變頻器觸摸屏PLC編程綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書畢業(yè)論文

1、. . . . 項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書PLC變頻器觸摸屏綜合實(shí)訓(xùn)2011.6模塊一 實(shí)訓(xùn)的目的、要求和參考題目一、實(shí)訓(xùn)的目的PLC、變頻器、觸摸屏綜合實(shí)訓(xùn)是我校的機(jī)電專業(yè)、電梯專業(yè)一個(gè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。是在學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課，特別是PLC技術(shù)和變頻技術(shù)課程之后進(jìn)行的。是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題能力的重要步驟，它為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)作必要的準(zhǔn)備。PLC、變頻器、觸摸屏綜合實(shí)訓(xùn)是以PLC和變頻器控制系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計(jì)為主線，通過(guò)對(duì)具體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)總體方案的擬定，控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)、安裝以與控制程序的編寫，使學(xué)生綜合運(yùn)用PLC技術(shù)、變頻技術(shù)、傳感器技術(shù)、低壓電氣控制技術(shù)和組態(tài)控制技術(shù)等各方面

2、知識(shí)，把多門專業(yè)課程有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，進(jìn)行一次全面的訓(xùn)練。從而培養(yǎng)學(xué)生綜合技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。二、實(shí)訓(xùn)的容與要求實(shí)訓(xùn)要求學(xué)生在全面了解PLC、變頻器、觸摸屏的使用和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的基礎(chǔ)上，完成以下容：1、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)方案的確定與框圖繪制。PLC、變頻器、觸摸屏和低壓電器元件的選型。設(shè)計(jì)繪制控制系統(tǒng)電路原理圖。編寫PLC控制流程與控制程序。設(shè)置變頻器的控制參數(shù)。設(shè)計(jì)觸摸屏的控制組態(tài)。2、控制系統(tǒng)安裝和調(diào)試安裝與接線。編寫調(diào)試流程。調(diào)試硬件電路和軟件程序。聯(lián)機(jī)調(diào)試、運(yùn)行。三、實(shí)訓(xùn)的工作量1、圖紙部分控制系統(tǒng)電路原理圖?？刂屏鞒膛c控制程序。調(diào)試流程。2、說(shuō)明書部分說(shuō)明書是實(shí)訓(xùn)的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程

3、的敘述說(shuō)明，應(yīng)包括以下容：題目和控制要求?？刂葡到y(tǒng)總體方案的分析與控制框圖。硬件電路設(shè)計(jì)說(shuō)明。PLC控制程序、變頻器參數(shù)和觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)說(shuō)明。系統(tǒng)調(diào)試說(shuō)明?？偨Y(jié)。說(shuō)明書應(yīng)盡量詳盡敘述。四、考核方法、考核容與成績(jī)?cè)u(píng)定1、考核容學(xué)生接到實(shí)訓(xùn)題目以后，首先必須仔細(xì)閱讀，對(duì)題目的容和要求有一全面系統(tǒng)的了解，并收集相關(guān)資料，然后再按照指導(dǎo)書的步驟逐項(xiàng)進(jìn)行，應(yīng)避免在沒(méi)有消化理解資料的情況下生搬硬抄。2、考核方法學(xué)生在完成實(shí)訓(xùn)的每一項(xiàng)之后，必須由指導(dǎo)教師審核。3、考核評(píng)定學(xué)生完成全部實(shí)訓(xùn)后，統(tǒng)一由指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生完成綜合作業(yè)的情況，以與對(duì)下述考核容掌握情況評(píng)定成績(jī)。各電器元件的名稱、功能與選用?？刂齐娐返幕ユi

4、和自鎖環(huán)節(jié)。PLC與變頻器的電路連接原理。PLC程序的控制流程。變頻器功能設(shè)置的關(guān)鍵參數(shù)。觸摸屏與PLC的通信與變量的連接。軟件程序和硬件電路配合情況。系統(tǒng)調(diào)試的要點(diǎn)。4、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)實(shí)訓(xùn)的效果與實(shí)訓(xùn)報(bào)告的質(zhì)量綜合評(píng)定實(shí)訓(xùn)成績(jī)；分優(yōu)秀、良好、中等、與格和不與格五級(jí)分制。五、實(shí)訓(xùn)參考題目 1、知識(shí)競(jìng)賽搶答控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)知識(shí)競(jìng)賽搶答控制系統(tǒng)，要求用PLC和一臺(tái)GT1000觸摸屏進(jìn)行控制和顯示，具體控制要求如下：1.初中組2人、高中組1人、大學(xué)生組2人共3組搶答，競(jìng)賽者若要回答主持人所提出的問(wèn)題時(shí)，需搶先按下桌上的按鈕。2.為了給參賽初中組一些優(yōu)待，初中生2人（SB1和SB2）中任一個(gè)人按下按鈕時(shí)

5、均可搶答，燈HL1亮。為了對(duì)大學(xué)生組做一定限制，HL3只有在大學(xué)生2人（SB4和SB5）按鈕同時(shí)都按下時(shí)才可搶答。3.若在主持人按下開始按鈕后10秒有人搶答，則幸運(yùn)彩燈點(diǎn)亮表示慶賀，同時(shí)觸摸屏顯示“搶答成功”，否則若10秒無(wú)人搶答顯示“搶答失敗”，再過(guò)3秒后返回原顯示主界面。4.若有人按下?lián)尨鸢粹o，30秒回答正確，則給相應(yīng)的參賽組加一分，若30秒不能回答正確，則相應(yīng)的扣除1分。5. 觸摸屏可完成介紹題目、開始搶答、返回、加分、扣分和清零等功能，并可顯示各組的總得分。2、多泵切換恒壓供水系統(tǒng)A700PLC觸摸屏現(xiàn)有2臺(tái)電機(jī)M1、M2拖動(dòng)2臺(tái)水泵，控制要求如下：用轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)的切換。手動(dòng)

6、時(shí)由按鈕分別控制2臺(tái)電機(jī)的啟動(dòng)、停止。自動(dòng)時(shí)，變頻器一控二異步切換，先用變頻器控制M1啟動(dòng)調(diào)速，當(dāng)變頻器達(dá)到50HZ時(shí)延時(shí)1分鐘水壓力還在下限，把M1切換到工頻運(yùn)行，而變頻器控制M2啟動(dòng)調(diào)速；壓力上升，當(dāng)壓力到達(dá)上限，延時(shí)30秒鐘水壓力還在上限，電機(jī)M1停機(jī)；當(dāng)壓力降至下限時(shí)，又使電機(jī)M2頻率為50HZ，延時(shí)1分鐘水壓力還在下限，把M2切換到工頻運(yùn)行，而變頻器控制M1啟動(dòng)調(diào)速。如此反復(fù)使水壓恒定。停止時(shí)，M1和M2同時(shí)停機(jī)。自動(dòng)時(shí)，可用觸摸屏來(lái)控制啟動(dòng)和停止，并能直接設(shè)置管道的壓力值。3、儲(chǔ)水器水位控制系統(tǒng)在鍋爐與許多其他的工業(yè)設(shè)備中，常采用部分供水方式。即是：用水泵將水泵人一個(gè)位置較高位的儲(chǔ)

7、水器中(水塔、水箱等)，然后向低水位的用戶供水。這時(shí)，須對(duì)儲(chǔ)水器中的水位進(jìn)行控制，如圖所示。 利用水的導(dǎo)電性能來(lái)取得信號(hào)的：當(dāng)兩根金屬棒都在水中時(shí)，它們之間是“接通”的；當(dāng)兩根金屬棒中只有一根在水中時(shí)，它們之間便是“斷開”的。其中，1號(hào)棒用作為公共接點(diǎn)，2、3、4號(hào)棒分別用于控制不同的水位?，F(xiàn)在控制要求如下：1）用轉(zhuǎn)換開關(guān)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、自動(dòng)的切換。2）手動(dòng)時(shí)由按鈕分別控制電機(jī)的啟動(dòng)、停止。3）自動(dòng)時(shí)，通過(guò)變頻調(diào)適當(dāng)降低書泵的轉(zhuǎn)速以達(dá)到節(jié)能的目的。在正常情況下，水泵以較低轉(zhuǎn)速nL運(yùn)行，水位被控制在3號(hào)棒LL1和4號(hào)棒LH之間。如果在用水高峰期，水泵低速nL運(yùn)行時(shí)的供水量不足以補(bǔ)充用水量，則水位將越過(guò)

8、3號(hào)棒LL1后將繼續(xù)下降。當(dāng)水位抵于2號(hào)棒LL2時(shí)，上水泵的轉(zhuǎn)速提高至nH，以增大供水量，阻止水位的繼續(xù)下降。 當(dāng)水位上升至3號(hào)棒LL1以上時(shí)，經(jīng)適當(dāng)延時(shí)后又可將轉(zhuǎn)速恢復(fù)至低速nL運(yùn)行。當(dāng)水位達(dá)到上限水位LH時(shí)，則關(guān)閉水泵，停止供水。4）自動(dòng)時(shí)，可用觸摸屏來(lái)控制啟動(dòng)和停止，并能直接顯示水位情況和水泵的速度。模塊二控制方案確定 1、知識(shí)競(jìng)賽搶答控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)知識(shí)競(jìng)賽搶答控制系統(tǒng)，要求用PLC和一臺(tái)GT1000觸摸屏進(jìn)行控制和顯示，具體控制要求如下：1.初中組2人、高中組1人、大學(xué)生組2人共3組搶答，競(jìng)賽者若要回答主持人所提出的問(wèn)題時(shí)，需搶先按下桌上的按鈕。2.為了給參賽初中組一些優(yōu)待，初中生2

9、人（SB1和SB2）中任一個(gè)人按下按鈕時(shí)均可搶答，燈HL1亮。為了對(duì)大學(xué)生組做一定限制，HL3只有在大學(xué)生2人（SB4和SB5）按鈕同時(shí)都按下時(shí)才可搶答。3.若在主持人按下開始按鈕后10秒有人搶答，則幸運(yùn)彩燈點(diǎn)亮表示慶賀，同時(shí)觸摸屏顯示“搶答成功”，否則若10秒無(wú)人搶答顯示“搶答失敗”，再過(guò)3秒后返回原顯示主界面。4.若有人按下?lián)尨鸢粹o，30秒回答正確，則給相應(yīng)的參賽組加一分，若30秒不能回答正確，則相應(yīng)的扣除1分。5. 觸摸屏可完成介紹題目、開始搶答、返回、加分、扣分和清零等功能，并可顯示各組的總得分。一、 分析題目二、 分配I/O輸入輸出其他軟元件輸入繼電器作用輸出繼電器控制對(duì)象名稱作用X

10、1初中組搶答按鈕1Y0初中組搶答指示M21開始搶答X2初中組搶答按鈕2Y1高中組搶答指示M22介紹題目X3高中組搶答按鈕Y2大學(xué)組搶答指示M23加分X4大學(xué)組搶答按鈕1M24扣分X5大學(xué)組搶答按鈕2M10有人搶答M11無(wú)人搶答M20答完一題M12答題超時(shí)D10兒童總分D11學(xué)生總分D12大學(xué)組總分D20清零（以變頻器恒壓供水系統(tǒng)為例）一、預(yù)備知識(shí)1、變頻器恒壓供水系統(tǒng)在生產(chǎn)、生活的實(shí)際中，用戶用水的多少是經(jīng)常變動(dòng)的，因此供水不足或供水過(guò)剩的情況時(shí)有發(fā)生。而用水和供水之間的不平衡集中反映在供水的壓力上，即用水多而供水少，則壓力低；用水少而供水多，則壓力大。保持供水壓力的恒定，可使供水和用水之間保

11、持平衡，即用水多時(shí)供水也多，用水少時(shí)供水也少，從而提高了供水的質(zhì)量。圖3-1住宅區(qū)恒壓供水示意圖恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量發(fā)生變化時(shí)，出水口壓力保持不變的供水方式。供水網(wǎng)系出口壓力值是根據(jù)用戶需求確定的。傳統(tǒng)的恒壓供水方式是采用水塔、高位水箱、氣壓罐等設(shè)施實(shí)現(xiàn)的。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的日益成熟和廣泛的應(yīng)用，利用部包含用PID調(diào)節(jié)器、單片機(jī)、PLC等器件有機(jī)結(jié)合的供水專用變頻器構(gòu)成控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)水泵輸出流量，以實(shí)現(xiàn)恒壓供水。變頻器恒壓供水，如上圖3-1所示。利用變頻器部的PID調(diào)節(jié)功能，如圖3-2，目標(biāo)信號(hào)SP是一個(gè)與壓力的控制目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的值，通常用百分?jǐn)?shù)表示。反饋信號(hào)PV是壓力變送器PS反饋回來(lái)

12、的信號(hào)，該信號(hào)是一個(gè)反映實(shí)際壓力的信號(hào)。SP和PV兩者是相減的，其合成信號(hào)MV（SP-PV)，經(jīng)過(guò)PID調(diào)節(jié)處理后得到頻率給定信號(hào)，決定變頻器的輸出頻率f。當(dāng)用水流量減小時(shí)，供水能力QG用水流量QU，則供水壓力上升，PV，合成信號(hào)（SP-PV)，變頻器輸出頻率f，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n，供水能力QG直至壓力大小回復(fù)到目標(biāo)值，供水能力與用水流量重新平衡（QG=QU)時(shí)為止；反之，當(dāng)用水流量增加，使QG<QU時(shí)，則PVMV（SP-PV)fnQGQG=QU，又達(dá)到新的平衡。圖3-2變頻器PID調(diào)節(jié)功能2、“一拖多”恒壓供水實(shí)際應(yīng)用中，單臺(tái)水泵供水一般不能滿足用水要求，常用多泵單變頻恒壓供水。即是“一拖多

13、”控制方案，這種多臺(tái)泵調(diào)速的方式，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算判定目前是否已達(dá)到設(shè)定壓力，決定是否增加（投入）或減少（撤出）水泵。即當(dāng)一臺(tái)水泵工作頻率達(dá)到最高頻率時(shí)，若管網(wǎng)水壓仍達(dá)不到預(yù)設(shè)水壓，則將此臺(tái)泵切換到工頻運(yùn)行，變頻器將自動(dòng)起動(dòng)第二臺(tái)水泵，控制其變頻運(yùn)行。此后，如壓力仍然達(dá)不到要求，則將該泵又切換至工頻，變頻器起動(dòng)第三臺(tái)泵，直到滿足設(shè)定壓力要求為止（最多可控制6臺(tái)水泵）。反之，若管網(wǎng)水壓大于預(yù)設(shè)水壓，控制器控制變頻器頻率降低，使變頻泵轉(zhuǎn)速降低，當(dāng)頻率低于下限時(shí)自動(dòng)切掉一臺(tái)工頻泵或此變頻泵，始終使管網(wǎng)水壓保持恒定。由于“一拖多”變頻恒壓供水系統(tǒng)需要涉與壓力PID控制、工頻和變頻的邏輯切換、輪換控制、巡檢

14、控制等功能，所以需要由專門的程序控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。目前流行的“一拖多”變頻供水系統(tǒng)主要由以下3種方式： 1）微機(jī)控制變頻恒壓供水系統(tǒng)此系統(tǒng)以多臺(tái)水泵并聯(lián)供水，系統(tǒng)設(shè)定一個(gè)恒定的壓力值，當(dāng)用水量變化而產(chǎn)生管網(wǎng)壓力的變化時(shí)，通過(guò)遠(yuǎn)傳壓力表，將管網(wǎng)壓力反饋給PI控制器，通過(guò)PI控制器調(diào)整變頻器的輸出頻率，調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速以保持恒壓供水；如不能滿足供水要求時(shí)，則變頻器將控制多臺(tái)變頻泵和工頻泵的起停而達(dá)到恒壓變量供水。微機(jī)控制變頻恒壓供水系統(tǒng)如圖3-3所示。圖3-3微機(jī)控制變頻恒壓供水系統(tǒng)2）PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)PLC控制的恒壓變頻供水系統(tǒng)與微機(jī)控制器類似，所不同的是PLC除了完成供水控制外，還可以完成其他

15、的特殊功能，具有更大的靈活性。3）供水專用變頻器供水系統(tǒng)采用供水專用的變頻器，不需另外配置供水系統(tǒng)的控制，就可完成對(duì)由26臺(tái)水泵組成的供水系統(tǒng)的控制，使用相當(dāng)方便；供水專用變頻器=普通變頻器+PLC，是集供水控制和供水管理一體化的系統(tǒng)，其置供水專用PID調(diào)節(jié)器，只需加一只壓力傳感器，即可方便地組成供水閉環(huán)控制系統(tǒng)，傳感器反饋的水壓信號(hào)直接送入變頻器自帶的PID調(diào)節(jié)器輸入口，而壓力設(shè)定既可以使用變頻器的鍵盤設(shè)定，也可以采用一只電位器以模擬量的形式送入；這些產(chǎn)品將PID調(diào)節(jié)器與簡(jiǎn)易的可編程序控制器的功能都綜合進(jìn)變頻器，形成了帶有各種應(yīng)用宏的供水專用變頻器，由于PID運(yùn)算在變頻器部，這就省去了對(duì)可編

16、程序控制器存儲(chǔ)容量的要求和對(duì)PID算法的編程，而且PID參數(shù)的在線調(diào)試非常容易，這不僅降低了生產(chǎn)成本，而且大大提高了生產(chǎn)效率。變頻器供水專用變頻器框圖如圖3-4所示。圖3-4專用變頻器供水框圖二、確定控制方案由于我院實(shí)驗(yàn)室中的變頻器為通用型，沒(méi)有多泵切換功能，故我們采用PLC控制變頻恒壓供水系統(tǒng)。變頻器采用A700，PLC采用FX2N，實(shí)現(xiàn)“一拖二”方式。在加泵過(guò)程中,變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)，變頻器部輸出繼電器動(dòng)作，作為一個(gè)控制信號(hào)將電動(dòng)機(jī)切換到工頻電網(wǎng)直接供電運(yùn)行，而變頻器再去啟動(dòng)其他的電動(dòng)機(jī)。以達(dá)到電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)和節(jié)能的目的，切換過(guò)程由PLC控制實(shí)現(xiàn)。減泵時(shí)，則由PLC控制直接停止工

17、頻運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。采用“啟先停”方式。以電動(dòng)機(jī)M1為例，首先將KM2閉合，M1由變頻器恒流啟動(dòng)，當(dāng)電動(dòng)機(jī)到達(dá)50Hz同步轉(zhuǎn)速時(shí)，變頻器A700部輸出繼電器動(dòng)作，送出一個(gè)開關(guān)信號(hào)給PLC，由PLC控制KM2斷開，KM1吸合，電動(dòng)機(jī)M1轉(zhuǎn)由電網(wǎng)供電。以此類推。變頻器繼續(xù)啟動(dòng)其他電動(dòng)機(jī)。如果某臺(tái)電動(dòng)機(jī)需要調(diào)速，則可安排到最后啟動(dòng)，不再切換至電網(wǎng)供電，而由變頻器驅(qū)動(dòng)調(diào)速。在本系統(tǒng)的切換中，對(duì)變頻器的保護(hù)是切換控制可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。系統(tǒng)中可采用硬件和軟件的雙重連鎖保護(hù)。啟動(dòng)過(guò)程中，必須保證每臺(tái)電動(dòng)機(jī)由零功率開始升速。為減少電流沖擊，必須在達(dá)到50Hz時(shí)才可切換至電網(wǎng)。KM2斷開前，必須首先保證變頻器沒(méi)有輸出

18、，KM2斷開后，才能閉合KM1，KM1和KM2不可同時(shí)閉合。PLC控制程序必須有軟件連鎖。模塊五系統(tǒng)調(diào)試一、檢查線路安裝好控制柜后，要再檢查電器件有無(wú)損壞，還要檢查接線端有無(wú)少接、漏接導(dǎo)線。要使用萬(wàn)用表檢查整個(gè)電路有無(wú)短路、開路等故障?？砂阉械拈_關(guān)和閘刀閉合，直接在電源進(jìn)線端測(cè)量是否有短路情況。使用萬(wàn)用表的歐姆檔時(shí)，要注意認(rèn)真進(jìn)行歐姆檔調(diào)零。應(yīng)檢查接線正確無(wú)誤，并盡可能檢測(cè)電路的功能是否正確。要充分利用萬(wàn)用表的歐姆檔的功能，結(jié)合原理圖的特點(diǎn)檢測(cè)電路的部分功能。對(duì)于接觸器和控制繼電器，應(yīng)在主觸點(diǎn)不帶電的情況下，先使吸引線圈通電分合數(shù)次，檢查其動(dòng)作是否可靠、無(wú)誤，然后才能投入使用。對(duì)保護(hù)用繼電器

19、，如過(guò)電流繼電器與熱繼電器，應(yīng)再次檢查其整定電流是否符合要求，必須在符合要求后才能投入使用，以保證其保護(hù)性能。重點(diǎn)保證貴重的電器的接線正確，特別是PLC和變頻器須保證連接的是單相電。二、調(diào)試控制程序控制程序調(diào)試時(shí)要先根據(jù)控制工藝要求編寫出調(diào)試要求，然后根據(jù)調(diào)試要求進(jìn)行一一驗(yàn)證控制系統(tǒng)是否滿足要求。先把控制器件單獨(dú)調(diào)試，然后再綜合調(diào)試。PLC調(diào)試時(shí)，可以通過(guò)PC機(jī)在線監(jiān)控和PLC上的I/O狀態(tài)燈來(lái)直接觀察。需要時(shí)可把定時(shí)器的設(shè)定值改小，以便節(jié)省調(diào)試時(shí)間。PLC的模擬輸出可直接送給電壓表，直接觀察輸出結(jié)果。變頻器調(diào)試時(shí)，可以采用小電機(jī)或無(wú)電機(jī)調(diào)試，但須注意變頻器的缺相保護(hù)功能。給定目標(biāo)值和反饋信號(hào)

20、可直接由信號(hào)源供給，也可以通過(guò)電位器模擬給定。觸摸屏的調(diào)試必須連接PLC，觸摸屏的電源24VDC可直接由PLC的信號(hào)電源供給。三、排除故障發(fā)現(xiàn)故障，需分析原理圖，確定故障所在位置，再利用萬(wàn)用表的歐姆檔查找。通電調(diào)試情況下發(fā)現(xiàn)故障，則根據(jù)現(xiàn)象判別故障所在位置，可使用靜態(tài)的歐姆檔法，或電壓法、替換法、直接法等確認(rèn)故障點(diǎn)。每次修改電路后，都須再檢查電路有無(wú)短路、開路等故障，并盡可能檢測(cè)電路的功能后，才允許通電。四、通電調(diào)試通電前還須確認(rèn)電源的相線和零線，電源線連接時(shí)要正確無(wú)誤。按照調(diào)試要求進(jìn)行單項(xiàng)和綜合的模擬調(diào)試。調(diào)試過(guò)程中須注意安全。操作開關(guān)和按鈕時(shí)，不得觸碰電器裸露可能帶電的金屬部分。且須在指導(dǎo)

21、教師的監(jiān)護(hù)下進(jìn)行。調(diào)試成功后，還須把控制程序的某些參數(shù)更改回正常值。如PLC程序的定時(shí)器時(shí)間，變頻器的缺相自動(dòng)檢測(cè)功能。附錄1： 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則對(duì)于不同的控制對(duì)象，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和具體的技術(shù)指標(biāo)是不同的，但系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則是一致的。滿足工藝要求。設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)所達(dá)到的性能指標(biāo)不應(yīng)低于生產(chǎn)工藝要求，但片面追求過(guò)高的性能指標(biāo)而忽視設(shè)計(jì)成本和實(shí)現(xiàn)上的可能性也是不可取的?？煽啃砸摺?duì)工業(yè)控制的微機(jī)系統(tǒng)最基本的要可靠性高。首先要選用高性能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。其次是設(shè)計(jì)可靠的控制方案，并具備各種安全保護(hù)措施，比如報(bào)警、事故預(yù)測(cè)、事故處理、不間斷電源等。為了預(yù)防計(jì)算機(jī)故障，還須設(shè)計(jì)

22、后備裝置。操作性要好。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要盡量考慮用戶的方便使用，尤其是操作面板的設(shè)計(jì)，既要體現(xiàn)操作的先進(jìn)性，又要兼顧原有的操作習(xí)慣，控制開關(guān)不能太多、太復(fù)雜，盡量降低對(duì)使用人員專業(yè)知識(shí)的要求，使他們能在較短時(shí)間熟悉和掌握操作。其次維護(hù)容易，一旦發(fā)生故障，應(yīng)易于查找和排除。實(shí)時(shí)性要強(qiáng)。微機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，表現(xiàn)在對(duì)部和外部事件能與時(shí)地響應(yīng)，并作出相應(yīng)的處理，不丟失信息，不延誤操作。通用性要好。硬件設(shè)計(jì)方面，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)總線結(jié)構(gòu)，且各設(shè)計(jì)指標(biāo)要留有一定余量，以便在需要時(shí)擴(kuò)充。軟件方面，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)模塊結(jié)構(gòu)，盡量不進(jìn)行二次開發(fā)。當(dāng)設(shè)備和控制對(duì)象有所變更時(shí)或者再設(shè)計(jì)另外一個(gè)控制系統(tǒng)時(shí)，只需稍作更改或擴(kuò)充就可適應(yīng)

23、。經(jīng)濟(jì)效益要高。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的性能價(jià)格比要盡可能地高，在滿足設(shè)計(jì)要求的情況下，盡量采用物美廉價(jià)的元器件；投入產(chǎn)出比要盡可能地低，應(yīng)該從提高生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量與產(chǎn)量、降低能耗、消除污染、改善勞動(dòng)條件等方面進(jìn)行綜合評(píng)估。二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程一般可分為3個(gè)階段：準(zhǔn)備階段、設(shè)計(jì)階段、仿真與調(diào)試階段。1、準(zhǔn)備階段要認(rèn)真閱讀任務(wù)書，并逐條進(jìn)行研究。搜集有關(guān)資料，查閱參考書籍。初步進(jìn)行系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，并進(jìn)行方案可行性論證，論證的主要容是技術(shù)可行性，特別是項(xiàng)目的可測(cè)性和可控性。2、設(shè)計(jì)階段在此階段要先進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，再進(jìn)行硬件和軟件的設(shè)計(jì)。1）總體設(shè)計(jì)總體設(shè)計(jì)就是要了解控制對(duì)象、熟悉控制要求，確定總的技

24、術(shù)性能指標(biāo)，確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式與控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的選擇，以與控制規(guī)律算法和其他特殊功能要求。確定系統(tǒng)任務(wù)與控制方案，根據(jù)系統(tǒng)要求，定采用開環(huán)還是閉環(huán)控制；閉環(huán)控制還需進(jìn)一步確定是單閉環(huán)還是多閉環(huán)；進(jìn)而還要確定出整個(gè)系統(tǒng)是采用直接數(shù)字控制(DDC)、計(jì)算機(jī)監(jiān)督控制(SCC)、分散式控制(DCS)或是采用現(xiàn)場(chǎng)總線控制(FCS)。確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式，即進(jìn)行控制裝置機(jī)型的選擇。目前已經(jīng)生產(chǎn)出許多用于工業(yè)控制的微機(jī)裝置可供選擇，如可編程控制器、可編程調(diào)節(jié)器、總線式工控機(jī)、單片微型計(jì)算機(jī)和分散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)等。在以模擬量為主的中小規(guī)模的過(guò)程控制環(huán)境下，一般應(yīng)優(yōu)先選擇總線式工控機(jī)來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)的方

25、式；在以數(shù)字量為主的中小規(guī)模的運(yùn)動(dòng)控制環(huán)境下，一般應(yīng)優(yōu)先選擇PLC來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)的方式。工控機(jī)或PLC具有系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，有利于系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)要求任意選擇，像搭積木般地組建系統(tǒng)。這種方式可提高系統(tǒng)研制和開發(fā)速度，提高系統(tǒng)的技術(shù)水平和性能，增加可靠性。選擇現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。主要包含傳感器、變送器和執(zhí)行器的選擇。測(cè)量各種參數(shù)的傳感器，如溫度、壓力、流量、液位、成分、位移、重量、速度等，種類繁多，規(guī)格各異；而執(zhí)行器也有模擬量執(zhí)行器、數(shù)字量執(zhí)行器以與電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)等之分。確定控制算法。當(dāng)系統(tǒng)模型確定之后，即可確定控制算法。微機(jī)控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是按此控制算法進(jìn)行控制?？刂扑?/p>

26、法的正確與否，直接影響控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)品質(zhì)。 硬、軟件功能的劃分。系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，硬、軟件功能的劃分要綜合考慮。用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)一些功能的好處是可以加快處理速度，減輕主機(jī)的負(fù)擔(dān)；而軟件實(shí)現(xiàn)可降低成本，增加靈活性，但要占用主機(jī)更多的時(shí)間。一般在滿足指定功能的前提下，應(yīng)盡量減少硬件器件，多用軟件來(lái)完成相應(yīng)的功能。如果軟件實(shí)現(xiàn)很困難，而用硬件實(shí)現(xiàn)卻比較簡(jiǎn)單，則用硬件實(shí)現(xiàn)功能比較妥當(dāng)。其他方面的考慮。還應(yīng)考慮人機(jī)界面、系統(tǒng)的機(jī)柜或機(jī)箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、抗干擾等方面的問(wèn)題。2）硬件設(shè)計(jì)盡量選現(xiàn)成的總線式工控機(jī)系統(tǒng)或者PLC裝置，以加快設(shè)計(jì)研制進(jìn)程，使系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的工作量減到最小。設(shè)計(jì)者都要根據(jù)系統(tǒng)要求選擇合適的模板或模

27、塊。選擇容一般包括：根據(jù)控制任務(wù)的復(fù)雜程度、控制精度以與實(shí)時(shí)性要求等選擇主機(jī)板(包括總線類型、主機(jī)機(jī)型等)。根據(jù)AI、AO點(diǎn)數(shù)、分辨率和精度，以與采集速度等選AD、DA板(包括通道數(shù)量、信號(hào)類別、量程圍等)。根據(jù)DI、DO點(diǎn)數(shù)和其他要求，選擇開關(guān)量輸入輸出板(包括通道數(shù)量、信號(hào)類別、交直流和功率大小等)。根據(jù)人機(jī)聯(lián)系方式選擇相應(yīng)的接口板或顯示操作面板(包括參數(shù)設(shè)定、狀態(tài)顯示、手動(dòng)自動(dòng)切換和異常報(bào)警等)。根據(jù)需要選擇各種外設(shè)接口、通信板塊等。根據(jù)工藝流程選擇測(cè)量裝置(包括被測(cè)參數(shù)種類、量程大小、信號(hào)類別、型號(hào)規(guī)格等)。根據(jù)工藝流程選擇執(zhí)行裝置(包括能源類型、信號(hào)類別、型號(hào)規(guī)格等)。3）軟件設(shè)計(jì)用

28、工控機(jī)或PLC來(lái)組建微機(jī)控制系統(tǒng)不僅能減小系統(tǒng)硬性設(shè)計(jì)工作量，而且還能減小系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作量。一般它們都配有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)或?qū)崟r(shí)監(jiān)控程序以與各種控制、運(yùn)算軟件和組態(tài)軟件等，可使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在最短的周期開發(fā)出應(yīng)用軟件。 程序編制順序應(yīng)是先模塊后整體。軟件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面。編程語(yǔ)言的選擇。組態(tài)語(yǔ)言是一種針對(duì)控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的面向問(wèn)題的高級(jí)語(yǔ)言，它為用戶提供了眾多的功能模塊。系統(tǒng)設(shè)計(jì)者只需根據(jù)控制要求，選擇所需的模塊就能十分方便地生成系統(tǒng)控制軟件，因而軟件設(shè)計(jì)工作量大為減小。數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)劃。系統(tǒng)的各個(gè)模塊之間要進(jìn)行各種信息傳遞，也即各接口參數(shù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型必須嚴(yán)格統(tǒng)一規(guī)定。數(shù)據(jù)可分為邏輯型和數(shù)值型。資源分配。系統(tǒng)資源包括ROM、RAM、定時(shí)器計(jì)數(shù)器、中斷源、IO地址等。程序設(shè)計(jì)的方法?？刹捎媚K化程序設(shè)計(jì)方法，即是把一個(gè)較長(zhǎng)的程序按功能分成若干個(gè)小的程序模塊，然后分別進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、編程、測(cè)試和查錯(cuò)之后，最后把各調(diào)試好的程序模塊連成一個(gè)完整的程序。模塊化程序