基于PLC和MCGS的液體混合設(shè)計

1、目錄1、題目介紹32、控制要求33、MCGS界面的設(shè)計41.建立MCGS新工程42.設(shè)計畫面文字說明52.1建立新畫面52.2 制作文字73.整體畫面設(shè)計93.1反應(yīng)罐的選擇93.2電磁閥的選擇103.3攪拌器的選擇113.4馬達(dá)的選擇113.5傳感器的選擇113.6開關(guān)的選擇123.7儲蓄罐的選擇123.8滑動輸入器的選擇123.9流動塊的選擇134、設(shè)備連接144.1定義數(shù)據(jù)變量144.2反應(yīng)罐的屬性設(shè)置174.3電磁閥的屬性設(shè)置194.4攪拌器的屬性設(shè)置214.5馬達(dá)的屬性設(shè)置224.6傳感器的屬性設(shè)置234.7開關(guān)的屬性設(shè)置244.8滑動輸入器的屬性設(shè)置254.9流動塊的屬性設(shè)置264

2、.9.1腳本程序275、運行調(diào)試326、PLC程序設(shè)計336.1.輸入輸出接線356.2.實驗面板圖366.3.程序解釋377、觸摸屏控制畫面及制作說明387.1.新建畫面387.2.制作畫面397.3.開關(guān)按鈕的選擇397.4.指示燈的選擇407.5.觸摸屏的模擬428、小結(jié)439、問題回答451、題目介紹本課程設(shè)計是自動化專業(yè)教學(xué)計劃中不可缺少的一個綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用本課程所學(xué)知識和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的一般程序和方法。通過課程設(shè)計使學(xué)生得到工程知識和工程技能的綜合訓(xùn)練

3、，獲得應(yīng)用本課程的知識和技術(shù)去解決工程實際問題的能力。該系統(tǒng)名稱為液體混合裝置的控制模擬，需要對各種液體的液面的高度監(jiān)控，因此，需要運用到傳感器進(jìn)行液面高度的監(jiān)控。各種液體入池的比例需要應(yīng)用電磁閥控制，入池后的攪拌，則需要電機控制。對各個控件的控制，需要一個完整的控制流程，運用PLC技術(shù)進(jìn)行編程，可以實現(xiàn)對各個控件的控制。 具體控制方法根據(jù)題目要求，按下啟動按鈕時，如果反應(yīng)罐內(nèi)有液體則先使液體放干凈。然后液體A進(jìn)入容器，當(dāng)達(dá)到感應(yīng)器2的設(shè)定值時，液體A停止進(jìn)入，液體B開始進(jìn)入，當(dāng)達(dá)到感應(yīng)器3的設(shè)定值時，停止進(jìn)入液體B。攪拌機進(jìn)行攪拌，10秒后攪拌均勻，停止攪拌，放出液體。經(jīng)10s后停止放出，按

4、停止鍵停止操作。液體的進(jìn)入和放出，需要電磁閥的控制，液面的深度需要傳感器的控制。2、控制要求本系統(tǒng)為兩種液體混合裝置，SL1、SL2、SL3為液面?zhèn)鞲衅?，液體A、B閥門與混合液體閥門由電磁閥YV1、YV2、YV3控制，M為攪動電機?？刂埔笕缦拢喊聪聠影粹oSB1，裝置就開始按下列規(guī)律運行：液體A、B閥門關(guān)閉，混合液體閥門打開10秒將容器內(nèi)剩余液體放空，放空后混合液體閥門關(guān)閉。液體A閥門打開，液體A流入容器。當(dāng)液面到達(dá)SL2時，SL2接通，關(guān)閉液體A閥門，打開液體B閥門。液面到達(dá)SL1時，關(guān)閉液體B閥門，攪動電機開始攪動。攪動電機工作10秒后停止攪動，混合液體閥門打開，開始放出混合液體。當(dāng)液面

5、下降到SL3時，SL3由接通變?yōu)閿嚅_，再過2秒后，容器內(nèi)液體放空，混合液閥門關(guān)閉，開始下一周期。停止操作:當(dāng)前的液體混合操作完畢后。按下停止按鈕SB1，停止操作。3、MCGS界面的設(shè)計1.建立MCGS新工程在Windows桌面上，鼠標(biāo)雙擊“MCGS組態(tài)環(huán)境”圖標(biāo)，進(jìn)入MCGS組態(tài)環(huán)境。在菜單“文件”中選擇“新建工程”菜單項，如果MCGS安裝在D：目錄下，則會在D: MCGSWORK下自動生成新建工程，默認(rèn)的工程項目名為新建工程X.MCG(X為新建工程的順序號，如：0，1，2等)。具體操作如下圖：2.設(shè)計畫面文字說明2.1建立新畫面在MCGS組態(tài)平臺上，單擊“用戶窗口” ，在“用戶窗口”中單擊“

6、新建窗口”按鈕，則產(chǎn)生新“窗口0” ，如圖：選中“窗口0” ，單擊“窗口屬性” ，進(jìn)入“用戶窗口屬性設(shè)置” ，講“窗口名稱”改為：液體混合裝置的控制模擬；將“窗口標(biāo)題”改為：液體混合裝置的控制模擬；在“窗口位置”中選中“最大化顯示” ，其他不變，單擊“確定” 。如下圖選中剛創(chuàng)建的“液體混合裝置的控制模擬”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)” ，進(jìn)入動畫制作窗口。工具箱單擊工具箱條中的“工具箱”按鈕，如圖：則打開畫面工具箱，如圖：用于在編輯圖形時選取用戶所需要的圖形，原件等。2.2 制作文字建立文字框：打開工具箱，在“工具箱”內(nèi)的“標(biāo)簽”按鈕，如圖：鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)椤笆帧毙危诖翱陧敳客献髽?biāo)，拉出一個一

7、定大小的矩形。2.2.1輸入文字：建立矩形框后，光標(biāo)在其中閃爍，可直接輸入“液體混合裝置控制的模擬”文字。按回車或在窗口任何位置用鼠標(biāo)點擊一下，文字輸入完成，如果需要改變文字的內(nèi)容，先選中文字標(biāo)簽，按回車或空格，即可進(jìn)行修改。2.2.2設(shè)置文字框顏色：選中文字框，按工具條上的填充色按鈕，如圖：設(shè)定文字框的背景顏色為：無填充色；按工具條上的填充色按鈕，如圖：設(shè)定文字框的邊線顏色為：沒有邊線；設(shè)定后結(jié)果是，不顯示框圖只顯示文字。如圖： 2.2.3設(shè)置文字顏色：按工具條上的字符顏色按鈕，如圖：設(shè)定文字顏色為：黑色；按工具條上的字符字體按鈕，如圖：設(shè)定文字字體和大小為：宋體，二號。如圖：設(shè)定完畢后的效

8、果圖如圖：3.整體畫面設(shè)計 3.1反應(yīng)罐的選擇單擊“工具箱”按鈕，在工具箱中選擇圖標(biāo)用于從對象元件庫中讀取存盤的圖形對象。如圖顯示：從“對象元件庫管理”中的“反應(yīng)罐”中選取“反應(yīng)器11” ，按確認(rèn)，則選中的罐在桌面的左上角出現(xiàn)，用鼠標(biāo)可以拖拽至所想要的位置，亦可以對元件進(jìn)行改變大小。如圖：3.2電磁閥的選擇從“對象元件庫管理”中的“閥”中選取三個閥44，如圖：3.3攪拌器的選擇從“對象元件庫管理”中的“攪拌器”選取一個攪拌器2，如圖：3.4馬達(dá)的選擇從“對象元件庫管理”中的“馬達(dá)”選取一個馬達(dá)28，如圖：3.5傳感器的選擇從“對象元件庫管理”中的“傳感器”選取一個傳感器。但是本次課設(shè)由于實際需

9、要，選用指示燈代替?zhèn)鞲衅?。從“對象元件庫管理”中的“指示燈”選取三個指示燈3，如圖：3.6開關(guān)的選擇從“對象元件庫管理”中的“開關(guān)”選取三個開關(guān)9，如圖：3.7儲蓄罐的選擇從“對象元件庫管理”中的“儲藏罐”選取兩個儲藏罐，分別為罐31，罐53，如圖： 3.8滑動輸入器的選擇在“工具箱”中選擇滑動輸入器圖標(biāo)，當(dāng)鼠標(biāo)變?yōu)椤笆焙?，拖動鼠?biāo)到適當(dāng)大小，如圖：3.9流動塊的選擇流動的水是由MCGS動畫工具箱中的“流動塊”構(gòu)件制作成的。選中工具箱內(nèi)的“流動塊”，圖標(biāo)為：移動鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置（鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)槭中螤睿c擊一下鼠標(biāo)左鍵，移動鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成一道虛線，拖動一定距離后，點擊鼠標(biāo)左鍵，

10、生成一段流動塊。再拖動鼠標(biāo)（可垂直原來方向），生成下一段流動塊。當(dāng)繪制結(jié)束時，雙擊鼠標(biāo)左鍵即可。如果需要修改流動塊時，先選中流動塊，當(dāng)流動塊周圍出現(xiàn)選中的標(biāo)志：白色小方塊時，鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動鼠標(biāo)，就可以調(diào)整流動塊的形狀。如圖：最后用工具箱中的標(biāo)簽對罐等進(jìn)行文字注釋，方法見上面文字的制作。整體畫面效果如圖：4、設(shè)備連接4.1定義數(shù)據(jù)變量鼠標(biāo)點擊工作臺的“實時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實時數(shù)據(jù)庫窗口頁面。如圖：按“新增對象”按鈕，在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中，增加新的變量，多次按該按鈕，則增加躲個數(shù)據(jù)變量，系統(tǒng)缺省定義的名稱為“Date1”、“Date1”等。選中變量，按“對象變量”按

11、鈕或雙擊選中變量，則打開對象屬性設(shè)置窗口。指定名稱類型：在窗口的數(shù)據(jù)變量列表中，用戶將系統(tǒng)定義的缺省名稱改為用戶定義的名稱。并指定類型，在注釋欄中輸入注釋文字。本次課程設(shè)計要定義的數(shù)據(jù)變量如下圖：以“馬達(dá)”變量為例。在基本屬性中，對象名稱為：“馬達(dá)” ；對象類型為：開關(guān)；其它不變。如圖：4.2反應(yīng)罐的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中反應(yīng)罐雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：4.3電磁閥的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中電磁閥雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)

12、屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：液體B閥門與混合液體閥門的設(shè)置只需把液體A閥門代替即可，其他均不變4.4攪拌器的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中攪拌器雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：4.5馬達(dá)的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中攪馬達(dá)雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：4.6傳感器的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中傳感器雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置

13、窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：傳感器1的設(shè)置如上，傳感器2與傳感器3的設(shè)置只需要把L1改為L2，L3即可。4.7開關(guān)的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中開關(guān)雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：啟動開關(guān)和停止開關(guān)的設(shè)置只需把模擬運行改為“啟動”“停止”即可。4.8滑動輸入器的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中滑動輸入器雙擊，則彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：4.9流動塊的屬性設(shè)置在用戶窗口中，雙擊控制窗口進(jìn)入，選中流動塊雙擊，則

14、彈出單元屬性設(shè)置窗口。選中動畫連接，則會出現(xiàn)，單擊則進(jìn)入動畫組態(tài)屬性設(shè)置窗口，按下圖進(jìn)行設(shè)置，其他不變：4.9.1腳本程序要使畫面自動運行起來就需要編寫腳本程序。在主窗口點擊“運行策略” ，然后雙擊“循環(huán)策略” ，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置” ，如下圖：在策略組態(tài)中，單擊工具條中的“新增策略行”圖標(biāo)則顯示如下圖：在策略組態(tài)中，如果沒有出現(xiàn)策略工具箱，單擊工具條中的“工具箱” ，彈出“策略工具箱”如下圖：單擊“策略工具箱”中的腳本程序，把鼠標(biāo)移出“策略工具箱”，會出現(xiàn)一個小手，把小手放在上，單擊鼠標(biāo)左鍵，則顯示如下：雙擊進(jìn)入腳本程序編輯環(huán)境，輸入以下程序：if 模擬運行=1 then if 液位

15、>30 then l3=1 else l3=0 endif if 液位>60 then l2=1 else l2=0 endif if 液位>90 then l1=1 else l1=0 endif if 流程完畢=0 then if 液位>30 then SL3=1 else SL3=0 endif if 液位>60 then SL2=1 else SL2=0 endif if 液位>90 then SL1=1 else SL1=0 endif endif if 放空=1 then 液位=液位-6 if 啟動=1 then if 液位>90 then

16、 SL1=1 else SL1=0 endif if 流程完畢=0 then if SL2=0 then 液體A閥門=1 if 放空=1 then 流程完畢=1 SL1=0 SL2=0 SL3=0 endif if 放空=0 then if 液體A閥門=1 then 液位=液位+1 if 放空=0 then if 液體B閥門=1 then 液位=液位+1 if SL1=1 then SL2=0 液體B閥門=0 馬達(dá)=1 endif if SL3=1 then SL3=0 endif if SL2=1 then 液體A閥門=0 液體B閥門=1 endif endifelse 啟動=SB1 SL1

17、=PLCSL1 SL2=PLCSL2 SL3=PLCSL3 l1=PLCSL1 l2=PLCSL2 l3=PLCSL3 液體A閥門=YV1 液體B閥門=YV2 混合液體閥門=YV3 馬達(dá)=YV4 if 液體A閥門=1 and 液位<50 then 液位=液位+1 if 液體B閥門=1 and 液位<100 then 液位=液位+1 if 混合液體閥門=1 then 液位=液位-5endif再新建一行策略。輸入以下程序：if 液位<0 then if 混合液體閥門=0 then 放空=0 流程完畢=0 液位=0 endifendif按“確認(rèn)”則腳本程序就編輯好了。5、運行調(diào)試當(dāng)

18、面板布置并且設(shè)置好后可以直接按F5或者點擊進(jìn)入模擬運行環(huán)境。調(diào)試過程：1、用鼠標(biāo)單擊模擬開關(guān)，進(jìn)入模擬運行狀態(tài)。 2、再用鼠標(biāo)單擊啟動按鈕，按鈕由紅色變?yōu)榫G色代表按鈕已近按下。此時畫面開始動起來，正確的畫面應(yīng)按下面規(guī)律運作：混合液出水閥變綠色，流動條運動，同時反應(yīng)罐額液面下降直至降為0.混合液出水閥變?yōu)榧t色。流動條停止流動；液體A閥門變?yōu)榫G色，流動條開始流動，反應(yīng)罐液面上升。當(dāng)液面上升到感應(yīng)器1時，感應(yīng)器1變?yōu)榫G色，當(dāng)上升到感應(yīng)器2時，感應(yīng)器2變?yōu)榫G色，表示感應(yīng)器工作。同時液體A閥變?yōu)榧t色，流動條停止流動，液體B閥變?yōu)榫G色，流動條開始流動，液面繼續(xù)上升，當(dāng)上升到感應(yīng)器3時，感應(yīng)器3變?yōu)榫G色，同

19、時液體B閥變?yōu)榧t色，流動條停止流動。液面停止不懂，攪拌器開始工作，馬達(dá)顯示綠色。當(dāng)時間到達(dá)后，攪拌器停止工作，馬達(dá)變?yōu)榧t色，同時混合液出水閥變?yōu)榫G色流動條開始流動。液面下降，對應(yīng)的感應(yīng)器變顏色。直至排完所以液體，再進(jìn)行下一個循環(huán)。 3、如果調(diào)試過程中出現(xiàn)問題，則回到組態(tài)編輯狀態(tài)進(jìn)行修改。直到滿足以上要求。6、PLC程序設(shè)計6.1.輸入輸出接線：輸人 X1：啟動按鈕 X2：限位開關(guān)SQ1 X3：限位開關(guān)SQ2X4：限位開關(guān)SQ3輸出Y1:液體A控制閥門YV1Y2：液體B控制閥門YV2Y3：液體C控制閥門YV3Y4：攪拌機控制M 主機模塊的COM接主機模塊輸入端的COM和輸出端的COM1、COM2

20、、COM3、COM4、COM5主機模塊的+24V、COM分別接在實驗單元的V+，COM打開主機電源將程序下載到主機中，啟動并運行程序觀察實驗現(xiàn)象。6.2.實驗面板圖：6.3.程序解釋啟動操作：按下啟動按鈕SB1，X000的動合觸點閉合，M100產(chǎn)生啟動脈沖，M100的動合觸點閉合，使Y000保持接通，液體A電磁閥YV1打開，液體A流入容器。當(dāng)液面上升到SL3時，雖然X004動合觸點接通，但沒有引起輸出動作。當(dāng)液面上升到SL2位置時，SL2接通，X003的動合觸點接通，M103產(chǎn)生脈沖，M103的動合觸點接通一個掃描周期，復(fù)位指令RST Y000使Y000線圈斷開，YV1電磁閥關(guān)閉，液體A停止流

21、入；與此同時，M103的動合觸點接通一個掃描周期，保持操作指令SET Y001使Y001線圈接通，液體B電磁閥YV2打開，液體B流入。當(dāng)液面上升到SL1時，SL1接通，M102產(chǎn)生脈沖，M102動合觸點閉合，使Y001線圈斷開，YV2關(guān)閉，液體B停止注入，M102動合觸點閉合，Y003線圈接通，攪勻電機工作，開始攪勻。攪勻電機工作時，Y003的動合觸點閉合，啟動定時器T0，過了6秒，T0動合觸點閉合，Y003線圈斷開，電機停止攪動。當(dāng)攪勻電機由接通變?yōu)閿嚅_時，使M112產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖，M112的動合觸點閉合，Y002線圈接通，混合液電磁閥YV3打開，開始放混合液。液面下降到SL3，液面

22、傳感器SL3由接通變?yōu)閿嚅_，使M110動合觸點接通一個掃描周期，M201線圈接通，T1開始工作，2秒后混合液流完，T1動合觸點閉合，Y002線圈斷開，電磁閥YV3關(guān)閉。同時T1的動合觸點閉合，Y000線圈接通，YV1打開，液體A流入，開始下一循環(huán)。停止操作：按下停止按鈕SB2，X001的動合觸點接通，M101產(chǎn)生停止脈沖，使M200線圈復(fù)位斷開，M200動合觸點斷開，在當(dāng)前的混合操作處理完畢后，使Y000不能再接通，即停止操作。7、觸摸屏控制畫面及制作說明7.1.新建畫面在電腦上安裝好臺達(dá)觸摸屏編輯軟件。雙擊打開軟件，進(jìn)入編輯狀態(tài)。單擊“文件”選擇“新建”，顯示如下圖，按下圖進(jìn)行設(shè)置：單擊“確

23、定”新頁面新建成功。右面對話框可以進(jìn)行頁面屬性設(shè)置。如下圖：7.2.制作畫面控制面上有工具條，如圖：單擊進(jìn)入可以選擇需要的工具進(jìn)行繪制圖形7.3.開關(guān)按鈕的選擇單擊工具條中的圖標(biāo)，顯示如下圖：選擇“設(shè)On”與“設(shè)Off” ，在界面上用鼠標(biāo)拉出一個矩形，松開鼠標(biāo)則完成按鈕的選擇。在右邊對話框選擇列表頭。顯示如下：進(jìn)行按鈕的設(shè)置7.4.指示燈的選擇單擊工具條中的圖標(biāo)，顯示如下圖：選擇狀態(tài)指示燈。在界面上用鼠標(biāo)拉出一個矩形，松開鼠標(biāo)則完成指示燈的選擇。在右邊對話框選擇列表頭。顯示如下進(jìn)行指示燈的選擇。最后形成如下畫面：需要注意的是在對指示燈和按鈕的“讀取存儲器地址”設(shè)置時要與PLC 編程相對應(yīng)。這樣

24、才能正確的控制。7.5.觸摸屏的模擬單擊工具條上的圖標(biāo)，進(jìn)行編譯，如果有錯誤可以在右下角的對話框內(nèi)查找，并進(jìn)行修改。在界面上選擇工具，單擊鼠標(biāo)進(jìn)入，如圖顯示：選擇“在線模擬” ，觸摸屏的制作完畢。8、小結(jié)課程設(shè)計是非常難得的一次理論與實踐相結(jié)合的機會，通過這次對“液體混合裝置控制的模擬” 的設(shè)計使我擺脫了單純理論學(xué)習(xí)的狀態(tài)，和眼高手低的毛病，通過本次課程設(shè)計，使我了解到PLC的重要性、MCGS和觸摸屏使用方法。電氣控制與可編程控制器是一門極其重要的課程，他綜合了計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)。在當(dāng)今由機械化向自動化，信息化飛速發(fā)展的社會，PLC技術(shù)越來越受人們廣泛應(yīng)用，前景可觀，因此學(xué)會和運用PLC