【正文】 pment advantages, such as simple laboratory simulation used to develop PLC control object, use limited equipment validation procedures, enhance the diversification of the use of PLC. This project is using simulation PLC and configuration, assuming the whole letter in puter simulation of PLC connection COM1 mouth. Keywords: mix； PLC； Kingview； Monitor. 3 第一章 前言 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正在向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。但由于這些行業(yè)中多是易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。所有為了幫助相關(guān) 行業(yè)，特別是其中的中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)多種液體混合的自動(dòng)控制，從而達(dá)到液體混合的目的，液體混合自動(dòng)配料勢(shì)必就是擺在我們眼前的一大課題，借助實(shí)室設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)中 PLC 的應(yīng)用，了解不同公司的可編程控制器的型號(hào)和原理，熟悉其編程方式，而多種液體混合裝置的控制更常見(jiàn)于工業(yè)生產(chǎn)中，適合大中型飲料生產(chǎn)廠家，尤其見(jiàn)于化學(xué)化工業(yè)中，便于學(xué)以致用。 1968 年，美國(guó)最大的汽車(chē)制造商通用汽車(chē)公司（ GM）提出了公開(kāi)招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器便于使用的特點(diǎn)相結(jié)合 ，把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用面向過(guò)程、面向問(wèn)題的 “自然語(yǔ)言 ”編程，生產(chǎn)一種新型的工業(yè)通用控制器，使人們不必花費(fèi)大量的精力進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，也能像繼電器那樣方便的使用。該公司于 1969 年研制出了第一臺(tái)符合招標(biāo)要求的工業(yè)控制器，命名為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱(chēng) PLC，并在 GM 公司的汽車(chē)自動(dòng)裝配線上實(shí)驗(yàn)獲得了成功。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在 PLC 中的應(yīng)用，使 PLC 的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。 4 第二章 組態(tài)王軟件的介紹 組態(tài)王簡(jiǎn)介 “組態(tài)王”是運(yùn)行于 Microsoft Windows 98/NT 及以上中文平臺(tái)的全中文界面的組套軟件，采用了多線程、 COM 組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)、軟件運(yùn)行可靠。畫(huà)面的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行有工程瀏覽器調(diào)用畫(huà)面制作系統(tǒng) TOUCHMAK 和畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVEW 來(lái)完成的。您需要在這個(gè)環(huán)境中完成設(shè)計(jì)畫(huà)面，動(dòng)畫(huà)連接等工作。 TOUCHVEW 是“組態(tài)王”軟件的實(shí)時(shí)運(yùn)行環(huán)境，在 TOUCHMAK中建立的圖形畫(huà) 面只有在 TOUCHVEW 中才能運(yùn)行。它還負(fù)責(zé)把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫(huà)的方式形象地表示出來(lái)，同時(shí)完成變量報(bào)警，操作記錄，趨勢(shì)曲線等監(jiān)視功能，并生成歷史數(shù)據(jù)文件。 它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開(kāi)放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn) 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、組態(tài)開(kāi)發(fā)的重要作用。通過(guò)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而且，它能充分利用 Windows 的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫(huà)面，并以動(dòng)畫(huà)方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。 在工業(yè)控制領(lǐng)域，隨著自動(dòng)化程度的迅速提高，用戶對(duì)控制系統(tǒng)的過(guò)程監(jiān)控要求越來(lái)越高，人機(jī)界面的出現(xiàn)正好滿足了用戶這一需求?；诮M態(tài)王設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具 5 有界面友好、易于操作、運(yùn)行可靠、便于升級(jí)等特點(diǎn)，從而使控制系統(tǒng)變得操作人性化、過(guò)程可視化，在自動(dòng)控制領(lǐng)域的作用日益顯著。光盤(pán)上的安裝程序 程序會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，啟動(dòng)組態(tài)王安裝過(guò)程向?qū)А? 第二步：在光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中插入“組態(tài)王”軟件的 安裝盤(pán)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng) 安裝程序。如上圖所示。 “安裝組態(tài)王程序”按鈕：安裝組態(tài)王程序。 “安裝加密鎖驅(qū)動(dòng)程序”按鈕：安裝授權(quán)加密鎖驅(qū)動(dòng)程序。 第三步：開(kāi)始安裝。 第四步 :繼續(xù)安裝。該對(duì)話框的內(nèi)容為“北京亞控科技發(fā)展有限公司”與“組態(tài)王”軟件用戶之間的法律約定，請(qǐng)用戶認(rèn)真閱讀。單擊“后退”，返回上一個(gè)對(duì)話框。單擊“后退”返回上一個(gè)對(duì)話框；單 擊“取消”退出安裝程序；單擊“下一個(gè)”彈出“確認(rèn)用戶信息”對(duì)話框。如果正確，單擊“是”，進(jìn)入程序安裝階段。確認(rèn)用戶注冊(cè)信息后，彈出“選擇目標(biāo)位置”對(duì)話框，選擇程序的安裝路徑。默認(rèn)目錄為 c:\Program Files\KingView，若希望安裝到其它目錄，請(qǐng)單擊“瀏覽”按鈕，彈出選擇文件夾的對(duì)話框，選擇你所想的文件夾安裝。 單擊“下一個(gè)”按鈕 。選擇“典型安裝”。 第六步：安裝完畢。 組態(tài)王的基本使用方法 使用組態(tài)王實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)仿真的基本方法： (1)圖形界面的設(shè)計(jì) 。工程瀏覽器將運(yùn)行組態(tài)王開(kāi)發(fā)環(huán)境 TOUCHMAK，彈出如下對(duì)話框。 。當(dāng)畫(huà)面打開(kāi)時(shí)，工具箱自動(dòng)顯示，如果工具箱沒(méi)有出現(xiàn)，選擇菜單“工具 / 工具箱”或按 F10 鍵打開(kāi)它。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（ PLC、儀表、板卡等），它們一般通過(guò)串行口和上位機(jī)交流數(shù)據(jù)。為了方便設(shè)計(jì)者定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了“設(shè)備配置向?qū)А?，一步步引?dǎo)你完成設(shè)備的連接。在 TOUCHVEW 運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀 況熬以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是要以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為中介環(huán)節(jié)，所以說(shuō)數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序采集到的，所三個(gè)變量的類(lèi)型都是 I/O 實(shí)型變量。 （ 4）建立動(dòng)畫(huà)連接 在畫(huà)面上雙擊圖形對(duì)象，彈出“動(dòng)畫(huà)連接”對(duì)話框。單擊“確定”。 （ 5）運(yùn)行和調(diào)試 在主監(jiān)控畫(huà)面，點(diǎn)擊左上角文件按鈕，在下拉菜單中選擇“切換到 view”，進(jìn)入監(jiān)控畫(huà)面。 8 第三章 液體混合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 硬件選型 PLC 機(jī)型選擇 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。 1． 結(jié)構(gòu)合理 對(duì)于工藝過(guò) 程比較固定、環(huán)境條件較好、維修量較小的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；否則，選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC，物料混合控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC能夠達(dá)到要求。 3． 機(jī)型統(tǒng)一 PLC 的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。但由于整體式結(jié)構(gòu)的 PLC 功能有限，只適用于 控制要求比較簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。一個(gè)大型企業(yè)選用 PLC時(shí)，盡量要做到機(jī)型統(tǒng)一。若配備了上位計(jì)算機(jī)，可把各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái) PLC 聯(lián)成一個(gè)多級(jí)分布式控制相互通信，集中協(xié)調(diào)管理。 4． 是否在線編程 PLC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。 PLC 的編程分為離線編程和在線編程兩種。 5． PLC 的環(huán)境適應(yīng)性 9 由于 PLC 是直接用于工業(yè)控制的工業(yè)控制器，生產(chǎn)廠家都把它設(shè)計(jì)成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。一般 PLC 及其外部電路（ I/O 模塊、輔助電源等）都能在下列環(huán)境條件下可靠工作： 溫度 ： 工作溫度 0～ 55℃ ，最高為 60℃ 儲(chǔ)存溫度 ： 40℃ ～＋ 85℃ 濕度 ： 相對(duì)濕度 5%～ 95%(無(wú)凝結(jié)霜 ) 振動(dòng)和沖擊 ： 滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn) 電源 ： 交流 200V，允許變化范圍為 15%～＋ 15%，頻率為 47～ 53Hz 瞬間停電保持 l0ms 環(huán)境 ： 周?chē)諝獠荒芑煊锌扇夹浴⒈ㄐ院透g性氣體 對(duì)于需要應(yīng)用在特殊環(huán)境下的 PLC，要根據(jù)具體的情況進(jìn)行合理的選擇。 PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚宰鰝溆?。?duì)于開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)，存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為開(kāi)關(guān)量 I/O 乘以 8；對(duì)于有模擬量控制功能的 PLC，所需存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)為模擬內(nèi)存單元數(shù)乘以 100。計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎噶钫加么鎯?chǔ)器兩個(gè)字。 I/O 點(diǎn)數(shù)也應(yīng)留有適當(dāng)裕量。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，并考慮到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，通常 I/O 點(diǎn) 數(shù)按實(shí)際需要的 10%～ 15%考慮備用量。 它 與 工 業(yè) 生 產(chǎn) 過(guò) 程 的 聯(lián) 系 是 通 過(guò) 通過(guò) I/O 接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制器對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)。外部設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程 中的信號(hào)電平各種各樣，各種機(jī)構(gòu)所需的信息電平也是各種各樣的，而 PLC 的 CPU 所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以 I/O 接口模塊還需實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。為了確保這些信息的正確無(wú)誤， PLC的 I/O 接口模塊都具有較好的抗干擾能力。 1． 確定 I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)的確定要充分的考慮到裕量，能方便地對(duì)功能進(jìn)行擴(kuò)展。 2． 開(kāi)關(guān)量 I/O 標(biāo)準(zhǔn)的 I/O 接口用于同傳感器和開(kāi)關(guān)（如按鈕、限位開(kāi)關(guān)等）及控制（開(kāi) /關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 3． 選擇開(kāi)關(guān)量輸入模塊主要從下面兩方面考慮：一是根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)與 PLC 輸入模塊距離的遠(yuǎn)近來(lái)選擇電平的高低。如 12V 電壓模塊一般不超過(guò) 10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓模塊比較可靠。一般同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不得超過(guò)總輸入點(diǎn)數(shù)的 60%。輸出模塊有三種輸出方式：繼電器輸出、晶閘管輸出、晶體管輸出。但繼電器有觸點(diǎn)，壽命較短，且響應(yīng)速度較慢，適用于動(dòng)作不頻繁 的交／直流負(fù)載。晶閘管輸出（交流）和晶體管輸出（直流）都屬于無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)輸出，適用于通斷頻繁的感性負(fù)載。二是輸出電流的選擇。對(duì)于電容性負(fù)載、熱敏電阻負(fù)載，考慮到接通時(shí)有沖擊電流，要留有足夠的余量。在選用輸出點(diǎn)數(shù)時(shí)，不但要核算一個(gè)輸出點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)能力，還要核算整個(gè)輸出模塊的滿負(fù)荷負(fù)載能力 ，即輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的總電流值不得超過(guò) 11 模塊規(guī)定的最大允許電流值。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、 I/O 模塊、專(zhuān)用模塊等消耗電流的總和。 4． 如果框架中留有空槽用于將來(lái)擴(kuò)展時(shí)，可做以下處理； （ 1） 列出將來(lái)要擴(kuò)展的 I/O 模塊所需的背板電流； （ 2） 將所有擴(kuò)展的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟。 6． 根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊(cè)中選擇合適的電源模塊。PLC 的種類(lèi)繁多，其結(jié)構(gòu)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等各有不同，當(dāng)然使用 場(chǎng)