【正文】 號名稱類型地址7輸送機S2013F故障DI81進水泵S2014F故障DI92進水泵S2015F故障DI103進水泵S2016F故障DI114進水泵S2017F故障DI125進水泵S2018F故障DI131粗格柵S2011S開停狀態(tài)DI141粗格柵S2011T自動轉(zhuǎn)換DI152粗格柵S2012S開停狀態(tài)DI162粗格柵S2012T自動轉(zhuǎn)換DI17輸送機S2013S開停狀態(tài)DI18輸送機S2013T自動轉(zhuǎn)換DI191進水泵S2014S開停狀態(tài)DI201進水泵S2014T自動轉(zhuǎn)換DI212進水泵S2015S開停狀態(tài)DI222進水泵S2015T自動轉(zhuǎn)換DI233進水泵S2016S開停狀態(tài)DI243進水泵S2016T自動轉(zhuǎn)換DI254進水泵S2017S開停狀態(tài)DI264進水泵S2017T自動轉(zhuǎn)換DI275進水泵S2015S開停狀態(tài)DI285進水泵S2015T自動轉(zhuǎn)換DI291粗格柵S2011F電機運行DO302粗格柵S2012F電機運行DO31輸送機S2013F電機運行DO321進水泵S2014F電機運行DO332進水泵S2015F電機運行DO343進水泵S2016F電機運行DO354進水泵S2017F電機運行DO365進水泵S2018F電機運行DO371粗格柵液位LD201液位測量AIPIW256382粗格柵液位LD202液位測量AIPIW25839集水井液位LD203液位測量AIPIW26040頻率反饋LD204頻率檢測AIPIW26241頻率輸出FO1031頻率輸出AOPQW256本設(shè)計題目所選用的是西門子S7300系列的是PLC。訂單號為6ES7 3131AD000AB0。10A電源模塊屬性有輸出電源為10A，輸出電壓為24VDC和短路和斷路保護，與單相交流電源連接，安全隔離符合EN60 950，可用作負載電源。該輸入模塊開始地址為8，結(jié)束地址為11，帶硬件中斷和診斷中斷。該輸入模塊開始地址為12。該輸入模塊開始地址為256，結(jié)束地址為271。如圖新建項目圖43所示。圖45 硬件組態(tài)圖4．編輯符號表，為了更易讀懂程序，程序人員往往需要編輯符號表來標識其中的變量，下圖46為符號表圖。PLC遠程手自動程序圖如圖417所示。格柵模式選擇程序圖如圖410所示?！癇IPOLAR”是單極性和雙極性控制，當前值為1時是正負兩個極性，當前值為0為正極性。圖413 集水井程序塊圖 1．系統(tǒng)程序框圖編寫程序是下位機重要一步，是實現(xiàn)對控制對象實現(xiàn)控制的邏輯控制，PLC程序見附頁。（3）。（7） 啟5臺泵。PID參數(shù)參考L: P=20~80%,T=60~300s。WinCC用于實現(xiàn)過程的可視化，并為操作員開發(fā)圖形用戶界面。使用WinCC進行工作時，既可以打印過程值，也可以對過程值進行電子歸檔。圖51 新建項目圖2．創(chuàng)建畫面，打開WinCC管理器，然后打開 圖標，在圖形編輯器里創(chuàng)建主畫面名為“”，主畫面是現(xiàn)場實物在電腦中的呈現(xiàn)，是對現(xiàn)場畫面進行操控的對象，繪制主畫面過程圖如圖52所示。右擊“變量管理”，然后選擇添加新的驅(qū)動程序，從打開的驅(qū)動程序中選擇SIMATIC S7 PROTOCOL 文件，點擊“打開”，得到SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE通訊驅(qū)動程序。右鍵“MPI”，選擇“系統(tǒng)參數(shù)”，在“單元”選項卡中的邏輯設(shè)備名稱（D）中選擇PLCSIM(MPI)。在新建立的驅(qū)動連接中新建變量，如下圖54參數(shù)設(shè)置圖所示。點擊“選擇”按鈕，設(shè)置變量地址，建立模擬量圖如圖56所示。圖58 組態(tài)畫中畫窗口圖 創(chuàng)建報警畫面和歷史趨勢曲線畫面 1．創(chuàng)建變量記錄，在變量管理中打開，右擊選擇歸檔向?qū)?，選擇要記圖59 歷史曲線圖錄的變量，打開圖形編輯畫面中的“”畫面，選擇控件，拖入到畫面中，把紀錄的變量放置在控件中，具體歷史曲線圖如圖59所示。圖511 PC/PG設(shè)置圖2．先在STEP7V5下載程序并運行。圖512 裝載項目圖 2．在仿真界面中，選擇菜單欄選擇“Insert”下，選擇、插入變量，變量界面圖如圖513所示。圖514 遠程粗格柵手動圖2．格柵系統(tǒng)自動方式，選擇液位控制方式，當“LET10140”、“LET10240”為滿足啟動條件，格柵系統(tǒng)運行，1粗格柵和2粗格柵運行，也可以勾選下位機仿真器，然后經(jīng)過5S輸送機則運行，運行時間到達時，停止粗格柵，再經(jīng)過5S停止運行輸送機，如圖格柵系統(tǒng)液位控制圖如515所示。圖516 集水井系統(tǒng)操作圖 4．變頻泵控制，當1泵運行時，就啟動變頻泵，根據(jù)PI算法實現(xiàn)變頻調(diào)速，單擊PID按鈕，則會出現(xiàn)PID控制回路窗口，在畫面中可以設(shè)定量程范圍上限、量程范圍下限、輸入值、設(shè)定值、比例P、積分I等參數(shù)設(shè)定。根據(jù)下面調(diào)試結(jié)果選則調(diào)試畫面4效果最好。圖519 報警畫面圖7．歷史趨勢曲線圖，當出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會出現(xiàn)報警指示，當液位過高或過低時也會出現(xiàn)報警指示。解除步驟1 解除步驟2解除步驟3 解除步驟4圖521 用戶權(quán)限解除操作圖結(jié) 論通過四個月的課題設(shè)計和調(diào)試，基本上完成了粗格柵系統(tǒng)污水處理的設(shè)計，達到了預(yù)期的設(shè)計效果。 總結(jié)整個研究過程，主要的工作和結(jié)論如下：1．結(jié)合粗格柵污水處理工藝和PLC工作原理的了解，在設(shè)計過程中主要從硬件和軟件兩個方面的問題進行，工業(yè)污水處理系統(tǒng)中，主要的硬件問題包括電氣設(shè)備的選型、硬件選型和PLC的外圍電路設(shè)計和接線處。3．結(jié)合對PID原理的認識，再通過仿真調(diào)試和運行參數(shù)分析，得到了一組適合液位控制PID的經(jīng)驗參數(shù)為 P=20~80%，T=60~300s。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師曹玉波老師對我的諄諄教導(dǎo)，他平日里工作繁多，但在我們畢業(yè)設(shè)計階段，從查閱資料到中期檢查，再到后期的詳細設(shè)計等過程都給予了我悉心的指導(dǎo)，撰寫過程及收尾階段都給予了很多幫助和指導(dǎo)意見。感謝評閱和閱讀本文的老師為此付出的辛勤勞動！最后，衷心的感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師、教授！ 最后，祝老師身體健康！工作順利！電氣設(shè)備控制選型統(tǒng)計表如表31所示。在論文的寫作中還得到了同學(xué)們的悉心指點，在此表示衷心的感謝！在此還要感謝電氣工程及其自動化專業(yè)的全體老師，感謝他們對我的培養(yǎng)，使我在大學(xué)四年的學(xué)習(xí)生活中受益匪淺。5．最后認識到上位機界面需要從用戶的角度出發(fā)，界面以方便用戶操作與控制，簡單易懂為目的。2．軟件方面主要問題在于程序編寫完畢后，需要首先在電腦上對程序進行軟件仿真，主要檢查是否存在邏輯運算沖突和功能是否能完全實現(xiàn)。進一步加深了解了PLC在實踐當中的應(yīng)用。圖520 歷史趨勢曲線圖8． 權(quán)限退出畫面，用戶權(quán)限接觸操作圖如圖521所示。 調(diào)試畫面1 調(diào)試畫面2調(diào)試畫面3 調(diào)試畫面4圖518 PID調(diào)試參數(shù)圖6．報警畫面圖，當出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會出現(xiàn)報警指示，當液位過高或過低時也會出現(xiàn)報警指示。 PID控制回路圖如圖517所示。圖515 格柵系統(tǒng)液位控制圖3．五臺泵運行方式，在下位機仿真器中拉動“PIW260”改變集水池的液位或者改變“LE103”。圖513 變量界面圖 程序運行過程調(diào)試 1．格柵系統(tǒng)手動操作，在上位機中可以遠程控制格柵系統(tǒng)啟動與停止，這種方式相當于遠程手動操作。設(shè)置參數(shù)圖如圖54所示。S73． 打開WINCC ，在變量管理添加新的驅(qū)動程序，選4軟件，在出來的窗口中勾下面的那個選項，點第二個選項，選擇打開STEP7V5圖510 歷史曲線圖 PLCSIM與WINCC仿真調(diào)試 建立PLCSIM與WINCC連接1．PC/PG端口選擇：STEP7選PLCSIM（MPI），WINCC選MPI（Wincc）――＞PLCSIM（MPI）。圖56 組態(tài)按鈕圖2．I/O域組態(tài)，在智能對象窗口中，選擇拖入畫面窗口中，單擊右鍵選擇屬性，對字體、背景顏色修改，對輸入、輸出域、輸出格柵做出修改，如圖56I/O域組態(tài)圖所示。點擊“選擇”按鈕，設(shè)置變量地址，建立二進制變量圖如圖55所示。重啟WinCC后， 右鍵“MPI”，選擇“新驅(qū)動程序的連接”。圖53 驅(qū)動連接變量圖2．從SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE中找到MPI , 右鍵單擊選擇“新驅(qū)動程序的連接”，得到“連接屬性”對話框。畫面只是對現(xiàn)場進行簡略的繪制，其他畫面不作一一介紹。 WinCC人機界面設(shè)計 創(chuàng)建項目1．新建項目，打開WinCC圖標 ，新建項目名為“”，儲存路徑在“Esimatic_samplewincc”下，這樣是更好的保護項目文件。這些制造信息系統(tǒng)集成了操作人員所需的各種信息，可以在工廠內(nèi)部和各工廠之間共享。圖415 PID流程框圖第5章 人機界面設(shè)計及系統(tǒng)仿真通訊 WinCC簡介WinCC是一個在Microsoft Windows下使用的強大的HMI系統(tǒng)。2．PID流程框圖系統(tǒng)的變頻泵采用PID控制，采用連續(xù)控制器FB41（CONT_C）控制，通過持續(xù)的輸入和輸出變量來控制工藝過程。（5）。圖414 系統(tǒng)程序流程框圖集水井水泵系統(tǒng)（1）根據(jù)液位控制。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊圖如圖412所示。圖 410 格柵模式程序選擇圖圖4