【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。一旦創(chuàng)建好工程，就可以添加 PLC 信息和進(jìn)行編程。 在梯形圖中， PLC 程序的順序從左到右，從上到下。 PLC 程序指令可以在梯 形圖里面以圖形的方式來(lái)輸入。在此視圖中，可以對(duì)程序進(jìn)行生成、編輯、和監(jiān)視。在工具欄中選擇查看梯形圖圖標(biāo)即可打開(kāi)之前所打開(kāi)的梯形圖，這樣便會(huì)看到之前所畫(huà)的梯形圖，如圖 22 所示。 圖 22 梯形圖界面 梯形圖程序區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)特征如下： 1)光標(biāo)。一個(gè)顯示在梯級(jí)里面的當(dāng)前位置的方形塊。光標(biāo)的位置也在狀態(tài)欄中被顯示出來(lái)。 2) 梯級(jí)。梯形圖程序的一個(gè)邏輯單元。一個(gè)條能夠包含多個(gè)行和列。所有的梯級(jí)都具有編號(hào)。 3)梯級(jí)總線。左總線 提供電源總線的圖形表示。右總線包含輸出區(qū)域：便于讓對(duì)象和右總線條對(duì)齊。右總線條顯示與否是可以選擇。如果被顯示，可以調(diào)整梯級(jí)的尺寸以便于梯級(jí)的輸出能和其對(duì)齊。 4)網(wǎng)格點(diǎn)，顯示各個(gè)單元格連接處的點(diǎn)。為了顯示網(wǎng)格，選擇工具欄中的網(wǎng)格按鈕。 5）梯級(jí)邊界，在梯形圖左邊會(huì)顯示工程、符號(hào)、設(shè)置、內(nèi)存、程序，可以從梯形圖中看到。 6） 自動(dòng)錯(cuò)誤檢測(cè)， 在當(dāng)前選擇的梯級(jí)區(qū)域的左邊將會(huì)顯示一條粗線。當(dāng)元素和指 第 5 頁(yè) 共 40 頁(yè) 令被添加到當(dāng)前梯級(jí)時(shí) ， 程序?qū)?huì)自動(dòng)檢測(cè)其是否有效。其中左邊的母線的顏色比阿奴哈代表著你所寫(xiě) 程序的正確性，如果左邊母線呈現(xiàn)紅色表示程序錯(cuò)誤，如果呈現(xiàn)出的是綠色表示一個(gè)正確的輸入，另外如果這一行的程序還沒(méi)編寫(xiě)完成母線一般是呈紅色的，只有移到下一行才可以判斷上一行的。此外，在梯形圖中，如果出現(xiàn)這種錯(cuò)誤，也可以通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)。 2 加熱反應(yīng)爐 PLC 的程序設(shè)計(jì) （ 1）反應(yīng)爐控制的過(guò)程 系統(tǒng)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境后，按啟動(dòng)按鈕 SB1后，首先檢測(cè)下液面、爐內(nèi)溫度、爐內(nèi)壓力是否都小于給定值，直到條件為真時(shí)就進(jìn)入送料階段。 在送料階段中開(kāi)啟排氣閥 Y1和進(jìn)料閥 Y2，這樣氮?dú)獗氵M(jìn)入反應(yīng)爐，當(dāng)反應(yīng)爐內(nèi)的水的液位到達(dá)上液面時(shí)，系統(tǒng) 將同時(shí)關(guān)閉排氣閥 Y1和進(jìn)料閥 Y2，此時(shí)結(jié)束送料過(guò)程。延時(shí) 10s，使得反應(yīng)爐內(nèi)的物料均勻。定時(shí) 10s 后開(kāi)啟氮?dú)忾y Y3，氮?dú)膺M(jìn)入反應(yīng)爐，爐內(nèi)壓力上升，當(dāng)爐內(nèi)壓力升高到所設(shè)定值 80Pa 時(shí)壓力變送器 X4 動(dòng)作，此時(shí)關(guān)閉氮?dú)忾yY3，結(jié)束送料過(guò)程系統(tǒng)進(jìn)入加熱反應(yīng)控制階段。 在反應(yīng)階段中加熱電源 Y5 接通，系統(tǒng)溫度緩慢升高。當(dāng)溫度升高到給定值 80℃時(shí)溫度變送器 X2動(dòng)作，切斷加熱爐電源 Y5，并段延時(shí) 10S，讓爐內(nèi)的反應(yīng)物充分反應(yīng)完，加熱過(guò)程結(jié)束系統(tǒng)進(jìn)入泄料階段。 加熱過(guò)程結(jié)束后打開(kāi)排氣閥 Y1，使?fàn)t內(nèi)壓力降到低于給定值。再打開(kāi)泄 放閥 Y4。當(dāng)爐內(nèi)溶液降到下液面時(shí)，延時(shí) 10S 后關(guān)閉泄放閥 Y4 和排氣閥 Y1。系統(tǒng)恢復(fù)到原始狀態(tài)，準(zhǔn)備進(jìn)入下一反應(yīng)循環(huán)，重復(fù)前三個(gè)階段的控制過(guò)程。 當(dāng)檢測(cè)到爐內(nèi)溫度超過(guò)設(shè)定值或者是壓力超過(guò)設(shè)定值時(shí)，報(bào)警燈閃爍且每隔 1分鐘響 5S， 3 分鐘后停止，但報(bào)警燈閃爍直至按停止按鈕后停止。在報(bào)警燈閃爍期間將自動(dòng)關(guān)閉加熱爐電源、氮?dú)忾y、進(jìn)料閥并同時(shí)打開(kāi)排氣閥和泄放閥，此期間啟動(dòng)按鈕失效。 （ 2）加熱反應(yīng)爐 原理 加熱反應(yīng)爐系統(tǒng)由動(dòng)作輸入，動(dòng)作輸出以及顯示輸出三部分組成，其中動(dòng)作輸入如開(kāi)關(guān)量輸入、數(shù)值量輸入，動(dòng)作輸出如開(kāi)關(guān)量輸出 ，顯示輸出如報(bào)警燈輸出、指示燈輸出以及閥門(mén)輸出。 （ 3）加熱反應(yīng)爐的 I/O分配 加熱反應(yīng)爐的 I/O 分配由輸入輸出設(shè)備兩大部分組成。其中輸入包括按鈕和傳感器 第 6 頁(yè) 共 40 頁(yè) 等設(shè)備，輸出包括閥門(mén)和指示燈等設(shè)備，如表 21所示。 表 21 加熱反應(yīng)爐的 I/O 分配 （ 4） PLC 接線圖、系統(tǒng)流程圖 排氣閥 進(jìn)料閥 氮?dú)忾y 泄放閥 加 加熱接觸器 報(bào)警燈 AC DC 24V 220V 圖 23 PLC 接線圖 圖 23 是根據(jù)系統(tǒng)的 I/O 接線圖所畫(huà)出的 PLC 接線圖，這樣更加直觀的看到 PLC 的接線方式。 輸入設(shè)備 地址號(hào) 輸出設(shè)備 地址號(hào) 啟動(dòng)按鈕 SB1 0000 排氣閥 Y1 1000 停止按鈕 SB2 0001 進(jìn)氣閥 Y2 1001 低液位傳感器 X1 0002 氮?dú)忾y Y3 1002 溫度傳感器 X2 0003 泄 料閥 Y4 1003 上液位傳感器 X3 0004 加熱爐 電源 Y5 1004 壓力傳感器 X4 0005 報(bào)警燈 Y6 1005 繼電器 1 1006 繼電器 2 1007 0000 啟動(dòng) 1000 0001 停止 1001 0002 下液面 1002 0003 爐內(nèi)溫度 1003 0004 上液面 1004 0005 爐內(nèi)壓力 1005 CPM1A CPU40 第 7 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 24 為系統(tǒng)流程圖，它是根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求所畫(huà)出的流程圖，使設(shè)計(jì)目標(biāo)更加清晰。 啟 動(dòng)采 集 下 液 面 、 爐 內(nèi) 溫 度 、 爐 內(nèi) 壓 力 值是 否 小 于 給 定 值打 開(kāi) 排 氣 閥 和 進(jìn) 料 閥檢 測(cè) 上 液 面 是 否 上 升 到 上 限 值延 時(shí) 1 0 S ， 打 開(kāi) 氮 氣 閥檢 測(cè) 爐 內(nèi) 壓 力 是 否 上 升 到 上 限 值關(guān) 閉 氮 氣 閥接 通 加 熱 爐 電 源檢 測(cè) 爐 內(nèi) 溫 度 是 否 上 升 到 上 限 值切 斷 加 熱 爐 電 源延 時(shí) 1 0 S打 開(kāi) 排 氣 閥檢 測(cè) 爐 內(nèi) 壓 力 是 否 下 降 到 下 限 值打 開(kāi) 泄 放 閥檢 測(cè) 下 液 面 是 否 下 降 到 下 限 值延 時(shí) 1 0 S ， 關(guān) 閉 泄 放閥 和 排 氣 閥關(guān) 閉 排 氣 閥 和 進(jìn)料 閥報(bào) 警NYYYYYN 圖 24 系統(tǒng)流程圖 第 8 頁(yè) 共 40 頁(yè) (5)PLC 的程序設(shè)計(jì) 梯形圖如下： 根據(jù)加熱反應(yīng)爐對(duì)電氣控制系統(tǒng)的要求，本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)包括手動(dòng)在內(nèi)的共 6 個(gè)輸入信號(hào)：下液面檢測(cè)信號(hào) SK1，上液面檢測(cè)信號(hào) SK3，分別輸入 PLC 接點(diǎn),溫度變送器 SK2接 PLC接點(diǎn) ,壓力變送器輸入信號(hào) SK4接 PLC輸入接點(diǎn)； SB1,SB2 分別為啟動(dòng)按鈕和停止按鈕，接 PLC 輸入接點(diǎn) ,。 PLC 的 9個(gè)輸出信號(hào)，其中 為氣閥輸出， 為進(jìn)料閥輸出， 為氮?dú)忾y輸出， 為泄放閥輸出 ， 為加熱爐電源輸出， 為報(bào)警燈輸出， 為繼電器 1,為繼電器 2, 為報(bào)警器輸出。根據(jù)系統(tǒng)的電氣邏輯及 I/O 資源分配，本系統(tǒng)采用高效率的步進(jìn)梯形指令編程，軟件梯形圖如圖所示，其中 TIM 類(lèi)定時(shí)器為 定時(shí)器。 圖 25 將啟動(dòng)信號(hào)傳入中間繼電器 20200 圖 26 將閃爍的一秒信號(hào)傳入中間繼電器 20201 圖 27 排氣 圖 28 進(jìn)料 圖 29 將上液面的輸入信號(hào)傳入繼電器 1 圖 210 定時(shí) 10S 圖 211 供氮 第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 212 將供氮信號(hào)傳入繼電器 2 圖 213 打開(kāi)加熱爐電源 圖 214 定時(shí) 10S 圖 215 開(kāi)啟泄放閥 圖 216 定時(shí) 10S 圖 217 報(bào)警 圖 218 報(bào)警信號(hào)及多個(gè)定時(shí)器信號(hào)來(lái)控制報(bào)警器 圖 219 設(shè)置多個(gè)定時(shí)器 第 10 頁(yè) 共 40 頁(yè) 2 MCGS 組態(tài)軟件的介紹 （ 1） 組態(tài)軟件的功能及特點(diǎn) MCGS 組態(tài)軟件的功能和特點(diǎn)可歸納為： ，易于理解和使用。 ，便于方案設(shè)計(jì)。 3 實(shí)時(shí)性與并行處理。 ，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 “動(dòng)畫(huà)組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動(dòng)的動(dòng)態(tài)畫(huà)面。 “運(yùn)行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯(cuò)。 系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要功能部件以構(gòu)成形式來(lái)構(gòu)造。不同的構(gòu)造有著不同的功能，且各自獨(dú)立。三種基本類(lèi)型的構(gòu)件完成 MCGS 系統(tǒng)的三大部分的所有工作。 中數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)管理一切。組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對(duì)象、報(bào)警信息的存儲(chǔ)也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)。 第三章 控制界面的創(chuàng)建 1 工程的建立 （ 1）建立工程步驟： MCGS 組態(tài)環(huán)境。 “文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“新建工程”如圖 31所示。 “文件”菜單，彈出下拉菜單，單擊“工程另存為”，彈出文件保存窗口。在文件名一欄輸入工程名“加熱反應(yīng)爐控制系統(tǒng)”，單擊“保存”按鈕，工程建立完畢。 第 11 頁(yè) 共 40 頁(yè) 圖 31文件下拉菜單 2 變量的定義 （ 1）變量的分配 變量定義前需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量，本系統(tǒng)至少需要 20 個(gè)變量，見(jiàn)表 。 表 31 變量分配表 名字 類(lèi)型 注釋 SB1 開(kāi)關(guān)型 啟動(dòng)反應(yīng)爐 SB2 開(kāi)關(guān)型 停止反應(yīng)爐 SB3 開(kāi)關(guān)型 復(fù)位反應(yīng)爐 X1 開(kāi)關(guān)型 下液面是否超值 X2 開(kāi)關(guān)型 爐內(nèi)溫度是否超值 X3 開(kāi)關(guān)型 上液面是否超值 X4 開(kāi)關(guān)型 爐內(nèi)壓力是否超值 Y1 開(kāi)關(guān)型 排氣閥打開(kāi)或關(guān)閉 Y2 開(kāi)關(guān)型 進(jìn)料閥打開(kāi)或關(guān)閉 Y3 開(kāi)關(guān)型 氮?dú)忾y打開(kāi)或關(guān)閉 Y4 開(kāi)關(guān)型 泄放閥打開(kāi)或關(guān)閉 Y5 開(kāi)關(guān)型 加熱電源打開(kāi)或關(guān)閉 水 數(shù)值型 動(dòng)畫(huà)參數(shù)爐內(nèi)水的高度 溫度 數(shù)值型 爐內(nèi)溫度值 壓力 數(shù)值型 爐內(nèi)壓力值 數(shù)據(jù)組 組對(duì)象 數(shù)據(jù)對(duì)象組 ZHV1 開(kāi)關(guān)型 定時(shí)器時(shí)間到 ZHV2 開(kāi)關(guān)型 定時(shí)器啟動(dòng) ZHV3 數(shù)值型 定時(shí)器當(dāng)前值 報(bào)警燈 開(kāi)關(guān)型 檢查反應(yīng)爐是否報(bào)警 第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) （ 2）變量的定義步驟 MCGS 界面的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)”選項(xiàng)，進(jìn)入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)窗口頁(yè)。 “新增對(duì)象”按鈕，在數(shù)據(jù)對(duì)象列表中立刻出現(xiàn)了一個(gè)新數(shù)據(jù)對(duì)象，如圖 32所示。 ，單擊右側(cè)“對(duì)象屬性”按鈕或直接雙擊該數(shù)據(jù)對(duì)象，彈出“ 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性”設(shè)置窗口。 “對(duì)象名稱(chēng)”改為 X1；“對(duì)象初”改為 0；對(duì)象類(lèi)型改為開(kāi)關(guān)型；“對(duì)象內(nèi)容注釋”欄填入：下液面是否超過(guò)值，如圖 33所示。 “確定”按鈕。 （ 2）到（ 5），定義其他 20 個(gè)變量。 “保存”按鈕。 圖 32 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù) 圖 33 數(shù)據(jù)對(duì)像屬性設(shè)置 第 13 頁(yè) 共 40 頁(yè) 3 控制界面的設(shè)計(jì)與制作 按照 MCGS 組態(tài)軟件的要求，建立并編輯自動(dòng)控制畫(huà)面如圖 21 示。畫(huà)面畫(huà) 出了加