基于FX2n及易控的混合液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、西華大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 目錄1前言12混合液控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)22.1混合液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求22.2混合液控制系統(tǒng)方案比較及論證22.2.1繼電器與可編程控制器的方案比較論證22.2.2 PLC經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和順序控制法的方案比較論證42.3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)53混合液控制系統(tǒng)分析53.1混合液系統(tǒng)功能分析53.2混合液控制系統(tǒng)工藝流程圖63.3混合液控制系統(tǒng)輸入控制信息分析73.4混合液控制系統(tǒng)輸出控制信息分析83.5 PLC輸入輸出表的設(shè)計(jì)83.6 PLC的選型94 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)94.1混合液系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì)94.2 PLC外部接線(xiàn)圖105控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)115.1 控制流程圖設(shè)計(jì)115.2程序的仿真

2、調(diào)試116監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)126.1 易控組態(tài)軟件介紹126.2上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面的組態(tài)設(shè)計(jì)146.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量設(shè)置156.4 動(dòng)畫(huà)的連接156.5 腳本程序的設(shè)計(jì)166.6 組態(tài)軟件的仿真調(diào)試（說(shuō)明正在沒(méi)有與外部通道的連接情況下怎樣進(jìn)行調(diào)試，以次說(shuō)明自己組態(tài)的正確性）176.7 組態(tài)軟件與PLC的連接187系統(tǒng)的綜合調(diào)試217.1 綜合調(diào)試的平臺(tái)說(shuō)明217.2 綜合調(diào)試的步驟217.3 整體的綜合調(diào)試218總結(jié)和體會(huì)259致謝2610參考文獻(xiàn)2711附錄28291前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，各種工業(yè)自動(dòng)化的不斷升級(jí)，對(duì)于工人的素質(zhì)要求也逐漸提高。其中在生產(chǎn)的第一線(xiàn)有著各種各樣的自動(dòng)加

3、工系統(tǒng)，其中多種原材料混合在加工，是其中最為常見(jiàn)的一種。在工藝加工最初,把多種原料再合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行需要的加工以得到產(chǎn)品一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，在后來(lái)多用繼電器系統(tǒng)對(duì)順序或邏輯的操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化操作，但是現(xiàn)在隨著時(shí)代的發(fā)展，這些方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要。實(shí)際生產(chǎn)中需要更精確、更便捷的控制裝置。 在生產(chǎn)過(guò)程、科學(xué)研究和其他產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，可編程序自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用都是十分廣泛的,在自動(dòng)控制的設(shè)備中, 可編程序自動(dòng)控制亦比其它的控制方法使用得更普遍。隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,特別是大規(guī)模集成電路的問(wèn)世和微處理機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,使可編程序自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，因此,了

4、解和學(xué)習(xí)這些重要技術(shù)對(duì)高校工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),已是必不可少。 2混合液控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1混合液控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求A、B兩種液體混合裝置如圖1.1所示，其中閥A、閥B、閥C為電磁閥，線(xiàn)圈通電時(shí)打開(kāi)， S1、S2、S3為上、中、下液位傳感器，被溶液淹沒(méi)時(shí)為ON。（1）初始狀態(tài)：各閥門(mén)全關(guān)閉，電機(jī)停止，混液罐空，各傳感器OFF；（2）操作工藝流程：按下啟動(dòng)按鈕SB 1后，打開(kāi)A閥，液體A流入混液灌；當(dāng)中限位傳感器S2被淹沒(méi)變ON時(shí)，閥A關(guān)閉，閥B打開(kāi)；當(dāng)上限位傳感器S1被淹沒(méi)變ON時(shí)，閥B關(guān)閉，電機(jī)M （2.2kw）開(kāi)始運(yùn)行，攪動(dòng)液體，20S后停止攪動(dòng)，閥C打開(kāi)放出混合液體；當(dāng)液面降至下限位傳感

5、器S3變OFF時(shí)，開(kāi)始定時(shí)，5S后容器已放空，關(guān)閉閥C。如已按下SB2，則就此停機(jī)；如未按下停止按鈕SB2，則又打開(kāi)A，開(kāi)始下一次循環(huán)。圖1-1 A、B液體混合裝置圖2.2混合液控制系統(tǒng)方案比較及論證2.2.1繼電器與可編程控制器的方案比較論證在PLC的編程語(yǔ)言中，梯形圖是最為廣泛使用的語(yǔ)言，通過(guò)PLC的指令系統(tǒng)將梯形圖變成PLC能接受程序，由編程器鍵入到PLC用戶(hù)存儲(chǔ)區(qū)去。而梯形圖與繼電器控制原理圖十分相似，主要原因是PLC梯形圖的發(fā)明大致上沿用戶(hù)繼電器控制電路的元件符號(hào)，僅個(gè)別處有些不同。PLC與繼電器控制的主要區(qū)別有以下幾點(diǎn)：（1）組成器件不同繼電器控制線(xiàn)路是由許多真正的硬件繼電器組成的

6、。而PLC是由許多“軟繼電器”組成的，這些“繼電器”實(shí)際上是存儲(chǔ)器中的觸發(fā)器，可以置“0”或置“1”。（2）觸點(diǎn)的數(shù)量不同硬繼電器的觸點(diǎn)數(shù)有限，一般只有4至8對(duì)；而“軟繼電器”可供編程的觸點(diǎn)數(shù)有無(wú)限對(duì)，因?yàn)橛|發(fā)器狀態(tài)可取用任意次。（3）控制方法不同繼電器控制是通過(guò)元件之間的硬接線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此其控制功能就固定在線(xiàn)路中了，因此功能專(zhuān)一，不靈活；而PLC控制是通過(guò)軟件編程來(lái)解決的，只要程序改變，功能可跟著改變，控制很靈活。又因PLC是通過(guò)循環(huán)掃描工作的，不存在繼電器控制線(xiàn)路中的聯(lián)鎖與互鎖電路，控制設(shè)計(jì)大大簡(jiǎn)化了。（4）工作方式不同在繼電器控制線(xiàn)路中，當(dāng)電源接通時(shí)，線(xiàn)路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)，該

7、合的合，該斷的斷。而在PLC的梯形圖中，各“軟繼電器”都處于周期性循環(huán)掃描接通中，從客觀上看，每個(gè)“軟繼電器”受條件制約，接通時(shí)間是短暫的。也就是說(shuō)繼電器在控制的工作方式是并行的，而PLC的工作方式是串行的。繼電器方案結(jié)構(gòu)框圖如圖2-2所示。圖2-2 電磁繼電器方框及功能圖可編程控制器PLC方案結(jié)構(gòu)框圖如圖2-3所示。 圖2-3 PLC 工作原理圖綜上所述，PLC比繼電器更加簡(jiǎn)單、方便、占地面積小、易控制、具有很好的擴(kuò)展性，所以本設(shè)計(jì)選用可編程控制器（PLC）來(lái)完成混合液控制裝置。2.2.2 PLC經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和順序控制法的方案比較論證經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)梯形圖，沒(méi)有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有

8、很大的試探性和隨意性，對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，沒(méi)有一種通用的容易掌握的設(shè)計(jì)方法，在設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)的梯形圖時(shí)，用大量的中間單元來(lái)完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來(lái)非常困難，并且很容易遺漏一些應(yīng)該考慮的問(wèn)題。修改某一局部電路時(shí)，可能對(duì)系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此梯形圖的修改也很麻煩，花了很長(zhǎng)的時(shí)間還得不到一個(gè)滿(mǎn)意的結(jié)果。用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)出的梯形圖往往很難閱讀，給系統(tǒng)的維修和改進(jìn)帶來(lái)了很大的困難。所謂順序控制，就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個(gè)輸入信號(hào)的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時(shí)間的順序，在生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動(dòng)地有秩序地進(jìn)行操作。使用順序控制設(shè)

9、計(jì)法首先根據(jù)系統(tǒng)的工藝過(guò)程，畫(huà)出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫(huà)出梯形圖。有的PLC編程軟件為用戶(hù)提供了順序功能圖（SFC）語(yǔ)言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。由此可見(jiàn)，順序控制設(shè)計(jì)法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法比較起來(lái)更容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便，由于本設(shè)計(jì)程序不是很復(fù)雜，兩種方法均可容易實(shí)現(xiàn)，但考慮程序更簡(jiǎn)單的可讀性，本設(shè)計(jì)選擇了順序控制設(shè)計(jì)法。2.3系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)以?xún)煞N液體的混合控制為例，其要求是將兩種液體按一定比例混合，在電動(dòng)機(jī)攪拌后將混合的液體輸出容器。并自動(dòng)開(kāi)始新的周期，形成循環(huán)狀態(tài)。液體混合系

10、統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)考慮到其動(dòng)作的連續(xù)性以及各個(gè)被控設(shè)備動(dòng)作之間的相互關(guān)聯(lián)性，針對(duì)不同的工作狀態(tài)，進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作控制輸出，從而實(shí)現(xiàn)液體混合系統(tǒng)從液體加入到混合完成輸出的這樣一個(gè)周期控制工作的程序?qū)崿F(xiàn)。設(shè)計(jì)以液體混合控制系統(tǒng)為中心,從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程（包括設(shè)計(jì)流程、設(shè)計(jì)要求、梯形圖設(shè)計(jì)等）和監(jiān)控系統(tǒng),旨在對(duì)其中的設(shè)計(jì)及制作過(guò)程做簡(jiǎn)單的介紹和說(shuō)明。在設(shè)計(jì)論文中將詳細(xì)介紹系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、監(jiān)控系統(tǒng)。其中硬件設(shè)計(jì)包液體混合裝置的電路框圖、電器元件、PLC控制、控制柜的布置設(shè)計(jì)；軟件設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)控制的流程圖、梯形圖、指令表及工作過(guò)程；監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括易控和上位的設(shè)計(jì)。整個(gè)

11、程序采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法,具有調(diào)試方便,維護(hù)簡(jiǎn)單,移植性好的優(yōu)點(diǎn)。3混合液控制系統(tǒng)分析3.1混合液系統(tǒng)功能分析該系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)A、B兩種液體混合裝置，初始狀態(tài)各閥門(mén)全部都是關(guān)閉，電機(jī)和傳感器也關(guān)閉，且混合液罐為空。其中閥A、閥B、閥C為電磁閥，M為電機(jī)，線(xiàn)圈通電時(shí)打開(kāi)， S1、S2、S3為上、中、下液位傳感器，被溶液淹沒(méi)時(shí)為ON。具體功能如下：(1)啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕SB1,X0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合， A電磁閥Y0打開(kāi)，液體A流入容器。（2）液面上升到S2 當(dāng)液面上升到S2時(shí)，S2觸點(diǎn)接通，其常閉觸點(diǎn)X3打開(kāi)，使Y0斷電，Y0控制的電磁閥關(guān)閉，液體A停止流入；同時(shí)Y1常開(kāi)觸點(diǎn)接通

12、，使其控制輸出的電磁閥接通，液體B電磁閥打開(kāi)，液體B流入。（3）液面上升到S1 當(dāng)液面上升到SL1時(shí)，SL1觸點(diǎn)接通，即X2接通，Y1置位，其常閉打開(kāi)，使輸出端斷開(kāi)，Y1控制的電磁閥關(guān)閉，液體B停止注入，同時(shí)Y3和T0接通，攪拌電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作。（4）攪勻后放混合液 攪拌電機(jī)工作時(shí)，T0計(jì)時(shí)，20s后Y3斷開(kāi)，攪拌電機(jī)停止工作，并開(kāi)始釋放混合液體。（5）液面下降到S3 當(dāng)液面?zhèn)鞲衅鱏3（X4）由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)時(shí)，Y2置位，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，T1開(kāi)始工作，5s后混合液體放完，T1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，復(fù)位所用的內(nèi)部繼電器M0，使Y2斷開(kāi)，其控制的電磁閥Y2關(guān)閉，同時(shí)T1常開(kāi)使X0

13、得電Y0接通，Y0打開(kāi)，液體A流入，開(kāi)始進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。（6）停止操作 按下停止按鈕SB2，X1接通，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，切斷循環(huán)信號(hào)。使X1不能再接通，即停止操作。 在操作結(jié)束后進(jìn)行判斷，當(dāng)按下停止按鈕后，PLC程序?qū)⒎祷氐匠跏紶顟B(tài)，如果想再次激活，需要提供PLC一個(gè)上電脈沖M8002，若是在PLC執(zhí)行完一個(gè)工作過(guò)程后，期間沒(méi)有按下停止按鈕，那么PLC將返回到程序自動(dòng)運(yùn)行的下一循環(huán)點(diǎn)進(jìn)行下一次的操作。 由于沒(méi)有自動(dòng)手動(dòng)設(shè)計(jì)和報(bào)警部分故不做介紹。3.2混合液控制系統(tǒng)工藝流程圖控制系統(tǒng)的工藝流程圖如圖3-1所示。圖3-1工藝流程圖3.3混合液控制系統(tǒng)輸入控制信息分析該控制系統(tǒng)共有

14、X0X4五個(gè)輸入信號(hào)，其中X0為啟動(dòng)開(kāi)關(guān)信號(hào)；X1為停止開(kāi)關(guān)信號(hào)；X2X4分別為高、中 、低位液面?zhèn)鞲衅鹘邮湛刂崎_(kāi)關(guān)，當(dāng)它們被液體淹沒(méi)是為0N。由于本設(shè)計(jì)未自帶傳感器檢測(cè)部分，所以X2X4傳感器接收控制開(kāi)關(guān)需要手動(dòng)執(zhí)行，而具體操作如下：初始狀態(tài)：五個(gè)開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)。工作狀態(tài)：當(dāng)X0啟動(dòng)控制后，A閥打開(kāi)，A液開(kāi)始流入容器，此時(shí)液面上升，當(dāng)液面上升到S3時(shí)必須將X4至“1”。當(dāng)液面上升至S2是，再將X3至“1”，啟動(dòng)B閥打開(kāi)流入B液。當(dāng)液面上升到S1時(shí)，將X2至“1”，啟動(dòng)電機(jī)M攪拌并定時(shí)20s，定時(shí)完后停止攪拌，C閥打開(kāi)放出混合液。此時(shí)要注意，如不將X2X4依次至“0”，C閥（Y2）會(huì)一直工作，所以

15、要將其依次關(guān)閉，當(dāng)將X4至“0”后會(huì)啟動(dòng)T1定時(shí)5s，定完時(shí)后C閥才關(guān)閉。此時(shí)如不按動(dòng)停止按鈕X1程序?qū)⒀h(huán)進(jìn)行下去。3.4混合液控制系統(tǒng)輸出控制信息分析本系統(tǒng)設(shè)計(jì)共有四個(gè)輸出，其中Y0Y2分別為A、B、C液體電池閥輸出響應(yīng)，Y3為攪拌電動(dòng)機(jī)M。它們的響應(yīng)是由傳感器對(duì)液位的升降信息的檢測(cè)接收通過(guò)X2X4來(lái)控制，其具體操作如下：初始狀態(tài)：Y0Y3均為0FF。工作狀態(tài)：當(dāng)啟動(dòng)X0后，若無(wú)故障即刻啟動(dòng)Y0流入A液。當(dāng)X3為0N時(shí)，Y0為OFF,Y1為ON,即關(guān)閉A閥，打開(kāi)B閥流入B液。當(dāng)X2為ON時(shí)，Y1為OFF,Y3為ON,T0計(jì)時(shí)，此時(shí)B閥停止放B液，電機(jī)M開(kāi)始攪拌。計(jì)時(shí)20s后，Y3為OFF，

16、Y2為ON，此時(shí)電機(jī)停止攪拌，C閥開(kāi)始放出混合液C。當(dāng)液體下降到S3時(shí)，X4為OFF，T1為ON,計(jì)時(shí)5s后液體放空Y2為OFF即C閥關(guān)閉。3.5 PLC輸入輸出表的設(shè)計(jì)混合液控制系統(tǒng)的輸入輸出地址分配表如表3-1所示。表3-1 輸入/輸出地址分配表輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)地址作用地址作用X0啟動(dòng)按鈕SB1Y0液體A電磁閥Y0X1停止按鈕SB2Y1液體B電磁閥Y1X2液面?zhèn)鞲衅鱏L1X3液面?zhèn)鞲衅鱏L2Y2混合液體電磁閥Y2X4液面?zhèn)鞲衅鱏L3Y3攪拌電動(dòng)機(jī)接觸器KM3.6 PLC的選型本設(shè)計(jì)選用三菱公司的FX2N-32MR的PLC，它是一種整體式結(jié)構(gòu)的小型PLC，并且指令豐富，功能強(qiáng)大，可靠性高，適應(yīng)性

17、好，結(jié)構(gòu)緊湊，便于擴(kuò)展，性?xún)r(jià)比高。并且有多種特殊功能模塊或功能擴(kuò)展板，可以實(shí)現(xiàn)多軸定位控制，設(shè)計(jì)中使用的PLC所用的模塊共有I/O總數(shù)32點(diǎn)，其中輸入點(diǎn)16點(diǎn)，輸出點(diǎn)16點(diǎn)?？蓭?個(gè)特殊擴(kuò)展單元。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量為16K字。內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，具有PID控制器功能。不過(guò)由于條件所限，我們由PLC內(nèi)部軟仿真來(lái)完成整個(gè)模擬過(guò)程。PLC的編程有三種方法：經(jīng)驗(yàn)法、順序控制設(shè)計(jì)法。在本系統(tǒng)中，采用的是順序控制設(shè)計(jì)法。所謂順序控制設(shè)計(jì)法就是針對(duì)順序控制系統(tǒng)的一種專(zhuān)門(mén)的設(shè)計(jì)方法。這種設(shè)計(jì)方法很容易被初學(xué)者接受，對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的工程師，也會(huì)提高設(shè)計(jì)的效率，程序的調(diào)試、修改和閱讀也很方便。PLC的設(shè)計(jì)者們?yōu)轫樞蚩刂葡?/p>

18、統(tǒng)的程序編制提供了大量通用和專(zhuān)用的編程元件，開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)供編制順序控制程序用的功能表圖，使這種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法成為當(dāng)前PLC程序設(shè)計(jì)的主要方法。4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1混合液系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì)混合液系統(tǒng)控制主電路圖如圖4-1所示。圖4-1 混合液控制系統(tǒng)主電路圖4.2 PLC外部接線(xiàn)圖PLC外部接線(xiàn)圖如圖4-2所示。圖4-2 PLC外部接線(xiàn)圖5控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 控制流程圖設(shè)計(jì)軟件部分的程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖5-1所示圖5-1 混合液控制系統(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖5.2程序的仿真調(diào)試軟件調(diào)試的軟仿真結(jié)果及過(guò)程如圖5-2所示。圖5-2 軟件調(diào)試結(jié)果6監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)我主要負(fù)責(zé)的這部分的設(shè)計(jì)工作，故會(huì)詳細(xì)說(shuō)明設(shè)計(jì)流程

19、。6.1 易控組態(tài)軟件介紹易控是一套通用的監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集（SCADA）軟件，亦稱(chēng)人機(jī)界面（HMI/MMI）軟件，俗稱(chēng)組態(tài)軟件。 易控以通信的方式和控制系統(tǒng)相連，能讀寫(xiě)控制系統(tǒng)內(nèi)部的信息，并以圖形和動(dòng)畫(huà)等直觀形象的方式呈現(xiàn)這些信息，以方便對(duì)控制流程的監(jiān)視。也可以通過(guò)易控直接對(duì)控制系統(tǒng)發(fā)出指令、設(shè)置參數(shù)干預(yù)控制流程。易控能對(duì)控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，將結(jié)果返回給控制系統(tǒng)，協(xié)助控制系統(tǒng)完成復(fù)雜的控制功能。易控還能對(duì)從控制系統(tǒng)得到的以及自己產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、報(bào)表等等其它功能，從而延伸控制系統(tǒng)的能力和彌補(bǔ)控制系統(tǒng)的不足。比如易控可以作為中間橋梁，將控制系統(tǒng)和工廠的企業(yè)管理信息系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái),將多個(gè)控制

20、系統(tǒng)聯(lián)結(jié)起來(lái)，使它們之間能交換數(shù)據(jù)、共享資源，協(xié)調(diào)和管理曾經(jīng)是各自孤立的控制系統(tǒng)。從而在更大范圍內(nèi)優(yōu)化了控制結(jié)構(gòu)，提高綜合自動(dòng)化效率。 易控可以應(yīng)用于機(jī)械制造、化工、電力、冶金等任何涉及自動(dòng)化控制的領(lǐng)域，它本身沒(méi)有行業(yè)的限制，只要它和控制系統(tǒng)之間能進(jìn)行數(shù)據(jù)交換即可。易控內(nèi)置了對(duì)常見(jiàn)PLC、DCS、PC板卡、智能儀表等設(shè)備的通信支持。易控系統(tǒng)典型的使用情況如圖6-1所示。圖6-1 易控典型應(yīng)用圖例1易控可以下掛多個(gè)控制系統(tǒng)，同時(shí)和多個(gè)系統(tǒng)連接，并在它們之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，如圖6-2所示。圖6-2 易控典型應(yīng)用圖例2易控可以連接企業(yè)的管理信息系統(tǒng)，將實(shí)時(shí)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)上傳，也可以連接其它應(yīng)用程序，向它們提

21、供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，如圖6-3所示。圖6-3 易控典型應(yīng)用圖例3易控提供了豐富的對(duì)控制系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理功能，但在用戶(hù)的實(shí)際應(yīng)用中，使用什么功能和達(dá)到什么效果都是由用戶(hù)自己來(lái)決定的。易控系統(tǒng)帶有一個(gè)功能強(qiáng)大的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)，用戶(hù)通過(guò)使用該開(kāi)發(fā)環(huán)境，來(lái)確定自己的最終監(jiān)控功能和效果。6.2上位機(jī)監(jiān)控畫(huà)面的組態(tài)設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控界面如圖6-4所示。圖6-4 易控畫(huà)面該設(shè)計(jì)有5個(gè)輸入和4個(gè)輸出，對(duì)應(yīng)關(guān)系是。輸入：“S1”、“S2”、“S3”、“啟動(dòng)”、“停止”。輸出：“A閥”、“B閥”、“C閥”、“電機(jī)扇葉”。S1、S2、S3是限位傳感器。 “退出”圖元是我加進(jìn)去的，不在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，可以點(diǎn)擊直接退出運(yùn)行畫(huà)面，而

22、不需要按Alt+F4。另外三個(gè)文本框分別對(duì)限位傳感器的狀態(tài)進(jìn)行說(shuō)明，運(yùn)行的時(shí)候可以看見(jiàn)當(dāng)傳感器接通文本顯示“打開(kāi)”，反之則為“關(guān)閉”。6.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的變量設(shè)置該設(shè)計(jì)需要的變量如圖6-5所示。圖6-5 程序所需變量示意圖 I/O通信口FX編程口與程序變量建立關(guān)系，對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖6-6所示。圖6-6 數(shù)據(jù)庫(kù)變量與PLC寄存器類(lèi)型對(duì)應(yīng)關(guān)系圖 本設(shè)計(jì)大部分采用開(kāi)關(guān)型變量。即變量只有兩個(gè)狀態(tài)True或False。6.4 動(dòng)畫(huà)的連接動(dòng)畫(huà)的連接以A閥來(lái)作為例子說(shuō)明。首先選中A閥，右下角選擇動(dòng)畫(huà)選項(xiàng)，然后進(jìn)行配置，彈出以下對(duì)話(huà)框，如圖6-7所示。圖6-7 圖元?jiǎng)赢?huà)配置示意圖對(duì)應(yīng)選擇“混合液控制系統(tǒng).A閥”變

23、量，按圖中關(guān)系設(shè)置好表達(dá)式與填充的關(guān)系，就完成了變量與圖形動(dòng)畫(huà)的連接工作，當(dāng)變量發(fā)生變化時(shí)，圖元A閥按照如圖關(guān)系顯示顏色。 其他動(dòng)畫(huà)配置過(guò)程與該配置相似，可做參考。6.5 腳本程序的設(shè)計(jì)腳本程序是依據(jù)一定的格式編寫(xiě)的可執(zhí)行文件，又稱(chēng)作宏或批處理文件。腳本通?？梢杂蓱?yīng)用程序臨時(shí)調(diào)用并執(zhí)行，而且可以豐富監(jiān)控軟件的表現(xiàn)，如動(dòng)畫(huà)、聲音等。我們可以添加腳本然后對(duì)響應(yīng)的控件屬性進(jìn)行修改，或是對(duì)下位的變量在上位進(jìn)行轉(zhuǎn)換等。由于PLC程序中沒(méi)有關(guān)于液位的相關(guān)程序，故在易控中的條件程序中寫(xiě)入以下程序：if(混合液控制系統(tǒng).開(kāi)關(guān)啟動(dòng)=1&&混合液控制系統(tǒng).傳感器2=0&&混合液控制

24、系統(tǒng).傳感器1=0)混合液控制系統(tǒng).液體顯示+;if(混合液控制系統(tǒng).傳感器2=1)混合液控制系統(tǒng).液體顯示=50;if(混合液控制系統(tǒng).傳感器2=1)混合液控制系統(tǒng).液體顯示+;if(混合液控制系統(tǒng).傳感器1=1)混合液控制系統(tǒng).液體顯示=100;if(混合液控制系統(tǒng).電機(jī)扇葉=0)混合液控制系統(tǒng).液體顯示-;if(混合液控制系統(tǒng).傳感器3=1) 混合液控制系統(tǒng).液體顯示=10;該程序可以模擬液面的上升下降，但是由于本人水平有限，該程序與PLC運(yùn)行程序不能完全對(duì)應(yīng)，僅供參考。6.6 組態(tài)軟件的仿真調(diào)試（說(shuō)明正在沒(méi)有與外部通道的連接情況下怎樣進(jìn)行調(diào)試，以次說(shuō)明自己組態(tài)的正確性）通過(guò)腳本程序直接

25、控制相應(yīng)的變量，使畫(huà)面得到模擬效果。腳本程序如下：if(混合液控制系統(tǒng).開(kāi)關(guān)啟動(dòng)=1) 混合液控制系統(tǒng).液體顯示+; 混合液控制系統(tǒng).A閥=1;if(混合液控制系統(tǒng).液體顯示>50)混合液控制系統(tǒng).B閥=1;混合液控制系統(tǒng).A閥=0;if(混合液控制系統(tǒng).液體顯示=100) 混合液控制系統(tǒng).框顯示=0; 混合液控制系統(tǒng).框下降=1; 混合液控制系統(tǒng).電機(jī)扇葉=1; if(混合液控制系統(tǒng).計(jì)時(shí)<30) 混合液控制系統(tǒng).計(jì)時(shí)+; else 混合液控制系統(tǒng).電機(jī)扇葉=0; 混合液控制系統(tǒng).液體下降+; 混合液控制系統(tǒng).C閥=1; 混合液控制系統(tǒng).A閥=0; 混合液控制系統(tǒng).B閥=0; 通

26、過(guò)該程序就可以實(shí)現(xiàn)沒(méi)有與外部通道的連接情況下進(jìn)行上位機(jī)仿真演示。6.7 組態(tài)軟件與PLC的連接該設(shè)計(jì)中我們使用MX軟件來(lái)使組態(tài)軟件與PLC的連接，下面做出詳細(xì)說(shuō)明。（1）首先進(jìn)行I/O通道的屬性配置，如圖6-8所示。我們要求的是RS232（L）圖6-8通道屬性配置協(xié)議類(lèi)型，波特率為9600，校驗(yàn)位為偶校驗(yàn)，數(shù)據(jù)位設(shè)置為7，停止位設(shè)置為2。（2）MX Component設(shè)置運(yùn)行MELSOFT Application/MX Component/PLC Monitor Utility，再如圖6-9所示進(jìn)行設(shè)置。圖6-9 MX Component設(shè)置完成狀態(tài)（3）運(yùn)行GX Simulator啟動(dòng)梯形圖

27、邏輯測(cè)試功能，將編寫(xiě)的梯形圖程序?qū)懭隚X Simulator中，出現(xiàn)圖6-10所示窗口，則GX Simulator成功運(yùn)行。圖6-10梯形圖邏輯測(cè)試功能圖（4）運(yùn)行上位軟件易控打開(kāi)PLC基于FX2n與易控的混合液控制系統(tǒng)工程，編譯運(yùn)行后，若混合液控制系統(tǒng)工程順利運(yùn)行，則出現(xiàn)上位界面如圖6-11所示。圖6-11易控運(yùn)行提示點(diǎn)擊忽略就完成了PLC與組態(tài)軟件的連接。7系統(tǒng)的綜合調(diào)試7.1 綜合調(diào)試的平臺(tái)說(shuō)明MX Component軟件，該軟件在調(diào)試過(guò)程中起到一個(gè)紐帶作用，通過(guò)該軟件實(shí)現(xiàn)易控組態(tài)軟件與GX Simulator之間的通信。GX Simulator軟件，該軟件實(shí)現(xiàn)了PLC程序的控制。易控組

28、態(tài)軟件，該軟件體現(xiàn)了GX Simulator軟件的PLC程序流程以及實(shí)現(xiàn)的具體功能，模擬現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)畫(huà)。7.2 綜合調(diào)試的步驟（1）配置通信連接軟件及MX Component軟件，使其達(dá)到通信要求。（2）運(yùn)行GX Simulator軟件，將編寫(xiě)的梯形圖程序?qū)懭隚X Simulator中。（3）啟動(dòng)易控組態(tài)軟件，并編譯運(yùn)行。（4）控制上位機(jī)界面按鈕，通過(guò)操作觀察動(dòng)畫(huà)運(yùn)行，并判斷是否達(dá)到設(shè)計(jì)需求。7.3 整體的綜合調(diào)試 通過(guò)PLC的軟仿真實(shí)現(xiàn)與上位界面的連接，首先打開(kāi)三個(gè)軟件GX Simulator軟件、MX Component軟件、易控組態(tài)軟件。然后在GX Simulator中點(diǎn)擊仿真運(yùn)行，

29、MX Component軟件保持暢通，運(yùn)行易控上位程序。點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕得到如圖7-1所示的結(jié)果。圖7-1易控運(yùn)行畫(huà)面1依次點(diǎn)擊S3、S2模擬傳感器的開(kāi)啟，得到如圖7-2所示的畫(huà)面，此時(shí)A閥關(guān)閉，B閥開(kāi)啟。注意傳感器此時(shí)是打開(kāi)的，符合設(shè)計(jì)要求。圖7-2易控運(yùn)行畫(huà)面2然后液體淹沒(méi)至S1時(shí)開(kāi)始攪拌，由于是動(dòng)態(tài)的故不作圖示，但是要注意此時(shí)S1、S2、S3都是打開(kāi)的。定時(shí)20S后，攪拌停止，C閥打開(kāi)開(kāi)始放混合液，如圖7-3所示。傳感器從上到下依次關(guān)閉。圖7-3易控運(yùn)行畫(huà)面3此時(shí)繼續(xù)定時(shí)5S使液體由C閥放空，如果沒(méi)有按下停止按鈕則循環(huán)如圖7-1的操作。此過(guò)程完整的說(shuō)明了該系統(tǒng)在實(shí)際過(guò)程中的效果及流程。8總結(jié)

30、和體會(huì)通過(guò)兩周的PLC課程設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多知識(shí),該設(shè)計(jì)中我負(fù)責(zé)的是上位機(jī)監(jiān)控部分，這個(gè)部分對(duì)我來(lái)說(shuō)是很難的，上課階段我們對(duì)上位機(jī)軟件易控只有一些初步了解，剛拿到題目比較茫然，不知道怎么入手。后來(lái)我在該軟件的官網(wǎng)上發(fā)現(xiàn)了在線(xiàn)課堂，于是我就從零學(xué)起，邊看視頻邊動(dòng)手操作，終于有了一些入門(mén)知識(shí)，然后通過(guò)不斷的畫(huà)圖運(yùn)行調(diào)試，最后才把這個(gè)設(shè)計(jì)完成了。該設(shè)計(jì)的提出是由于傳統(tǒng)的攪拌系統(tǒng)需要人工監(jiān)視，而且混合液的比例不好控制，我們?cè)O(shè)計(jì)的這個(gè)系統(tǒng)可以解決這些問(wèn)題，通過(guò)限位傳感器的位置可以決定混合液體的比例，然后PLC的程序可以控制系統(tǒng)的循環(huán)工作，不再需要人工的監(jiān)視，可以節(jié)約人力資源。該設(shè)計(jì)完成了兩種液體的混合，

31、打開(kāi)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)放入A液體，淹沒(méi)了限位傳感器S2，放入B液體，淹沒(méi)了限位傳感器S1，進(jìn)行攪拌20S，并且AB閥門(mén)關(guān)閉，然后打開(kāi)C閥門(mén)放出混合液體，當(dāng)經(jīng)過(guò)限位傳感器S3，定時(shí)5S，液體放完，如果沒(méi)有按停止按鈕，則繼續(xù)循環(huán)以上操作。若按下停止按鈕，則完成當(dāng)前循環(huán)操作后才會(huì)停止。我負(fù)責(zé)的是上位機(jī)部分，所以我發(fā)現(xiàn)了有關(guān)易控的一些東西。按出ctrl鍵拖曳圖元可以進(jìn)行復(fù)制，并且復(fù)制得來(lái)的圖元與前一圖元的屬性以及動(dòng)畫(huà)配置，變量連接關(guān)系完全一樣，可以方便我們的畫(huà)圖。通過(guò)條件程序的編程可以控制PLC程序變量以外的變量控制，比如該設(shè)計(jì)中的液位變量和小車(chē)變量等等。 9致謝兩周的PLC課程設(shè)計(jì)使我獲益匪淺。這里我要先感謝

32、鄭萍老師給我們這個(gè)機(jī)會(huì)，確實(shí)讓我可以到知識(shí)，學(xué)到了很多書(shū)本上沒(méi)有的東西，更提高了我的自我學(xué)習(xí)能力。感謝張師姐對(duì)我們的指導(dǎo)，我們找過(guò)張師姐幾次，她幫我們分析問(wèn)題，解答問(wèn)題，還拷貝軟件給我們，真的表示由衷的感謝。然后要感謝宋超同學(xué)，他是另外一組的也負(fù)責(zé)上位機(jī)部分，我們一起分析學(xué)習(xí)，相互幫助，不然一個(gè)人的力量是有限的，也做不到這么快。最后要感謝我們的組員鄒鵬和劉家祥同學(xué)把他們負(fù)責(zé)的那部分完成好，才能和我這部分組成一個(gè)完整的設(shè)計(jì)。10參考文獻(xiàn)1易控組態(tài)軟件教程,20102周美蘭等.PLC電氣控制與組態(tài)軟件.科學(xué)出版社,2005.53FX可編程控制器編程手冊(cè).日本三菱公司,20024GX DEVELOPER 使用手冊(cè).日本三菱公司,20025廖常初.FX系統(tǒng)PLC編程及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社2005.04.016鄭萍.現(xiàn)代電氣控制技術(shù),重慶大學(xué)出版社,2001.12.7鐘肇新.可編程控制器原理及應(yīng)用.廣州:華南理工大學(xué)出版社,2004.58李剛.MCGS組態(tài)軟件在液位控制系統(tǒng)中的應(yīng)用J.可編程控制器與工廠自動(dòng)化,2005,02:8590 9高麗萍,