多种液体自动给混合控制监控系统设计

信息与电气工程学院 课程设计说明书 （2012 /2013 学年第一 学期） 课程名称： 《工业监控系统工程设计》课程设计 题目 ：多种液体自动给混合控制监控系统设计 专业班级：自动化 0903 学生姓名： 学号： 指导教师：等 设计周数： 2周 设计成绩： 2013年 1 月 4 日 目录 一、课程设计目的 1 二、 多种液体自动混合控制监控系统设计. 1 2.1 工程的简介 . 1 2.2 下位机 PLC的设计 . 2 2.3 上位机设计 . 3 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 错误! 未定义书签。 三、课程设计总结 5 四、参考文献 6 一、课程设计目的 课程设计是培养学生综合运用所学知识, 发现, 提出, 分析和解决实际问题 , 锻炼实 践能力的重要环节 , 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程. 随着科学技术发展 的日新月异， PLC 在生产生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学生来 说熟悉和掌握 PLC 的结构，工作原理及应用是十分重要的。组态软件时完成数据采集与 过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实时数据采集、过程监控、生产控 制提供了基础平台和开发环境。组态软件功能强大，使用方便，其预设置的各种软件 模块可以非常容易地实现监控层的各项功能，并可以向控制层和管理层提供软、硬件 的全部接口，使用组态软件可以方便、快速地进行系统集成，构造不同需求的数据采 集与监控系统。这次课程设计我们将PLC 应用和力控组态软件相结合，达到模拟生产控 制，上位机和下位机相结合，记录数据，实时控制。 1、 掌握s7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。 2、 熟练使用 s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的 设计思路和梯形图的设计方法。 3、 掌握s7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。 4、 通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC 课程所获知识 在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。 5、 熟悉力控监控组态软件。 6、 掌握力控监控组态制作动画，与PLC 接口相连接。 7、 掌握力控监控组态软件的脚本编写，实现上位机控制下位机。 二、多种液体自动混合控制监控系统设计 2.1 工程的简介 原始数据及主要任务： 1 、初始时容器是空的。 Y1、Y2、Y3、Y4电磁阀和搅拌机M均为 OFF （PLC相应输出 为零）液面传感器L1、L2、L3均为 OFF 。 2 、启动操作：按下启动按钮，开始下列操作： 、电磁阀门 Y1 闭合（ Y1 为 ON ） ，开始注入液体A。至液面高度为L2（此时 L2 和 L3 为 ON ）时，停止注入（ Y1为 OFF ） ，同时开启液体B电磁阀 Y2(Y2 为 ON) 注入液 体 B。当液面升至 L1（L1 为 ON ）时，停止注入（ Y2为 OFF ） 。 、停止液体 B注入时，开启搅拌机，搅拌混合时间为10 秒。 、停止搅拌后放出混合液体（Y4为 ON ） ，至液面高度将为 L3 后，再经 5秒停止 放出（Y4为 OFF ） 。 3 、按下停止按钮并在当前操作完毕后，停止操作。回到初始状态。 4 、其中 I/O 端口分配情况为： 输入：启动按钮— I0.0 ， 停止按钮— I0.1 ，L1—I0.2 ， L2—I0.3 ，L3—I0.4 。输出：电磁阀Y1—Q0.0，电磁阀 Y2—Q0.2，电磁阀 Y4—Q0.3， 电动机 M —Q0.4. 技术要求： 1 、根据上述对该系统的控制过程的叙述，编写、调试并运行下位机PLC的控制程序。 2 、根据该控制系统的实际控制过程的基本要求，完成上位机监控系统的设计。 3 、通过数据库组态与I/O 设备驱动实现上位机监控系统对下位机PLC的监控。 4 、根据设计的实际情况写课程设计报告，要求书写规范、文字通顺、图标清晰、数 据完整、结论明确。 2.2 下位机 PLC 的设计 PLC按键、阀门和传感器等地址设置如下图。 按下启动按钮标志位M0.0置 1，形成自锁，同时将标志位M0.2 和 M0.3 置 0。 按下停止按钮标志位M0.2置 1，形成自锁。 当标志位 M0.2和 M0.3同时为 1时，将标志位 M0.0置 0，使程序系统停止运行。 按下启动按钮后，打开阀门Y1注入液体 A，至液面升至 L2 处。 液面升至 L2处关闭阀门 Y1，打开阀门 Y2。 当液面升至 L1 处，将储存罐满的标志位“满”置1。 然后关闭阀门 Y2，打开搅拌机 MM ，同时是定时器T37开始计时。 定时器 T37计时 10秒后，关闭搅拌机 MM ，打开阀门 Y4，同时将标志位 “满”置 0。 当液面降到 L3 处时，定时器 T38开始计时 5 秒。 定时器 T38计时 5 秒后，关闭阀门 Y4，同时将标志位 M0.3 置 1。 2.3 上位机设计 根据多种液体自动混合控制监控系统设计的要求，在做好下位机PLC的程序后， 在 PLC试验台上测试成功后，设计上位机力控监控组态程序，实现上位机对下位机的 实时监控。上位机设计包括以下步骤： 首先打开力控软件6.1, 建立一个新的工程。打开软件后，单击文件-新建应用如 图 2.1 建好工程以后单击“开发系统”按钮，进入力控的开发环境Draw，Draw中新建一 个窗口，然后利用工具箱和图库创建组态界面如图2.2 。 图 2.1“新建工程”对话框 打开开发环境 Draw的工程项目导航栏如图2.3 。单击 IO 设备组态，在 PLC下面双 击选择西门子— S7-200(PPI) 。 然后配置 IO 设备如图 2.4 ， 设备地址选择 2， 其他默认然后下一步， 选择串口 COM1 ， 下一步，完成。 双击图 2.3 工程项目中的数据库组态，建立数据如图2.6. 图 2.2 多种液体自东混合控制监控系统组态界面 图 2.3 工程项目 图 2.4 图 2.5 双击图 2.2 多种液体自东混合控制监控系统组态界面中的B液的管道，弹出图 2.7 进行配置，选择流动属性，弹出图2.8 的对话框，变量选择Y2.PV，进行颜色、流动方 向等设置。同样的方式设置其他图。 数据和动画设置好了就可以运行了，点击文件—进入运行。然后单击启动按钮， 系统进入正常运行如图2.9 。 三、课程设计总结 从此次监控组态课程设计看，我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，一个星期的 日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固 了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。课程设计是我 们专业综合应用的实践训练，是我们迈向社会的，从事职业工作前一个必不可少的过 程。 “千里之行始于足下” ，通过这次课程设计，我深深体会到了这句千古名言的真正 含义，我今天认真地进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为了明天能稳健 的在社会大潮中奔跑打下了坚实的基础。 这次监控组态课课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能 保证整个项目的有条不絮。另外在课程设计的过程中，当我们