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1、9/17/20241MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程项目四项目四 搅拌机控制系统搅拌机控制系统 本项目主要讨论搅拌机控制系统的组成、工作原理、本项目主要讨论搅拌机控制系统的组成、工作原理、PLCPLC程序设计与调试、程序设计与调试、MCGSMCGS组态方法及统调等内容，使学生组态方法及统调等内容，使学生具备组建简单计算机监督控制系统的能力。具备组建简单计算机监督控制系统的能力。一、学习目标一、学习目标1. 1. 知识目标知识目标 掌握搅拌机控制系统的控制要求。掌握搅拌机控制系统的控制要求。 掌握搅拌机控制系统的硬件接线。掌握搅拌机控制系统的硬件接线。
2、掌握搅拌机控制系统的通信方式。掌握搅拌机控制系统的通信方式。 掌握搅拌机控制系统的控制原理。掌握搅拌机控制系统的控制原理。 掌握搅拌机控制系统的掌握搅拌机控制系统的PLCPLC程序设计方法。程序设计方法。 掌握搅拌机控制系统的组态设计方法。掌握搅拌机控制系统的组态设计方法。9/17/20242MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程2. 2. 能力目标能力目标 初步具备搅拌机控制系统的分析能力。初步具备搅拌机控制系统的分析能力。 初步具备利用初步具备利用PLCPLC设计搅拌机控制系统的能力。设计搅拌机控制系统的能力。 初步具备搅拌机控制系统的初步具备搅拌机控制
3、系统的PLCPLC程序设计能力。程序设计能力。 初步具备搅拌机控制系统的组态能力。初步具备搅拌机控制系统的组态能力。 初步具备搅拌机控制系统初步具备搅拌机控制系统PLCPLC程序与组态的统调能力。程序与组态的统调能力。二、要求学生必备的知识与技能二、要求学生必备的知识与技能 1. 1. 必备知识必备知识 PLCPLC应用技术基本知识。应用技术基本知识。 数字量输入通道基本知识。数字量输入通道基本知识。 数字量输出通道基本知识。数字量输出通道基本知识。 组态技术基本知识。组态技术基本知识。9/17/20243MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程2. 2. 必
4、备技能必备技能数字量输入通道构建基本技能。数字量输入通道构建基本技能。数字量输出通道构建基本技能。数字量输出通道构建基本技能。熟练的熟练的PLCPLC接线操作技能。接线操作技能。熟练的熟练的PLCPLC编程调试技能。编程调试技能。计算机监督控制系统的组建能力。计算机监督控制系统的组建能力。见表见表3-5-13-5-1。9/17/20244MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程任务一任务一搅拌机控制系统控制要求搅拌机控制系统控制要求任务二任务二搅拌机控制系统硬件接线搅拌机控制系统硬件接线任务三任务三搅拌机控制系统搅拌机控制系统控制原理控制原理任务四任务四搅拌机
5、控制系统搅拌机控制系统PLC程序设计程序设计与调试与调试任务五任务五搅拌机控制系统搅拌机控制系统数据库组态数据库组态任务六任务六搅拌机控制系统搅拌机控制系统设备组态设备组态任务七任务七搅拌机控制系统搅拌机控制系统用户窗口组态用户窗口组态任务八任务八搅拌机控制系统搅拌机控制系统PLC程序与组程序与组态统调态统调三、理实一体化教学任务三、理实一体化教学任务9/17/20245MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程四、理实一体化教学步骤四、理实一体化教学步骤 1. 1. 搅拌机控制系统控制要求搅拌机控制系统控制要求 某种搅拌机的组成如图某种搅拌机的组成如图3-5-
6、13-5-1所示。物料所示。物料A A、B B、C C按一定的比例混合后进行加热，按规定的时按一定的比例混合后进行加热，按规定的时间加热后，作为下一级生产装置的原料。搅拌机间加热后，作为下一级生产装置的原料。搅拌机监控系统要求用监控系统要求用PLCPLC来完成调整进料比例、搅拌来完成调整进料比例、搅拌时间、加热时间、出料的控制，并要求用时间、加热时间、出料的控制，并要求用MCGSMCGS工工控组态软件来监控搅拌机的运行状态。控组态软件来监控搅拌机的运行状态。 9/17/20246MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程 搅拌机开始工作后，首先打开混合物料搅拌机
7、开始工作后，首先打开混合物料排放泵排放泵F4F4；2020秒后，关闭秒后，关闭F4F4同时打开物料同时打开物料A A的进料电磁阀的进料电磁阀F1F1，注入物料，注入物料A A；物料；物料A A加至高加至高度度L3L3后，延时后，延时2 2秒后，关闭秒后，关闭F1F1，打开物料，打开物料B B电电磁阀磁阀F2F2，注入物料，注入物料B B；物料；物料B B加至高度加至高度L2L2，延，延时时2 2秒后，关闭秒后，关闭Y2Y2，打开物料，打开物料C C电磁阀电磁阀F3F3，注，注入物料入物料C C；物料；物料C C加至高度加至高度L1L1后，延时后，延时2 2秒后，秒后，关闭关闭F3F3，开启搅拌
8、电动机开始搅拌；，开启搅拌电动机开始搅拌；3030秒后，秒后，电动机停止搅拌，物料开始加热，加热指示电动机停止搅拌，物料开始加热，加热指示灯亮；温度达到设定值后，加热指示灯灭，灯亮；温度达到设定值后，加热指示灯灭，温度指示灯亮；冷却温度指示灯亮；冷却6060秒后，温度指示灯灭，秒后，温度指示灯灭，同时打开液体排放阀同时打开液体排放阀F4F4，然后再从头开始，然后再从头开始，循环不止。任何时候按下停止按钮，都能够循环不止。任何时候按下停止按钮，都能够停止当前的操作。停止当前的操作。 具具体体要要求求如如：9/17/20247MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工
9、程图图3 3- -5 5- -1 1 搅搅拌拌机机控控制制系系统统的的组组成成9/17/20248MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程2. 2. 搅拌机控制系统实训设备基本配置及控制接线图搅拌机控制系统实训设备基本配置及控制接线图实实训训设设备备基基本本配配置置搅拌机系统搅拌机系统 一套一套24V24V直流稳压电源直流稳压电源 一台一台RS232RS232转换接头及传输转换接头及传输 一根一根MCGSMCGS运行运行 一个一个计算机（尽量保证每人一机）计算机（尽量保证每人一机） 多台多台西门子西门子S7200S7200系列系列PLC PLC 一台一台9/1
10、7/20249MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程搅拌机控制系统接线图（如图搅拌机控制系统接线图（如图3-5-23-5-2所示）所示）。 控制系统控制系统接线说明：接线说明：L1L1、L2L2、L3L3为液位测量为液位测量信号，信号，F1F1、F2F2、F3F3为物为物料料A A、B B、C C的的电磁阀，电磁阀，F4F4为出料泵接为出料泵接触器，触器，F5F5为为搅拌电动机搅拌电动机接触器，接触器，F6F6为加热装置为加热装置。图图3-5-2 3-5-2 搅拌机控制系统接线图搅拌机控制系统接线图9/17/202410MCGS工控组态技术应用模块三模块三
11、MCGS开关量组态工程开关量组态工程3. 3. 搅拌机控制系统搅拌机控制系统I IO O分配分配（见表3-5-2）9/17/202411MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程4. 4. 搅拌机控制系统的组成及控制原理搅拌机控制系统的组成及控制原理 按下启动按钮后，程序开始运行；通过中间继电器使按下启动按钮后，程序开始运行；通过中间继电器使M0M0得得电，打开混合物料排放泵电，打开混合物料排放泵F4F4，启动定时器，启动定时器T40T40开始定时，定时开始定时，定时2020秒时间到，关闭秒时间到，关闭F4F4同时打开物料同时打开物料A A的进料电磁阀的进料电磁
12、阀F1F1，注入物，注入物料料A A；当检测到物料；当检测到物料A A加至高度加至高度L3L3后，启动定时器后，启动定时器T41T41开始定时，开始定时，定时定时2 2秒时间到，关闭秒时间到，关闭F1F1同时打开物料同时打开物料B B的进料电磁阀的进料电磁阀F2F2，注入，注入物料物料B B；当检测到物料；当检测到物料B B加至高度加至高度L2L2后，启动定时器后，启动定时器T42T42开始定开始定时，定时时，定时2 2秒时间到，关闭秒时间到，关闭F2F2同时打开物料同时打开物料C C的进料电磁阀的进料电磁阀F3F3，注入物料注入物料C C；当检测到物料；当检测到物料C C加至高度加至高度L1
13、L1后，启动定时器后，启动定时器T43T43开开始定时，定时始定时，定时2 2秒时间到，关闭秒时间到，关闭F3F3同时打开搅拌电机开始对混同时打开搅拌电机开始对混合物料进行搅拌合物料进行搅拌, ,并启动定时器并启动定时器T44T44开始定时，定时开始定时，定时3030秒时间到，秒时间到，关闭搅拌电机同时打开加热装置对混合物料进行加热。当检测关闭搅拌电机同时打开加热装置对混合物料进行加热。当检测到加热温度到设定值时，关闭加热装置，到加热温度到设定值时，关闭加热装置， 并启动定时器并启动定时器T46T46开开始定时，定时始定时，定时6060秒时间到后秒时间到后, ,再从头开始，循环不止。再从头开始
14、，循环不止。MCGSMCGS计计算机监控界面的动画组态与算机监控界面的动画组态与PLCPLC中的变量一一对应，实时地显中的变量一一对应，实时地显示搅拌机的工作状态。示搅拌机的工作状态。9/17/202412MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程5.5.搅搅拌拌机机PLCPLC控控制制程程序序 9/17/202413MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程5.5.搅搅拌拌机机PLCPLC控控制制程程序序 9/17/202414MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程选择文件选择文件新建工程，新
15、建搅拌机控制系统新建工程，新建搅拌机控制系统.MCG.MCG的工程文件。的工程文件。数据库组态，数据库规划如图数据库组态，数据库规划如图3-5-43-5-4所所。新建工程新建工程6. 6. 搅拌机控制系统的组态搅拌机控制系统的组态9/17/202415MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程设备组态设备组态 打开工作台的设打开工作台的设 备窗口标签，双备窗口标签，双击设备击设备 窗口，在空白处窗口，在空白处右击鼠右击鼠 标，打开标，打开“设设备工具箱备工具箱”， 添加如图添加如图3-5-5所所示的示的设备。设备。图图3-5-5 3-5-5 搅拌机控制系统设备窗
16、口组态搅拌机控制系统设备窗口组态9/17/202416MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程 搅拌机控制系统搅拌机控制系统PLCPLC通道设置如图通道设置如图3-5-63-5-6所示。所示。图图3-5-6 3-5-6 搅拌机控搅拌机控制系统制系统PLCPLC通道设置通道设置9/17/202417MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程用户窗口组态用户窗口组态打打开开用用户户窗窗口口，创创建建搅搅拌拌机机系系统统窗窗口口。流流程程图图组组态态液液位位指指示示灯灯的的设设置置如如图图3 3- -5 5- -7 7所所示示。双击搅
17、拌机系统窗口，打开动画组态界面，绘制如图3-5-1所示的图形（参考模块二中的项目三）。9/17/202418MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程图图3 3- -5 5- -7 7 液液位位指指示示灯灯的的属属性性设设置置9/17/202419MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程其他指示灯分别与实时数据库中的其他指示灯分别与实时数据库中的L2L2、L3L3、M1M1、M2M2连接。连接。电动机的叶轮属性设置如图电动机的叶轮属性设置如图3-5-83-5-8、3-5-93-5-9所示。所示。9/17/202420MCGS工控
18、组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程图图3-5-9 3-5-9 电动机的叶轮属性设置电动机的叶轮属性设置2 29/17/202421MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程脚脚本本程程序序IF M0=100 THENM0=0ENDIFM0= M0+19/17/202422MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程五、实操考核五、实操考核项目考核采用步进式考核方式，考核内容如下表3-5-3所示。9/17/202423MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程六、注意事项六、
19、注意事项1.MCGS组态界面要美观、新颖、有创新意识。组态界面要美观、新颖、有创新意识。2. PLC程序要按搅拌机系统控制要求设计。程序要按搅拌机系统控制要求设计。3. MCGS监控界面要尽可能包含监控界面要尽可能包含PLC的输入输出点。的输入输出点。4. MCGS监控界面要实现对搅拌机过程的模拟监控界面要实现对搅拌机过程的模拟。9/17/202424MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程 反复调试反复调试PLC程序，直到达到搅拌机系统的控程序，直到达到搅拌机系统的控制要求为止制要求为止2. MCGS仿真界面调试仿真界面调试。 运行初步调试正确的搅拌机系统运
20、行初步调试正确的搅拌机系统PLC程序程序 进入进入MCGS运行界面，调试运行界面，调试MCGS组态界面组态界面, 观察显示界面是否达到搅拌机系的控制要求观察显示界面是否达到搅拌机系的控制要求, 根据灭火过程的需求添加必要的动画，根据灭火过程的需求添加必要的动画， 根据动画要求修改根据动画要求修改PLC程序程序七、系统调试七、系统调试1.PLC程序调试。程序调试。9/17/202425MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程3. 反复调试，直到组态界面和反复调试，直到组态界面和PLC程序程序都达到要求为止。都达到要求为止。八、思考题八、思考题1. 简述搅拌机的控制过程。2. 如何实现搅拌机叶轮的正、反转控制？3. 搅拌机内液位的检测可通过哪些方法实现？4. 搅拌机内温度的检测可通过哪些方法实现？9/17/202426MCGS工控组态技术应用模块三模块三 MCGS开关量组态工程开关量组态工程八、思考题八、思考题1.如何在如何在MCGS监控界面上设置启监控界面上设置启动、停止按钮？动、停止按钮？2. 水管中水的流动应根据什么变量水管中水的流动应根据什么变量来设置来设置？3. 组态界面上的水泵应在何时启动组态界面上的水泵应在何时启动？
