(méi)有真

10、實(shí)的電流流過(guò)。但為了讀圖便利,常用"有電流'、"得電'等來(lái)形象地描述用戶(hù)程序解算中滿(mǎn)意輸出線(xiàn)圈的動(dòng)作條件,它僅僅就是概念上虛擬的"電流',而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流:層次的轉(zhuǎn)變也只能自上而下。 3)梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上就是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器,相應(yīng)某位觸發(fā)器為"l態(tài)',表示該繼電器線(xiàn)圈通電,其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合,動(dòng)斷觸點(diǎn)打開(kāi),反之為"o態(tài)'。梯形圖中繼電器的線(xiàn)圈又就是廣義的,除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器線(xiàn)圈外,還包括定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、移位寄存器、狀態(tài)器等的線(xiàn)圈以及各種比較、運(yùn)算的結(jié)果。 4)梯形圖中信息流程

11、從左到右,繼電器線(xiàn)圈應(yīng)與右母線(xiàn)直接相連,線(xiàn)圈的右邊不能有觸點(diǎn),而左邊必需有觸點(diǎn)。 5)繼電器線(xiàn)圈在一個(gè)程序中不能重復(fù)使用:而繼電器的觸點(diǎn),編程中可以重復(fù)使用,且使用次數(shù)不受限制。 6)PLC在解算用戶(hù)規(guī)律時(shí),就是根據(jù)梯形圖由上而下、從左到右的先后挨次逐步進(jìn)行的,即按掃描方式挨次執(zhí)行程序,不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作,這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí),可以削減很多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路,從而使電路設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化。所以,由梯形圖編寫(xiě)指令程序時(shí),應(yīng)遵循自上而下、從左到右的挨次,梯形圖中的每個(gè)符號(hào)對(duì)應(yīng)于一條指令,一條指令為一個(gè)步序。 當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí),用戶(hù)程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行,但CPU就是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的,它

12、只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。這種分時(shí)操作的過(guò)程稱(chēng)為CPU對(duì)程序的掃描。掃描從0000號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶(hù)程序開(kāi)頭,在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)掌握的狀況下,按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增挨次逐條掃描用戶(hù)程序,也就就是挨次逐條執(zhí)行用戶(hù)程序,直到程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個(gè)掃描周期,然后再?gòu)念^開(kāi)頭掃描,并周而復(fù)始。 在本試驗(yàn)中,梯形圖如下 第四章 試驗(yàn)心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)這次試驗(yàn)設(shè)計(jì),對(duì)西門(mén)子 PLC 有了進(jìn)一步了解。在理論與實(shí)際的結(jié)合中,對(duì)書(shū)本的學(xué)問(wèn)有了更加深化的熟悉。 這次的試驗(yàn)實(shí)踐,讓我更嫻熟的把握了PLC軟件的簡(jiǎn)潔編程方法,對(duì)于PLC的工作原理與使用方法也有了更深刻的理解。在理論的運(yùn)用中,也提高了我們的工程素養(yǎng)。剛開(kāi)頭學(xué)習(xí)使用PLC軟件時(shí),由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)的不加重視