淺談對(duì)液體自動(dòng)混合裝置的PLC控制系統(tǒng)的體會(huì)

1、淺談對(duì)液體自動(dòng)混合裝置的plc控制系統(tǒng)的體會(huì)隨著微處理器、計(jì)算機(jī)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)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。它應(yīng)用于工業(yè)混合攪拌設(shè)備，使得攪拌過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，并且提升了攪拌設(shè)備工作的穩(wěn)定性，為攪拌機(jī)械順利、有序、準(zhǔn)確的工作創(chuàng)造了有力的保障。我通過學(xué)習(xí)液體自動(dòng)混合裝置的plc控制系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容，對(duì)可編程控制器plc的結(jié)構(gòu)及功能有了一定程度的認(rèn)識(shí)與了解，并且產(chǎn)生了一些體會(huì)與感想。一、液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求在該混合液體裝置中，需要完成兩種液體的進(jìn)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(shí)10s后自動(dòng)關(guān)閉，a液體閥y1打開，

2、注入a液體。當(dāng)液面上升到sl2時(shí)，關(guān)閉a液體閥y1，同時(shí)注入b液體閥y2打開，注入b液體。當(dāng)液面上升到sl3時(shí)，關(guān)閉b液體閥，并開始定時(shí)攪拌，攪拌10s后停止。2.停止過程：停止攪拌后自動(dòng)排放混合液體，當(dāng)混合液體的頁(yè)面下降到sl1時(shí)，開始計(jì)時(shí)到10s后關(guān)閉排氣閥y4。一個(gè)循環(huán)結(jié)束。3.當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警燈閃爍。保護(hù)動(dòng)作自動(dòng)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(yùn)行。4.本設(shè)計(jì)使用液位h、i、l 3個(gè)傳感器控制液體a、液體b的進(jìn)入和混合液排出的3個(gè)電磁閥門及攪拌機(jī)的啟停。二、控制方式的選擇液體混合系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改適升級(jí)，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

3、盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。對(duì)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(chǔ)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)多個(gè)電磁閥的開關(guān)以及電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的控制這個(gè)角度去考慮，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(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。比較這幾種控制方式不難發(fā)現(xiàn)：繼電器控制系統(tǒng)整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。 單片機(jī)控制用于工業(yè)控制還要附加一些配套

4、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。工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制價(jià)格較高，將它用于開關(guān)量控制有些大材小用?？删幊炭刂破髋鋫涓鞣N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(yǔ)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。綜合考慮，采用plc控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單方便。三、液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（一）硬件選型（1）plc機(jī)型選擇機(jī)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(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述。1.結(jié)構(gòu)合理對(duì)于工藝過程比較

5、固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)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(jì)選用整體式結(jié)構(gòu)的plc能夠達(dá)到要求。2.功能強(qiáng)、弱適當(dāng) 對(duì)于開關(guān)量控制的工程項(xiàng)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(jī)或歐姆龍公司的com1。3.機(jī)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)的plc功能有限，只適用于控制要求比較簡(jiǎn)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(kuò)展，比整體式靈活。一個(gè)大型企業(yè)選用plc時(shí)，盡量要做到機(jī)型統(tǒng)一。物料混合控制系統(tǒng)控制要求比較簡(jiǎn)單選擇整體式結(jié)構(gòu)的plc。4.是否在線編程plc的特點(diǎn)之

6、一是使用靈活。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(jī)和編程器共用物料混合控制系統(tǒng),這里采用離線編程。5.plc的環(huán)境適應(yīng)性每種plc都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要進(jìn)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055，最高為60儲(chǔ)存溫度： -4085濕度：相對(duì)濕度5%95%(無凝結(jié)霜)振動(dòng)和沖擊： 滿足國(guó)際電工委員會(huì)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(duì)于需要應(yīng)用

7、在特殊環(huán)境下的plc，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。（2）plc容量選擇plc容量包括兩個(gè)方面：一是i/o的點(diǎn)數(shù)；二是用戶存儲(chǔ)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?，以做備用。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，在選擇存儲(chǔ)容量時(shí)，一般按實(shí)際需要的10%25%考慮裕量。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常i/o點(diǎn)數(shù)按實(shí)際需要的10%15%考慮備用量。 ( 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(duì)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(chǎng)。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系 通過i/o接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些

8、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。同時(shí)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(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)控制。外部設(shè)備或生產(chǎn)過程中的信號(hào)電平各種各樣，各種機(jī)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(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。plc從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)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(shí)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、模擬量輸入模塊及模擬量輸出模塊，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇使用。1.

9、確定i/o點(diǎn)數(shù)i/o點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展。對(duì)一個(gè)控制對(duì)象，由于采用不同的控制方法或編程水平不一樣，i/o點(diǎn)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(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。典型的交流i/o信號(hào)為24240v（ac），直流i/o信號(hào)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(chǎng)輸入信號(hào)與plc輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來選擇電平的高低。二是高密度的輸入模塊，如32點(diǎn)輸入模塊，能允許同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過總輸

10、入點(diǎn)數(shù)的60%。4.選擇開關(guān)量輸出模塊時(shí)應(yīng)從以下三個(gè)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(jià)格便宜，使用電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力強(qiáng)，且有隔離作用。但繼電器有觸點(diǎn)，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁的交直流負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載時(shí)，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(diǎn)開關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。感性負(fù)載在斷開瞬間會(huì)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(dòng)

11、時(shí)，應(yīng)增加中間放大環(huán)節(jié)。對(duì)于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。三是允許同時(shí)接通的輸出點(diǎn)數(shù)。在選用輸出點(diǎn)數(shù)時(shí)，不但要核算一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要核算整個(gè)輸出模塊的滿負(fù)荷負(fù)載能力，即輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的總電流值不得超過模塊規(guī)定的最大允許電流值。(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(jì)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：框架

12、中帶有處理器時(shí)，則加上處理器的最大電流值；當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地i/o適配器模塊時(shí)，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(kuò)展時(shí)，可做以下處理；列出將來要擴(kuò)展的i/o模塊所需的背板電流；將所有擴(kuò)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(cè)中選擇合適的電源模塊。（二）plc i/o點(diǎn)分配 通過分析控制任務(wù)，如不考慮產(chǎn)量顯示，則共需要5個(gè)數(shù)字量輸入和7個(gè)數(shù)字量輸出，cpu型號(hào)可以選擇s7-200plc的cpu224（本機(jī)上有14個(gè)數(shù)字量輸入和10個(gè)數(shù)字量輸出）。由于系

13、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(gè)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(diǎn)數(shù)字量輸出?？梢允褂?個(gè)數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊em22（dc24v）或使用一個(gè)數(shù)字量輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊em233(di16/do16*dc24v)。sl1(l)、sl2(i)、sl3(h)為3個(gè)液位傳感器，液體淹沒時(shí)接通。進(jìn)液閥qo.1、qo.2分別控制a液體和b液體進(jìn)液，出液閥q0.4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1所示。表1輸入和輸出設(shè)備i/o分配表輸入輸出i1.0啟動(dòng)按鈕sb1q0.1液體a電磁閥y1i1.1停止按鈕sb2q0.2液體b電磁閥y

14、2i1.2低液面?zhèn)鞲衅鱯l1q0.4混合液電磁閥y4i1.3中液面?zhèn)鞲衅鱯l2q0.0攪動(dòng)電動(dòng)機(jī)接觸器i1.4高液面?zhèn)鞲衅鱯l3根據(jù)表2-1輸入和輸出設(shè)備及i/o點(diǎn)分配表畫出圖1 i/o主要接線圖如下: 啟動(dòng)按鈕sb1、停止按鈕sb2分別由i1.0和i1.1控制。圖1 i/o接線圖（三）主電路的設(shè)計(jì)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(hào)為y90s-6/0.75kw的電動(dòng)機(jī)可畫出其硬件電氣原理圖如圖2所示。其中本次設(shè)計(jì)中的混合液體攪拌由電動(dòng)機(jī)m啟動(dòng)。帶有短路保護(hù)、過載保護(hù)等，短路保護(hù)由fu熔斷器來實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，過載保護(hù)由

15、fr熱繼電器來實(shí)現(xiàn)其保護(hù)功能。圖2主電路（四）液體混合控制系統(tǒng)示意本設(shè)計(jì)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(shí)10s后自動(dòng)關(guān)閉（2）啟動(dòng)操作 按下啟動(dòng)按鈕sb1，液體裝置開始按以下順序工作： 1進(jìn)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(shí)，進(jìn)液閥y1關(guān)閉，a液體停止流入，同時(shí)打開進(jìn)液閥y2，b液體開始流入容器。 3當(dāng)液位上升到sl3（h）處，進(jìn)液閥y2關(guān)閉，b液體停止流入，同時(shí)攪拌電動(dòng)機(jī)開始工作。 4當(dāng)攪拌電機(jī)定時(shí)攪拌10s后制動(dòng)停止攪拌，同時(shí)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(shí)，開始

16、計(jì)時(shí)10秒后關(guān)閉放液閥y4，自動(dòng)開始下一個(gè)循環(huán)。（3）停止操作 工作中，若按下停止按鈕sb2，裝置不會(huì)立即停止，而是完成當(dāng)前工作循環(huán)后再停止。如圖3所示，sl1（l）、sl2（i）、sl3（h）為3個(gè)液位傳感器，液體淹沒時(shí)接通。進(jìn)液閥y1、y2分別控制液體a和液體b進(jìn)液，出液閥y4控制混合液體出液。圖3 攪拌系統(tǒng)示意圖四、液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求，采用梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行系統(tǒng)的軟件編程。圖4梯形圖五、組態(tài)設(shè)計(jì)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。首先創(chuàng)建工程路徑，啟動(dòng)“組態(tài)王”工程管理器（projmanager），選擇菜單“文件新建工程

17、”或單擊“新建”按鈕。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)е?duì)話框”。在工程路徑文本框中輸入一個(gè)有效的工程路徑，或單擊“瀏覽”按鈕，在彈出的路徑選擇對(duì)話框中選擇一個(gè)有效的路徑。單擊“下一步”繼續(xù)。彈出“新建工程向?qū)е龑?duì)話框”。1設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫面）第一步：定義新畫面。進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項(xiàng)“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(qǐng)參見“第四章 組態(tài)王開發(fā)環(huán)境工程瀏覽器”）。點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)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

18、箱”中分別選擇“矩形”和“文本”圖標(biāo)，繪制一個(gè)矩形對(duì)象和一個(gè)文本對(duì)象如圖5所示。圖5 新畫面對(duì)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(xiàng)“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(yùn)行“設(shè)備配置向?qū)А薄?選擇“仿真plc”的“串行”項(xiàng)，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(gè)名稱，輸入plc，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配置向?qū)А?。圖6 配置向?qū)?duì)話框?yàn)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”，

19、彈出“設(shè)備配置向?qū)А保?qǐng)檢查各項(xiàng)設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。 設(shè)備定義完成后，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(kù)變量時(shí)，只要把io變量連結(jié)到這臺(tái)設(shè)備上，它就可以和組態(tài)王交換數(shù)據(jù)了。圖7配置向?qū)?duì)話框3構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)（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(xiàng)“數(shù)據(jù)庫(kù)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(duì)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(shí)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(gè)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：i

20、o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(dòng)畫連接打開主界面，雙擊“開始”按鈕，出現(xiàn)動(dòng)畫連接畫面。在按下時(shí)左邊打溝，點(diǎn)擊“確定”，出現(xiàn)命令語(yǔ)言輸入窗口，在該窗口中輸入相應(yīng)的命令，再點(diǎn)擊“確定”，就完成了“開始”按鈕的動(dòng)畫連接設(shè)置。這樣，點(diǎn)擊“開始”后，系統(tǒng)就開始運(yùn)行，此按鈕就相當(dāng)于plc 硬件圖中的綠色啟動(dòng)開關(guān)?！巴Ｖ埂卑粹o的動(dòng)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(dòng)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(diǎn)擊表達(dá)式框右邊的問號(hào)，選擇變量“當(dāng)前液位”。輸出格式中設(shè)

21、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(jìn)制，最后點(diǎn)擊“確定”。這樣，變量“當(dāng)前液位”的動(dòng)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(dòng)畫連接畫面。在按下時(shí)左邊打溝，點(diǎn)擊“確定”，出現(xiàn)命令語(yǔ)言輸入窗口，在該窗口中輸入相應(yīng)的命令，再點(diǎn)擊“確定”，就完成了“設(shè)定畫面”按鈕的動(dòng)畫連接設(shè)置。運(yùn)行時(shí)，點(diǎn)擊主界面中的“設(shè)定畫面”就可以進(jìn)入設(shè)定畫面了。其他按鈕的動(dòng)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(gè)人機(jī)界面，hmi，就完成了。5運(yùn)行和調(diào)試組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來，進(jìn)入到運(yùn)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(jìn)入組態(tài)王運(yùn)行系

22、統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面打開”命令，從“打開畫面”窗口選擇“test”畫面。顯示出組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)畫面，即可看到矩形框和文本在動(dòng)態(tài)變化。圖8組態(tài)模擬圖六、系統(tǒng)調(diào)試（一）系統(tǒng)模擬調(diào)試 根據(jù)所設(shè)計(jì)的關(guān)于攪拌控制的梯形圖，選用plc的s7_200的仿真軟件進(jìn)行仿真。具體步驟如下：1.首先把仿真軟件的cpu更改為cpu226（點(diǎn)configuraciontipo de cpu，然后點(diǎn)accepter）2導(dǎo)入梯形圖3點(diǎn)擊運(yùn)行4進(jìn)行調(diào)試觀察仿真軟件上的燈是否按照程序要求依次點(diǎn)亮，延時(shí)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。（二）系統(tǒng)聯(lián)機(jī)調(diào)試plc與上位計(jì)算機(jī)的通訊可以利用高級(jí)語(yǔ)言編程來實(shí)現(xiàn)，

23、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)格的按照通信協(xié)議規(guī)定為計(jì)算機(jī)編寫通信程序，其對(duì)用戶要求較高，而采用工控組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)plc與上位計(jì)算機(jī)之間的通訊，則相對(duì)簡(jiǎn)單，因?yàn)楣た亟M態(tài)軟件中一般都提供了相關(guān)設(shè)備的通訊驅(qū)動(dòng)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(jìn)行連接實(shí)現(xiàn)plc與上位計(jì)算機(jī)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(shí)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(jì)算機(jī)專用的pc/ppi電纜，將plc通過編程口與上

24、位計(jì)算機(jī)串口（口）連接，進(jìn)行串行通訊。串行通訊方式使用“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”的串口，i/o設(shè)備通過pc/ppi通訊電纜連接到“組態(tài)王計(jì)算機(jī)”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(diǎn)擊“設(shè)備”大綱項(xiàng)下plc與上位計(jì)算機(jī)所連串口（口），進(jìn)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(duì)應(yīng)的“新建”圖標(biāo)，會(huì)彈出“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框。在此對(duì)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嵎绞降膇/o設(shè)備安裝，安裝過程簡(jiǎn)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(hào)、連接方式，為設(shè)備指定

25、一個(gè)邏輯設(shè)備名，設(shè)定設(shè)備地址。(3) 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”軟件的核心部分，在工程管理器中，選擇“數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“新建圖標(biāo)”，彈出“變量屬性”對(duì)話框，創(chuàng)建仿真電梯各個(gè)變量數(shù)據(jù)，這些變量與plc內(nèi)部變量一一對(duì)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(shí)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(yùn)行就可以實(shí)現(xiàn)真正的仿真。(4) 設(shè)計(jì)圖形界面并建立動(dòng)畫連接在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建液體自動(dòng)混合的控制示意圖，建立各個(gè)按鈕及位圖，并將各個(gè)控制按鈕、指示燈及位圖與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，對(duì)相關(guān)單元進(jìn)行動(dòng)畫連接。(5) 系統(tǒng)運(yùn)行啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng)touc

26、hview，運(yùn)行液體自動(dòng)混合的控制系統(tǒng)。將plc開關(guān)指向“run”狀態(tài)，按照控制的要求，觀察運(yùn)行狀態(tài)，記錄運(yùn)行結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，動(dòng)畫效果良好。本次設(shè)計(jì)的梯形圖運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控調(diào)試圖如圖9所示。圖5-1 圖9梯形圖的運(yùn)行監(jiān)控調(diào)試圖七、系統(tǒng)常見故障分析及維護(hù) 為了延長(zhǎng)plc控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有比較準(zhǔn)確的估計(jì)。系統(tǒng)故障一般指整個(gè)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(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備兩部分。plc系統(tǒng)包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱、i/o模塊及相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備包括i/o端口和現(xiàn)場(chǎng)控制檢測(cè)設(shè)備，如繼

27、電器、接觸器、閥門、電動(dòng)機(jī)等。（一）、plc主機(jī)系統(tǒng)故障分析及處理plc主機(jī)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(dòng)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(zhǎng)期使用插拔模塊會(huì)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(diǎn)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(jì)和處理系統(tǒng)故障的時(shí)候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對(duì)設(shè)備的破壞。目前plc的主存儲(chǔ)器大多采用可擦寫rom，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

28、才用高性能的處理芯片，故障率已經(jīng)大大下降。對(duì)于plc主機(jī)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(yùn)行要求；同時(shí)在系統(tǒng)維修是，嚴(yán)格按照操作進(jìn)行操作，謹(jǐn)防認(rèn)為的對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成損害。（二）、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(shì)在于其i/o端口，在主機(jī)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模塊的故障就要減少外部各種干擾對(duì)其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用。不可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，

29、對(duì)主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。（三）、現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備故障分析及處理在整個(gè)過程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的地點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)中最容易出故障的有以下幾個(gè)方面：（1）第1類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。plc控制系統(tǒng)的日常維護(hù)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(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。（2）第2類故障多發(fā)生在閥門等設(shè)備上。因?yàn)檫@類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位們利用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機(jī)械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會(huì)

30、產(chǎn)生誤差或故障。長(zhǎng)期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。（3） 第3類故障點(diǎn)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(hào)的不正常。這類設(shè)備安裝時(shí)信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動(dòng)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(jìn)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(shí)處理。（四）系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù)由于plc是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要在采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。但如果工作環(huán)境過于惡劣，如干擾特別強(qiáng)烈，可能使plc引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)；運(yùn)算出錯(cuò)誤的結(jié)果；產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出信號(hào)；