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1、目录1目录目录 .1第一章 绪论 .2第二章 课程设计内容与要求分析 .32.1 课程设计内容 .32.2 课程设计要求分析 .32.3 组态软件上位机图 .4第三章 设计原理及过程 .53.1 设计原理 .53.2 设计硬件的选择 .53.3 MCGS 组态软件的构成 .53.4 PLC 的 I/O 接线图 .63.5 根据控制要求和 I/O 地址编制的控制梯形图 .7第四章 软件调试 .94.1 调试时应注意的事项 .94.2 系统的规则 .9第五章 学习心得 .10参考文献 .11第一章 绪论2第一章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周期，
2、降低技术，提高生产质量等方向发展，在炼油、化工、只制药等行业中，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为易燃易爆、有毒有腐蚀的介质，以致现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求系统要具有混合精确、控制可靠等特点，着也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关的行业，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。借助实验室设备熟悉工业生产中 PLC 的应用，了解不同公司的可编控制器的型号和原理，熟悉其变程的方式，而多种液体混合装置的控制更常见于
3、工业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学华工中，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厂商通用汽车公司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，生产种新型的工业通用的控制器，使人们不必花费大量的经历惊醒计算机编程也呢能向继电器那样方便的使用。这个方案首先得到到了美国数字设备的公司的积极响应，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，命名为编程逻辑控制器，简称 PLC 并在 GM 公司
4、的汽车自动化装配线上实验获得了成功。PLC 一出现，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的优点，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，是 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由单片机、继电器等机构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景，用 PLC 进行开关量控制的事例很多，在冶金、机械、
5、纺织、轻工、铁路等行业几乎都需用它，如灯光照明，机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系，生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用 PLC 来取代传统的继电器控制。本次设计将 PLC 用于多种液体混合设置的控制，对学习与实用是很好的结合。第二章 多种液体混合控制系统设计3第二章多种液体混合控制系统设计2.1 方案设计整个设计过是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电器自动化设计中的电器设备常用基本图形符号及其他相关标准和规范编写，设计原则主要包括：工作条件；工程尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择，元气件的选择时更多
6、的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，有模拟控制到微机控制、使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模的工业控制的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元件。对于人机交互式改造后系统和工艺的操作模式应尽量和改造利用的相类似，以边处理模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互式界面友好应具备数据存储和分析汇总的能力。要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现个电磁阀的开关及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。2.2 设计内容某物
7、料混合控制系统系统设备，有 3 个进料阀 Y1、Y2、Y3；出料阀 Y4；变频器控制的搅拌机 FM；加热器 DH；3 个液位器 L1、L2、L3。要求用 MCGS 组态软件、PLC、变频器进行整体设计。系统工作过程：1) 开始关 Y4，打开 Y1 进液体 A，当 L3 有输出时，关 Y1。2) 打开 Y2，同时使搅拌机以转速 1 搅拌，当 L2 有输出时，关 Y2。3) 打开 Y3，同时使搅拌机以转速 2 搅拌，当 L1 有输出时，关 Y3。4) 搅拌机以转速 3 搅拌，同时使加热器 DH 工作，延时 10 秒。5) 搅拌机停止工作，继续加热 10 秒。6) 停止加热，打开出料阀 Y4，延时
8、10 秒，在打开 Y4 时，Y1、Y2、Y3 不能打开。第二章 多种液体混合控制系统设计42.3 组态软件上位机图第三章 设计原理及过程5第三章 设计原理及过程3.1 设计原理多种液体自动混合是工业中经常遇到的一个工艺流程。它一般要求多种液体在不同时向容器中流入不同的量，所需要的液体都注入完毕，在搅拌一段时间使多种液体混合均匀。液体向容器中流入的量可以采用液面传感器进行控制。即当某种液体向容器中注入时，容器中的液面会不断的上升，当液面接触到液面传感器时，液面传感器会向 PLC 提供一个输入，PLC 经过程序运算会产生一个使此种液体停止注入的输出。混合液体可以用电动机的搅拌机进行搅拌混合。搅拌一
9、定时间使液体充分混合，PLC 经过程序会产生一个使电动机停止搅拌的输出，然后 PLC 控制下到处混合液体。完毕此操作周期后在，在没有按停止按钮的情况下，系统将继续执行循环操作，从而实现 PLC 对多种液体的自动混合控制的循环。3.2 设计硬件的选择名称 型号 数量微型计算机 专用计算机 一台PLC 主机单元 FX-232 系列 一台多种液体自动混合单元 配套 一台通信电缆 配套 若干3.3 MCGS 组态软件的构成MCGS 组态软件有“MCGS 组态环境”和“MCGS 运行环境”两个系统组成。量部分互相独立，又紧密相关。MCGS 组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行的的程序McgSe
10、t.exe 支持，其存放于 MCGS 目录的 Program 子目录中。用户在 MCGS 组态环境中完成动画设计，设备连接，编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg 的工程文件，又称为组态结果数据库，其与 mcgs 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。MCGS 运行环境是用户的运行环境，由可执行程序 McgsRun.exe 支持，其存放于 MCGS 目录中。在运行环境中完成工程的控制工作。MCGS 工程有五部分组成即主控窗口，设备窗口，用户窗口，实时数据库和运行策略五部分。第三章 设计原理及过程63.4 PLC 的 I/O 接线图第三章 设计原理及过程73.5 根
11、据控制要求和 I/O 地址编制的控制梯形图第三章 设计原理及过程8第四章 软件调试9第四章 软件调试4.1 调试时应注意的事项（1）注意输入、输出信号线一定不要按错或接反，以免增加调试的工程。（2）认真检查输入程序。根据执行出现的错误逻辑现象，判断出错程序段，逐步缩小反范围，最后纠正错误、完成调试。（3）位置发生错误时，关掉可编程序控制器的电源，将转盘位移到最下方，并将码盘位置，然后从新通电，将程序中位置技术器复位。4.2 系统的规则调试，对于一个项目的成败是关键的因素。首先，必须深入了解系统所需要的功能，并调查可能的控制方法。第五章 学习心得10第五章 学习心得通过这次课程设计，我对 PLC
12、 有了更深一层的了解，首先是对 PLC 的运用领域有了更清楚的认识。也明白了理论与实践相结合的重要性。虽然本次课程设计是要求自己独立完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。我也对自己所学的知识有了更进一步的
13、认识和了解，让自己对所学的专业及知识更加的感兴趣，同时对 MCGS 组态软件的功能和特点也有了认识。MCGS 是为工业过程控制和实时监测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善，操作简便，可视性好，可维护性强的突出的特点。通过此次课程设计对 MCGS 软件的学习，让我对以后的学习工作有更近一步的定位。同时通过此次课程设计让我对 PLC 广泛的应用，也有了新的了解，更加有助于我以后的工作和学习，同时在这里也非常感谢老师和同学们对我此次课程设计的帮助，是我能顺利的完成此次课程设计，我也会更加的努力学好自己的专业课知识。参考文献11参考文献1 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.20042 马国华. 监控组态软件及其应用 北京: 清华大学出版社. 2001 年 8 月3 王建. 三菱变频器入门与典型应用 北京:中国电力出版社. 2009 年 3 月4 运动控制系统课程设计指导书.
