凯发下载双储液罐单水位PLC控制

原创 2020-04-15 14:18  阅读

  双储液罐单水位PLC控制_能源/化工_工程科技_专业资料。双储液罐单水位 PLC 控制 摘要 随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要 求越来越高,种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,传统的工业控制软件已

  双储液罐单水位 PLC 控制 摘要 随着工业自动化水平的迅速提高,计算机在工业领域的广泛应用,人们对工业自动化的要 求越来越高,种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用,传统的工业控制软件已 无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时,当工业被控对象一旦有变动,就必 须修改其控制系统的源程序,导致其开发周期长;已开发成功的工控软件又由于每个控制项目 的不同而使其重复使用率很低,导致它的价格非常昂贵;在修改工控软件的源程序时,倘若原 来的编程人员因工作变动而离去时,则必须同其他人员或新手进行源程序的修改,因而更是困 难。通用工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法,因为它 能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题,使用户能根据自己的控制对象和控制目的 的任意组态,完成最终的自动化控制工程。组态控制技术作为计算机控制技术发展的产物,其 先进性和实用性已经被工业现场的广大技术人员认可并得到广泛应用。利用组态王软件对双储 液罐单水位 PLC 控制系统进行监控和设计。 关键词:组态王软件;双储液罐单水位控制;监控系统; I 双储液罐单水位 PLC 控制 目录 1 绪论 ....................................................................................................................... 1 2 系统的硬件配置 ................................................................................................... 2 2.1 PLC 简介....................................................2 2.2 PLC的分类 ..................................................2 2.3 PLC的特点 ..................................................2 2.4 编程元件地址分配 ...........................................5 2.5控制要求: ..................................................6 2.6流程图 ......................................................7 2.7输入输出接线图 ..............................................8 3 系统软件设计 ....................................................................................................... 9 3.1梯形图 ......................................................9 4 组态图 ................................................................................................................. 10 5 课设总结 ............................................................................................................. 12 参考文献 ................................................................................................................. 13 附录 ......................................................................................................................... 14 II 双储液罐单水位 PLC 控制 1 绪论 为了预防事故,为及时进行水位决策提供大量可靠的数据和资料,需要实时准确 地监测现场的水位。目前,许多水位控制系统仍采用人工方法。该方法存在数据测量 难以准确监测、实时性不强等问题。为了实时准确监测水位,现采用一种基于组态软 件的双储液罐水位控制系统。该系统以计算机为控制核心,利用组态软件王实现在线 监测,一次投入少,运营成本低,运行可靠,抗干扰能力强等优点,实现了远程监测, 同时能实现无人值守功能。本文在提出总体设计方案的基础上,完成了系统的硬件和 软件设计,应用程序的编写及调试,经实际运行验证,取得了满意的效果。目前的测 试结果而结合远程监控的优势,具有较强的实用性。本系统的任务是在掌握了水位控 制系统的基本组成原理的同时,凯发下载并能掌握结合工程实际,根据生产设备所提出的技术 指标组成,选择控制系统结构的思路和方法;另一方面在掌握水位手动控制和水位自 动控制的思想上,能合理正确地选择和整定系统的硬件、软件的方法和手段。在信号 检测电路和水位控制电路的实现上,既掌握目前的普及应用技术和正在发展的新技 术,也掌握了智能功率集成电路、模拟电路以及目前应用广泛的各类器件及由这些器 件组成的系统。能从工程实用的角度提出问题、分析问题和解决问题,通过本课题的 学习,能胜任对电气传动控制系统的使用、维护和管理的工作。 第1页 双储液罐单水位 PLC 控制 2 系统的硬件配置 2.1 PLC 简介 PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。采用可 以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算 术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械 或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体, 易于扩展其功能的原则而设计。”具有可靠性高,抗干扰能力强;配套齐全,功能完 善,适用性强;易学易用,深受工程技术人员欢迎;系统的设计、建造工作量小,维 护方便,容易改造; 体积小,重量轻,能耗低等特点。广泛应用于钢铁、石油、化 工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。 2.2 PLC 的分类 世界上 PLC 产品可按地域分成三大流派:一个流派是美国产品,一个流派是欧洲 产品,一个流派是日本产品。美国和欧洲的 PLC 技术是在相互隔离情况下独立研究开 发的,因此美国和欧洲的 PLC 产品有明显的差异性。而日本的 PLC 技术是由美国引进 的,对美国的 PLC 产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型 PLC 上。美国 和欧洲以大中型 PLC 而闻名,而日本则以小型 PLC 著称。本实验综合实验台及其性能 指标最后我们决定采用西门子的 PLC。 2.3 PLC 的特点 (1)抗干扰能力强,可靠性好 PLC 在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经 验,主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O 系统设计有完善的通道保护与 信号调理电路;在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。具体措施主 要有以下几个方面: 1)隔离:这是抗干扰的主要措施之一。PLC 的输入、输出接口电路一般采用光电耦 合器来传递信号。这种光电隔离措施,使外部电路与内部电路之间避免了电的联系, 第2页 双储液罐单水位 PLC 控制 可有效的抑制外部干扰源对于 PLC 的影响,同时防止外部高电压串入,从而减少故障 和误操作。 2)滤波:这是抗干扰的另一个主要措施。在 PLC 的电源电路和输入/输出电路中设置 了多种滤波电路,用以对高频干扰信号进行有效的抑制。 3)对内部电源还采用了屏蔽、稳压、保护等措施,以减少外界干扰,保护供电质量。 另外使输入输出接口电路电源彼此独立,以避免电源之间的干扰。 4)内部设置了连锁、环境检测与诊断、watchdog(“看门狗”)等电路,一旦发现故 障或程序循环执行时间超过了警戒时钟(WDT)规定时间(预示程序进入了死循环), 立即报警,以保证 CPU 可靠运行。 5)利用系统软件定期进行系统状态、用户程序、工作环境和故障检测,并采用信息 保护和恢复措施。 6)对用户程序及动态工作数据进行电池备份,以保障停电后有关状态或信息不丢失。 7)采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构,以适应工作现场的恶劣环境。 8)以集成电路为基本元件,内部处理过程不依赖于机械触点,以保障高可靠性。而 采用循环扫描的工作循环方式,也提高了抗干扰能力。 (2)控制系统结构简单,通用性强 PLC 及外围模块品种多,可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。 (3)编程方便,易于使用 PLC 是面向用户的设备,PLC 的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯, PLC 程序的编制,采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理 图相类似,这种编程语言现象直观,容易掌握,不需要专门的计算机知识和语言,只 要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。 (4)功能完善 PLC 的输出/输入功能完善,性能可靠,能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟 量的输入/输出。在 PLC 内部具有许多控制功能,诸如时序、计算机、主控继电器以 及移位寄存器、中间寄存器等。由于采用了微处理器,它能够很方便地实现延时、锁 存、比较、跳转、和强制 I/O 等诸多功能,不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、 以及顺序控制功能,而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。 (5)设计、施工、调试、的周期短 第3页 双储液罐单水位 PLC 控制 用继电接触器控制完成一项控制工程,必须首先按工艺要求画出电气原理图,然后画 出继电器屏的布置和接线图等,进行安装调试,以后修改起来十分不便。而采用 PLC 控制,由于其硬软件齐全,为模块化积木式结构,且已商品化,故仅需按性能、容量 等选用组装,而大量具体的程序编制工作也可在 PLC 到货前进行,因而缩短了设计周 期,使设计和施工可同时进行。 第4页 双储液罐单水位 PLC 控制 2.4 编程元件地址分配 双储液罐单水位西门子 s7 一 200 型 PLC 控制 I/O 口分配表 名称 系统启动按钮 系统停止按钮 输入信号 代号 输入点编号 SB1 I0.0 SB2 I0.1 输出信号 名称 代号 上罐排水阀接触器 KM1 上罐进水阀接触器 KM2 下罐排水阀接触器 KM4 循环泵接触器 KM5 下罐进水阀接触器 KM3 输出点编号 Q0.0 Q0.1 Q0.3 Q0.4 Q0.2 第5页 2.5 控制要求: 双储液罐单水位 PLC 控制 控制要求: (1)下罐水位超低时(40mm 以下),停止一切排水,双进水(下罐进水,上罐排水)。 (2)下罐水位较低时(70mm 以下 ),停止一切排水,单进水(上罐排水)。 (3)下罐水位正常(40~6Omm ),不排水,不进水。 (4)下罐水位较高(70~90mm ),单排水(上罐进水)。 (5)下罐水位超高(90 以上),双排水(下罐排水,上罐进水)。 (6)停上罐进水的顺序:先关闭循环泵,延时 1s 再关闭上罐进水阀。 (7)上罐进水的顺序:打开上罐进水阀,延时 ls 再打开循环泵。 第6页 2.6 流程图 双储液罐单水位 PLC 控制 开始 下水罐进水阀开 否 10=下水罐液位=40 是 上水罐进水阀开 否 下水罐液位=40 是 上水罐排水阀关 否 下水罐液位=70 是 循环泵开、上水罐进水阀开 否 下水罐液位=90 是 下水罐进水阀关、下水罐排水阀开 否 下水罐液位=50 是 上水罐进水阀关、上水罐排水阀关 下水罐进水阀关、下水罐排水阀关 循环泵关 结束 ` 第7页 双储液罐单水位 PLC 控制 2.7 输入输出接线页 双储液罐单水位 PLC 控制 3 系统软件设计 3.1 梯形图 第9页 双储液罐单水位 PLC 控制 4 组态图 (1)(SB1 按下的画面) (2)(运行中的画面) 第 10 页 双储液罐单水位 PLC 控制 (3)(未运行前的组态画面) 第 11 页 双储液罐单水位 PLC 控制 5 课设总结 通过对这次双储液罐单水位 PLC 课设的完成,我深刻的认识到工业中的每一点一 滴后面都是有无数的汗水与付出,看起来的简单的水位控制,却深深的困扰了我一周, 课设的两周每天早上睁开眼的第一件事就是规划今天的实验任务,今天要达到那一个 效果。一个组态的命令语言整整编了三天,当中出现水位只降一下的问题,卡了整整 一天,跟老师探讨,跟同学研究,不停的修改论证才知道是赋值出了问题,组态王的 命令语言还是过于烦套,不能一步到位的编完,只能一个条件,一个语句的写。最终 经过无数次的修改出现了我想要的效果,组态算是完成了,但新的问题接踵而来,它 是如何关联到 PLC,为什么我仿照老师那样关联没有成功,再一次的让我陷入困境, 一切看似正常,但就是不能出现效果,不停的换机器,也没能解决。无奈之下我就想 着重新再做一个简单组态从第一步关联开始,然而这样成功了,一个小小的启发让我 意识到可能是第一次组态关联时设置的 COM 口重复了,所以无法关联。这次我重新从 关联先开始做组态,当同学们看见我重做时都惊讶了,都以为要费时很久,其实不然, 有了上一次单方面组态的成功基础,我重新做无非就是重新画液位罐,阀门而已,命 令语言早已解决,一切都如鱼得水。不到半小时就完成,再次关联,就实现了组态页 面的监控效果,通过液位增减阀门的开关,都显示在了 PLC 的小灯上,阀门开则灯亮, 否则灭。老师看见最终的效果终于露出了笑容,凡事都要认真的从一点一滴做起,编 程中一点小小的错误,也都可能毁了整个成果。 这次的课设让我重新整理了这三年来所学的知识,同时也学到了很多专业知识, 认识到了电气行业知识的奥妙。没有老师的指导,和同学们的帮助,我想我是难单独 完成这一课设的,但完成的同时也更加增强了我的自信心,丰富了经验,让我对这门 学课更加尊敬,在锻炼自己能力的同时,也为以后打下了基础。感谢同学们,感谢和 蔼可亲的刘老师。 第 12 页 双储液罐单水位 PLC 控制 参考文献 ⑴ 吴中俊、黄永红.可编程序控制器原理及应用. 机械工业出版社 ⑵ S7-200 可编程控制器系统手册 ⑶ 组态王 KINGVIEW6.53 使用手册 第 13 页 附录 双储液罐单水位 PLC 控制 组态王命令语言 if( \\本站点\下水罐进水阀==1) {\\本站点\下水罐原始液位=\\本站点\下水罐原始液位+5;} else \\本站点\下水罐原始液位=\\本站点\下水罐原始液位; 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