四节传送带的PLC控制.docx
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四节传送带的PLC控制
CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY
组态软件与触摸屏控制技术课程设计报告书
题目：
四节传送带的MGCS界面控制设计
二级学院（直属学部）：
电子信息与电气工程学院
专业：
电气工程及其自动化
班级：
学生姓名：
学号：
指导教师姓名：
史建平
职称：
副教授
2012年11月1日
绪论
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,传送带是必不可少的工序,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为易燃易爆、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。
所以为了帮助相关行业,特别是其中的中小型企业实现传送带的自动控制,从而达到自动化的目的，传送带势必就是摆在我们眼前的一大课题。
借助实验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。
具体来讲PLC主要具有以下的特点：
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
（2）编程方法简单、直观；
（3）体积小、耗能低、重量轻；
（4）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；
（5）系统的设计/安装、调试工作量少；
（6）维修工作量小、维护方便；
（7）接口模块功能强、品种多。
第一章课题介绍
四节传送带装置系统由于采取了一系列可靠的设计方案，保证系统具有很高的可与实用性。
目前在我国此套系统尚处于发展阶段，在设计中有许多的不足，有些地方的设计思想也还不成熟。
但随着微可编程逻辑控制系统的日益发展和中国市场对减员高效理念的日渐深入。
本设计是以三菱广泛应用的整体中型机FX2N-128为背景机，详细介绍其系统配置，兼顾介绍，指令系统，编程方法和控制系统设计方法，同时也介绍了模块式PLC的一些智能单元。
此次课题对PLC的结构、特点、性能以及与现场控制对象的连线进行了具体的研究，并通过PLC实现了液体混合装置的自动控制。
MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际问题的方案，在工业控制领域有着广泛的应用。
本设计通过MCGS组态动画与三菱PLC的连接，模拟液体混合装置。
实验模版如下图：
图1.1控制面板图
第二章控制要求
装置投入运行时，先启动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次启动其他皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运完毕后再依次停止其他皮带机。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1,M2立即停止，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1,M2立即停止，再过1秒，M4停止。
第三章MCGS控制界面
3．1设计监控界面
（1）新建工程“四节传送带”。
图3.1新建工程图
（2）在用户窗口新建窗口“四节传送带”，窗口属性
图3.2用户窗口属性图
（3）进入窗口“动画组态”，利用组态工具绘制四节传送带模拟控制界面。
先在工具箱中选中“标签”
，在窗口拖动成大小合适的矩形框，输入“四节传送带的模拟”。
属性设置如下：
图3.3动画组态属性图
（4）在工具箱中选中“插入元件”
，选择传送带，如图所示：
图3.4流动块属性图
（5）在传送带元件夹中选择4个如图所示的传送带，分别为传送带A,传送带B,传送带C,传送D.
图3.5传送带
（6）选择矩形作为重物（大），轻物（小）
图3.6大小物块
（7）选择按钮，作为开关，如图所示：
图3.7按钮控制台图
（8）四节传送带的整个效果图如下所示:
图3.8整体模型图
3．2定义数据变量
（1）属性设置
将开变量的设置，以SB1为例:
基本属性中的对象初值设置为0；
图3.9按钮属性图
数值型变量的属性设置，以x为例：
图3.10数据属性图
（2）MCGS中定义的实时数据库如下：
图3.11实时数据图
3．3动画连接
在用户窗口中双击“四节传送带”窗口进去动画组态。
（1）故障的属性设置。
选中故障双击，弹出单元属性设置窗口，故障A,B,C,D设置相同，设置如下：
以A为例
图3.12故障按钮属性
图3.13故障按钮属性
图3.14故障按钮属性
（2）启动开关的属性设置。
选中启动按钮双击，弹出单元属性设置窗口，设置如下：
图3.15开启按钮属性图
图3.16开启按钮属性图
（3）流动块属性设置。
选中流动块双击，弹出单元属性设置窗口，设置
图3.17传送带属性图
图3.18传送带属性图
图3.19传送带属性图
（4）重物属性设置。
选中重物双击，弹出单元属性设置窗口，设置如下：
图3.20重物属性图
图3.21重物属性图
图3.22重物属性图
图3.23重物属性图
（5）轻物属性设置。
选中轻物双击，弹出单元属性设置窗口，设置如下：
图3.24轻物属性图
图3.25轻物属性图
图3.26轻物属性图
图3.26轻物属性图
（6）模拟运行按钮的属性设置。
选中模拟运行按钮双击，弹出单元属性设置窗口，设置如下：
图3.27模拟开关属性图
图3.27模拟开关属性图
3．4编制循环策略
在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，把“循环时间”设为：
100ms，按“确定”。
图3.28运行策略属性图
图3.29运行策略图
双击进入脚本程序编辑环境，程序如下：
if模拟=1then
if启动=1then
!
timerrun
（1）
M4=1
t=!
timervalue（1,0）
ift>1thenM3=1
ift>2thenM2=1
ift>3then
M1=1
物体开始运行=1
endif
if故障1=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
ift>2thenM2=0
ift>4thenM3=0
ift>6thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障2=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
M2=0
ift>2thenM3=0
ift>4thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障3=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
M2=0
M4=0
ift>2thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障4=1then
M1=0
M2=0
M3=0
M4=0
故障运行=0
endif
if物体运行=1then
if物体开始运行=1then
ifx<174then
x=x+10
ifM1=0then物体运行=0
endif
ifx>174then
ify<97then
y=y+10
if故障运行=1thenM1=0
endif
endif
ifx<346then
ify>97then
x=x+10
ifM2=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障1=1
endif
endif
ifx>346then
ify<196then
y=y+10
if故障运行=1thenM2=0
endif
endif
ifx<525then
ify>196then
x=x+10
ifM3=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障2=1
endif
endif
ifx>525then
ify<293then
y=y+10
if故障运行=1thenM3=0
endif
endif
ifx<689then
ify>293then
x=x+10
ifM4=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障3=1
endif
endif
ifx>689then
ify>293then
y=y+10
if故障运行=1thenM4=0
endif
endif
endif
endif
endif
else
启动=SB1
ifSB2=0then
重物=0
轻物=1
endif
ifSB2=1then
重物=1
轻物=0
endif
M1=KM1
M2=KM2
M3=KM3
M4=KM4
故障1=A
故障2=B
故障3=C
故障4=D
if启动=1then
!
timerrun
（1）
M4=1
t=!
timervalue（1,0）
ift>1thenM3=1
ift>2thenM2=1
ift>3then
M1=1
物体开始运行=1
endif
if故障1=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
ift>2thenM2=0
ift>4thenM3=0
ift>6thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障2=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
M2=0
ift>2thenM3=0
ift>4thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障3=1then
!
timerrun
（2）
t=!
timervalue（2,0）
M1=0
M2=0
M4=0
ift>2thenM4=0
故障运行=0
endif
if故障4=1then
M1=0
M2=0
M3=0
M4=0
故障运行=0
endif
if物体运行=1then
if物体开始运行=1then
ifx<174then
x=x+10
ifM1=0then物体运行=0
endif
ifx>174then
ify<97then
y=y+10
if故障运行=1thenM1=0
endif
endif
ifx<346then
ify>97then
x=x+10
ifM2=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障1=1
endif
endif
ifx>346then
ify<196then
y=y+10
if故障运行=1thenM2=0
endif
endif
ifx<525then
ify>196then
x=x+10
ifM3=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障2=1
endif
endif
ifx>525then
ify<293then
y=y+10
if故障运行=1thenM3=0
endif
endif
ifx<689then
ify>293then
x=x+10
ifM4=0then物体运行=0
if重物可见=1then故障3=1
endif
endif
ifx>689then
ify>293then
y=y+10
if故障运行=1thenM4=0
endif
endif
endif
endif
endif
endif
第四章设备连接
在MCGS组态软件开发平台上，单击“设备窗口”，再单击“设备组态”按钮进入设备组态。
在“设备工具箱”中，选中“通用串口父设备”和“三菱FX系列编程口”。
基本设置如下图：
图4.1串口属性图
图4.2设备属性设置图
第五章PLC程序说明
5．1IO分配
输入
SB1
SB2
A
B
C
D
输出
KM1
KM2
KM3
KM4
X0
X5
X1
X2
X3
X4
Y1
Y2
Y3
Y4
表5.1IO分配表
5．2PLC程序语句
第六章触摸屏控制画面及制作说明
第1页制作开机动画，换页面按钮跳转至“菜单”
图6.1开机画面
第2页中主界面跳转到开机画面，监控画面跳转到第3页，按操纵说明跳都第4页
图6.2主菜单
第3页中返回按钮跳转到第2页
图6.3控制图
第4页操作说明，按返回跳到菜单
图6.4操作说明
第七章运行调试
第一步：
将四节传送带的梯形图写入PLC。
然后关闭FX-2N软件。
第二步：
检查PLC与MCGS是否连接正常。
第三步：
操作电梯的控制面板，并观察MCGS组态动画是否与之对应
（1）按下启动按钮SB1，装置投入运行时，先启动最末一条皮带机，经过1秒延时，再依次启动其他皮带机。
停止时应先停止最前一条皮带机，待料运完毕后再依次停止其他皮带机。
当某条皮带机发生故障时，该皮带机及其前面的皮带机立即停止，而该皮带机以后的皮带机待运完后才停止。
例如M2故障，M1,M2立即停止，经过1秒延时后，M3停，再过1秒，M4停。
当某条皮带机上有重物时，该皮带机前面的皮带机停止，该皮带机运行1秒后停，而该皮带机以后的皮带机待料运完后才停止。
例如，M3上有重物，M1,M2立即停止，再过1秒，M4停止。
（2）按下停止按钮SB2后，在当前的液体混合操作完毕后，按下停止按钮SB1，停止操作。
第八章小结
在科学技术发展的推动下，电梯技术将产生各种新的变化，新的功能。
基于PLC的电梯传动控制系统充分利用PLC的功能，速度给定及波形均由软件产生，系统结构简单，体积小，操作更方便，更灵活。
与MCGS组态动画配合起来更加形象生动。
通过这次比较完整的四节传送带模拟系统设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范等其他专业能力水平，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼，经验得到了丰富。
总之，这次课程设计让我受益匪浅。
四节传送带系统的设计是一项很复杂的工程，必须在系统设计、结构设计、软件编制、整机装配和调试阶段各个环节统筹安排，严格把关才能保证系统具有很高的可靠性。
相信这套系统在不久的将来会有良好的发展前景，被我们更加合理的应用于我们的生产工作当中，为我们带来经济效益。
第九章问题回答
1变量名字能用中文吗？
答：
变量名字，既可用中文，又可使用英文。
2如何判断通讯是否正常?
如果通讯标志位为0是正常，非零表示通讯不成功。
3为什么报警信息不能保存下来？
在数据对象属性页的“存盘属性”页设置时，没有选择“自动保存产生的报警信息”选项。
参考文献
1.MCGS培训教程常州工学院
2.基于三菱FX2nPLC实验指导书常州工学院罗慧芳编
3.电气控制与可编程控制器技术化学工业出版社史国生主编
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