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1、吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì) 第1章 緒論 本課題主要是利用組態(tài)軟件模擬PLC的被控對象和控制過程。主要涉及PLC和組態(tài)王軟件的運(yùn)用和集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用。隨著工業(yè)自動化水平的迅速提高，計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已無法滿足用戶的各種需求。在開發(fā)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件時(shí)，當(dāng)工業(yè)被控對象一旦有變動，就必須修改其控制系統(tǒng)的源程序，導(dǎo)致其開發(fā)周期長；已開發(fā)成功的工控軟件又由于每個(gè)控制項(xiàng)目的不同而使其重復(fù)使用率很低，導(dǎo)致它的價(jià)格非常昂貴；在修改工控軟件的源程序時(shí)，倘若原來的編程人員因工作

2、變動而離去時(shí)，則必須同其他人員或新手進(jìn)行源程序的修改，因而更是相當(dāng)困難 通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決上述實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法，因?yàn)樗軌蚝芎玫亟鉀Q傳統(tǒng)工業(yè)控制軟件存在的種種問題，使用戶能根據(jù)自己的控制對象和控制目的的任意組態(tài)，完成最終的自動化控制工程。自動化已經(jīng)成為一種趨勢，對自動化過程的監(jiān)控就成為我們不可以回避的課題?，F(xiàn)在組態(tài)軟件做為通用的工具提醒本課題的重要性。 2000年以來，國內(nèi)監(jiān)控組態(tài)軟件產(chǎn)品、集散控制技術(shù)、市場都取得了飛快的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域日益拓展，用戶和應(yīng)用工程師數(shù)量不斷增多。充分體現(xiàn)了“工業(yè)技術(shù)民用化”的發(fā)展趨勢。監(jiān)控組態(tài)軟件是工業(yè)應(yīng)用軟件的重要組成部分，其發(fā)

3、展受到很多因素的制約，歸根結(jié)底，是應(yīng)用的帶動對其發(fā)展起著最為關(guān)鍵的推動作用。集散控制系統(tǒng)和組態(tài)軟件是在信息化社會的大背景下，隨著工業(yè) IT 技術(shù)的不斷發(fā)展而誕生、發(fā)展起來的。在整個(gè)工業(yè)自動化軟件大家庭中，監(jiān)控組態(tài)軟件屬于基礎(chǔ)型工具平臺。集散控制系統(tǒng)給工業(yè)自動化、信息化、一體化、及社會信息化帶來的影響是深遠(yuǎn)的，這種變化仍在繼續(xù)發(fā)展。因此集散控制系統(tǒng)作為新生事物尚處于高速發(fā)展時(shí)期，目前還沒有專門的研究機(jī)構(gòu)就它的理論與實(shí)踐進(jìn)行研究、總結(jié)和探討，更沒有形成獨(dú)立、專門的理論研究機(jī)構(gòu)。 第2章 概述 2.1集散控制系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)（DCS）即分散控制系統(tǒng) 。以微處理

4、器為基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。 1.高可靠性 由于DCS將系統(tǒng)控制功能分散在各臺計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)用容錯(cuò)設(shè)計(jì)，因此某一臺計(jì)算機(jī)出現(xiàn)的故障不會導(dǎo)致系統(tǒng)其它功能的喪失。此外，由于系統(tǒng)中各臺計(jì)算機(jī)所承擔(dān)的任務(wù)比較單一，可以針對需要實(shí)現(xiàn)的功能采用具有特定結(jié)構(gòu)和軟件的專用計(jì)算機(jī)，從而使系統(tǒng)中每臺計(jì)算機(jī)的可靠性也得到提高。由多臺計(jì)算機(jī)分別控制生產(chǎn)過程中多個(gè)控制回路，同時(shí)又可集中獲取數(shù)據(jù)、集中管理和集中控制的自動控制系統(tǒng) 2.開放性 DCS采用開放式、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)中各臺計(jì)算機(jī)采用局域網(wǎng)方式通信，實(shí)現(xiàn)信息傳

5、輸，當(dāng)需要改變或擴(kuò)充系統(tǒng)功能時(shí)，可將新增計(jì)算機(jī)方便地連入系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)或從網(wǎng)絡(luò)中卸下，幾乎不影響系統(tǒng)其他計(jì)算機(jī)的工作。 3.靈活性 通過組態(tài)軟件根據(jù)不同的流程應(yīng)用對象進(jìn)行軟硬件組態(tài)，即確定測量與控制信號及相互間連接關(guān)系、從控制算法庫選擇適用的控制規(guī)律以及從圖形庫調(diào)用基本圖形組成所需的各種監(jiān)控和報(bào)警畫面，從而方便地構(gòu)成所需的控制系統(tǒng)。 4.易于維護(hù) 功能單一的小型或微型專用計(jì)算機(jī)，具有維護(hù)簡單、方便的特點(diǎn)，當(dāng)某一局部或某個(gè)計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以在不影響整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的情況下在線更換，迅速排除故障。 5.協(xié)調(diào)性 各工作站之間通過通信網(wǎng)絡(luò)傳送各種數(shù)據(jù)，整個(gè)系統(tǒng)信息共享，協(xié)調(diào)工作，以完成

6、控制系統(tǒng)的總體功能和優(yōu)化處理。 6.功能齊全 控制算法豐富，集連續(xù)控制、順序控制和批處理控制于一體，可實(shí)現(xiàn)串級、前饋、解耦、自適應(yīng)和預(yù)測控制等先進(jìn)控制，并可方便地加入所需的特殊控制算法。 DCS的構(gòu)成方式十分靈活，可由專用的管理計(jì)算機(jī)站、操作員站、工程師站、記錄站、現(xiàn)場控制站和數(shù)據(jù)采集站等組成，也可由通用的服務(wù)器、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和可編程控制器構(gòu)成。 處于底層的過程控制級一般由分散的現(xiàn)場控制站、數(shù)據(jù)采集站等就地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和控制，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)傳送到生產(chǎn)監(jiān)控級計(jì)算機(jī)。生產(chǎn)監(jiān)控級對來自過程控制級的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中操作管理，如各種優(yōu)化計(jì)算、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、故障診斷、顯示報(bào)警等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)

7、展，DCS可以按照需要與更高性能的計(jì)算機(jī)設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)連接來實(shí)現(xiàn)更高級的集中管理功能，如計(jì)劃調(diào)度、倉儲管理、能源管理等。 2.2 PLC的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成，如圖2-1所示。 圖2-1 PLC的控制系統(tǒng)示意圖 PLC能如此迅速發(fā)展的原因，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，還有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟(jì)等問題。其主要特點(diǎn)如下。 1.可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可靠性指的是PLC平均無故障工作時(shí)間。由于PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾 措施，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，平均無故障時(shí)間

8、達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。PLC已被廣大用戶公認(rèn)為是最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一，主要有這樣幾方面：(1)輸入、輸出均采用光電隔離，提高了抗干擾能力；(2)主機(jī)的輸人電源與輸出電源均可相互獨(dú)立，減少了電源間干擾；(3)采用循環(huán)掃描工作方式，提高抗干擾能力；(4)內(nèi)部采用“監(jiān)視器”電路，有良好的自診斷功能，以保證CPU可靠地工作；(5)采用密封防塵抗震的外殼封裝及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可適應(yīng)惡劣環(huán)境；(6)在軟件方面，增加故障檢測和程序診斷等措施。 2．控制功能強(qiáng)一臺小型PLC內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，可以實(shí)現(xiàn)非 常復(fù)雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，它具有

9、很高的性能價(jià)格比。PLC可以通信聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)分散控制與集中管理。 3．用戶使用方便 PLC產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選 用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。硬件配置確定后，可進(jìn)行在線修改，柔性好，通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 4．編程方便、簡單 梯形圖是PLC使用最多的編程語言，其電路符號、表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似。梯形圖語言形象、直觀、簡單：易學(xué)，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花幾天時(shí)間就可以熟悉

10、梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 5．設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試周期短 PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少，縮短了施工周期。PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，模擬調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行安裝和接線，在現(xiàn)場的統(tǒng)一調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，大大縮短了設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。 6．易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 PLC體積小、重量輕、功耗低、抗振防潮和耐熱能力強(qiáng)，使之易于安裝在機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，制造出機(jī)電一體化產(chǎn)品。目前以PLC作為控制器的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(CNC)設(shè)備和機(jī)器人裝置已成為典型。 2

11、.3 PLC的發(fā)展趨勢 目前PLC及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展勢頭迅猛，PLC及網(wǎng)絡(luò)成為工企自動化設(shè)備的首選， 由PLC組成的多級分布式PLC網(wǎng)絡(luò)成為CIMS系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，成為現(xiàn)代工業(yè)自動化設(shè)備的三大支柱（可編程控制技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、CAD/CAM 技術(shù)）之一。為了適應(yīng)信息技術(shù)的發(fā)展與工廠自動化的需要PLC的各種功能不斷進(jìn)步。一方面PLC在繼續(xù)提高CPU運(yùn)算速度、位數(shù)的同時(shí)，開發(fā)了適應(yīng)與過程控制、運(yùn)動控制的特殊功能與模塊，使PLC的應(yīng)用范圍開始涉及工業(yè)自動化的全部領(lǐng)域。與此同時(shí)PLC的網(wǎng)絡(luò)與通信功能得到迅速發(fā)展，PLC不僅可以連接傳統(tǒng)的編程與通用輸入/輸出設(shè)備，還可以通過各種總線構(gòu)成各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，為工

12、廠自動化奠定了基礎(chǔ)。這一時(shí)期，典型的PLC產(chǎn)品有西門子的Simatic S5系列，歐姆龍公司的C系列，松下電工的FP系列，三菱的FX系列，施耐德公司的TSX Compact系列、Twido等。 2.4組態(tài)軟件的整體結(jié)構(gòu) 軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。組態(tài)環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具 軟件，用來幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。運(yùn)行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構(gòu)造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運(yùn)行，并進(jìn)行各種處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能。組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系如圖2-2所示。 組態(tài)環(huán)境： 組態(tài)生成 應(yīng)用系統(tǒng) 運(yùn)行環(huán)境： 解釋執(zhí)行 組態(tài)結(jié)果 組態(tài)結(jié)果 數(shù)據(jù)庫

13、 圖2-2 組態(tài)環(huán)境與運(yùn)行環(huán)境的關(guān)系 第3章 硬件設(shè)計(jì) 3.1總體方案設(shè)計(jì) 整個(gè)設(shè)計(jì)過程是按思想工藝流程設(shè)計(jì)，為設(shè)備安裝、運(yùn)行和保護(hù)檢修服務(wù)。設(shè)計(jì)的 編寫按照國家關(guān)于電氣自動化工程設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)、合理、合用， 減小設(shè)備成本。在方案的選擇、元器件的選型時(shí)更多的考慮新技術(shù)、新產(chǎn)品?？刂朴扇?工控制到自動控制， 由模擬控制到微機(jī)控制， 使功能的實(shí)現(xiàn)由

14、一到多而且更加趨于完善。對于本課題來說，如果液體混合系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升 級，新控制裝置需要根據(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(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)整個(gè)液體混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 需要從怎樣實(shí)現(xiàn)各電磁閥的開關(guān)以及電動機(jī)啟動的控制這個(gè)角度去考慮， 現(xiàn)在就這個(gè)問題的如何實(shí)現(xiàn)以及選擇怎樣的方法來確定系統(tǒng)方案。 3.2總體方案介紹 就

15、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(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(shí)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(shí)間及溫度等參量變化而動作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 2.單片機(jī)控制 單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括CPU、存儲器、定時(shí)器和多種輸入/輸

16、出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)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(jì)算機(jī)之一。但是，單片機(jī)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(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。 3.工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 工控機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢。但工控機(jī)價(jià)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

17、序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(jì)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(jì)外部接線圖，同時(shí)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(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。 5.可編程控制器PLC從上個(gè)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(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時(shí)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(qiáng)了其功能?，F(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(yùn)動控制功能和數(shù)據(jù)處理功能、連網(wǎng)通訊功能等多種性能，是名符其實(shí)的多功

18、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(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，是目前工業(yè)自動化的首選控制裝置。 3.3液體混合總體結(jié)構(gòu) 由圖3-1可知是液體混合裝置的工作示意圖，用于將兩種液體按一定的比例進(jìn)行充分混合。 圖3-1 液體混合裝置的工作示意圖 此裝置需要控制的元件有：傳感器1、傳感器2、傳感器3為液面?zhèn)鞲衅?，液面到達(dá)該位置是傳感器接通；另外還有電機(jī)去控制攪拌器。所有這些元件的控制都屬于數(shù)字量控制，可以通過引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達(dá)到控制效果。 3.4水塔水位總體結(jié)構(gòu) 由圖3-2可知是水塔水位裝置的工作示意圖，用于將液體按一定高度進(jìn)行調(diào)整。 圖3-2 水塔

19、水位裝置的工作示意圖 此裝置需要控制的元件有：傳感器4、傳感器5、傳感器6、傳感器7為液位傳感器，液面到達(dá)該位置是傳感器接通，另有閥門4和閥門5控制兩個(gè)管道的液體流通，所有這些元件的控制都屬于數(shù)字量控制，可以通過引線與相應(yīng)的控制系統(tǒng)連接從而達(dá)到控制效果。 第4章 程序設(shè)計(jì) 4.1 液體混合裝置具體控制要求 液體混合裝置的工作過程如下： 1.按啟動開始按鈕后，閥門A打開，液體A流入容器。 2.當(dāng)液位高度到達(dá)傳感器2時(shí)，液位傳感器2接通，此時(shí)閥門A斷電關(guān)閉,而閥門B通電打開，液體B流入容器。 3.當(dāng)液位高度到達(dá)傳感器3時(shí)，液位傳感器3

20、接通，這是閥門B關(guān)閉，同時(shí)啟動電動機(jī)M攪拌。 4.10秒后，電動機(jī)M停止攪拌，這時(shí)閥門C自動打開，放出混合后的液體到下一道工序。 5.當(dāng)液位高度下降到傳感器1后，再延時(shí)2s，閥門3斷電關(guān)閉，并自動開始新的工作周期。 此外，該液體混合裝置在按下停止按鈕時(shí)，要求不要立即停止，而是將停止信 號記憶下來，直到完成一個(gè)工作循環(huán)才停止工作。 4.2 水塔水位裝置具體控制要求 液體混合裝置的工作過程如下： 1. 當(dāng)按下開始按鈕后電機(jī)1啟動水箱1開始進(jìn)水。 2. 當(dāng)水箱1液面高度到達(dá)上限時(shí)電機(jī)1關(guān)閉電機(jī)2啟動水箱2開始進(jìn)水。 3. 當(dāng)水箱1液面高度到達(dá)下限時(shí)電機(jī)2關(guān)閉電機(jī)1啟動水箱1開始進(jìn)水

21、而水箱2關(guān)閉。 4. 當(dāng)水箱2液面高度達(dá)到上限時(shí)電機(jī)2關(guān)閉，到達(dá)下限時(shí)電機(jī)2啟動。 4.3 PLC I/O分配 表4-1 PLC輸入、輸出地址分配表 輸入 輸出 器件 說明 器件 說明 0.00 開始按鈕 10.00 液體A閥門 0.04 停止按鈕 10.01 液體B閥門 0.01 傳感器1 10.02 攪拌機(jī)M 0.02 傳感器2 10.03 出水C閥門 0.03 傳感器3 11.00 電機(jī)1閥門 1.

22、00 傳感器4 11.01 電機(jī)2閥門 1.01 傳感器5 1.02 傳感器6 1.03 傳感器7 4.4 PLC編程 對PLC進(jìn)行編程，以保證PLC能按照要求，對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。程序如附錄1所示。寫完程序后，點(diǎn)擊“保存”，再對程序進(jìn)行編譯和下載，將計(jì)算機(jī)中寫的程序下載到PLC的內(nèi)卡上，這樣，PLC就會 按照內(nèi)存卡上的內(nèi)容，對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行控制了。 第5章 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì) 5.1 畫面組態(tài) 建立一個(gè)新工程，執(zhí)行以下步驟： 1.在工程管理器中選擇“文件”菜單中的“新建工程”命令，出現(xiàn)“新建工

23、程向?qū)е弧睂υ捒?，如圖5-1所示。 圖5-1 新建工程向?qū)е? 2.單擊“下一步”按鈕，彈出“新建工程向?qū)е睂υ捒颍鐖D5-2所示。 圖5-2 新建工程向?qū)е? 3.單擊“瀏覽”按鈕，選擇新建工程的存儲路徑。如果該路徑不存在，系統(tǒng)會提示是否創(chuàng)建，選擇創(chuàng)建。組態(tài)王將在“新建工程向?qū)е睂υ捒蛑兴O(shè)置的路徑下生成新的文件夾“基于組態(tài)王的液體混合裝置設(shè)計(jì)”。 4.單擊“下一步”按鈕，彈出“新建工程向?qū)е睂υ捒?，如圖4-3所示。在對話框中輸入工程名稱：液體混合。在工程描述中輸入：基于組態(tài)王的液體混合裝置設(shè)計(jì)。 5.單擊“完成”按鈕，并將新建工程設(shè)為豬頭的當(dāng)前工程。

24、 6.系統(tǒng)自動生成文件：液體混合.dat，保存新建工程的基本信息。 5.2 組態(tài)王與PLC建立通訊 組態(tài)王把所有與之交換數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備或軟件都作為外部設(shè)備使用 。外部設(shè) 備包括PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等。按照通信方式可以分為：串行通信、 以太網(wǎng)、專業(yè)通訊卡等。 只有在定義了外部設(shè)備以后，組態(tài)王才能通過I/O 變量和它們交換數(shù)據(jù)。為 了方便定義 外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了“設(shè)備配置向?qū)А?，引?dǎo)設(shè)計(jì)人員一步步完 成設(shè)計(jì)。 如圖5-3： 圖5-3 組態(tài)與PLC連接 5.3 變量的連接 打開剛剛新建的畫面，雙擊每

25、一個(gè)圖素，將每個(gè)圖素跟相應(yīng)的變量進(jìn)行連接。其作用是：在監(jiān)控畫面中，這些變量將會把PLC從現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)顯示在監(jiān)控畫面上，這樣，可以隨時(shí)對現(xiàn)場的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。如圖5-4所示： 圖5-4 組態(tài)液體畫面 5.4 程序語言編寫 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，結(jié)合所學(xué)知識，編寫組態(tài)語言程序。如附錄3所示。 5.5 組態(tài)王系統(tǒng)控制畫面 在新建畫面，定義變量等所有動作完成之后，我們就要對此設(shè)備運(yùn)行調(diào)試。在主監(jiān)控畫面，點(diǎn)擊左上角文件按鈕，在菜單中找到全部存，并切換到view進(jìn)入到監(jiān)控畫面，畫面將顯示整個(gè)液體

26、混合的過程。如圖5-5所示； 5-5 系統(tǒng)控制畫面 結(jié)論 經(jīng)過兩周的課設(shè)計(jì)，經(jīng)過查閱大量的參考資料和動手實(shí)踐，讓我知道了用集散控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對多個(gè)畫面及過程的控制，經(jīng)過對設(shè)備的選擇和控制，我懂得了集散控制系統(tǒng)的重要性，當(dāng)然設(shè)備的連線和程序也是必不可少的，連線和程序不正確等等，這樣的問題大部分都克服了。我知道了要分析、設(shè)計(jì)并應(yīng)用好一個(gè)生產(chǎn)集散控制系統(tǒng)，首先要對集散控制系統(tǒng)有全面的了解，這樣才能做好第一步。經(jīng)過對PLC程序和組態(tài)王分析之后，應(yīng)用自己掌握的理論知識，擬定合理的控制方案，選擇合適的設(shè)備。這門課程非常的實(shí)用而且有趣，并且也讓我深深的知到了自己的知識和理論水平

27、遠(yuǎn)遠(yuǎn)的不足，距離要求有一點(diǎn)距離，還有待提高。 致謝 本設(shè)計(jì)是在孟凡姿和唐志國老師的精心指導(dǎo)和大力支持幫助下順利完成的。在此設(shè)計(jì)中我也學(xué)到了很多有關(guān)集散控制系統(tǒng)的知識，而且還學(xué)會應(yīng)用集散控制系統(tǒng)來進(jìn)行水塔水位和液體混合的控制，盡管最后的結(jié)果與實(shí)際有點(diǎn)誤差，但通過不斷的調(diào)試使我實(shí)驗(yàn)技能也都有了提高，非常感謝老師的指導(dǎo)。 在設(shè)計(jì)的過程中，老師很有耐心的給我們講解集散控制系統(tǒng)相關(guān)知識，不怎么熟練，所以出現(xiàn)了好多問題，在我著急，沒有信心的時(shí)候，老師過來幫我檢查問題，指導(dǎo)我哪里出現(xiàn)了問題，幫我調(diào)試，還告訴我別著急，慢慢來。使我有信心繼續(xù)的做

28、下去，讓我深受鼓舞。 在這兩個(gè)星期的設(shè)計(jì)當(dāng)中，使自己學(xué)會了如何面對困難和解決困難，也學(xué)會了團(tuán)結(jié)合作。雖然兩個(gè)星期就快過去了，但是少不了老師的精心指導(dǎo)。 最后，再次對關(guān)心我，幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝，是你們的熱情幫助讓我有了很大的進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) [1] 吳秋峰.自動化系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版,2001. [2] 王錦標(biāo).計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004. [3] 徐堅(jiān).現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的應(yīng)用[J].鋼鐵技術(shù),2003,15(5):98-105． [4] 楊樹興.計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京:

29、機(jī)械工業(yè)出版社,2004. [5] 任清珍.現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的進(jìn)步性及其實(shí)時(shí)性研究[J].測控技術(shù),2004.24(8):45-48. [6] 楊家興.現(xiàn)場總線技術(shù)與集散控制系統(tǒng)的分析[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001. [7] 劉輝.集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)[J].自動化與儀器儀表,2001,15(5):25-29. [8] 沈德耀.集散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)[J].岳陽師范學(xué)院學(xué)報(bào),2000,20(4):45-50. 附錄1 液體混合PLC程序：

30、 附錄2 水塔水位PLC程序： 附錄3 集散控制系統(tǒng)組態(tài)程序： 啟動時(shí)： \\本站點(diǎn)\下水位=0; \\本站點(diǎn)\上水位=0; \\本站點(diǎn)\延時(shí)=0; \\本站點(diǎn)\水位=0; \\本站點(diǎn)\開關(guān)=0; 運(yùn)行時(shí)： if(\\本站點(diǎn)\開關(guān)) { if(\\本站點(diǎn)\延時(shí)1) { \\本站點(diǎn)\延時(shí)=\\本站點(diǎn)\延時(shí)+1; if(\\本站點(diǎn)\延時(shí)==19) { \\本站點(diǎn)\延時(shí)1=0; \\本站點(diǎn)\攪拌=0; \\本站點(diǎn)\伐門C

31、=1; \\本站點(diǎn)\去底0高1=0; \\本站點(diǎn)\延時(shí)=0; } } if(\\本站點(diǎn)\延時(shí)1==0) { if(\\本站點(diǎn)\去底0高1) { \\本站點(diǎn)\水位=\\本站點(diǎn)\水位+1; \\本站點(diǎn)\伐門A=1; if(\\本站點(diǎn)\水位>=10) { \\本站點(diǎn)\傳感器3=1; } if(\\本站點(diǎn)\水位>=50) { \\本站點(diǎn)\傳感器2=1; BitSet( \\本站點(diǎn)\輸入, 3, 1 ); BitSet( \\本站點(diǎn)\輸入, 4, 0 ); \\本站點(diǎn)\攪拌=1; \

32、\本站點(diǎn)\伐門B=1; \\本站點(diǎn)\伐門A=0; } if((\\本站點(diǎn)\水位>90)&&(\\本站點(diǎn)\攪拌==1)) { \\本站點(diǎn)\傳感器1=1; BitSet( \\本站點(diǎn)\輸入, 2, 1 ); \\本站點(diǎn)\去底0高1=0; \\本站點(diǎn)\伐門B=0; \\本站點(diǎn)\延時(shí)1=1; } if(\\本站點(diǎn)\水位>90) { \\本站點(diǎn)\攪拌1=0; \\本站點(diǎn)\伐門B=0; \\本站點(diǎn)\延時(shí)1=1; } } if((\\本站點(diǎn)\去底0高1==0)&&(\\本站點(diǎn)\攪拌==0)) {

33、\\本站點(diǎn)\攪拌=0; \\本站點(diǎn)\伐門C=1; } if(\\本站點(diǎn)\水位<90) { \\本站點(diǎn)\傳感器1=0; } if(\\本站點(diǎn)\水位<50) { \\本站點(diǎn)\傳感器2=0; } if(\\本站點(diǎn)\水位==10) { \\本站點(diǎn)\伐門C=0; \\本站點(diǎn)\去底0高1=1; BitSet( \\本站點(diǎn)\輸入, 4, 1 ); } if(\\本站點(diǎn)\伐門C) { \\本站點(diǎn)\伐門B=0; \\本站點(diǎn)\攪拌=0; \\本站點(diǎn)\水位=\\本站點(diǎn)\水位-1; } } } if((\\

34、本站點(diǎn)\下水位<10)&&(\\本站點(diǎn)\下水位<90)) { \\本站點(diǎn)\伐門5=1; \\本站點(diǎn)\下水位=\\本站點(diǎn)\下水位+1; } if((\\本站點(diǎn)\上水位<10)&&(\\本站點(diǎn)\下水位>10)) { \\本站點(diǎn)\伐門4=1; \\本站點(diǎn)\上水位=\\本站點(diǎn)\上水位+1; } if(\\本站點(diǎn)\下水位>90) { \\本站點(diǎn)\伐門5=0; } 附錄4 PLC接線圖： 第21頁 共22頁