【正文】 。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，熟悉了 噴霧干燥過程 的工藝流程及控制方案， MCGS 組態(tài)軟件編程方法和三菱 PLC軟件編程，硬件接口線路的設(shè)計方法， MCGS 組態(tài)和三菱 PLC 設(shè)計的步驟和方法。 計算機(jī)控制系統(tǒng)下位機(jī)通過 PLC 的控制來實(shí)現(xiàn)，具有良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，為方便對系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)有手動和自動兩種模式，并且之間的切換是無擾動的。 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 41 5 結(jié)束語 通過對 計算機(jī) 雙重 控制系統(tǒng) 的設(shè)計，對需要使用的控制系統(tǒng)方案進(jìn)行了分析 ，得出 雙重 控制方案是比較理想的控制方案。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使 PLC接收到錯誤信息。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。模擬量信號的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng) 一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動時，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 在 PLC 應(yīng)用中要注意的問題 （ 1） PLC 要求環(huán)境溫度在 0～ 55oC ，安裝時不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。對于位寄存器也是如此，位寄存器一次讀或?qū)?512 個位， 32 個字。 （ 2）不屬于上述原因，則可能是有故障，解決的辦法有：在內(nèi)部屬性頁添加通道時，盡量連續(xù)添加。 通訊不可靠如何排除 若通信狀態(tài)時而為 0，時而為 1，表示通信不可靠（不穩(wěn)定），原因可能有： （ 1）通信距離太遠(yuǎn)，一般不超過 50米； （ 2）采樣周期太短，試著改變采樣周期； （ 3）若分析后保證 PLC無問題，用三菱 PLC 的編程軟件能與編程電纜連接，則需檢查 MCGS 能否正常工作。 無法建立通訊連接 （ 1）檢查 PLC 是否上電； （ 2）是否 使用標(biāo)準(zhǔn)的三菱 PLC 編程電纜； （ 3）通訊參數(shù)設(shè)置使否正確； （ 4）檢查對某一寄存器的操作是否超出范圍。若系統(tǒng)通信不正常，則根據(jù)常見故障分析查找原因。 （ 6）通過實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)機(jī)模擬調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制效果。并觀察實(shí)時曲線、歷史曲線等，直到達(dá)到理想的控制效果。 （ 3）先在手動模式下調(diào)試，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置手動輸出，觀察手動效果并調(diào)試參數(shù)，直到手動模式下達(dá)到穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計要求。 4. 利用實(shí)驗(yàn)室水箱液位代替溫度、流量進(jìn)行調(diào)試 （ 1）根據(jù)設(shè)計要求，進(jìn)行硬件接線。 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后，突加階躍擾動（將給定量增 /減 5％－ 15％），觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。 （ 2）在手動模式下， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置主副調(diào)節(jié)器輸出值，觀察實(shí)時曲線直到輸出值穩(wěn)定， 說明手動模式工作正常。 3. 將具有手自動調(diào)節(jié)的程序?qū)懭?PLC，在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)的情況下。程序調(diào)試如下： 1. 通過設(shè)置各個通道將 MCGS 與 PLC 連通。 噴霧干燥 計算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)仿真調(diào)試 利用實(shí)驗(yàn)室里過程綜合自動化控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺 THSA 和液位裝置上進(jìn)行模擬仿真調(diào)試。 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 37 PLC 程序的調(diào)試 對 PLC 程序模擬調(diào)試，檢查語法和基本功能能否正確實(shí)現(xiàn)。 36 圖 46 通道連接 Channel link 圖 47 設(shè)備調(diào)試 Equipment debugging 將制作完畢的上位機(jī)程序加上模擬信號，使用正弦模擬 信號來代替干燥塔指標(biāo)溫度 ，流量的變化，驗(yàn)證實(shí)式數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報表，報警顯示等功能。操作完成后，按“確認(rèn)”退出。 按“確認(rèn)”后則把添加的 寄存器顯示到表格中，重復(fù)以上操作可以完成您所要的各種繼電器或寄存器。 4：指定操作該通道地址中的哪一位（ 07)或一次操作 1 個字 16 位或 2 個字 32 位，或浮點(diǎn)。 2：選擇是只讀，只寫，還是讀寫，默認(rèn)是只讀。 本設(shè)備構(gòu)件可操作 PLC的： X 輸入繼電器 (位操作只讀 ) ； Y輸出繼電器 (位操作，可讀可寫 )； M 中間繼電器 (位操作，可讀可寫 )； D 變量存儲器 (字，雙字，浮點(diǎn)，可讀可寫 )，對其他的寄存器請使用 D寄存器，或 M 繼電器導(dǎo)動。 三菱 FX232 PLC 設(shè)備構(gòu)件把 PLC 的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把 PLC 中的數(shù)據(jù)讀入 到 MCGS 的實(shí)時數(shù)據(jù)庫中，只寫通道用于把 MCGS實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)寫入到 PLC中，讀寫則可以從 PLC 中讀數(shù)據(jù)，也可以往 PLC中寫數(shù)據(jù)。 初始工作狀態(tài)：用于設(shè)置設(shè)備的起始工作狀態(tài)，設(shè)置為啟動時，在進(jìn)入 MCGS運(yùn)行環(huán)境時， MCGS 即自動開始對設(shè)備進(jìn)行操作，設(shè)置為停止時， MCGS 不對設(shè)備進(jìn)行操作，但可以用 MCGS 的設(shè)備操作函數(shù)和策略在 MCGS 運(yùn)行環(huán)境中啟動或停止設(shè)備。 （ 3）本設(shè)備屬性設(shè)置： 要使 MCGS 能正確操作 PLC 設(shè)備，請按如下的步驟來使用和設(shè)置本構(gòu)件的屬性： 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 33 設(shè)備名稱： 可根據(jù)需要來對設(shè)備進(jìn)行重新命名，但不能和設(shè)備窗口中已有的其它設(shè)備構(gòu)件同名。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC 的設(shè)置一樣。 （ 2）串口父設(shè)備設(shè)置： FX232設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。 硬件連接 FX系列 PLC 支持無協(xié)議的 RS232 和 RS485 通信協(xié)議兩種通信方式，通過改變 D8120 的值來改變通信方式。 本 設(shè)計 設(shè)備構(gòu)件用于 MCGS 讀寫三菱 FX 系列中支持 232 通信協(xié)議的 PLC 設(shè)備。 32 4 噴霧干燥過程雙重 控制系統(tǒng)的調(diào)試 計算機(jī)與 PLC 之間的通訊 基于組態(tài)軟件的 PLC 仿真系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)如圖 41所示 : 圖 41控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 Structure of control system ,微型計算機(jī)與下位機(jī) PLC 通過 RS232 串行接口用通信電纜相聯(lián)接 ,通過編程軟件把已完成的控制程序下載到 PLC。 模擬調(diào)試 利用 MCGS 提供的內(nèi)部模擬模塊進(jìn)行各部分功能仿真，不斷的調(diào)試和各種屬性的修改，組態(tài)運(yùn)行達(dá)到了工程的要求。 在曲線標(biāo)識頁中：選中曲線，曲線內(nèi)容設(shè)為： tsp tv ft1 、 op10；曲線顏色設(shè)為：紅色；工程單位設(shè)為： m；小數(shù)位數(shù)設(shè)為： 0；最大值設(shè)為： 100；；其它不變。歷史曲線主要用于事后查看數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化趨勢和總結(jié)規(guī)律。如圖 3－ 12所示 : 圖 3－ 12 構(gòu)件屬性設(shè)置 Component attribute 歷史曲線 歷史曲線構(gòu)件實(shí)現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的曲線瀏覽功能。顏色為 :綠色 .曲線 3 對應(yīng)表達(dá)式設(shè)為 : ft1。在畫筆屬性頁中，將：曲線 1 對應(yīng)的表達(dá)式設(shè)為： tsp1；顏色為：紅色。其它不變。 具體制作步驟如下： （ 1）雙擊進(jìn)入“實(shí)時曲線”用戶窗口。但對大量數(shù)據(jù)僅做定量的分析還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，曲線處理在工控系統(tǒng)中也是一個非常重要的部分。 30 時間條件頁中： 排序列名： MCGS_TIME；升序； 時間列名： MCGS_TIME；所有存盤數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)來源頁中，選取組對象對應(yīng)的存盤數(shù)據(jù)；組對象名為：液位組。 (4) 點(diǎn)擊菜單欄中的“表格”菜單，選擇“合并表元”項(xiàng)，所選區(qū)域會出現(xiàn)反斜杠。參照實(shí)時報表部分相關(guān)內(nèi)容制作： 列表頭，分別為：采集時間、 干燥塔指標(biāo)溫度 、 蒸汽 流量 、冷空氣流量 。 (2) 雙擊歷史表格進(jìn)入編輯狀態(tài)。 利用利用歷史表格動畫構(gòu)件實(shí)現(xiàn)歷史報表 : 歷史表格構(gòu)件是基于 “ Windows 下的窗口”和“所見即所得”機(jī)制的，用戶可以在窗口上利用歷史表格構(gòu)件強(qiáng)大的格式編輯功能配合 MCGS的畫圖功能做出各種精美的報表。所謂數(shù)據(jù)報表就是根據(jù)實(shí)際需要以一定格式將統(tǒng)計分析后的數(shù)據(jù)記錄顯示和打印出來，如：實(shí)時數(shù)據(jù)報表、歷史數(shù)據(jù)報表（班報表、日報表、月報表等）。 （ 4） 單擊“確認(rèn)”即可。 （ 1）雙擊“用戶窗口”中的“報警顯示”窗口，進(jìn)入組態(tài)畫面。 報警顯示設(shè)置 MCGS 把報警處理作為數(shù)據(jù)對象的屬性，封裝在數(shù)據(jù)對象內(nèi)，由實(shí)時數(shù)據(jù)庫來自動處理。 （ 5）雙擊“串口通訊設(shè)備”，在下方出現(xiàn)串口通訊設(shè)備圖標(biāo)。 （ 2） 點(diǎn)擊工具條中的“工具箱”圖標(biāo)，打開“設(shè)備工具箱”。在系統(tǒng)運(yùn)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(shí)時采集值驅(qū)動，從而實(shí)現(xiàn)了圖形的動畫效果。 建立動畫連接和設(shè)備連接 由圖形對象搭制而成的圖形畫面是靜止不動的，需要對這些圖形對象進(jìn)行動畫設(shè)計，真實(shí)地描述外界對象的狀態(tài)變化，達(dá)到過程實(shí)時監(jiān)控的目的。 （ 4）將對象名稱改為：流量 F；對象類型選擇：數(shù)據(jù)型；在對象內(nèi)容注釋輸入框內(nèi)輸入：“ 蒸汽 流量的變化”，單擊“確認(rèn)”。 （ 2）單擊“新增對象” 按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)對象列表中，增加新的數(shù)據(jù)對象，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“ Data1”、“ Data2”、“ Data3”等（多次點(diǎn)擊該按鈕，則可增加多個數(shù)據(jù)對象）。 定義數(shù)據(jù)對象的內(nèi)容主要包括 : 指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。 按上述操作建 立 “ PID 參數(shù) ” 、 “ 實(shí)時曲線 ” 、 “ 歷史曲線 ” 、 “ 數(shù)據(jù)報表 ” 、 “ 報警顯示 ” 等用戶窗 口 .如圖 34所示 : 圖 34 用戶窗口 The window of user 建立和編輯各窗口畫面 圖 35 噴霧干燥控制系統(tǒng)窗口 The window of Spraydrying control system 24 圖 36報警顯示窗口 Alarm display window 圖 37 PID參數(shù)窗口 PID parameters window 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 25 圖 38 通訊狀態(tài)窗口 Communication status window 定義數(shù)據(jù)對象 實(shí)時數(shù)據(jù)庫是 M