【正文】 程地址手動/自動裝換變頻電機(jī)M1急停按鈕恒速電機(jī)M2啟動循環(huán)攪拌電機(jī)M3停止循環(huán)下料閥手動送料A調(diào)節(jié)閥手動送料B出料閥手動攪拌故障報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1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖本文結(jié)合監(jiān)控?zé)狳c，不僅對物料攪拌進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時結(jié)合工業(yè)現(xiàn)場電氣設(shè)備，將監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計成一個實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(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，無法對現(xiàn)場各種情況進(jìn)行了解。設(shè)計上位機(jī)層有利于管理員實現(xiàn)對整個配電系統(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)場實時工況畫面或進(jìn)行如使用權(quán)限、系統(tǒng)配置等高級設(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)場的配電和控制設(shè)備與上位機(jī)連接起來，實現(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)場工作人員更直接、更集中地控制和管理用電設(shè)備，設(shè)計了前端機(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擊觸摸屏的內(nèi)容即可控制計算機(jī)的運行。因此，具有操作簡單，應(yīng)用靈活等特點，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)場控制器組成，分別對各種不同的用電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場電量、非電量參數(shù)的監(jiān)控與管理。(4) 工業(yè)現(xiàn)場系統(tǒng)通過三相電動機(jī)、變頻器、電磁閥和報警器等四種工業(yè)現(xiàn)場最常用的負(fù)載類型對所設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行實際驗證。；采用PLC控制變頻器及模擬工業(yè)現(xiàn)場生產(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)軟件運行的載體，用來實現(xiàn)對整套系統(tǒng)的管理。選用筆記本電腦。(2) 前端機(jī)：是組態(tài)監(jiān)控軟件運行的載體，實現(xiàn)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲,處理，監(jiān)控工業(yè)現(xiàn)場的用電設(shè)備等功能。選用觸摸屏電腦AI2000。(3) 電量變送器實現(xiàn)將工業(yè)現(xiàn)場的強(qiáng)電信號轉(zhuǎn)化成AI儀表能接受的0～5V或者O20mA的標(biāo)準(zhǔn)信號的功能。選用電壓、電流變送器。(4) AI智能儀表實現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)場各用電設(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) 可編程控制器實現(xiàn)對變頻器的控制。選用西門子S7—200。本監(jiān)控系統(tǒng)除了能實現(xiàn)物料的檢測和遙控功能，更是對工業(yè)現(xiàn)場電氣設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)視、協(xié)調(diào)及控制的一個集成系統(tǒng)。充分利用現(xiàn)場總線技術(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時處理功能、分布式控制和管理功能、可視性和可操作性功能：1. 實時處理功能系統(tǒng)對主回路實施配電功能及實時信息管理。根據(jù)檢測到的現(xiàn)場信號或操作人員發(fā)出的控制命令產(chǎn)生開關(guān)量輸出信號，控制負(fù)載的接通或分?jǐn)?，實現(xiàn)配電功能。同時具有數(shù)據(jù)采集與處理功能，如實時報警、報表輸出、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)，充分運用新一代計算機(jī)分布式控制技術(shù)VCS，使分散在不同現(xiàn)場之間的采集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作，實現(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，為操作員及時提供系統(tǒng)運行中的的狀態(tài)、異常報警等有關(guān)信息。用變化大小、改變顏色等多種方法，增強(qiáng)畫面的動態(tài)顯示效果，增強(qiáng)畫面的動態(tài)顯示效果，具有很強(qiáng)的可視性和可操作性?？傊?，軟件設(shè)計以控制和實時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場用電設(shè)備各個參數(shù)為中心，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)的突出特點。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)場用電設(shè)備的各種模擬量、數(shù)字量信號。實時處理采集到的數(shù)字信號，根據(jù)控制規(guī)程，自動控制工業(yè)現(xiàn)場的開關(guān)設(shè)備；對采集到的信號利用電力系統(tǒng)的分析計算方法，實現(xiàn)對電壓、電流等電參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測和分析。(3) 報警處理根據(jù)采集到數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如果發(fā)生故障，則對故障進(jìn)行報警、記錄，并產(chǎn)生所需的各種圖形?？蓪I(yè)配電系統(tǒng)中的故障設(shè)備進(jìn)行控制。(4) 動畫顯示軟件界面可根據(jù)整個工業(yè)配電的工作流程，對工業(yè)現(xiàn)場各用電設(shè)備用MCGSE用戶窗口中圖形對象與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立相關(guān)性連接，并設(shè)置相應(yīng)的動畫屬性。在系統(tǒng)運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，由數(shù)據(jù)對象的實時采集值驅(qū)動，從而實現(xiàn)了圖形的動畫效果，達(dá)到過程實時監(jiān)控的目的。(5) 報表輸出、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)計分析，并根據(jù)實際情況打印出數(shù)據(jù)報表。如：實時數(shù)據(jù)報表、存盤數(shù)據(jù)報表。數(shù)據(jù)報表可方便數(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，即可對設(shè)備驅(qū)動進(jìn)行選型 “設(shè)備窗口1“設(shè)備窗口’’圖標(biāo)，再點擊菜單欄中的驅(qū)動選項，，用戶可以從這個對話框來對所設(shè)計的系統(tǒng)選擇合適的驅(qū)動。例如要選擇A1708的驅(qū)動，在對話框中選擇儀表類專宇光儀表A1708再點擊對話框左下角的“增加”按鈕，進(jìn)行設(shè)備驅(qū)動的添加。 “設(shè)備窗口2 設(shè)備管理，將會在設(shè)備管理對話框中顯示出用戶所選的設(shè)備驅(qū)動，這時用戶就可以同鼠標(biāo)左鍵雙擊設(shè)備管理窗口中的設(shè)備驅(qū)動，來添加到設(shè)備組態(tài)窗口中。 設(shè)備驅(qū)動，用戶就可以對所選擇的設(shè)備驅(qū)動進(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)運行情況變頻調(diào)速器投用以后，系統(tǒng)運行良好。在變頻器的控制下，電機(jī)的啟動、制動過程中實行延時斜升、斜降，電機(jī)運行穩(wěn)定和可靠，被控參數(shù)波動幅度較小，有良好的速度可調(diào)節(jié)性。變頻器可故障報警，保證其運行安全可靠，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)場的運行狀況，運行數(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)速運行，實現(xiàn)在中央控制室對電機(jī)的遠(yuǎn)程控制運行參數(shù)調(diào)節(jié)。上位機(jī)選界面來設(shè)置變頻器的運行頻率、啟動和停止電動機(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現(xiàn)物料的運送。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。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，回顧一個學(xué)期多來的學(xué)習(xí)經(jīng)歷，面對現(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、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、求實的工作作風(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)計的經(jīng)歷使我終身受益，我同時也從中學(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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