【正文】 ................. 44 六 .VB 程 序圖 ： ....................................................................... 47 七 .VB 內(nèi) 部具 體程 序： ............................................................. 47 第 四章 外 文資 料及翻 譯 ............................... 54 第 五章 總結(jié) ........................................ 74 致謝 ........................................................................................... 75 參 考 文獻 ..................................................................................... 76 蘭州理工大學電信學院畢業(yè)設(shè)計 5 第一章 緒論 第一節(jié) 技術(shù)背景和設(shè)計依據(jù) 多種液 體自 動混合 系統(tǒng) 由于采 用了 一系列 可靠 的設(shè)計 方案 ，保證 系統(tǒng)具有 很高的 可靠性 與實 用性。 目前在 我國 此套系 統(tǒng)尚 處于發(fā) 展階段 ，在設(shè)計 中有許 多不足 之處 ，有些 地方的 設(shè)計 思想也 還不 成熟。 但隨著 微可 編 程 邏 輯 控 制 系 統(tǒng) 的 日 益 發(fā) 展 和 中 國 市 場 對 減 員 高 效 理 念 的 日 漸 深入，我 相信此 套系統(tǒng) 會被 越來越 多的公 司所 重視， 有著 良好的 使用價 值和廣闊 的市場 前景。 在過 去，硬 件通常 是多 種液體 自動 混合領(lǐng) 域的主 要因素， 設(shè)計簡 單實用 是本 系統(tǒng)的 最大的 優(yōu)點 所在， 根據(jù) 現(xiàn)代質(zhì) 量保證 技術(shù)，用 現(xiàn) 代設(shè) 備制造 的， 以簡單 的限位 開關(guān) 、繼電 器等 常用而 且性價 比較高的 期間為 基件的 多種 液體自 動混合 系統(tǒng) ，已經(jīng) 獲得 了過去 超過了 理論上得出的可靠性。 因此，多種液體自動混合系統(tǒng)的設(shè)計師一項很復雜的工程，必須在系統(tǒng)設(shè) 計、結(jié) 構(gòu)設(shè)計 、軟 件編制 、整機 裝配 和調(diào)試 階段 各個環(huán) 節(jié)統(tǒng)籌 安排，嚴 格把關(guān) 才能保 證系 統(tǒng)具有 很高的 可到 性。相 信這 套系統(tǒng) 在不不 久的將來 會有很 良好的 發(fā)展 前景， 被我們 更加 合理的 應用 于我們 的生產(chǎn) 工作之中，為我們帶來經(jīng)濟效益。 第二節(jié) PLC 的簡介 可編程控制器 (Progra mmable Lo gic Co ntroller)簡稱 PLC 或 PC，在現(xiàn)代工業(yè)控制中占有重要地位。 P LC 是從 早期的繼電器邏 輯控制系統(tǒng)發(fā) 展而來的。自 1836 年繼電器問 世，人們就開 始用導線將它同開關(guān)器件巧 妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序 控制。上世紀 60 年代末，它 不斷吸收微計算機技術(shù)使之功能不斷增強，逐漸適合復雜的控制任務 。隨著微電 子技術(shù) 、計算 機技 術(shù)和數(shù) 據(jù)通信 技術(shù) 的飛速 發(fā)展 、微處 理器的 出現(xiàn)，以 及流程 加工行 業(yè)（ 如汽車 制造業(yè) ）對 生產(chǎn)流 程迅 速、頻 繁變更 的需求， P LC 技術(shù)出 現(xiàn)并快速發(fā)展。 目前 ， P LC 在 小型化、大型化、大 容量、強功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的 P LC 從最初的邏輯控制、順序控制 ，發(fā)展 成為具 有邏 輯判斷 、定時 、計 數(shù)、記 憶和 算術(shù)運 算、數(shù) 據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及 P ID 回路調(diào)節(jié) 等功能的現(xiàn)代 P LC。但是，仍然沿用著順序掃描、程序控制等基本模式及 CP U+通信 + I/O 的基本結(jié)構(gòu) 。 P LC 之蘭州理工大學電信學院畢業(yè)設(shè)計 6 所以有 生命力 ，在于 它更 加適合 工業(yè)現(xiàn) 場和 市場的 要求 ：高可 靠性、 強抗各種 干擾的 能力、 編程 安裝使 用簡便 、低 價格長 壽命 。它的 輸入輸 出端更接 近現(xiàn)場 設(shè)備， 不需 添加太 多的中 間部 件或需 要更 多的接 口，這 樣節(jié)省了用戶時間和成本。 P LC 的下端 (輸入端 )為繼電器 、晶體管和晶閘 管等控制 部件， 而上端 一般 是面向 用戶的 微型 計算機 。人 們在應 用它時 ，可以不 必進行 計算機 方面 的專門 培訓， 就能 對可編 程控 制器進 行操作 及編程。 一． PLC 的功能 ： 數(shù)據(jù)采集與輸出。 控制功能。 包括順序控制、邏輯控制、定時、計數(shù)等。 數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學運算、比較、對字節(jié)的運算、 P ID運算、濾波等。 輸入 /輸出接口調(diào)理功能。 具有 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換功能，通 過 I/O模塊完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運動等測量接口。 通信、聯(lián)網(wǎng)功能。 現(xiàn)代 P LC 大多數(shù)都采 用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有 RS232 或 RS 485 接口，可進行遠 程 I/O 控 制，多臺 P LC 可彼此間聯(lián)網(wǎng) 、通信， 外部器 件與一 臺或 多臺可 編程控 制器 的信號 處理 單元之 間，實 現(xiàn)程序和 數(shù)據(jù)交 換，如 程序 轉(zhuǎn)移、 數(shù)據(jù)文 檔轉(zhuǎn) 移、監(jiān) 視和 診斷。 在系統(tǒng) 構(gòu)成時，可由一臺計算機與多臺 P LC 構(gòu)成 集中管 理、分散控制 的分布 式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復雜控 制。通常所說的 S CA DA 系統(tǒng)，現(xiàn)場端和遠程端也可以采用 PLC 作現(xiàn)場機。 支持 人機界 面功能 。提供 操作者 以監(jiān)視 機器 /過 程工作 必需的信息。允許操作者和 PC 系統(tǒng) 與其應用程序相互作用，以 便作決策和調(diào)整 ，實現(xiàn)工業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。 編程、調(diào)試 等，并且大部分支持在線編程。 二． PLC 的 主 要特點 ： 可靠性高。 P LC 的 MT BF 一般 在 40000～ 50000 h 以上，有的在10~20 萬 h，且均有完善的自診斷功能。 結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式 適于小型系統(tǒng)或機床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的 P LC 只有 6 點，而 AB 的 Co ntrol Lo gi x系統(tǒng)的容量達 128000 點。 功能強大。 編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。 適應工業(yè)環(huán)境。適應高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。 蘭州理工大學電信學院畢業(yè)設(shè)計 7 安裝、維修簡單 與 DCS 相比，價格低。 當前 PLC 產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場總線的發(fā)展潮流。 三． PLC 的 聯(lián) 網(wǎng)與通 信 ： PLC 的通信包括 P LC 之間 、 P LC 與 上位計算機之間以及 P LC 與其他智能設(shè)備間的通信。 P LC 系統(tǒng)與通用計 算機可以直接或 通過通信處理 單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成 集中管理 、分散控制 的分布式控 制系統(tǒng)，滿足工廠 自動化 (FA)系統(tǒng)發(fā)展的需要，各PLC 系統(tǒng)或遠程 I/O 模塊按功能各自放置在生產(chǎn)現(xiàn)場分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 。 目前各廠商都主推各自的總線標 準， 如西 門子 Profib us、 AB Co ntrolNe t 及 DeviceNe t、 莫迪 康Modb us 等等。但其構(gòu)成的 集中管理、分散控制 分布式控制方式是十分類似的。如 R OCK WE LL（ AB）推出了 全方位自動化 的理念，推薦 三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即 1）設(shè)備層（ DeviceNe t 為代表）； 2）控制層（ C o ntrolNe t為代表）； 3）管理層（ EtheNet）。 四． PLC 的發(fā)展 ： 與 DC S 的差別。 集散系 統(tǒng) D CS 從工業(yè) 自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以 工業(yè)控 制計算 機為 中心的 集散系 統(tǒng)， 所以 其 在模 擬量處 理、回 路調(diào)節(jié)方 面具有 一定優(yōu) 勢， 初期主 要用在 連續(xù) 過程控 制， 側(cè)重回 路調(diào)節(jié) 功能，滿 足快速 大量數(shù) 據(jù)處 理要求 。硬件 結(jié)構(gòu) 方面， 總線 標準化 程度高 ，兼容性 強，軟 件資源 豐富 ，特別 是有實 時操 作系統(tǒng) 的支 持，故 對要求 快速、實 時性強 、模型 復雜 和計算 工作量 大的 工業(yè)對 象的 控制占 有優(yōu)勢 。 PLC 是由繼 電器邏輯系統(tǒng) 發(fā)展而來，主 要用在離散制造 、工序控制， 初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。 P LC 在自身發(fā)展同時，也在吸收 DC S 系統(tǒng)的優(yōu)點。 P LC 在過程控制的發(fā)展將是與現(xiàn)場總線技術(shù)結(jié)合，發(fā)展向下拓展功能，開放總線。 市場占有率 1987 年世 界 P LC 的銷售 額為 25 億美元，此后每年以 20%左右的速度遞增。進入 90 年代以來，世界 P LC 的年平均銷售額 在55 億美元以上，其中我國約占 1%。當前， PLC 在國際市場上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用 PLC 設(shè)計自動控制系統(tǒng)已成為世界潮流。 五． PLC 在工程應用中應注意的一些實際問題 的安裝 選擇 P LC 時，如果選擇 S7200P LC，則需要 使用匹配的扁平電纜將各個擴展模塊與 CP U 連接起來，然后利用模塊上的安裝空降模塊固定在控制柜背板上，也可以利用模塊上的 DIN 卡子把模塊 固定在一個標準 的蘭州理工大學電信學院畢業(yè)設(shè)計 8 DIN 軌道上。安裝時，需要注意以下兩個問題。 （ 1） 盡可能將 S7200 模塊與生產(chǎn)高頻噪聲的設(shè)備分隔開，以防止高頻噪聲對模塊的干擾。 （ 2） 盡可能將 S7200 模塊與產(chǎn)生高熱量的設(shè)備分開安裝，且模塊的周圍應留有一定的空間，以便于 S7200 模塊 以自然對流的方式正常散熱。 P LC 一般使用市電（ 220 V， 50H z）， 存在電網(wǎng)沖擊、頻率波動等 干擾，可能對 P LC 控制系統(tǒng)帶來毀滅性的破壞。因此，為了提高系統(tǒng)的可靠性和 抗干擾 能力， 一般 采用隔 離變壓 器， 以隔離 供電 電源的 各種干 擾信號， 從而提高控制系統(tǒng)的抗干擾性能。 另外，在一些實時控制 系統(tǒng)中，系統(tǒng)的 突然斷電會造成嚴重的后果 ，此時可以對供電電源使用 UPS 不間斷電源 。這樣，當市電突然斷電后 ，自動切換到 UPS 電源供電，并且按照工藝要求進行一定的處理，使整個控制系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)別均處于安全狀態(tài)。 一般的， P LC 的 CP U 內(nèi)部還提供了一個 24 V 的直流 傳感器電源，24V 直流傳感 器電源可作為 CP U 本機和數(shù) 字量輸入擴展模塊和模擬量 擴展模塊的供電電源使用，如果不能滿足要求，則必須增加外部的 24 V 直流電源，但外部電源不能與 C P U 內(nèi)部的傳 感器電源并聯(lián)使用 ，以防止 兩個電源 點位的 不平衡 造成 對電源 的破壞 ，但 為了加 強抗 干擾能 力，這 兩個電源的公共端應連接在一起。 有的 P LC 的 CP U 內(nèi)部還 提供了 5V 直流 電源，如 S7200 的 C P U，它提供的 5V 直流電源供擴 展模塊使用，如果擴展模塊 對 5V 直流電源 的需求超出 CP U 模塊的 5V 直流 電源的容量，則必須減少擴展模塊的數(shù)量 。 在 P LC 控制系統(tǒng)中，接地 是抑制干擾使系統(tǒng)可靠工 作的主要方法，在設(shè)計 與實施 中，如 果把 接地與 評比正 確結(jié) 合起來 ，可 以解決 大部分 的干擾問題。 接地有兩個目的，一時消除各電流流經(jīng)公共地線阻抗時產(chǎn)生的噪聲電 壓；二是避免磁場與電位差的影響。 正確的接地是一個重要而復雜的問題。理想的情況是一個系統(tǒng)的所有接地 點與大 地之間 的阻 抗為零 ，但這 是很 難做到 的。 在一般 的接地 過程中要求如下： 4Ω； 2， 具有足夠的機械強度； 3，具有耐腐蝕及防腐處理； 4， PLC 控制系統(tǒng)單獨接地。 在 P LC 控制系統(tǒng)中常 見的地線有： 1，數(shù)字地 ，也叫邏輯地 ，是各蘭州理工大學電信學院畢業(yè)設(shè)計 9 種開關(guān)量 信號 的零電 位； 2，模 擬地， 是各種 模擬 信號的 零電位 ； 3，信號地，通常為傳感的地 ； 4，交流地 ，交流供電電源的 地線，這種地線 是產(chǎn)生噪聲 的地 ； 5， 直流地 ，直 流供電 電源的 地； 6，屏 蔽 地， 為防止 靜電感應和磁場感應而設(shè)置的地。 不同的地線，處理方法也不同。 P LC 控制 系統(tǒng)一 般采用一點接地，而且交流地與信號地分開，對于模擬信號采用浮地技術(shù)。 一般來說，工業(yè)現(xiàn)場的環(huán)境都比 較惡劣。例如現(xiàn)場的 各種動力線會通過電 磁耦合 產(chǎn)生干 擾； 電焊機 、火焰 切割 機和電 動機 會產(chǎn)生 高頻火 花電流產(chǎn) 生干擾 ；告訴 電子 開關(guān)的 接通和 關(guān)斷 將產(chǎn)生 高次 諧波， 從而形 成高頻干擾；大功率機械設(shè)備 的啟停、負載的 變化將引起電網(wǎng)電壓的波動 ，產(chǎn)生低 頻干擾 ，這些 以干 擾都會 通過與 現(xiàn)場 設(shè)別兩 聯(lián)的 電纜引 入可編 程控制器 組成的 系統(tǒng)中 ，影 響系統(tǒng) 的 安全 可靠 工作， 所以 合理的 設(shè)計、 選擇和鋪設(shè)電纜在可編程控制器系統(tǒng)中十分重要。 對 PLC 組成的系統(tǒng)而言 ，電纜包括供電系統(tǒng)的動力 電纜及各種開關(guān)量