【正文】 程地址手動(dòng)/自動(dòng)裝換變頻電機(jī)M1急停按鈕恒速電機(jī)M2啟動(dòng)循環(huán)攪拌電機(jī)M3停止循環(huán)下料閥手動(dòng)送料A調(diào)節(jié)閥手動(dòng)送料B出料閥手動(dòng)攪拌故障報(bào)警停止按鈕顯示控制端口A0顯示控制端口A1顯示控制端口A2 表1 輸入/輸出元件端口分配表PLC 外部接線圖。 PLC外部接線圖第五章 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本文結(jié)合監(jiān)控?zé)狳c(diǎn)，不僅對(duì)物料攪拌進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備，將監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)成一個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個(gè)集成系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成(1) 上位機(jī)層工廠管理員一般不在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，無法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種情況進(jìn)行了解。設(shè)計(jì)上位機(jī)層有利于管理員實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)中用電設(shè)備的配電管理和綜合數(shù)據(jù)管理瀏覽現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)工況畫面或進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級(jí)設(shè)置。通信網(wǎng)絡(luò)中主要包含主機(jī)RS232接口、儀器儀表中RS485接口及網(wǎng)卡。通過通信網(wǎng)絡(luò)可以把現(xiàn)場(chǎng)的配電和控制設(shè)備與上位機(jī)連接起來，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化要求。(2) 前端機(jī)層基于PLC/MCGS的攪拌系統(tǒng)研究為滿足監(jiān)控系統(tǒng)智能化要求，有利于現(xiàn)場(chǎng)工作人員更直接、更集中地控制和管理用電設(shè)備，設(shè)計(jì)了前端機(jī)層。它相當(dāng)于中層管理，是本監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。前端機(jī)選用觸摸屏電腦。從計(jì)算機(jī)與人組成的人機(jī)系統(tǒng)來講，觸摸屏是一種交互式輸入設(shè)備，用戶只需用手指或光筆點(diǎn)擊觸摸屏的內(nèi)容即可控制計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。因此，具有操作簡(jiǎn)單，應(yīng)用靈活等特點(diǎn)，提高了用戶使用的積極性。 (3) 智能控制層為滿足監(jiān)控系統(tǒng)分散化的要求，設(shè)計(jì)了智能控制層。它是系統(tǒng)的底層控制層，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的最基本的數(shù)據(jù)采集和控制。智能控制層由AI儀表、PLC和單片機(jī)三種現(xiàn)場(chǎng)控制器組成，分別對(duì)各種不同的用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電量、非電量參數(shù)的監(jiān)控與管理。(4) 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)通過三相電動(dòng)機(jī)、變頻器、電磁閥和報(bào)警器等四種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)最常用的負(fù)載類型對(duì)所設(shè)計(jì)的內(nèi)容進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。；采用PLC控制變頻器及模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)線流程中的順序控制。 監(jiān)控系統(tǒng)硬件組成(1) 上位機(jī)是監(jiān)控系統(tǒng)軟件運(yùn)行的載體，用來實(shí)現(xiàn)對(duì)整套系統(tǒng)的管理。選用筆記本電腦。(2) 前端機(jī)：是組態(tài)監(jiān)控軟件運(yùn)行的載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),處理，監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的用電設(shè)備等功能。選用觸摸屏電腦AI2000。(3) 電量變送器實(shí)現(xiàn)將工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電信號(hào)轉(zhuǎn)化成AI儀表能接受的0～5V或者O20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能。選用電壓、電流變送器。(4) AI智能儀表實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各用電設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，并能夠通過RS485接口與前端機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。選用宇光電子有限公司的hi30A1808。(5) 可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制。選用西門子S7—200。本監(jiān)控系統(tǒng)除了能實(shí)現(xiàn)物料的檢測(cè)和遙控功能，更是對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電氣設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個(gè)集成系統(tǒng)。充分利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、MCGS組態(tài)技術(shù)、觸摸屏的交互式功能以及A I儀表的數(shù)據(jù)通信、參數(shù)配置等智能化功能，其主要功能可歸納為實(shí)時(shí)處理功能、分布式控制和管理功能、可視性和可操作性功能：1. 實(shí)時(shí)處理功能系統(tǒng)對(duì)主回路實(shí)施配電功能及實(shí)時(shí)信息管理。根據(jù)檢測(cè)到的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)或操作人員發(fā)出的控制命令產(chǎn)生開關(guān)量輸出信號(hào)，控制負(fù)載的接通或分?jǐn)?，?shí)現(xiàn)配電功能。同時(shí)具有數(shù)據(jù)采集與處理功能，如實(shí)時(shí)報(bào)警、報(bào)表輸出、曲線顯示等。2. 分布式控制和管理功能系統(tǒng)提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的支持，使用統(tǒng)一的通信協(xié)議；具有良好的開放性，可與上層網(wǎng)絡(luò)連通；彼此交換各種信息。通過MCGS組態(tài)技術(shù)，充分運(yùn)用新一代計(jì)算機(jī)分布式控制技術(shù)VCS，使分散在不同現(xiàn)場(chǎng)之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)分布式控制和管理。3. 可視性和可操作性功能系統(tǒng)以圖象、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時(shí)提供系統(tǒng)運(yùn)行中的的狀態(tài)、異常報(bào)警等有關(guān)信息。用變化大小、改變顏色等多種方法，增強(qiáng)畫面的動(dòng)態(tài)顯示效果，增強(qiáng)畫面的動(dòng)態(tài)顯示效果，具有很強(qiáng)的可視性和可操作性。總之，軟件設(shè)計(jì)以控制和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備各個(gè)參數(shù)為中心，具有功能完善、操作簡(jiǎn)便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點(diǎn)。具體功能如下：(1) 安全機(jī)制在控制過程中，應(yīng)該盡量避免由于現(xiàn)場(chǎng)人為的誤操作所引發(fā)的故障或事故，而某些誤操作所帶來的后果有可能是致命性的。為了防止這類事故的發(fā)生，軟件提供了一套完善的安全機(jī)制，嚴(yán)格限制各類操作的權(quán)限，使不具備操作資格的人員無法進(jìn)行操作，從而避免了現(xiàn)場(chǎng)操作的任意性和無序狀態(tài)，防止因誤操作干擾系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓，造成不必要的損失。(2) 數(shù)據(jù)采集與處理采集工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)用電設(shè)備的各種模擬量、數(shù)字量信號(hào)。實(shí)時(shí)處理采集到的數(shù)字信號(hào)，根據(jù)控制規(guī)程，自動(dòng)控制工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)設(shè)備；對(duì)采集到的信號(hào)利用電力系統(tǒng)的分析計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓、電流等電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析。(3) 報(bào)警處理根據(jù)采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果發(fā)生故障，則對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警、記錄，并產(chǎn)生所需的各種圖形?？蓪?duì)工業(yè)配電系統(tǒng)中的故障設(shè)備進(jìn)行控制。(4) 動(dòng)畫顯示軟件界面可根據(jù)整個(gè)工業(yè)配電的工作流程，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各用電設(shè)備用MCGSE用戶窗口中圖形對(duì)象與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)對(duì)象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動(dòng)畫屬性。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，圖形對(duì)象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對(duì)象的實(shí)時(shí)采集值驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動(dòng)畫效果，達(dá)到過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的目的。(5) 報(bào)表輸出、曲線顯示系統(tǒng)可將設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存盤，統(tǒng)計(jì)分析，并根據(jù)實(shí)際情況打印出數(shù)據(jù)報(bào)表。如：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表、存盤數(shù)據(jù)報(bào)表。數(shù)據(jù)報(bào)表可方便數(shù)據(jù)查詢、分析等。還可根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息，畫出曲線。 PLC與組態(tài)軟件之間的通信MCGS組態(tài)軟件的通信也采用組態(tài)模塊化思想，將用戶所需的驅(qū)動(dòng)軟件全部設(shè)置成標(biāo)準(zhǔn)的模塊化程序，用戶只要通過組態(tài)，就可以很方便的與外部設(shè)備進(jìn)行通信，所需通信設(shè)置如下：，選中“設(shè)備窗口，即可對(duì)設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行選型 “設(shè)備窗口1“設(shè)備窗口’’圖標(biāo)，再點(diǎn)擊菜單欄中的驅(qū)動(dòng)選項(xiàng)，，用戶可以從這個(gè)對(duì)話框來對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)選擇合適的驅(qū)動(dòng)。例如要選擇A1708的驅(qū)動(dòng)，在對(duì)話框中選擇儀表類專宇光儀表A1708再點(diǎn)擊對(duì)話框左下角的“增加”按鈕，進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動(dòng)的添加。 “設(shè)備窗口2 設(shè)備管理，將會(huì)在設(shè)備管理對(duì)話框中顯示出用戶所選的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，這時(shí)用戶就可以同鼠標(biāo)左鍵雙擊設(shè)備管理窗口中的設(shè)備驅(qū)動(dòng)，來添加到設(shè)備組態(tài)窗口中。 設(shè)備驅(qū)動(dòng)，用戶就可以對(duì)所選擇的設(shè)備驅(qū)動(dòng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，這里需注意如果是用總線通信的設(shè)備，必須有一個(gè)設(shè)備。在本套系統(tǒng)中，采用的是RS485總線通信，因此總線的設(shè)備為“通用串口設(shè)備”。5. 系統(tǒng)運(yùn)行情況變頻調(diào)速器投用以后，系統(tǒng)運(yùn)行良好。在變頻器的控制下，電機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)過程中實(shí)行延時(shí)斜升、斜降，電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定和可靠，被控參數(shù)波動(dòng)幅度較小，有良好的速度可調(diào)節(jié)性。變頻器可故障報(bào)警，保證其運(yùn)行安全可靠，降低設(shè)備故障率，減少了設(shè)備損耗，較大的改善了生產(chǎn)的水平。31結(jié)論 此系統(tǒng)主要是實(shí)現(xiàn)電機(jī)速度的可調(diào)節(jié)化，以節(jié)約能源和適應(yīng)生產(chǎn)的需要。此系統(tǒng)要能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況，運(yùn)行數(shù)據(jù)都可以在中央控制室掌握，用戶在控制室可以通過人機(jī)和攪拌灌電機(jī)的調(diào)速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)在中央控制室對(duì)電機(jī)的遠(yuǎn)程控制運(yùn)行參數(shù)調(diào)節(jié)。上位機(jī)選界面來設(shè)置變頻器的運(yùn)行頻率、啟動(dòng)和停止電動(dòng)機(jī)，并且變頻器的故障信息可以在人機(jī)界面上反映出來，以用來提示用戶。為達(dá)到這些要求，最后決定采用變頻器來實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送。電機(jī)接觸模式PC,主要完成系統(tǒng)的組態(tài)、監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置和開關(guān)量置位。下位機(jī)采用PLC來實(shí)現(xiàn)各電機(jī)的啟停、電磁閥的開關(guān)、數(shù)值的轉(zhuǎn)換和速度的檢測(cè)。致 謝在論文完成之際，我首先向關(guān)心幫助和指導(dǎo)我的指導(dǎo)老師——申紅軍表示衷心的感謝并致以崇高的敬意！在本學(xué)期的變頻技術(shù)及PLC的的學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束，回顧一個(gè)學(xué)期多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對(duì)現(xiàn)在的收獲，我感到無限欣慰。在此，我向熱心幫助過我的所有老師和同學(xué)表示由衷的感謝!在編寫畢業(yè)論文的過程中遇到了很多問題,論文的格式、字體、排版的問題，論文涉及到的PLC專業(yè)的問題，剛著手時(shí)焦頭爛額、無從下手，在這里要特別感謝老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)，他以其淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實(shí)的工作作風(fēng)和他敏捷的思維給我?guī)砹苏媲械膸椭?，再一次向他表示衷心的感謝，感謝他在學(xué)習(xí)、生活上的無私幫助!這次做設(shè)計(jì)的經(jīng)歷使我終身受益，我同時(shí)也從中學(xué)到了很多！在我即將完成學(xué)業(yè)之際，我深深地感謝我的同學(xué)給予我的全力支持！最后，衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師!參考文獻(xiàn)1. 王永華．現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M]．北京航空航天大學(xué)出版社．20032. 黃凈．電氣控制與可編程序控制器[M]．機(jī)械工業(yè)出版社．20043. 高安邦、成建生、[M].北京:4. 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