【正文】 際輸入輸出狀態(tài)都反 映在組態(tài)監(jiān)控界面上，借助 PLC 的 CPU 通信功能，系統(tǒng)的運(yùn)行就可以實(shí)現(xiàn)真正的仿真。 4．設(shè)計(jì)圖形界面并建立動(dòng)畫連接 在組態(tài)王“畫面”上創(chuàng)建液體自動(dòng)混合的控制示意圖，建立各個(gè)按鈕及位圖，并將各個(gè)控制按鈕、指示燈及位圖與所建立相應(yīng)變量關(guān)聯(lián)，對(duì)相關(guān)單元進(jìn)行動(dòng)畫連接。 5．系統(tǒng)運(yùn)行 啟動(dòng)組態(tài)王運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVIEW，運(yùn)行 液體自動(dòng)混合的控制 系統(tǒng)。將 PLC 開(kāi)關(guān)指向“ RUN”狀態(tài)，按照控制的要求，觀察運(yùn)行狀態(tài)，記錄運(yùn)行結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，系統(tǒng)運(yùn)行正常，動(dòng)畫效果良好。 本次設(shè)計(jì)的梯形圖運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控調(diào)試圖如圖 51和圖 52所示 。 圖 51 梯形圖的運(yùn)行監(jiān)控調(diào)試圖 18 圖 52 梯形圖的運(yùn)行監(jiān)控調(diào)試圖 19 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù) 為了延長(zhǎng) PLC 控制系統(tǒng)的壽命，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)使用中要對(duì)該系統(tǒng)的設(shè)備消耗、元器件設(shè)備故障發(fā)生點(diǎn)有比較準(zhǔn)確的估計(jì)，也就是說(shuō)，要知道整個(gè)系統(tǒng)哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能對(duì) PLC 過(guò)程控制。 系統(tǒng)常見(jiàn)故障分析及維護(hù) 系統(tǒng)故障一般指整個(gè)生產(chǎn)控制系統(tǒng)失效的總和，它又可分為 PLC 故障和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備兩部分。 PLC 系統(tǒng)包括中央處理器、主機(jī)箱、擴(kuò)展機(jī)箱、 I/O 模塊及相 關(guān)的網(wǎng)絡(luò)和外部設(shè)備?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)控制設(shè)備包括 I/O 端口和現(xiàn)場(chǎng)控制檢測(cè)設(shè)備，如繼電器、接觸器、閥門、電動(dòng)機(jī)等。 系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 主機(jī)系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 主機(jī)系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的地方一般在電源系統(tǒng)，電源在連續(xù)工作，散熱中，電壓和電流的波動(dòng)沖擊是不可能避免的。系統(tǒng)總線的損壞主要由于現(xiàn)在 PLC多為插件結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)期使用插拔模塊會(huì)造成局部印刷板或底板、接插件接口等處地總線很壞，在空氣溫度變化，濕度變化的影響下，總線的塑料老化、接觸點(diǎn)的氧化等都是系統(tǒng)總線損耗的原因。所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和處理系 統(tǒng)故障的時(shí)候要考慮到空氣、塵埃、紫外線等因素對(duì)設(shè)備的破壞。目前 PLC 的主存儲(chǔ)器大多采用可擦寫ROM，其使用壽命除了主要與制作工藝相關(guān)外，還和底板的供電、 CPU 模塊工藝水平有關(guān)。而 PLC 的中央處理器目前都才用高性能的處理芯片，故障率已經(jīng)大大下降。對(duì)于 PLC 主機(jī)系統(tǒng)的故障的預(yù)防及處理主要是提高集中控制室的管理水平，加裝降溫措施，定期除塵，使 PLC 的外部環(huán)境符合其安裝運(yùn)行要求；同時(shí)在系統(tǒng)維修是，嚴(yán)格按照操作進(jìn)行操作，謹(jǐn)防認(rèn)為的對(duì)主機(jī)系統(tǒng)造成損害。 PLC 的 I/O端口系統(tǒng)故障分析及處理 PLC 最大的薄弱 環(huán)節(jié)在 I/O 端口。 PLC 的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于其 I/O 端口，在主機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)水平相差無(wú)幾的情況下， I/O 模塊式體現(xiàn) PLC 性能的關(guān)鍵部件，因此它也是 PLC 損壞中的突出環(huán)節(jié)。要減少 I/O 模塊的故障就要減少外部各種干擾對(duì)其影響，首先要按照其使用的要求進(jìn)行使用。不 可隨意減少其外部保護(hù)設(shè)備，其次分析主要的干擾因素，對(duì)主要干擾源要進(jìn)行隔離或處理。 現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備故障分析及處理 在整個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)中最容易發(fā)生故障的地點(diǎn)在現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)中最容易出故障的有以下幾個(gè)方面： 1. 第 1類故障點(diǎn)是在繼電器、接觸器。 PLC 控制系統(tǒng)的 日常維護(hù)中，電氣備件消耗量最大的為各類繼電器或空氣開(kāi)關(guān)。主要原因除產(chǎn)品本身外，就是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境比較惡劣，接觸器觸點(diǎn)易打火或氧化，然后發(fā)熱變形直至不能使用。所以減少此類故障應(yīng)盡量選用高性能繼電器，改善元器件使用環(huán)境，減少更換的頻率，以減少其對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。 2. 第 2 類故障多發(fā)生在閥門等設(shè)備上。因?yàn)檫@類設(shè)備的關(guān)鍵執(zhí)行部位們利 20 用電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)推拉閥門或閘板的位置轉(zhuǎn)換，機(jī)械、電氣、液壓等各環(huán)節(jié)稍有不到位就會(huì)產(chǎn)生誤差或故障。長(zhǎng)期使用缺乏維護(hù)，機(jī)械、電氣失靈是故障產(chǎn)生的主要原因，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)要加強(qiáng)對(duì)此類設(shè)備的巡檢， 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。 3. 第 3類故障點(diǎn)是傳感器和儀表，這類故障在控制系統(tǒng)中一般反映在信號(hào)的不正常。這類設(shè)備安裝時(shí)信號(hào)線的屏蔽層應(yīng)單端可靠接地，并盡量與動(dòng)力電纜分開(kāi)敷設(shè)，特別是高干擾的變頻器輸出電纜，而且要在 PLC 內(nèi)部進(jìn)行軟件濾波。這類故障的發(fā)現(xiàn)及處理也和日常的巡檢有關(guān)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理。 系統(tǒng)抗干擾性的分析和維護(hù) 由于 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的裝置，因此一般不需要在采取特殊措施就能直接用于工業(yè)環(huán)境中。但如果工作環(huán)境過(guò)于惡劣，如干擾特別強(qiáng)烈，可能使 PLC 引起錯(cuò)誤的輸入信號(hào)；運(yùn)算出錯(cuò)誤的結(jié)果； 產(chǎn)生錯(cuò)誤的輸出信號(hào)；造成錯(cuò)誤的動(dòng)作，就不能保證控制系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行。因此為提高控制系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)有效的抗干擾措施是非常必要的。 外界干擾的主要來(lái)源有： 1. 電源的干擾 供電電源的波動(dòng)以及電源電壓中高次諧波產(chǎn)生的干擾。 2. 感應(yīng)電壓的干擾 PLC 周圍鄰近的大容量設(shè)備起動(dòng)和停止時(shí)，因電磁感應(yīng)引起的干擾；其它設(shè)備或空中強(qiáng)電場(chǎng)通過(guò)分布電容串入 PLC引起的干擾。 3. 輸入輸出信號(hào)的干擾 輸入設(shè)備的輸入信號(hào)線間寄生電容引起的差模干擾和輸入信號(hào)線與大地間的共模干擾；在性感負(fù)載的場(chǎng)合，輸出信號(hào)由斷開(kāi) 閉合時(shí)產(chǎn)生的突變 電流和閉合 斷開(kāi)的反向感應(yīng)電勢(shì)以及電磁接觸器的接點(diǎn)產(chǎn)生電弧等產(chǎn)生的干擾。 因各種電纜選擇不合理，信號(hào)線絕緣降低，安裝，布線不合理等產(chǎn)生的干擾。 提高 PLC控制系統(tǒng)抗干擾性能的措施： （ 1） 科學(xué)選型； （ 2） 選擇高性能電源，抑制電網(wǎng)干擾； （ 3） 正確選擇接點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)； （ 4） 柜內(nèi)合理選線配線，降低干擾。 21 結(jié)論 本設(shè)計(jì)主要闡述液體混料罐的自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)液體混料全過(guò)程：即進(jìn)料、混料、出料的自動(dòng)控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。使用了西門子 S7200 型號(hào) PLC，設(shè)計(jì)了控制程序。 盡管 本次設(shè)計(jì) 內(nèi)容繁多，過(guò)程 繁瑣但我的收獲卻更加豐富。各種系統(tǒng)的適用條件，各種設(shè)備的選用標(biāo)準(zhǔn)，各種繼電器的安裝方式，我都是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入而不斷熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。與老師的交流溝通也使我從各種角度對(duì)設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求 由于客觀條件的限制，在本設(shè)計(jì)中沒(méi)有將指令程序通過(guò)編程器送入 PLC，并且還進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試和完善程序。至于后面的硬件系統(tǒng)的安裝、對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和安裝運(yùn)行都無(wú)法完成。若以后條件允許，可以對(duì)以上設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步完善。 我完成這次課程設(shè)計(jì)，得到了許多人的幫助。首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師陳立功老師。在 我撰寫論文的過(guò)程中，陳老師付出了大量的心血和汗水，無(wú)論是在設(shè)計(jì)的選題、構(gòu)思和資料的收集方面，還是在論設(shè)計(jì)的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了陳老師細(xì)心、耐心地輔導(dǎo)和熱情的幫助，他指導(dǎo)我論文一定要嚴(yán)格按照論文格式去寫，并且要有自己的觀點(diǎn)和看法。他廣博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和一絲不茍的工作作風(fēng)深深影響了我，使我終身受益。在此我表示真誠(chéng)地感謝 . 同時(shí)，在論文的寫作過(guò)程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。最后，我向在百忙中抽出時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行評(píng)審并提出寶貴意見(jiàn)的陳老師表示衷心地感謝！ 22 參考文獻(xiàn) [1] 西門子公司 .SIMATIC S7200 可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè) . [2] 常曉玲 .電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021. [3] 廖常初 . PLC 編程及應(yīng)用 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2021 [4] 肖清、王中鋒 .西門子 PLC 課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) .2021 [5] 張進(jìn)秋等 .可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例 . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [6] 嚴(yán)盈富等 .監(jiān)控組態(tài)軟件與 PLC 入門 .北京：人民郵電出版社，2021. [7] 馬國(guó)華，監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社， 2021 [8] 曾慶 波等 .監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù) .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 2021 [9] 孫亮等 .自動(dòng)控制原理 .北京：北京工業(yè)大學(xué)出版社， 2021 [10] 胡壽松等 .自動(dòng)控制原理 .北京：科學(xué)出版社， 2021 [11] 郭東棟 單片機(jī)控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 可編程控制器與工廠自動(dòng)化 , 2021 [12] 陳伯時(shí)等 .電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2021 [13] 顧繩谷 .電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [14] 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .2021 [15] 李正熙等 .電力拖動(dòng)自動(dòng) 控制系統(tǒng) .北京：冶金工業(yè)出版社，1997 [16] 劉志峰等 .工控組態(tài)軟件實(shí)例教程 .北京：電子工業(yè)出版社，2021 [17] 林春方 .可編程控制及應(yīng)用 .上海：上海交通大學(xué)出版社， 2021 [18] 張宏甲 .液壓與氣壓傳動(dòng) .機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [19] 伊宏業(yè) . 主編 PLC 可編程控制器教程，航空工業(yè)出版社， 2021 [20] 何衍慶 . 可編程控制器原理及應(yīng)用技巧，化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 23 附錄 1： 液體自動(dòng)混合語(yǔ)句表 網(wǎng)絡(luò) 1 LD O AN = 網(wǎng)絡(luò) 2 LD O O T38 AN AN AN = 網(wǎng)絡(luò) 3 LD O AN A AN AN T38 A A = = 網(wǎng)絡(luò) 4 LD O AN A = 網(wǎng)絡(luò) 5 LD TON T37, 100 網(wǎng)絡(luò) 6 LD T37 O AN T38 A = 網(wǎng)絡(luò) 7 LD O 網(wǎng)絡(luò) 8 LD TON T38, 100 24 附錄 2： 組態(tài)模擬圖