【導(dǎo)讀】題目基于PLC的工業(yè)電爐控制設(shè)計(jì)。二OO七年六月十四日?？刂茖W(xué)院********班學(xué)生******畢業(yè)設(shè)計(jì)第2頁共50頁

　　

【正文】 LMN_OFF :=+000 //控制器輸出量的偏移量； I_ITLVAL:= DISV :=+000 //擾動(dòng)輸入變量； LMN :=MD44 //控制器輸出值； LMN_PER := QLMN_HLM:= //控制器輸出超過上限值； QLMN_LLM:= //控制器輸出低于下限值； LMN_P := LMN_I := LMN_D := PV := ER := _001: NOP 0 系統(tǒng)的 PLC 從站程序主要體現(xiàn)在這幾個(gè)程序上， OB1 主要是調(diào)用子程序及網(wǎng)絡(luò)傳送部分，它負(fù)責(zé)程序的跳轉(zhuǎn)，當(dāng)自動(dòng)條件滿足的時(shí)候主動(dòng)調(diào)用自動(dòng)程序，當(dāng)手動(dòng)條件滿足的時(shí)候自動(dòng)調(diào)用手動(dòng)程序，包括公共程序的實(shí)時(shí)調(diào)用。 FC1 程序主要是用來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)程序，各個(gè)門之間協(xié)調(diào)發(fā)展通過自動(dòng)程序來實(shí)現(xiàn)的，之間除了互鎖之外，還加了更為多的保護(hù)，例如， A 門的二次保護(hù)，限位開關(guān)的時(shí)限保護(hù)等。 FC2 程序主要是用來實(shí)現(xiàn)手動(dòng)功能，包括程序調(diào)試時(shí)，各個(gè)部分的單獨(dú)運(yùn)行，當(dāng)然里面有 各自的互鎖，例如，當(dāng) A 門推桿沒有到達(dá)后限位的時(shí)候， A 門的下是不能用的，被鎖定了。同樣， A 門的關(guān)閉的時(shí)候 A 的推桿也是不能進(jìn)的。 FC3 主要是程序的公共部分，包括各個(gè)部分的邏輯輸出 ,報(bào)警輸出等。 FC4 主要是風(fēng)冷室的 PID 調(diào)節(jié)，只要對(duì)風(fēng)冷室的溫度進(jìn)行控制。 上位機(jī)程序設(shè)計(jì) 上位機(jī)組態(tài) [12]界面提供了豐富的監(jiān)控功能和保密措施，用戶在打開文件時(shí)需要輸入工程密碼。如圖 410。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁 共 50 頁 圖 410 工程密碼輸入界面 這個(gè)設(shè)置防止非工作人員對(duì)程序進(jìn)行非正常修改。另外是保護(hù)了設(shè)計(jì)人員的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，當(dāng)輸入正確的密碼之后就 可以對(duì)原文件進(jìn)行修改。 進(jìn)入運(yùn)行界面之后首先是一個(gè)登陸界面（如圖 411 監(jiān)控登陸界面 ）。 圖 411 監(jiān)控登陸界面 在這個(gè)界面里，有用戶登陸、退出登陸、修改密碼、用戶管理四個(gè)按鈕，這四個(gè)按鈕分別可以完成用戶的登陸，退出已登陸的用戶，修改已登陸的用戶密碼，增加或刪除用戶及修改用戶的權(quán)限。 用戶登陸時(shí)需要輸入用戶名和用戶密碼，如圖 412 登陸密碼輸入界面 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁 共 50 頁 圖 412 登陸密碼輸入界面 用戶名可以選擇數(shù)據(jù)庫里已經(jīng)存在的用戶名，不同的用戶有不同的權(quán)限，管理者有最高的權(quán)限，可以進(jìn)行任何操作和修改，可 以添加刪除用戶，工程師可以進(jìn)行全部操作，但是不能添加刪除用戶，操作員只能操作部分操作，一些關(guān)鍵的操作是要受到限制的，不同的人使用不同的身份登陸，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 用戶登陸之后就可以進(jìn)行相關(guān)的監(jiān)視和控制，整個(gè)系統(tǒng)就動(dòng)態(tài)的反映在工控機(jī)上了。如圖 413 監(jiān)控界面 圖 413 監(jiān)控界面 這里可以清楚的監(jiān)控到各個(gè)部分的動(dòng)作，以及風(fēng)冷室溫度的采集，并且可以對(duì)控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁 共 50 頁 其進(jìn)行部分控制。當(dāng)進(jìn)入手動(dòng)模式時(shí)，點(diǎn)擊 ―手動(dòng)操控面板彈出 ‖，這個(gè)時(shí)候會(huì)彈出一個(gè)面板如圖 414 手動(dòng)操控面板圖 圖 414 手動(dòng)操控面板圖 手動(dòng)操控面板是彈出窗口，當(dāng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)為手動(dòng)狀態(tài)的時(shí)候，操作面板彈出，按鈕操作的時(shí)候不影響監(jiān)控畫面的監(jiān)視。 當(dāng)按下主畫面的“風(fēng)冷室 PID 調(diào)節(jié)”按鈕的時(shí)候，彈出風(fēng)冷室的 PID 調(diào)節(jié)界面，這里可以自動(dòng)調(diào)節(jié) PID，也可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，可以設(shè)置 P、 I、 D 三個(gè)參數(shù)，可以顯示上、下限報(bào)警，并能顯示溫度曲線，如圖 415 PID 調(diào)節(jié)界面。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 29 頁 共 50 頁 圖 415 PID 調(diào)節(jié)界面 人機(jī)界面程序設(shè)計(jì) 人機(jī)界面功能簡(jiǎn)介 支持任意字體的畫面編輯器 畫面編輯器除了提供簡(jiǎn)體中文、繁體中文、以及英文等各種不同語言版本外，還提供 Windows174。系統(tǒng)可提供的字體來編輯。 便利的運(yùn)算與通訊巨集指令 利用運(yùn)算巨集幫助 PLC 處理復(fù)雜的運(yùn)算功能 ,并配合通訊巨集指令，使用者可以自行撰寫通訊協(xié)議，透過 COM Port 與特定系統(tǒng)相接。 使用 USB 快速上下載程序 利用 USB 上下載，將大大的縮短上下載時(shí)間。 便利的配方功能 提供方便好用類似 Excel 的配方編輯器，讓使用者可以輕松的編輯配方；并且可以同時(shí)輸入多組的配方（總大小限制為 64K），一次下載多組配方，在人機(jī)端時(shí)，便可利用內(nèi)部存儲(chǔ)器來切換，使得使用上更加靈活。而下載時(shí)如果已經(jīng)有編輯好的資 料了，如果想更改配方，那么單獨(dú)下載配方就可以了。 可同時(shí)支持兩臺(tái) PLC 可同時(shí)支持兩個(gè)通訊 port，可同時(shí)連接兩臺(tái)不同或是相同通訊協(xié)議的控制器。 一臺(tái)人機(jī)對(duì)多臺(tái) PLC 連線功能 使用 COM 2 的 RS485 接口，可串接多臺(tái)的控制器（注 :控制器必須為支持 RS485界面）。 在線模擬功能及離線模擬功能 編輯完成后，可直接使用 PC 連接控制器先行模擬人機(jī)動(dòng)作是否正確，也可以不連接控制器在 PC 上進(jìn)行模擬。 SMC 卡 備份資料 利用 SMC 卡來備份資料，或是以 SMC 卡里面的資料，來開啟另一臺(tái)人機(jī)，開啟后，再把資料燒到 FLASH 里面，如此同樣的資料就不需用 PC 來下載了。歷史資料及警報(bào)訊息也可轉(zhuǎn)存在 SMC 卡，使用者可利用卡片閱讀機(jī)來讀取此文件以供資料整理及打印。 多重保密功能 提供密碼保護(hù)功能保障程序設(shè)計(jì)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)同時(shí)提供畫面中元件使用權(quán)限密碼功能，只有使用者權(quán)限等級(jí)高于此組件的狀況下，使用者才可以使用此元件。 Mode3 之 RS485 接法為 2amp。3 對(duì)接成 D+ , 1amp。4 對(duì)接成 D–。 RS485 amp。 RS422 長(zhǎng)距離傳輸時(shí) , 建議提供良好的接地系統(tǒng)。不要將電纜包覆之 FGND 與 GND 接在一起 , FGND 請(qǐng) 焊 接在 Connector 的外殼上。如圖 415 RS232 TO PC、圖 416 USB TO PC 觸摸屏界面設(shè)計(jì) 觸摸屏跟控制面板一樣，是現(xiàn)場(chǎng)控制的重要組成部分之一；該系統(tǒng)中觸摸屏提供了控制面板中所有的按鈕跟大量的現(xiàn)場(chǎng)指示燈顯示。 程序在打開時(shí)需要輸入工程密碼，采用了密碼保護(hù)充分保護(hù)了程序開發(fā)者的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如圖 416 工程密碼界面。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁 共 50 頁 圖 416 工程密碼界面 程序運(yùn)行之后歡迎界面主要有四部分，第一部分是系統(tǒng)目錄，用來設(shè)置觸摸屏系統(tǒng)選項(xiàng)，第二部分用來設(shè)置密碼，第三部分密碼輸入，第四部 分進(jìn)入監(jiān)控界面，如圖 417 歡迎界面。 圖 417 歡迎界面 進(jìn)入監(jiān)控界面后就可以操作系統(tǒng)了。系統(tǒng)的左上方顯示當(dāng)前日期，由上方顯示當(dāng)前時(shí)間。如圖 418 監(jiān)控界面。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 31 頁 共 50 頁 圖 418 監(jiān)控界面 當(dāng)按下風(fēng)冷室 PID 調(diào)節(jié)的按鈕時(shí)，就進(jìn)入了風(fēng)冷室的調(diào)節(jié)，在這里可以選擇手動(dòng)或者自動(dòng) PID 調(diào)節(jié)，可以設(shè)置輸入值以及 P、 I、 D 三參數(shù)。如圖 419 PID 調(diào)節(jié)界面 圖 419 PID 調(diào)節(jié)界面 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 32 頁 共 50 頁 為了跟從站進(jìn)行通訊，觸摸屏程序需要設(shè)置必要的參數(shù)， 界面種類：DOPA75CSTD256COLORS；控制器選 S7300（ WITHOUT PC ADAPTOR），通知位， 2@DBW0； PC 通訊口為 COM1 參數(shù)設(shè)置如下（圖 420 參數(shù)設(shè)置）： 圖 420 參數(shù)設(shè)置 網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，通訊口選 COM1，人機(jī)站號(hào)選 0， PLC 站號(hào)選 2，通訊界面：RS232，數(shù)據(jù)位： 8 位；停止位： 1 位；波特率選 9600；校驗(yàn)位是奇校驗(yàn)。具體設(shè)置如圖 421 通訊參數(shù)設(shè)置 。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 33 頁 共 50 頁 圖 421 通訊參數(shù)設(shè)置 操作面板布局圖 設(shè)計(jì) 操作面板上聚集了所有按鈕和所有指示燈， 包括控制按鈕里的啟動(dòng)、暫停、手動(dòng) /自動(dòng)轉(zhuǎn)換、復(fù)位、急停。各部分具體的動(dòng)作按鈕及 指示燈分為兩行列于操作面板的下方，第一行是各個(gè)門的開、關(guān)按鈕及相應(yīng)的指示燈，第二行是各個(gè)進(jìn)桿的按鈕及相應(yīng)的指示燈。 具體布局如圖 422 操作面板布局圖 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 34 頁 共 50 頁 圖 422 操作面板布局圖 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁 共 50 頁 5 系統(tǒng)的模擬調(diào)試 下位機(jī)程序模擬調(diào)試 利用輸入信號(hào)開關(guān)模擬現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，對(duì) PLC 控制程序進(jìn)行模擬調(diào)試。調(diào)試結(jié) 果如下： 手動(dòng)程序調(diào)試結(jié)果： 工作方式撥到手動(dòng)位置， 接通， 按下閉合，手動(dòng)狀態(tài)指示點(diǎn) 亮。 按住 A 門上升按鈕 ， A 門 上升點(diǎn) 亮，同時(shí) A 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 A 門下降按鈕 ， A 門下降點(diǎn) 亮，同時(shí) A 門下降燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 B 門上升按鈕 ， B 門上升點(diǎn) 亮，同時(shí) B 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 B 門下降按鈕 ， B 門下降點(diǎn) 亮，同時(shí) B 門下降燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 C 門上升按鈕 ， C 門上升點(diǎn) 亮，同時(shí) C 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 C 門下降按鈕 ， C 門下降點(diǎn) 亮，同時(shí) C 門下降燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 D 門上升按鈕 ， D 門上升點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門上升燈 亮， 松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 D 門下降按鈕 ， D 門下降點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門下降燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住事故門上升按鈕 ，事故門上升點(diǎn) 亮，同時(shí)事故門上升燈 亮， 松開按鈕或 接 通，點(diǎn) 、 滅。 按住事故門下降按鈕 ，事故門下降點(diǎn) 亮，同時(shí)事故門下降燈 亮，松開按鈕或 接 通，點(diǎn) 、 滅。 按住 A 門進(jìn)桿按鈕 （此時(shí)需要將 A 門升到上限位）， A 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) A 門進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 A 門出桿按鈕 ， A 門出桿點(diǎn) 亮，同時(shí) A 門 出桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 B 門進(jìn)桿按鈕 （ 此時(shí)需要將 B 門升 到上限位）， B 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) B 門 進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 B 門出桿按鈕 ， B 門出桿點(diǎn) 亮，同時(shí) B 門出桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 C 門進(jìn)桿按鈕 （此時(shí)需要將 C 門升到上限位）， C 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) C 門進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 C 門出桿按鈕 ， C 門出桿點(diǎn) 亮，同時(shí) C 門出桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 按住 D 門進(jìn)桿按鈕 （此時(shí)需要將 D 門升到上限位）， D 門進(jìn)桿點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門進(jìn)桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 控制學(xué)院 ********班 學(xué)生 ******畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 36 頁 共 50 頁 按住 D 門出桿按鈕 ， D 門出桿點(diǎn) 亮，同時(shí) D 門出桿燈 亮，松開按鈕或 接通，點(diǎn) 、 滅。 由上述結(jié)果可知，手動(dòng)程序滿足設(shè)計(jì)要求。 自動(dòng)程序調(diào)試結(jié)果 工作方式撥到手動(dòng)位置， 斷開， 閉合，自動(dòng)狀態(tài)指示點(diǎn) 亮。 初始化 這時(shí)，自動(dòng)程序開始運(yùn)行。剛開始時(shí)，點(diǎn) （ A 門下限 位）、 （ B 門 下限位）、 （ C 門下限位）、 （ D 門下限位）、 （事故門下限位）、 （ A桿后限位）、 （ B 桿后限位）、 （ C 桿后限位）、 （ D 桿后限位）接通，即初始化成功。 自動(dòng)調(diào)試結(jié)果： 工作方式撥到自動(dòng)上 ， 閉合 ， 斷開，同時(shí) 閉合。自動(dòng)指示燈 亮。 首先 D 門的紅外檢測(cè)，檢測(cè)到料物存在（ 閉合）， 輸出， D 門上升，同時(shí) 輸出， D 門上升的燈平亮，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限位時(shí)，即 閉合，此時(shí) 輸出， D 門進(jìn)鉤，同時(shí) 輸出， D 門進(jìn)鉤的燈亮，當(dāng)?shù)竭_(dá)前限位時(shí)，即 閉合， 輸出， D 門出鉤，同時(shí)將料物鉤出，此時(shí) 輸出， D 門出燈亮，到達(dá)中限位的時(shí)候，即 閉合的時(shí)候， 輸出