分布式控制系統(tǒng)課程設(shè)計

分布式控制課程設(shè)計設(shè)計題目課題八：3臺電動機的順序控制學校：上海工程技術(shù)大學院系：機械工程學院任務(wù)描述：在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，電動機自動與手動正反轉(zhuǎn)的設(shè)置得到了廣泛的應(yīng)用。設(shè)計三臺電動機的順序控制程序的原則是：（1）自動每隔離十分鐘啟動一臺電機，中間可急停，到了八小時后都自動關(guān)閉。（2）手動順序啟動，手動反序停止。設(shè)計四段程序，第一段是自動順序啟動三臺電機，由SB1總起TO,T1延時觸發(fā)。第二段程序是到點自動停止，每個電機配備一個定時器加計數(shù)器來實現(xiàn)。第三段程序是手動順序啟動由SB2總起，T5,T6延時觸發(fā)。第四段程序是手動反序停止由中間繼電器M1.0,M1.1,M1.2線圈觸發(fā)，而在第三段程序的起停保電路中用它們的常閉觸點來實現(xiàn)?？刂迫蝿?wù)和要求：（1）啟動操作：按啟動按鈕SB1，電動機M1啟動，10s后電動機M2自動啟動，又經(jīng)過8s,電動機M3自動啟動。（2）停車操作：按停止按鈕SB2,電動機M3立即停車；5s后,電動機M2自動停車;又經(jīng)過4s，電動機M1自動停車。（3）要求啟動時，每隔10min依次啟動1臺，每臺運行8h后自動停車。在運行中可用停止按鈕將3臺電動機同時停機。電動機及其PLC控制器的介紹1.系統(tǒng)設(shè)計功能1）電路設(shè)計本課題的三臺電動機應(yīng)滿足以下要求（1）自動時，當?shù)诙_電動機延時啟動時，不關(guān)閉第一臺電動機。當?shù)谌_電動機延時啟動時，不關(guān)閉第一，第二臺電動機。且三者自各自啟動就開始計數(shù)器計時，準備關(guān)閉。（2）用急停按鈕使三臺電動機同時停移，但時間必須在自動停止時間范圍內(nèi)。（3）手動時，當?shù)诙_中動機延時啟動時，必須等三臺電動機按順序都啟動后才可以按下手動反序停止按鈕，使他們各自停止。2）主電路設(shè)計由三臺電機組成，啟動電路由自動開關(guān)QF0.,接觸器KM0-KM3熱繼電器FR1-FR3各臺電動機的額定電壓運行電路各自獨立專用，如電動機Q0.0正常運行時由QF0，KM1與FR1組成的回路供電。2方案分析：因為本程序要分手動和自動兩部分，所以為了考慮到出點之間與不同網(wǎng)絡(luò)之間不相互產(chǎn)生影響，所以考慮調(diào)用子程序。但這樣做在西門子300里面沒有具體說明，不可行。把四個程序段合為兩個程序段，即把手動的啟動與停止放一塊，自動的啟動與停止再放一塊。用起停?；芈繁容^復(fù)雜，不如四個程序段來的簡明易懂，條理清晰而且定時器觸點，計數(shù)器觸點，與停止常閉觸點不好布局，也會產(chǎn)生影響。設(shè)計四段程序，第一段是自動順序啟動三臺電機，由SB1總起TO,T1延時觸發(fā)。第二段程序是到點自動停止，每個電機配備一個定時器加計數(shù)器來實現(xiàn)。第三段程序是手動順序啟動由SB2總起，T5,T6延時觸發(fā)。第四段程序是手動反序停止由中間繼電器M1.0,M1.1,M1.2線圈觸發(fā)，而在第三段程序的起停保電路中用它們的常閉觸點來實現(xiàn)。用中間繼電器效果明顯好于調(diào)用子程序。因為程序簡潔美觀，運行仿真，條例明確。3控制器組成（1）PLC外部接線圈如圖中SB1為三臺電動機自動啟動按鈕，SB2為自動啟動急停按鈕。SB3為手動啟動按鈕，SB4為手動反序關(guān)閉按鈕。（2）控制器電路設(shè)計Networkl-5I0.0自動總起，TO啟動第二臺電機，T1啟動第三臺電機，I0.1竄入各等支路用于急停。在QO.O的線圈控制回路中竄接入M0.0常閉觸電，用于Q0.0自動停止，同理在Q0.1回路加M0.1，Q0.2加M0.2。在Q0.1的線圈控制回路中，竄接入Q0.0常開觸電,以及在Q0.2的線圈控制回路中竄接入Q0.1常開觸電，從硬件上保證當Q0.0不啟動Q0.1，Q0.2也不啟動。Q0.1不啟動，Q0.2也不啟動。同理對T1線圈錢的TO常開觸點。NETWORK6-14：因為定時時間超過定時器的時間范圍，所以用定時器竄入接計數(shù)器的方式，使用加法計數(shù)器，定時器設(shè)置為10分鐘，作為計數(shù)器的基數(shù)時間，計數(shù)器的計數(shù)值設(shè)定為48個，計完數(shù)后，常開觸點C0閉合，中間繼電器線圈M0.0得點，在NETWORK1的支路中，M0.0長臂觸點斷開，實現(xiàn)Q0.0自動復(fù)位。同理C1控制M0.1去復(fù)位Q0.1，C2控制從M0.2去復(fù)位Q0..2.。.Network15-19,。I2.0為手動順序總起，在Q0.0回路上竄接M1.2，在Q0.1回路上竄接M1.1，在0.2回路上竄接M1.0用于后面network120-24的手動反序停止。T5,T6常開觸點用于啟動Q0.1與Q0.2.在Q0.1回路中竄接Q0.0，Q0.2，回路中竄接Q0.1常開觸點時為了使Q0.0沒啟動下，不會啟動Q0.1，Q0.2,Q0.1沒啟動下，不會啟動Q0.2，同理T6線圈前竄接T5常開觸點。在Q0.2回路竄I3.0常閉觸點用于反序停止的準備。Network20-24,用中間繼電器M1.0去復(fù)位Q0.2,用T7延時5秒，通M1.1線圈去復(fù)位QO.1,用T8延時4秒通M1.2去復(fù)位Q0.1.M1.1回路竄M1.0,M1.2回路竄M1.1是為了使Q0.2沒有停止之前Q0.1,Q0.0不會停止，Q0.1沒有停止之前Q0.0不會停止，同理在T8線圈前竄T7常開觸點。（3）系統(tǒng)硬件配置狀況PLC在電動機控制中的應(yīng)用宜昌某單位有一臺20m的空壓機，其主電動機為isl27—8型，380V,130kW；起動自耦變壓器為QBz—135型寧主接觸器KM1為cJ12—400/3型；起動接觸器KM01為CJ12—250/3型;控制系統(tǒng)中PI,C栗用F—12MRE型.因擴大生產(chǎn)能力，現(xiàn)需要增加一臺同容量的空壓機.且主電動機的型號、容量與已有的空壓機電動機相同．在訂購該臺電動機組時，沒有訂購控制柜.故本廠技術(shù)人員決定改裝已有的控制柜，使其能夠同時控制這兩臺同型號的空壓機組.改裝后的主電路圖可參考圖l所示.取圖中電動機的臺數(shù)N=2即可.其中KM1和KM2型號為q12—400/3型；KM0、KM0l和KM02為cjl2—250/3型；T為QzB一135型；QF0、QF]和KF2采用DZ10—400/3型自動開頭.改裝后的控制電路見圖3所示.SB1l和SBl2分別為1號電動機的起動和停止按鈕，F(xiàn)Rl為1號電動機的熱繼電器常開觸點.SB21和SB22分別為2號電動機的起動和停止按鈕，F(xiàn)R2為2號電動機的熱繼電器常開觸點.KM0l和KM02分別為l號和2號電動機的起動接觸器，KM0為自耦變壓器的控制接觸器.KMl和KM2分別為1號和2號電動機的正常運行接觸器.PIC的型號為F

一12MRE型.相應(yīng)的梯形圖如圖4所示.分布式控制系統(tǒng)課程設(shè)計的內(nèi)容電動機控制系統(tǒng)方框圖輸入輸出點分配I0.0自動啟動第一臺電動機I0.1自動急停三臺電動機I2.0手動啟動第臺電動機I3.0手動急停第三臺電動機Q0.0第一臺電動機Q0.1第二臺電動機Q0.2第三臺電動機其他I代表定時器與計數(shù)器置位復(fù)位M中間繼電器用于手動與自動的關(guān)閉。軟件設(shè)計軟件的調(diào)試一調(diào)試過程1）輸入程序，按前面介紹的程序輸入方法，用手持式編程器（或計算機）正確輸入程序。2）靜態(tài)調(diào)試，按系統(tǒng)接線圖正確連接好輸入設(shè)備，進行PLC的模擬靜態(tài)調(diào)試，并通過手持式編程器（或計算機）監(jiān)視，觀察其是否與控制要求一致，否則，檢查并修改、調(diào)試程序直至指示正確。3）動態(tài)調(diào)試，按系統(tǒng)接線圖正確連接好輸出設(shè)備，進行系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)試，先調(diào)試手動程序，后調(diào)試自動程序，觀察指示燈能否按控制要求動作，并通過手持式編程器（或計算機）監(jiān)視，觀察其是否與控制要求一致，否則，檢查線路或修改程序，直至指示燈能按控制要求動作。4）在調(diào)試過程中，要注意各個輸入信號，不能同時給好幾個輸入信號，否則會出錯。二調(diào)試情況先接通10.0打勾，Q0.0,Q0.1,Q0.2過10秒依次勾上（代替10分鐘）。各過40秒后依次自動勾去掉（代替8小時）。在Q0.0,Q0.1,Q0.2各自接通后的0到40秒內(nèi)按下I0.1,M0.0,M0.1,M0.2同時勾上,Q0.0,Q0.1,Q0.2三個勾同時去掉。接通I2.0打勾,Q0.0立即勾上，過10秒Q0.1自動勾上，過8秒Q0.2自動勾上。勾上13.0,M1.0立即勾上，Q0.2立即勾去掉。過5秒M1.1立即勾上，Q0.1立即勾去掉?。過4秒M1.0立即勾上，Q0.0立即勾去掉。SIMATICWINCC仿真WinCC是SIMATICPCS7過程控制系統(tǒng)及其他西門子公司的控制系統(tǒng)中的人機界面組件。WinCC為垂直市場的解決方案提供了豐富的選件和附加件。眾多的選件將使工廠認證更為容易，而這種認證更是對工業(yè)領(lǐng)域的各種要求做出了非常有說服力的全面相應(yīng)。為了集成到任何公司內(nèi)的任何自動化解決方案中，WinCC提供了所有最重要的通信通道，用于連接到SIMATICS5/S7/505控制器的通信，以及如ProfibusDP/FMS、DDE等非專用通道；亦能以選件的形式獲得其他通信通道。由于所有的控制器制造商都為其硬件提供了相應(yīng)的OPC服務(wù)器，因而事實上可以不受限制地將各種硬件連接到WinCC。

1）創(chuàng)建新的驅(qū)動程序如圖17所示，在WinCC中創(chuàng)建新的驅(qū)動連接，并在TCP/IP中改變與STEP7中相同的以太網(wǎng)地址，使WinCC與STEP7運用以太網(wǎng)建立連接。（2）建立變量表在新建立的“NewConnection”中建立如圖18所示的變量名稱，及相應(yīng)的變量類型和參數(shù)。并且該些變量必須與繪圖編輯器產(chǎn)生連接，也要與STEP7中編寫的變量一一對應(yīng)。（3）創(chuàng)建運行畫面□E?使用WinCC軟件創(chuàng)建運行畫面，如圖19所示。創(chuàng)建的運行畫面既是現(xiàn)實的仿真畫面，與現(xiàn)實情況相類似。并在畫面中的按鈕分別與（2）中建立的變量建立連接，以產(chǎn)生運行效果。最后將該畫面“保存”后設(shè)為“啟動畫面”?！鮁?TinCCExplorer-D:\abc\abc.IC［激活的］文件的編輯?視閣迪工具d）幫助QD］□目■?I%矚翕IfA注［￥|會應(yīng)］創(chuàng)計算機制變量管理申督內(nèi)部變量0-1SIMATICSTPROTOCOLSUITE?f0-|白』s-|1sjIlridustrialEthernet創(chuàng)計算機制變量管理申督內(nèi)部變量0-1SIMATICSTPROTOCOLSUITE?f0-|白』s-|1sjIlridustrialEthernetIndustrialEthernet(II)MPIMin0IWameilConnectionsFROFIBUSFROFIBUS(II)SlotPI￡SoftFLCTCP/IP□|匡結(jié)構(gòu)變量屮「圖形編輯器口|報警記錄JJ變屋記錄俸報表編輯器諭全局腳本鈕文本庫礎(chǔ)用尸管理器5交叉索引△加我在線修改拌冗余樂|用戶歸檔Timesynchroniration融FictioreTreeManagerLifebeatMonitoring畋O(jiān)S-ProjectEditor名稱類型雜數(shù)上一決修改in5in6inTout4out5out6-liMMA二進制變星MO.O2007/6/5下午05二進制喪量M0.12007/6/5下午04二進制喪量M0.22007/6/5下午04二進制變屋M0.32007/6/5下午04無符號8位數(shù)2007/6/5下午04無符號S位數(shù)200T/8/5下午04無符號8位數(shù)2007/6/5下午0441364600440213外部變量:〒7WS7128梯形圖-^'01-^'01：：8H-T1:p運工I（卜S'OOT/卜2?OWaaaigAl0siaos21STM-0TM--SOTALSS21o-oi男報刁創(chuàng)瀏屛丑頼爭里肆里目另一寰Z'ObH/FT'OI「OBT1aogigAl0siaosT±STM--S'OI0TM--SOTALSS01「OB躱卷期業(yè)：躱卷期業(yè)：8H-T1:#T運工o,*3jh[aaaigAl0siaosswi-OTM--T^I-S8S1SS——II1卜SiTOO91甲欽闞務(wù)9丄|：8I4-T1:8T運工I'ObI'Obo-ooH/lI卜I'Obo-ooT?TWSi里肆陽里甲g二重馬@01HULL:LI運工o?*ojs[swi-OTM-aog&igaiosiaos-T'SI-S0TS1SS1I110-00s±aaaigAl0siaosswi-OTM--A'll-SSALSS——I卜0-TW甲欽闞務(wù)乩IHULL:TZqao*4.an0-TW0-TWO'CI0-TW甲謝闞務(wù)0F?：8I4-T1:02運工Z'Ob(m140F【Z'ObH/lI卜O'CI91刁劃溜至「口加晅申舄三燙:61運工。4陽一STEP7-300程序控制及仿真3QBUsT「fWCP0「RUNEC0§It70rrrrrrrro10?jjH0|l0ta制Slop咂恥JI□CPU血:庖AMitC?□249匕耒w-3QBUsT「fWCP0「RUNEC0§It70rrrrrrrro10?jjH0|l0ta制Slop咂恥JI□CPU血:庖AMitC?□249匕耒w-BflKBfliJ9JE陽曲昌rrrrrrrrK?_[OII_inB_IDO*Q陽T7(543210rrrr「「「▽=：-s|C0|Bhay▼]F1隔j|whljkjo?MDO.oaB.raB.ia)0[liisjj115|lOm▼]M第一臺電機自動啟動|ff『『1SsIB|B0|ih37G5+3210rrrrrrru豊IB亠..匚超缶呈QBCPU匸衛(wèi)7S5|ff『『1SsIB|B0|ih37G5+3210rrrrrrru豊IB亠..匚超缶呈QBCPU匸衛(wèi)7S543210rrrr「「叩UAwil.kip-had血國撫g鎳0_0000_0000_0000OOX.IOO.OOOO.OOOOOCOO.CDOO_OOOO.OOCOI|lOQre2]H|lI~那阪勺旦[in376543210rrrrrrrr[Sis37G53210rrrrrrrrs卩E699|l0mt創(chuàng)0阿刮19第二臺電機自動啟動<=jl00K^5H鳥止?第三臺電機自動啟動□CPU閭■兇fnisv|mbo恤<|76543210

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十三界面設(shè)計十五設(shè)計小結(jié)第一次小結(jié)：本周我們小組先練習了一下簡單的PLC控制線圖-起停保電路的仿真，以及硬件組態(tài)的設(shè)置。以及起停保電路的創(chuàng)建仿真運行畫面。根據(jù)老師的分析指導，我們了解到了還要做物理地址，用于系統(tǒng)I/O模塊的設(shè)置。在初步分析了我們的任務(wù)與課題，要求手動加自動和順序啟動和反序停止。我認為這個也是起停保電路的基礎(chǔ)上發(fā)展出來的。把定時器觸點看做啟動按鈕來順序啟動，把斷開延時觸點看做總停按鈕來反序停止。在做的過程中，我們也遇到許多問題