基于組態(tài)王混合液體控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2025-07-20 22:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 臺(tái)構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問(wèn)題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。在工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著自動(dòng)化程度的迅速提高，用戶對(duì)控制系統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)控要求越來(lái)越高，人機(jī)界面的出現(xiàn)正好滿足了用戶這一需求。人機(jī)界面可以對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面監(jiān)控，包括過(guò)程檢測(cè)、報(bào)警提示、數(shù)據(jù)記錄等功能?；诮M態(tài)王設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有界面友好、易于操作、運(yùn)行可靠、便于升級(jí)等特點(diǎn)，從而使控制系統(tǒng)變得操作人性化、過(guò)程可視化，在自動(dòng)控制領(lǐng)域的作用日益顯著。 組態(tài)王的基本使用方法使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法： (1)圖形界面的設(shè)計(jì)。在工程瀏覽器中左側(cè)的樹形視圖中選擇“畫面”，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”。工程瀏覽器將運(yùn)行組態(tài)王開發(fā)環(huán)境TOUCHMAK，彈出如下對(duì)話框。在“新畫面”對(duì)話框中設(shè)置如下圖，在對(duì)話框中單擊“確定”。繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯器工具箱內(nèi)。當(dāng)畫面打開時(shí)，工具箱自動(dòng)顯示，如果工具箱沒(méi)有出現(xiàn)，選擇菜單“工具/ 工具箱”或按F10鍵打開它。(2)定義外部設(shè)備和構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)1．組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備，或程序都作為外部設(shè)備。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（PLC、儀表、板卡等），它們一般通過(guò)串行口和上位機(jī)交流數(shù)據(jù)。只有在定義了外部設(shè)備后，組態(tài)王才能通過(guò)I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。為了方便設(shè)計(jì)者定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了“設(shè)備配置向?qū)А保徊讲揭龑?dǎo)你完成設(shè)備的連接。2．?dāng)?shù)據(jù)庫(kù)是組態(tài)王最核心的部分。在TOUCHVEW運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況熬以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是要以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)，所以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。（3）定義變量對(duì)于我們將要設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，需要從下位機(jī)采集數(shù)據(jù)，需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中定義這若干個(gè)變量。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序采集到的，所三個(gè)變量的類型都是I/O實(shí)型變量。在工程瀏覽器的左側(cè)選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊“新建”，彈出“變量屬性”對(duì)話框，設(shè)置完成后，單擊“確定”。(4)建立動(dòng)畫連接 在畫面上雙擊圖形對(duì)象，彈出“動(dòng)畫連接”對(duì)話框。單擊“填充”等按鈕，彈出“填充連接”等對(duì)話框，注意填充方向和填充色的選擇。單擊“確定”。單擊“動(dòng)畫連接”對(duì)話框的“確定”。(5)運(yùn)行和調(diào)試在主監(jiān)控畫面，點(diǎn)擊左上角文件按鈕，在下拉菜單中選擇“切換到view”，進(jìn)入監(jiān)控畫面。畫面將顯示從下位機(jī)采集到的數(shù)據(jù)。第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 液體混合裝置具體控制要求該自動(dòng)混合裝置是將兩種液體按照比例進(jìn)行簡(jiǎn)單的混合。首先分析被監(jiān)控對(duì)象的硬件構(gòu)成和控制過(guò)程，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行變量定義和畫面設(shè)計(jì)。自動(dòng)化混合裝置系統(tǒng)模型如圖21所示：圖21 自動(dòng)混合裝置模型圖 具體控制要求，分析如下： （1）初始狀態(tài)：容器是空的，YYY3電磁閥，攪拌機(jī)M和電爐H的狀態(tài)均為OFF（即“0”狀態(tài)）液面?zhèn)鞲衅鱈LL3的狀態(tài)均為OFF。 （2）按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)開始下列操作：電磁閥Y1得電，開始注入液體A，至液面高度為L(zhǎng)2，停止注入液體A，同時(shí)開啟電磁閥Y2開始注入液體B，當(dāng)液面高度至L1時(shí)，停止注入液體B。（3）停止注入液體后開啟電爐Ｈ，加熱時(shí)間為5秒鐘。 （4）5秒后，開啟攪拌機(jī)同時(shí)加熱攪拌10秒。 （5）10秒后，停止加熱，繼續(xù)攪拌15秒鐘。 （6）15秒后，停止攪拌同時(shí)放出混合液體C，當(dāng)液面高度降至L3后，等待2秒以后停止放出，同時(shí)開啟電磁閥Y1，開始注入液體A進(jìn)入下一混合過(guò)程。（7） 停止操作：按下停止按鈕SB2后，在當(dāng)前操作完成后停止，回到初始狀態(tài)。本設(shè)計(jì)采用PLCS7300，對(duì)各元器件進(jìn)行控制運(yùn)行，再通過(guò)對(duì)組態(tài)王命令語(yǔ)言的編輯，實(shí)現(xiàn)上述控制要求。 30 PLC I/O分配 輸入點(diǎn)如表1所示:序號(hào)輸入信號(hào)名稱地址1開始按鈕SB1（常開）2停止按鈕SB2（常開）3液位測(cè)量開關(guān)（常開）L14液位測(cè)量開關(guān)（常開）L25液位測(cè)量開關(guān)（常開）L36熱電偶RL1（模擬量）PIW100 表1 輸入點(diǎn)的分配 輸出點(diǎn)如表2所示：序號(hào)輸出信號(hào)名稱地址序號(hào)輸出信號(hào)名稱地址1電磁閥Y14攪拌電機(jī)M（KM1）2電磁閥Y25加熱電爐H（KM2）3電磁閥Y3 表2 輸出點(diǎn)的分配 PLC編程根據(jù)控制要求，畫出流程圖，如圖24所示。對(duì)PLC進(jìn)行編程，以保證PLC能按照要求，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。程序如圖25所示。寫完程序后，點(diǎn)擊“保存”，再對(duì)程序進(jìn)行編譯和下載，將計(jì)算機(jī)中寫的程序下載到PLC的內(nèi)存卡上，這樣，PLC就會(huì)按照內(nèi)存卡上的內(nèi)容，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行控制了。圖24 流程圖圖25 PLC編程程序第三章 系統(tǒng)組態(tài)監(jiān)控 畫面組態(tài) 3．1．1 建立工程建立一個(gè)新工程，執(zhí)行以下步驟：1. 在工程管理器中選擇“文件”菜單中的“新建工程”命令，出現(xiàn)“新建工程向?qū)е弧睂?duì)話
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