【正文】 2）價格方面：不同廠家的 PLC 產(chǎn)品價格相差會很大，有些功能類似、質(zhì)量相當、容量相當?shù)?PLC，其價格卻相差 40%以上。 3）設(shè) 計個人的實際情況： PLC 控制系統(tǒng)過程中的設(shè)計人員的個人喜好必然也會影響到 PLC 廠家的選擇問題，比如設(shè)計人員一直以來對西門子 S7200 系列產(chǎn)品比較熟悉，也做過相關(guān)的不少開發(fā)與應用，那么在相同的性能、相同的要求、相當?shù)膬r格的情況下。 17 S7200 的性能 CPU222 一般性能 電源電壓 DC 24V， AC 120~230V 電源電壓波動 DC ， AC 85264V（ 4763Hz） 負載電壓 L+ DC 24V, 負載電壓 L1 100V,100230VAC,(47~63Hz) 電流消耗 ,10A 264， 20A 從電源 L+供電 500mA,80500mA,拓展模塊輸出電流（ 5VDC） 340mA 從電源 L1 供電 140mA，2070mA(240V)。計數(shù)范圍 032767 18 定時器 可保持： 256， 可調(diào)節(jié)： 1ms~54min 4 個定時器， 1ms~30s 16 個定時器， 10ms~5min 236 個定時器， 100ms~54min 指令集 邏輯運算、應用功能 數(shù)據(jù)區(qū)標志 32 字節(jié)，可保持 通過電池可保持 0255（ EEPROM 中 ），可調(diào)； 不通過電池可保持 0112（ EEPROM 中 ），可調(diào) 可連接的編程器 /PC SIMATIC PG/PC,標準 PC 擴展設(shè)備 最大 2，只能使用 S722X 系列的拓展模塊。200AC 輸出電壓 “ 1”信號， 20V DC 20 輸出電流 “ 1”信號， 750mA/2A “ 0”信號殘余電流，最大 10uA/0mA 輸出延時 “ 0”至 “ 1”，標準輸出，最大 15us 脈沖輸出，最大（ ） 15us 所有輸出，最大（ ） 2us “ 1”至“ 0”，標準輸出，最大 130us 脈沖輸出，最大（ ） 100us 所有輸出，最大（ ） 10us 脈沖輸出 20KHz， 脈沖輸出點數(shù) 2 模擬量輸出電流 180mA 系統(tǒng)硬件圖設(shè)計 PLC 種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和基本原理基本相同。 PLC 專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，它主要是由 CPU、電源、存儲器和專門設(shè)計的輸入 /輸出接口電路等組成。 21 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 22 23 第三章 加熱反應爐簡介 加熱反應爐簡介 加熱反應爐 作為一種熱能動力設(shè)備，在國民經(jīng)濟的領(lǐng)域具有廣泛應用。在系統(tǒng)中，硬件上采用技術(shù)比較的成熟的可編程邏輯控制器，開發(fā)了采用 PLC 的開關(guān)量和模擬量輸入模塊，實現(xiàn)對模擬量采集；方法上運用到的是過程控制中常用的前饋與串級控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。 溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關(guān)。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。溫度控制系統(tǒng)的工藝過程復雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術(shù)和控制理論。 反應爐的輸入輸出設(shè)備表： 表 加熱反應爐的 I/O 分配 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 啟動按鈕 SB1 排氣閥 Y1 停止按鈕 SB2 進料閥 Y2 復位按鈕 SB3 進氣閥 Y3 下液位傳感器 X1 泄料閥 Y4 溫度傳感器 X2 電源 Y5 24 上液位傳感器 X3 報警燈 Y6 壓力傳感器 X4 加熱反應爐原理 反應爐控制的過程 系統(tǒng)進入運行環(huán)境后，按啟動按鈕 SB1 后，進入 送料階段，進料閥 Y2 開始進料，同時排氣閥 Y1 開始排氣，以此來保證原料進入加熱倉中，同時液位、壓力開始隨著加熱原料的變化而變化。 在 反應 階段中 加熱 電源 Y5 接通，系統(tǒng)溫度 緩慢 升高 ，同時 溫度變送器動作，加熱到預設(shè)定的溫度時系統(tǒng)進入泄料階段。 加熱反應爐原理圖： 加熱反應爐整體由四個閥：排氣閥、進料閥、進氣閥、泄放閥，四個傳感器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅?、下液面?zhèn)鞲衅?，鍋爐，加熱器及加熱接觸器等組成。 圖 設(shè)計監(jiān)控界面 在組態(tài)平臺上，創(chuàng)建“四層電梯實驗監(jiān)控”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。 27 變量的定義 實時數(shù)據(jù)庫是工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。定義數(shù)據(jù)變量的內(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。 具體設(shè)置步驟如下： （ 1）在用戶窗口中，雙擊反應器，彈出單元屬性設(shè)置窗口。 （ 4）單擊 進入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口。如圖 所示： 30 圖 閥門的啟停 閥門的啟停動畫效果是通過設(shè)置連接類型對應的數(shù)據(jù)對象實現(xiàn)的。 （ 2）選中“數(shù)據(jù)對象”標簽中的“按鈕輸入”，右端出現(xiàn)瀏覽按鈕 。 （ 4）使用同樣的方法將“填充顏色”對應的數(shù)據(jù)對象設(shè)置為“閥門 Y1”。 以此方法分別鏈接其他的閥門。 實現(xiàn)步驟如下： （ 1）雙擊水泵右側(cè)的流動塊，彈出流動塊構(gòu)件屬性設(shè)置窗口。 在工業(yè)現(xiàn)場一般都會大量地使用儀表進行數(shù)據(jù)顯示。用戶可以利用此構(gòu)件在動畫界面中模擬現(xiàn)場的儀表運行狀態(tài)。 （ 2）雙擊該構(gòu)件進行屬性設(shè)置。 ?“操作屬性”頁中，表達式：壓力；最大逆時鐘角度： 90，對應的值： 0；最大順時鐘角度： 90，對應的值： 5。 （ 3）按照此方法設(shè)置水、溫度數(shù)據(jù)顯示對應的旋轉(zhuǎn)儀表。 在實際生產(chǎn)過程控制中，對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看、分析是不可缺少的工作。 實時曲線 33 實時曲線構(gòu)件是用曲線顯示一個或多個數(shù)據(jù)對象數(shù)值的動畫圖形，象筆繪記錄儀一樣實時記錄數(shù)據(jù)對象值的變化情況。 （ 2）雙擊曲線，彈出“實時曲線構(gòu)件屬性設(shè)置”窗口，設(shè)置： ?在基本屬性頁中， Y 軸主劃線設(shè)為： 5；其它不變。 ?在畫筆屬性頁中，將： ☆曲線 1 對應的表達式設(shè)為：水；顏色為：淺藍色； ☆曲線 2 對應的表達式設(shè)為：溫度；顏色為：粉色。 點擊 “確認”即可。雙擊曲線可以將其放大。運行時，歷史曲線構(gòu)件能夠根據(jù) 需要畫出相應歷史數(shù)據(jù)的趨勢效果圖。 制作步驟如下： （ 1）在標簽下方，使用“工具箱”中的“歷史曲線” 構(gòu)件，繪制一個一定大小的歷史曲線圖形。 在存盤數(shù)據(jù)屬性頁中，存盤數(shù)據(jù)來源選擇組對象對應的存盤數(shù)據(jù)，并在下拉菜單中選擇：數(shù)據(jù)組； 在曲線標識頁中： 35 選中曲線 1， 曲線內(nèi)容設(shè)為：壓力；曲線顏色設(shè)為：淺藍色；工程單位設(shè)為：Mpa；小數(shù)位數(shù)設(shè)為： 1；最大值設(shè)為： 40；實時刷新設(shè)為：壓力；其它不變。 選中曲線 3，曲線內(nèi)容設(shè)為：水；曲線顏色設(shè)為藍色；程單位設(shè)為： m，小數(shù)位數(shù)設(shè)為： 1；最大值設(shè)為： 40；實時刷新設(shè)為：水。模擬設(shè)備是調(diào)試工程的虛擬的設(shè)備。其幅值和周期都可以任意設(shè)置。通常情況下，在啟動 MCGS 組態(tài)軟件時，模擬設(shè)備都會自動裝載到設(shè)備工具箱中。 （ 2）點擊工具條中的“工具箱” 圖標，打開“設(shè)備工具箱”。 37 圖 （ 4）在可選設(shè)備列表中，雙擊“ PLC”。 （ 6）雙擊西門子圖標，即可將西門子系列的列表打開。 （ 9）對設(shè)備窗口的屬性設(shè)置，如圖 所示。從站器件不發(fā)信息，只是等待主站的請求并對請求作出響應。 PPI 并不限制與任意一個從站通信的主站通信的主站數(shù)量， PPI 并不限制網(wǎng)絡(luò)中主站的數(shù)量，但是在一個網(wǎng)絡(luò)中主站的個數(shù)不超過 32 個。 39 第五章 程序 腳本程序的語句形式 腳本程序共有四種基本語句：賦值語句、條件語句、 IF 語句、退出語句。賦值語句用賦值號（ “ =” ）來表示，它具體的含義是：把 “ =” 右邊表達式的運算值賦給左邊的數(shù)據(jù)對象。而 組對象、事件型數(shù)據(jù)、只讀的內(nèi)部數(shù)據(jù)對象、系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)以及常量，均不能出現(xiàn)在賦值號的左邊，因為不能對這些對象進行寫操作。梯形圖的接點可以是按鈕的觸點或繼電器的輸出觸點或其他器件的輸出接點，連線將各種器件連接起來組成各種邏輯以實現(xiàn)預期的控制功能。 如本組的截取梯形圖 41 第六章設(shè)備選型 本次的設(shè)計工程中運用到了壓力、溫度、液位傳感器，合理地選擇傳感器對整個控制系統(tǒng)的可靠性與實用性起到了很好的作用，由其是在工業(yè)設(shè)備的應用中，體現(xiàn)的更加鮮明。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。 溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、 熱敏電阻 、電阻溫度檢測器（ RTD）和 IC 溫度傳感器。 如 各類溫度傳感器的比較。它不僅可以作為測量器件，還可以作為控制 電路補償器件。 (2)熱電偶：裝配簡單、反復性好、測溫規(guī)模寬、抗震性能好，但敏 銳度低 ,須要參考溫場與彌補導線，主要用于工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度的 測量。 (4)線性 NTC 溫度傳感器：這種傳感器實際上是一種線性溫度 電壓 42 轉(zhuǎn)換元件，具 有輸入阻抗低、測溫規(guī)模較寬、調(diào)換性好等特點，它克 服了上面三種產(chǎn)品的缺點同時兼顧了它們的優(yōu)點，是常溫區(qū)理想的感 溫元器件。 本組的溫度傳感器選擇熱敏電阻式的。 NTC 熱敏電阻 型號 額定電阻值 25℃(KΩ) B 值(25/50℃) (K) 額定功率 (mw) 耗散系數(shù) (mw/℃) 熱時間常數(shù) (S) 工作溫度 (℃) MF52E□□3100 ~20 3100 ≤50 ≥2.0 靜 ≤7 靜止空氣中 55~+125 MF52E□□3270 ~20 3270 43 MF52E□□3380 ~50 3380 MF52E□□3470 ~50 3470 MF52E□□3600 1~100 3600 MF52E□□3950 5~100 3950 MF52E□□4000 5~100 4000 MF52E□□4050 5~200 4050 MF52E□□4150 10~250 4150 MF52E□□4300 20~1000 4300 MF52E□□4500 20~1000 4500 B 值是負溫度系數(shù)熱敏電阻器的熱敏指數(shù)，它被定義為兩個溫度下零功率電阻值的自然對數(shù)之差與兩個溫度倒數(shù)之差的比值。 壓力傳感器 壓力傳感器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標準化輸出信號的計量器具，而且其輸出信號與壓力變量之間有