【正文】 ，就是按照生產(chǎn)工藝預先規(guī)定的順序，在各個輸入信號的作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間的順序，在生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動地有秩序地進行操作。在液罐上同時安裝了上上限的控制傳感器。 混合液位控制系統(tǒng)的自動工作方式的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下圖所示。有的 PLC 編程軟件為用戶提供了順序功能圖（ SFC）語言，在編程軟件中生成順序功能圖后便完成了編程工作。修改某一局部電路時，可能對系統(tǒng)的其他部分產(chǎn)生意想不到的影響，因此梯形圖的修改也很麻煩，花了很長的時間還得不到一個滿意的結(jié)果。 （ 4）工作 方式不同 在繼電器控制線路中，當電源接通時，線路中各繼電器都處于受制約狀態(tài)，該合的合，該斷的斷。而 PLC 是由許多 “ 軟繼 電器 ” 組成的，這些 “ 繼電器 ” 實際上是存儲器中的觸發(fā)器，可以置 “0” 或置 “1” 。如已按下 SB2，則就此停機；如未按下停止按鈕 SB2，則又打開 A，開始下一次 循環(huán)。元器件的故障判斷功能可以及時的提醒工作人員發(fā)現(xiàn)故障點，及時排除故障，提高安全性。因此除了自動程序外，一般還需要設計手動程序。用 PLC 對摻混進行控制，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)簡單、服務功能增強、系統(tǒng)的可靠性大大提高，且節(jié)省了成本，使摻混系統(tǒng)的性能價格比提高。所以為了幫助相關行業(yè)，特別是中小型企業(yè)實現(xiàn)多種液體混合的自動控制，從而達到液體混合的目的，液體混合自動配料勢必是擺在我們眼前的一大課題。設計以液體混合控制系統(tǒng)為中心， 將 從控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)組成、軟件選用到系統(tǒng)的設計過程 進行分析，主要是為了對混合液位控制系統(tǒng)進行說明與論證。以兩種液體的混合灌裝控制為例，將兩種液體按一定比例混合，在電動機攪拌后要達到控制要求才能將混合的液體輸出容器，并形成循環(huán)狀態(tài)。但是由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以至現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。本課 題的控制系統(tǒng)，其目的就是以PLC 為核心，配合智能儀表，完成系統(tǒng)功能控制，狀態(tài)顯示，信息檢測和報警硬件組建所需要的 PLC 和傳感器等元件的選擇，實現(xiàn)對摻混的自動控制以及運行狀態(tài)的檢測功能和顯示功能。在這種情況下，為了保證生產(chǎn)的進行，需要改為手動操作，在調(diào)試設備是需要在手動狀態(tài)下對個被控對象進行獨立的操作，在調(diào)試設備時也需要在手動狀態(tài)下對各被控對象進行獨立的操作。一套完整的系統(tǒng)的最重要的 就是安全，設計液位監(jiān)控可以避免液罐內(nèi)的壓力過高，避免發(fā)生爆炸。 （ 1）初始狀態(tài)：各閥門全關閉，電機停止，混液罐空，各傳感器 OFF； （ 2）操作工藝流程：按下啟動按鈕 SB 1 后，打開 A 閥，液體 A流入混液灌；當中限位傳感器 S2 被淹沒變 ON時，閥 A關閉，閥 B 打開；當上限位傳感器 S1 被淹沒變 ON 時，閥 B關閉，電機 M （ ）開始運行，攪動液體， 20S 后停止攪動，閥 C 打開放出混合液體；當液面降至下限位傳感器 S3 變 OFF 時，開始定時， 5S 后容器已放空，關閉閥 C。 PLC 與繼電器控制的主要區(qū)別有以下幾點： （ 1）組成器件不同 繼電器控制線路是由許多真正的硬件繼電器組成的。又因 PLC 是通過循環(huán)掃描工作的，不存在繼電器控制線路中的聯(lián)鎖與互鎖電路，控制設計大大簡化了。 PLC 的設計方法和順序控制法的方案比較論證 經(jīng)驗設計法設計梯形圖，沒有一套固定的方法和步驟可以遵循，具有很大的試探性和隨意性，對于不同的控制系統(tǒng)，沒有一種通用的容易掌握的設計方法，在設計復雜系統(tǒng)的梯形圖時，用大量 的中間單元來完成記憶、聯(lián)鎖和互鎖等功能，由于需要考慮的因素很多，它們往往又交織在一起，分析起來非常困難，并且很容易遺漏一些應該考慮的問題。使用順序控制設計法首先根據(jù)系統(tǒng)的 工藝過程，畫出順序功能圖，然后根據(jù)順序功能圖畫出梯形圖。但是該系統(tǒng)有缺點，出現(xiàn)停電的狀況就有問題了，混合液體灌里的液體就不能放出，導致下次啟動的時候出現(xiàn)兩種液體的混合比例變化的問題。 同時為方案二增加了報警裝置，增加此裝置的目的是防止因為液位傳感器的事故導致混合液罐內(nèi)的壓力增大，避免發(fā)生爆炸的事故。 方案一采用順序控制的工作方式。 但是該方案存在問題，就是出現(xiàn)停電的狀況就有問題了，混合液體灌里的液體就不能放出，導致下次啟動的時候出現(xiàn)兩種液體的混合比例變化的問題。如果需要手動工作方式，就直接切換到手動工作方式。如已按下 SB2，則就此停機；如未按下停止按鈕 SB2，則又打開 A，開始下一次循環(huán)。如果是手動操作，則每個開關都需要手動打開，先啟動 X1，然后打開手動開關 X5，任何依次打開各手動開關。此時要注意，如不將 X2~X4 依次至“ 0”， C閥（ Y2）會一直工作，所以要將其依次關閉，當將 X4 至“ 0”后會啟動 T1 定時 5s，定完時后 C閥才關閉。 工作狀態(tài)：當啟動 X0后，若無故障即刻啟 動 Y0 流入 A液。當液體下降到 S3 時， X4 為 OFF， T1 為 ON,計時 5s 后液體放空 Y2 為 OFF 即 C閥關閉。 圖 4— 2 混合液位控制系統(tǒng)面板及內(nèi)部電路 第 8 頁 西華大學課程設計說明書 5 控制系統(tǒng)軟件設計 自動控制程序的 執(zhí)行對硬件可靠性的要求是很高的，如果機械限位開關、機械開關、光電開關等不能提供正確的反饋信號，自動控制程序是無法成功執(zhí)行的。 因為 STL 指令不能用于子程序，所以采用跳轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)，如圖 41 所示。系統(tǒng)在進入初始狀態(tài)之前，還應將與順序功能圖的初始步對應的軟元件置為 OFF 狀態(tài)，還是因為在沒有并行序列或并行序列未處于活動狀態(tài)時，同時只能有一個活動步。也可以通過易控直接對控制系統(tǒng)發(fā)出指令、設置參數(shù)干預控制流程。從而在更大范圍內(nèi)優(yōu)化了控制結(jié)構(gòu)，提高綜合自動化效率?！敖M態(tài) (Configure)”的含義是“配置”、“設定”、“設置”等意思，是指用戶通過類似“搭積木”的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計 算機程序，也就是所謂的“組態(tài)”。它能從自動化過程和裝備中采集各種信息，并將信息以圖形化等更易于理解 的方式進行顯示，將重要的信息以各種手段傳送到相關人員，對信息執(zhí)行必要分 析處理和存儲，發(fā)出控制指令等等。還可以和工廠的管理信息 系統(tǒng)有機整合起來，實現(xiàn)工廠的綜合自動化和信息化。易控系統(tǒng)帶有一個功能強大的二次開發(fā)平臺，用戶通過使用該開發(fā)環(huán)境，來確定自己的最終監(jiān)控功能和效果。 新建畫面和重命名的方法如下圖所示： 圖 63 新建畫面和重命名的操作 ②建立完 畫面以后，就可以調(diào)整其大小，背景顏色等各種屬性了。 ③設計有 11 個輸入和 4 個輸出，對應關系是?！胺?A液”、“放 B液”“攪拌”“放混合液”這四個按鈕用于手 第 12 頁 西華大學課程設計說明書 動的工作方式時進行單步的操作。 ⑥ 當工作區(qū)的工作頁面為畫面時，工具箱可用。 引用圖如圖 67所示： 混合液位控制系統(tǒng)的變量引用圖如圖 68所示 。 創(chuàng)建 IO 通信主要是為了畫面中定義的變量將與 PLC 的 變量進行連接，就是為了創(chuàng)建通信通道。 如 67 變量的引用 第 14 頁 西華大學課程設計說明書 610所示。 向?qū)瓿梢院?，在工程樹中列出了建立的通道和設備。連接工程變量的方法是在設備變量配置頁的工程變量一欄中選擇對應的工程變量。如果在向?qū)瓿珊笮枰淖兯鞯呐渲?，如調(diào)整通道和設備的屬性，可以在建立的通道或設備的右鍵菜單中選擇“配置”，在彈出的對話框中進行調(diào)整。 第 16 頁 西華大學課程設計說明書 圖 613 圖元動畫配置示意圖 對應選擇“混合液控制系統(tǒng) .A 閥 ”變量，按圖中關系設置好表達式與填充的關系，就完成了變量與圖形動畫的連接工作，當變量發(fā)生變化時，圖元 A 閥按照如圖關系顯示顏色。用戶程序編輯器是易控中開發(fā)編寫用戶程序代碼的地方，凡是需要用戶編寫用戶程序的地方，都會彈出這個統(tǒng)一的編輯器，在編輯器中顯示、輸入和修改代碼。 腳本程序是依據(jù)一定的格式編寫的可執(zhí)行文件，又稱作宏或批處理文件。 if (液位變量 .B 閥 ==1) 液位變量 .水位值 =液位變量 .水位值 +5。 第 17 頁 西華大學課程設計說明書 if (液位變量 .水位值 =200)液位變量 .上水位 =1。 if(液位變量 .水位值 210)液位變量 .報警限制 =1。 以水位值的大小來限制三個傳感器的工作狀態(tài)，從而也就實現(xiàn)了傳感器的動畫過程。 （ 2） MX Component 設置 運行 MELSOFT Application/MX Component/PLC Monitor Utility，再如圖 614所示進行設置。 GX Simulator 軟件，該軟件實現(xiàn)了 PLC 程序的控制。 （ 1）配置通信連接軟件及 MX Component 軟件，使其達到通信要求。 GX Developer 編程軟件是三菱全全系列 PLC 程序設計軟件，支持梯形圖、指令表、SFC、 ST 及 FB、 Label 語言程序設計，網(wǎng)絡參數(shù)設定， 可進行程序的線上更改。程序模擬測試：依次單擊“工具” → “梯形圖邏輯測試啟動” → “菜單 啟動” → “繼電器內(nèi)存監(jiān)視” → “軟元件” → “位軟元件窗口” → “子軟元件窗口”，如果想停止測試，單擊“工具” → “梯形圖邏輯測試結(jié)束”。 通過 PLC 的軟仿真實現(xiàn)與上位界面的連接，首先打開三個軟件 GX Simulator 軟件、 MX Component 軟件、易控組態(tài)軟件。當罐內(nèi)的液 體液位到達中間的液位值時，電磁閥 A停止，液體Ｂ開始向下流，流進罐內(nèi)，如圖 74所示。當混合液體的液位到 達低限位傳感器時，定時器開始定時，當定時器的預定時間到達時，電磁閥 C 停止工作， 第 22 頁 西華大學課程設計說明書 說明罐內(nèi)的液體已經(jīng)釋放完全。如果不按動停止按鈕，系統(tǒng)將會一循環(huán)下去。 圖 78 手動工作方式放 B液體圖 當 B 液體 的液位 到達上限位的位置時，電磁閥 B 自動停止。 圖 79 手動工作方式的攪拌圖 當攪拌時間到 后，再按動“放混合液”按鈕，具體過程如圖 710 所示。提示操作人員的同時使系統(tǒng)停止工作， PLC 的電源斷開，保障安全。 圖 711 液位超限報警圖 上圖的液位設置為 200，當液位達到 240時，故障燈亮起，手動方式和自動方式停止工作。再加上這一 次的課程設計，使我對 PLC 有了更加深入的認識。要不然直接將這個題目用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖一寫就完了，但是這樣做沒有任何意義。功能完全滿足本次的課程設計，并且在功能上超越了本次課程設計的要求。 在易控組態(tài)軟件設計中，使畫面活潑生動的關鍵是腳本程序的編寫，這一部分是最重要的，在今 后的學習中還要加強對腳本程序的編寫練習，這樣才能提高組態(tài)軟件的編寫能力，繪制出的畫面也更加的形象。再加上這一次的課程設計，使我對 PLC 有了更加 深入的認識。要不然直接將這個題目用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖一寫就完了，但是這樣做沒有任何意義。功能完全滿足本次的課程設計，并且在功能上超越了本次課程設計的要求。 在易控組態(tài)軟件設計中，使畫面活潑生動的關鍵是腳本程序的編寫，這一部分是最重要的，在今后的學習中還要加強對腳本程序的編寫 練習，這樣才能提高組態(tài)軟件的編寫能力，繪制出的畫面也更加的形象。在我 們 確定了 課程設計 實際題目后， 開始 鄭 老師給了我 們 許多有益的指導和幫助，老師淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W作風、敏銳的學術洞察力都給了我 們 莫大的啟迪和鞭策 。在這里再 次 對他們這些無私的人 表示衷