【正文】 在此表示衷心的感謝！其次，感謝我的同學，在設計期間他們給我指出了很多細節(jié)上的錯誤，正是由于他的幫助，才使我的論文日趨完善。她循循善誘的教導和不拘一格的精神給予我無盡的啟迪。實踐證明，與傳統(tǒng)繼電器控制相比，PLC控制系統(tǒng)節(jié)省了大量時間繼電器、計數(shù)器及其他相關設備，提高了自動控制的準確性和可靠性，同時保障了設備的運行安全，收到了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。PLC通常稱為可編程邏輯控制器，是一種以微處理器為基礎，綜合了現(xiàn)代計算機技術、自動控制技術和通信技術發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，由于它擁有體積小、功能強、程序設計簡單、維護方便等優(yōu)點，特別是它適應惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性，使它的應用越來越廣泛，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱(即PLC、機器人和CAD/CAM)之一。本文采用PLC作為主控機，對自清洗過濾器進行控制。 （3）下載完畢后，將觸摸屏重新復位，這時可以在觸摸屏上通過按鍵直接控制PLC的運行并監(jiān)控自清洗過濾器的工作狀態(tài)。 （2）編譯完成后，下載程序到觸摸屏。這時彈出編譯對話框，單擊編譯按鈕，完成編譯后退出對話框。 最終繪制好的觸摸屏窗口如圖518所示。（2）功能元件和文本元件的繪制與位狀態(tài)元件繪制相同。 。第二步：添加元件 （1）添加位狀態(tài)設定開關和位狀態(tài)指示燈。創(chuàng)建一個新工程繪制所需的按鈕和需要顯示的內(nèi)容對應PLC的參數(shù)設定各個按鈕編譯下載到觸摸屏圖515 監(jiān)控組態(tài)軟件設計流程 監(jiān)控組態(tài)軟件設計第一步：創(chuàng)建一個新的工程并設定相關參數(shù)安裝好EB 500后，雙擊快捷方式Easy Manager啟動程序。 監(jiān)控組態(tài)軟件設計MT500系列觸摸屏人機界面提供功能強大、簡單易用的組態(tài)軟件EasyBulider500,它具備簡體中文的操作環(huán)境，采用圖形化的操作界面支持“多語言”之間的切換功能，可以實現(xiàn)四種語言之間切換顯示，并支持宏指令[9]。因此，本文設計的自清洗過濾器控制系統(tǒng)能達到預期控制目的。圖514 超時報警仿真通過以上實驗結(jié)果能夠看出，本文自清洗過濾器控制系統(tǒng)運行過程中的啟動、停機和三種工作方式的控制能夠正常準確地運行。90S后，T44接通，執(zhí)行停機程序，如圖514所示。如果在T44計時時間內(nèi)（90S），則關斷計時器T44。此時，即使AIW4的信號輸入小于設定值也不會報警。當關機程序結(jié)束或者按下復位按鈕時。（對應EM235的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值應為11520）。圖512 壓差控制方式仿真 欠壓報警程序調(diào)試以點動控制方式為例，激活欠壓報警程序。信號保持2秒。調(diào)節(jié)EM235中AIW0的值大于等于17371，該信號保持2秒，如圖512所示。當處于壓差控制方式時，反沖洗信號由AIW0的值決定。如圖511所示。信號保持2秒。如圖510所示。圖57 點動控制方式仿真1圖58 點動控制方式仿真2圖59 點動控制方式仿真3 定時控制程序調(diào)試系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)調(diào)用定時控制方式子程序SBR_1。調(diào)節(jié)EM 235，當AIW2的數(shù)值小于或等于11520時，（球閥C關斷后，排污管位置應退回原位），信號保持2S后關斷，如圖59所示。 隨著反沖洗的進行，吸污管不斷響排污筒壁靠近，當軸向移動240mm時，吸污管與排污筒壁相接觸。此時球閥A、B、C都應處于打開狀態(tài)，過濾器處于反沖洗階段。圖56 仿真停機控制 點動控制程序調(diào)試系統(tǒng)啟動后，系統(tǒng)調(diào)用點動控制方式子程序SBR_0，如圖57所示。圖54 仿真啟動控制1圖55 仿真啟動控制2 停機程序調(diào)試。圖52 仿真程序加載圖53 仿真復位控制 啟動程序調(diào)試，啟動欠壓報警程序，如圖54所示。觀察仿真結(jié)果。如圖52所示。同時調(diào)節(jié)EM 235的輸入量程和相應輸入端的輸入數(shù)值，模擬現(xiàn)實啟動前的狀態(tài)。圖51 自清洗過濾器控制系統(tǒng)編程與調(diào)試界面 實驗調(diào)試結(jié)果及分析 為了清晰直觀地描述調(diào)試結(jié)果，本文以PLC仿真軟件S7_200 version 。在該控制程序中，需要根據(jù)外界輸入的狀態(tài)來控制三個球閥的開啟與關閉，因此需要按照壓力傳感器，差壓變送器和位置傳感器的反饋信息來進行判斷處理，然后再進行輸出控制。在STEP7Micro/WIN32軟件中，通過編程，將編好的程序下載到PLC中進行運行調(diào)試，檢查程序是否有錯誤，是否能夠?qū)崿F(xiàn)相應的功能控制。PLC單獨檢測，檢查PLC單元能否正常工作，指示燈是否正常，該部分工作實際上在計算機模擬調(diào)試前就己經(jīng)完成。在對系統(tǒng)進行必要的檢查后，開始具體調(diào)試。 模擬實驗軟硬件設備調(diào)試按照系統(tǒng)設計要求將各硬件接線接好。 由于實驗設備有限，差壓變送器，壓力傳感器和位置傳感器的模擬信號，由實驗箱GK10的三個模擬量發(fā)生器代替，輸出4—20mA直流電流，模擬傳感器的輸出電流。實驗用PLC采用實驗裝置當中的CPU266。 模擬實驗設備選型 根據(jù)第三章硬件設備選型和現(xiàn)有實驗設備，選用THKGK2型過程控制實驗裝置。 清洗計數(shù)程序圖424 系統(tǒng)自清洗計數(shù)程序如圖424，計數(shù)器C10的值加1，并由觸摸屏讀取該數(shù)值以實現(xiàn)計數(shù)監(jiān)控功能。工作過程與點動控制方式類似。當一次反沖洗完成時，—，又重新執(zhí)行反沖洗。對應EM235的A/D轉(zhuǎn)換數(shù)值為17371。工作過程與點動控制方式類似。如此循環(huán)工作，滿足定時控制要求。關斷計時器T43。 定時控制子程序梯形圖如圖419所示，定時控制方式的工作過程與點動控制類似。信號保持2S后，隨著T42的接通而關斷。當AIW2的數(shù)值小于或等于11520時，則表示吸污管與排污筒壁接觸。此時。此時球閥A、B、C都應處于打開狀態(tài)，過濾器處于反沖洗階段。圖417 點動控制子程序梯形圖：點動控制啟動如圖418所示，該部分程序與點動控制子程序網(wǎng)絡1共同完成點動控制方式的系統(tǒng)控制，實現(xiàn)過濾器的自清洗過程。圖416 主控制程序梯形圖：復位子程序調(diào)用 點動控制子程序梯形圖如圖417所示，（主控制程序網(wǎng)絡6），調(diào)用點動控制子程序。圖415 主控制程序梯形圖：出水球閥和排污閥關閉程序如圖416所示，完成復位子程序的調(diào)用。此信號由T45保持2S后，隨著T45的接通而關斷。如圖415所示，此程序部分與主控制程序網(wǎng)絡12（見圖414）共同完成系統(tǒng)的停機過程。圖414 主控制程序梯形圖：停機程序如圖414所示，接通計時器T40。超時報警計時器T44接通時。圖413 主控制程序梯形圖：報警程序如圖413所示，為了保證過濾及反沖洗的正常運行。當關機程序結(jié)束或者按下復位按鈕時。本程序欠壓輸入AIW4 （主控制程序網(wǎng)絡11）。隨著停機的進行，關斷T44。則說明排污管可能被異物卡住。系統(tǒng)在任意控制方式下，（見相關控制方式子程序）接通時，會導通相應的信號保持輔助繼電器（，），同時相應的保持繼電器會接通計時器T44。其他兩種控制方式子程序調(diào)用過程與點動控制子程序調(diào)用類似。以調(diào)用點動控制子程序（主控制程序網(wǎng)絡6），調(diào)用點動控制子程序SBR_0。三種控制方式彼此互鎖，只能選擇其中一種。計時器T39經(jīng)過2S后導通，隨著T39的接通。T38接通后。所有關閉球閥的輸出信號關斷，復位過程結(jié)束。由于球閥A、B、C開啟與關斷的動作時間都為2S，開啟與關斷信號需要保持2S時間，以保證控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。圖48 主控制程序梯形圖：復位程序如圖48所示。位移傳感器量程為0—300mm，輸出4—20mA，自清洗停止的標志為60mm（由300mm240mm所得），對應EM235轉(zhuǎn)換數(shù)值為11520。轉(zhuǎn)化過程介紹如下：假設模擬量的標準電信號是A0—Am（如：4—20mA），A/D轉(zhuǎn)換后數(shù)值為D0—Dm（如：6400—32000），設模擬量的標準電信號是A，A/D轉(zhuǎn)換后的相應數(shù)值為D，由于是線性關系，函數(shù)關系A＝f（D）可以表示為數(shù)學方程：A＝（D－D0）（Am－A0）／（Dm－D0）＋A0 由此可以計算出，本文所選用壓力傳感器量程為0—1Mpa，輸出4—20mA，對應EM235轉(zhuǎn)換數(shù)值為11520。即球閥A全關，并接通計時延時15S，關閉球閥B, C，同時起到復位功能，為下一次過濾做好準備工作。也是共通的。按下啟動按鈕，球閥A全開，計時器開始計時，根據(jù)流速和容積估算過濾器充滿濾液的時間為l5S，之后球閥B全開，過濾器即開啟運行。從而繪制啟動環(huán)節(jié)流程圖，如圖46所示。 選擇定時控制方式時，執(zhí)行定時程序，即根據(jù)經(jīng)驗預設自清洗啟動所需時間(本文預設10分鐘)，接通計數(shù)器并啟動自清洗過程，位置傳感器信號結(jié)束自清洗過程。當吸污管軸向運動到排污筒壁處，位置傳感器傳出信號接通，同時有計數(shù)輸出，球閥C全關，自清洗過程結(jié)束。選擇點動控制方式時，開始執(zhí)行點動程序。表41 PLC的I/O資源分配輸入地址輸入設備輸出地址輸出設備啟動按鈕球閥A全開停機按鈕球閥A全關復位按鈕球閥B全開點動(控制按鈕)球閥B全關點動(選擇按鈕)球閥C全開定時(選擇按鈕)球閥C全關差壓(選擇按鈕)計數(shù)輸出AIW0差壓變送器輸入報警輸出AIW2位置傳感器輸入點動控制狀態(tài)輸出AIW4壓力傳感器輸入定時控制狀態(tài)輸出壓差控制狀態(tài)輸出 PLC硬件接線圖根據(jù)PLC的I/O資源分配列表和PLC設備型號，繪制PLC硬件接線圖，如圖44所示。并利用濾液自身液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動液動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動完成過濾器的啟動、停止、報警和自清洗控制。 YNNYYY系統(tǒng)啟動點動控制方式定時控制方式壓差控制方式復位啟動按鈕球閥A打開球閥B延時打開過濾進行球閥C打開壓差預設點動時間預設球閥C關閉計數(shù)輸出吸污管與外壁接觸信號循環(huán)停機復位NNNY圖42 自清洗過濾器控制系統(tǒng)主程序流程圖 自清洗過濾器控制系統(tǒng)的組成PLCEM235球 閥A過濾反沖洗停機全自動自清洗過濾器細濾網(wǎng)網(wǎng)內(nèi)壓力細濾網(wǎng)網(wǎng)外壓力入水口壓力傳感器球 閥B球 閥C電源差壓變送器位置傳感器根據(jù)系統(tǒng)主程序流程圖，繪制控制系統(tǒng)的組成框圖，如圖43所示。 （3）選擇壓差控制方式→復位→系統(tǒng)啟動→球閥A打開→球閥B延時打開→壓差超過設定值信號→計數(shù)→球閥C打開→吸污管與排污筒壁接觸信號→球閥C關閉→循環(huán)……→停機→復位。 根據(jù)以上控制任務的分析，確定選擇過濾器的控制方案（1）選擇點動控制方式→復位→系統(tǒng)啟動→球閥A打開→球閥B延時打開→點動→計數(shù)→球閥C打開→吸污管與排污筒壁接觸信號→球閥C關閉→循環(huán)……→停機→復位。（4）沖洗計數(shù)：考慮到吸污管和排污軸的強度以及腐蝕等方面的問題需要檢修，以沖洗次數(shù)作為衡量標準，設置沖洗計數(shù)功能，即在排污軸邊緣裝有位置傳感器，每次吸污管接觸排污筒壁后產(chǎn)生電信號輸入PLC，計數(shù)一次并關閉球閥C。 （2）系統(tǒng)報警：因運行過程中，長時間檢測不到吸污管與排污筒壁接觸信號或者入水口處的壓力不能保證過濾和反沖洗正常