液体混合自动控制系统Word文档下载推荐.docx
《液体混合自动控制系统Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液体混合自动控制系统Word文档下载推荐.docx（47页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
.第三周，第四周
制作数据报表、绘制运行曲线。
4>
.第五周
设置用户权限管理及工程安全管理，编辑用户菜单。
5〉第六周
调试程序，编写设计说明书。
6>
.第七周：
修改，打印说明书，画正式图纸。
总结，准备毕业答辩，完成答辩。
参考资料
（1）北京昆仑通态自动化软件科技有限公司MCGS工控组态软件用户指南。
2003.5
（2）马西秦，自动检测技术，北京：
机械工业出版社。
2008.9
（3）丁炜，过程控制仪表及装置，北京：
电子工业出版社。
2011.3
新疆工程学院毕业论文成绩表
考核项目
考核内容
满
分
评
一、
指导教师评分
1、工作态度与纪律
10
2、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平
3、独立工作能力、分析和解决问题能力
4、完成任务的情况与水平（论文质量）
指导教师签字：
年月日
二、
评阅教师评分
1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）
15
2、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）
评阅教师签字：
三、
答辩小组评分
1、完成任务书所规定的内容和要求
5
2、论文的质量
3、课题论文内容的讲述
4、回答问题的正确性
答辩组长签字：
年月日
四、答辩小组成绩评定：
负责人签字：
五、答辩委员会意见：
答辩委员会主任签字：
年月日
目录
摘要1
Abstract2
第一章前言3
第二章组态王软件的介绍4
2.1组态王简介4
2.2组态王的安装5
2.3组态王的基本使用方法6
第三章液体混合系统的硬件设计8
3.1硬件选型8
3.1.1PLC机型选择8
3.1.2PLC容量选择9
3.1.3I/O模块的选择9
3.1.4电源模块的选择11
3.2PLCI/O点分配11
3.2.1分析原理11
3.2.2PLC的I/O接线图12
3.3主电路的设计12
3.4液体混合控制系统示意13
3.5设备选型14
3.5.1液位传感器14
第四章系统组态监控17
4.1画面组态17
4.1.1建立工程17
4.1.2设计画面18
4.2组态王与PLC建立通讯19
4.3组态王中变量的定义23
4.4变量的连接25
4.5实时趋势曲线和报警25
4.6系统画面的监控28
第五章系统整体设计31
5.1液体混合装置具体控制要求31
5.2PLCI/O分配32
5.3PLC编程32
总结37
致谢38
参考文献39
摘要
基于组态王的液体混合监控系统设计，以PLC控制两种液体的混合控制，其要求是将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。
并形成循环状态，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。
利用组态王，对其整个过程进行监控。
当在不知道所写程序是否真确的情况下，直接将程序下载到PLC进行试运行，对于工业工厂来说，PLC的控制对象是实物，难维护，试运行是不现实的，于是，我们就需要一个虚拟的PLC来运行这个程序。
PLC可以模拟现场的PLC为组态王提供数据。
再通过组态王的监控，观察所做项目是否可行。
应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足，它还能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。
北京亚控公司推出的“组态王”软件，具有可靠性高、通信快速、功能强大、界面友好和开发简洁等优点，可用来开发实验室仿真PLC控制对象，可利用有限的设备验证多样化的程序，增强PLC的使用效果。
本项目即使用PLC200和组态王通信。
关键词：
混合；
PLC；
组态王；
监控。
Abstract
BasedonkingviewliquidmixingdevicedesignedtoPLCcontroltwoliquidsmixedcontrol,therequirementistwokindsofliquidmixingproportionaltostirinmotor,reachesacertaintemperaturecanbemixedliquidoutputcontainers.And,inaccordancewithstateformationcyclestopbuttontocompletethemixedstillcanend.Usekingviewtothewholeprocess,monitor.Whendidnotknowwhethertowriteprogramsthatthetruesituation,directdownloadtoPLCfortestforindustrialfactory,PLCcontrolobjectisreal,maintenance,operationisnotreality,then,we'
llneedavirtualPLCtorunthisprogram.SimulationPLCcansimulatethePLCforkingviewprovidesdata.Throughthekingviewmonitoring,excellentprojectisfeasible.ApplicationconfigurationsoftwareincomputerscreenofPLCcontrolobjectquanzhensimulationcouldmakeupforthedeficienciesinanimation,itcanformthePLCcontrolobjectdemonstrationworkprocess,withlowcost,maintenance,flexible,intuitive,etc.Beijingandthelaunchofthe"
kingview"
software,hashighreliabilityandcommunicationrapid,powerful,friendlyinterface,anddevelopmentadvantages,suchassimplelaboratorysimulationusedtodevelopPLCcontrolobject,uselimitedequipmentvalidationprocedures,enhancethediversificationoftheuseofPLC.ThisprojectisusingsimulationPLCandconfiguration,assumingthewholeletterincomputersimulationofPLCconnectionCOM1mouth.
Keywords:
mix；
PLC；
Kingview；
Monitor.
第一章前言
为了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。
在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。
但由于这些行业中多是易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。
另外，生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。
所有为了帮助相关行业，特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制，从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题，借助实室设备熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。
计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光。
1968年，美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM）提出了公开招标方案，设想将功能完备、灵活、通用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合，把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向过程、面向问题的“自然语言”编程，生产一种新型的工业通用控制器，使人们不必花费大量的精力进行计算机编程，也能像继电器那样方便的使用。
这个方案首先得到了美国数字设备（DEC）公司的积极响应，并中标。
该公司于1969年研制出了第一台符合招标要求的工业控制器，命名为可编程逻辑控制器，简称PLC，并在GM公司的汽车自动装配线上实验获得了成功。
PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产
PLC的厂家云起。
随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。
采用基于PLC的控制系统来取代原来片机、
继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的课移植性和可维护性。
第二章组态王软件的介绍
2.1组态王简介
“组态王”是运行于Microsoft
Windows
98/NT及以上中文平台的全中文界面的组套软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务、软件运行可靠。
组态王具有一个集成开发环境：
组态王工程浏览器，在工程浏览器中，你可以查看工程的各个组成部分，也可以完成构造数据库、定义外部设备等工作。
画面的开发和运行有工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和画面运行系统TOUCHVEW来完成的。
TOUCHMAK是应用程序的开发环境。
您需要在这个环境中完成设计画面，动画连接等工作。
TOUCHMAK具有先进完善的图形生成功能：
数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性；
对变量报警，趋势曲线，过程记录，安全防范等重要功能都有简单的操作办法。
TOUCHVEW是“组态王”软件的实时运行环境，在TOUCHMAK中建立的图形画面只有在TOUCHVEW中才能运行。
TOUCHVEW从工业控制对象中采集数据，并记录在实时数据库中。
它还负责把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成变量报警，操作记录，趋势曲线等监视功能，并生成历史数据文件。
组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。
它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。
通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。
其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。
尤其考虑三方面问题：
画面、数据、动画。
通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。
组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。
而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。
它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。
在工业控制领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。
人机界面可以对控制系统
进行全面监控，包括过程检测、报警提示、数据记录等功能。
基于组态王设计的系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级等特点，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。
2.2组态王的安装
“组态王”软件存于一张光盘上。
光盘上的安装程序Install.exe程序会自动运行，启动组态王安装过程向导。
“组态王”的安装步骤如下：
第一步：
启动计算机系统。
第二步：
在光盘驱动器中插入“组态王”软件的安装盘，系统自动启动Install.exe安装程序。
（用户也可通过光盘中的Install.exe启动安装程序）
该安装界面左面有一列按钮，将鼠标移动到按钮各个位置上时，会在右边图片位置上显示各按钮中安装内容提示。
如上图所示。
左边各个按钮作用分别为：
“安装阅读”按钮：
安装前阅读，用户可以获取到关于版本更新信息、授权信息、服务和支持信息等。
“安装组态王程序”按钮：
安装组态王程序。
“安装组态王驱动程序”按钮：
安装组态王IO程序。
“安装加密锁驱动程序”按钮：
安装授权加密锁驱动程序。
“退出”按钮：
退出Install.exe程序。
第三步：
开始安装。
点击“安装组态王程序”按钮，将自动安装“组态王”软件到用户的硬盘目录，并建立应用程序组。
第四步:
继续安装。
请单击“下一个”按钮，弹出“软件许可证协议”对话框。
该对话框的内容为“北京亚控科技发展有限公司”与“组态王”软件用户之间的法律约定，请用户认真阅读。
如果用户同意“协议”中的条款，单击“是”继续安装；
如果不同意，单击“否”退出安装。
单击“后退”，返回上一个对话框。
单击“是”，弹出“用户信息”对话框，请输入“姓名”和“公司名称”。
单击“后退”返回上一个对话框；
单击“取消”退出安装程序；
单击“下一个”弹出“确认用户信息”对话框。
如果对话框中的用户注册错误的话，单击“否”返回“用户信息”对话框。
如果正确，单击“是”，进入程序安装阶段。
第四步：
选择组态王软件安装路径。
确认用户注册信息后，弹出“选择目标位置”对话框，选择程序的安装路径。
由对话框确认“组态王”软件的安装目录。
默认目录为c:
\Program
Files\KingView，若希望安装到其它目录，请单击“浏览”按钮，弹出选择文件夹的对话框，选择你所想的文件夹安装。
第五步：
选择安装类型。
单击“下一个”按钮。
出现如下图所示对话框，此对话框确定安装方式。
选择“典型安装”。
点击“下一步”开始安装组态王。
第六步：
安装完毕。
待安装完毕，重启计算机，就可以使用组态王了。
2.3组态王的基本使用方法
使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：
（1）图形界面的设计
1.新建画面。
在工程浏览器中左侧的树形视图中选择“画面”，在右侧视图中双击“新建”。
工程浏览器将运行组态王开发环境TOUCHMAK，弹出如下对话框。
在“新画面”对话框中设置如下图，在对话框中单击“确定”。
2.使用图形工具箱。
绘制图素的主要工具放置在图形编辑器工具箱内。
当画面打开时，工具箱自动显示，如果工具箱没有出现，选择菜单“工具/
工具箱”或按F10键打开它。
（2）定义外部设备和构造数据库
1.组态王把那些需要与之交换数据的设备，或程序都作为外部设备。
外部设备包括：
下位机（PLC、仪表、板卡等），它们一般通过串行口和上位机交流数据。
只有在定义了外部设备后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。
为了方便设计者定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，一步步引导你完成设备的连接。
2.数据库是组态王最核心的部分。
在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况熬以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是要以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。
（3）定义变量
对于我们将要设计的项目，需要从下位机采集数据，需要在数据库中定义这若干个变量。
因为这些数据是通过驱动程序采集到的，所三个变量的类型都是I/O实型变量。
在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话框，设置完成后，单击“确定”。
（4）建立动画连接
在画面上双击图形对象，弹出“动画连接”对话框。
单击“填充”等按钮，弹出“填充连接”等对话框，注意填充方向和填充色的选择。
单击“确定”。
单击“动画连接”对话框的“确定”。
（5）运行和调试
在主监控画面，点击左上角文件按钮，在下拉菜单中选择“切换到view”，进入监控画面。
画面将显示从下位机采集到的数据。
第三章液体混合系统的硬件设计
3.1硬件选型
3.1.1PLC机型选择
机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。
具体应考虑的因素如下所述。
1．结构合理
对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构的PLC；
否则，选用模块式结构的PLC，物料混合控制系统的设计选用整体式结构的PLC能够达到要求。
2．功能强、弱适当
对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的PLC，西门子公司的S7-200系列机或欧姆龙公司的COM1。
3．机型统一
PLC的结构分为整体式和模块式两种。
整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。
但由于整体式结构的PLC功能有限，只适用于控制要求比较简单的系统。
一般大型的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。
一个大型企业选用PLC时，尽量要做到机型统一。
由于同一机型的PLC，其模块可互为备用，以便备件的采购和管理；
另外，功能及编程方法统一，有利于技术人员的培训；
其外部设备通用也有利于资源共享。
若配备了上位计算机，可把各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制相互通信，集中协调管理。
物料混合控制系统控制要求比较简单选择整体式结构的PLC。
4．是否在线编程
PLC的特点之一是使用灵活。
当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。
PLC的编程分为离线编程和在线编程两种。
离线编程的PLC，其主机和编程器共用物料混合控制系统采用离线编程。
5．PLC的环境适应性
由于PLC是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。
尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。
一般PLC及其外部电路（I/O模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作：
温度：
工作温度0～55℃，最高为60℃
储存温度：
-40℃～＋85℃
湿度：
相对湿度5%～95%（无凝结霜）
振动和冲击：
满足国际电工委员会标准
电源：
交流200V，允许变化范围为-15%～＋15%，频率为47～53Hz
瞬间停电保持l0ms
环境：
周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体
对于需要应用在特殊环境下的PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。
3.1.2PLC容量选择
PLC容量包括两个方面：
一是I/O的点数；
二是用户存储器的容量（字数）。
PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。
根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的10%～25%考虑裕量。
对于开关量控制系统，存储器字数为开关量I/O乘以8；
对于有模拟量控制功能的PLC，所需存储器字数为模拟内存单元数乘以100。
通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。
计时、计数、移位及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。
各种指令占存储器的字数可查阅PLC产品使用手册。
I/O点数也应留有适当裕量。
由于目前I/O点数较多的PLC价格也较高，若备用的I/O点的数量太多，将使成本增加。
根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常I/O点数按实际需要的10%～15%考虑备用量。
3.1.3I/O模块的选择
PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，它的工作环境是工业生产现场。
它与工业生产过程的联系是通过通过I/O接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。
同时控制器又通过I/O接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。
外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口模块还需实现这种转换。
PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。
为了确保这些信息的正确无误，PLC的I/O接口模块都具有较好的抗干扰能力。
根据实际需要，PLC相应有许多种I/O接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。
1．确定I/O点数
I/O点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便地对功能进行扩展。
对一个控制对象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样，I/O点数就可能有所不同。
2．开关量I/O
标准的I/O接口用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开/关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。
典型的交流I/O信号为24～240V（AC），直流I/O信号为5～24V（DC）。
3．选择开关量输入模块主要从下面两方面考虑：
一是根据现场输入信号与PLC输入模块距离的远近来选择电平的高低。
一般24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。
如12V电压模块一般不超过10m，距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠。
二是高密度的输入模块，如32点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。
一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。
4．选择开关量输出模块时应从以下三个方面来考虑：
一是输出方式选择。
输出模块有三种输出方式：
继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。
其中，继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，且有隔离作用。
但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交／直流负载。
当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过1Hz。
晶闸管输出（交流）和晶体管输出（直流）都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。
感性负载在断开瞬间会产生较高反电压，必须采取抑制措施。
二是输出电流的选择。
模块的输出电流必须大于负载电流的额定值
升级会员 