工业混合搅拌系统的PLC控制

1、课程设计报告书题 目： 工业混合搅拌控制与上位计算机监控设计系 名：信息工程系专业班级：姓 名：学 号：指导教师：乔志刚2016 年_月 14 日课程设计任务书初始条件学生姓名：黄泽兵专业班级：自动化1131指导教师：乔志刚工作单位：信息工程系题 目：工业混合搅拌控制与上位计算机监控设计1. 给定工业混合搅拌系统的工艺过程和工作模式；2. 给出用于系统调试用的 S7-300PLC、计算机及混合搅拌器模型;3. 给出PLC系统的编程软件。4. 给出上位机监控组态软件组态王V6.53。要求完成的主要任务任务一：工业混合搅拌的 PLC控制系统设计t自动停止AB料t定时搅拌3S将剩余混合1. 控制要求

2、： 按下启动按钮，自动进 A料tA料料位达到（由中液位传感器S2（常开触点）检测料，同时自动进 B料t总料位达到（由高液位传感器 S3（常开触点）检测停止进 5St排料t排料到搅拌容器最低液位时（由低液位传感器S1（常闭触点）检测），延时液料排空t停止排料T自动进 A料，完成一个周期的工作，混合过程如此自动循环下去。 按下停止按钮，混合工序自动停止。2. 程序设计要求： 用线性化编程的方法来实现上述控制要求。 用结构化编程方法，用最简约、高效的程序结构实现上述控制要求。 上述两种程序设计方法都要求使用符号地址。任务二：工业混合搅拌的上位计算机监控系统设计在计算机监控界面上设计如下的动态界面，要

3、求达到：设计起动和停止按钮或热键，并能实际操作使用； 设计液体储罐的液位动态变化的监控界面； 设计管道液体流动的动态界面；设计搅拌器搅拌动画界面；对液体储罐的液位能以实时数据的形式显示在计算机屏幕上。目录引言 3一、课程设计项目名称 4二、课程设计技术术要求42.1项目设计要求 4三、项目设计方案论证（电路设计、PLC硬件组态、PLC编程元件的地 址分配、编写控制程序、上位计算机机监控设计等）43.1 硬件设计 53.1.1 电路设计53.1.2 PLC 硬件组态 53.2软件设计（编写控制程序）63.2.1 PLC 编程元件的地址分配 63.2.2 线性化程序 83.2.3 结构化编程 10

4、3 .3上位计算机监控设计一一组态王 143.3.1 新建工程文件 143.3.2 对工业搅拌系统进行画面设计153.3.3 定义数据词典 163.3.4 创建动画连接 163.3.5 组态王与外部硬件通讯连接 173.3.6 组态王上位监控 1818四、项目设计结果分析及体会4.1程序调试说明184.2总结体会19五、参考文摘 1910引言可编程控制器是电气控制技术中的关键技术。 可编程控制器 为“自动化和电气工程及其自动化” 专业的一门重要专业课。 通过本课程的学习， 使学生掌握工厂电气控制设备技术和可编程控制器的使用、 分析和设计自动生产过程中的控制电路，掌握其使用方法。 课程设计以培养

5、工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行诸方面能力的培养和提高， 为毕业设计打下良好的基础。这些能力包括：独立工作能力； 综合运用所学过的基础知识和专业知识，提高解决工程应用问题的能力； 运用各种现代化手段，获取相关资料的能力；调试程序的能力；工程绘图的能力； 编写技术资料的能力； 创新能力。PLC 课程设计的主要目的，是通过对某个简单的自动化生产设备、某条简单的自动化生产线、某些 简单的工艺过程的调查研究，使学生明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。根据这些要求，进行PLC控制系统的原理设计、硬件配置及软件编程设计。通过不断地调试和完善程序来满足生产工艺的要 求。本课程设计提供了

6、设计的备选课题。通过课程设计，使学生进一步熟悉 PLC控制系统的应用，并培养学生解决实际问题的能力，掌握系统设计的思路及方法。此次设计的工业混合搅拌系统用两种方法实现，一种线性化方法，另一种是结构化的方法，设计的主要过程及内容如下：按下启动按钮，自动进A料tA料料位达到t自动停止 A料，同时自动进 B料t总料位达到t停止进 B料t定时搅拌5St排料t排料到搅拌容器最低液位时，延时3S将剩余混合液料排空T停止排料T自动进 A料，完成一个周期的工作，混合过程如此自动循环下去。若按下停止按钮， 混合工序自动停止。 并且对以上设计还有扩展， 即希望能达到可以随时停止工序， 再按下启动按钮会接 着停止前

7、未完成的任务继续进行下去。-、课程设计项目名称工业混合搅拌控制与上位计算机监控设计二、项目设计目的及技术要求2.1项目设计要求控制要求： 按下启动按钮，自动进 A料t A料料位达到（由中液位传感器 S2（常开触点）检测）t自动停止A料,同时自动进B料t总料位达到（由高液位传感器 S3（常开触点）检测）t停止进B料t定时搅拌5St排 料t排料到搅拌容器最低液位时（由低液位传感器S1（常闭触点）检测），延时 3S将剩余混合液料排空T停止排料T自动进 A料，完成一个周期的工作，混合过程如此自动循环下去。 按下停止按钮，混合工序自动停止。程序设计要求： 用线性化编程的方法来实现上述控制要求。 用结构化

8、编程方法，用最简约、高效的程序结构实现上述控制要求。 上述两种程序设计方法都要求使用符号地址。三、项目设计方案论证（电路设计、PLC硬件组态、PLC编程 兀件的地址分配、编写控制程序、程序调试说明等）项目设计为工业混合搅拌系统，要将两种流质物料（简称A、B）按一定比例混合，搅拌均匀后送出，混合的比例及搅拌时间完全由操作者控制（即：手动控制），系统的示意图如下图所示。申液位S2低0停止图1.1工业混合搅拌系统示意图由系统的示意图可看出系统的控制由四部分组成：成分A的进料控制、成分B的进料控制、混合料的搅拌控制及对搅拌后混合料的排料控制。项目设计主要包括硬件设计和软件设计，硬件设计主要包括PLC外

9、部接线、PLC硬件组态，硬件组态是将实验台上的 PLC各模块安装顺序将其在 STEP7软件中在机架上安装达到在软件中实现PLC的硬件组态。3.1硬件设计3.1.1电路设计此处的电路设计主要是关于 PLC的输入/输出接线图。根据设计要求接线图如下:t肌| Li1冷1 u112 IF10.04L Jio 1QL 210.2PLCQL 31D.3ID. 1QL tKX 3.1.2 PLC硬件组态两种编程方法的硬件组态是相同的，因而如下图所示为PLC的硬件组态图:FS 307 5A&ES7 307-1EADO-OAAO1 CPU 315-2DFGIST 315-2AG1Q-0AB0V2 . 0212肿

10、204734Ddl6xDC24VBES7 321-LBW-0M00. , . 15D016sBC2WC.5A6ES7 322-1BHD1-CMD4 5&78预设地址分配表:I/O 量编号地址说明功能数字输入量1I0.0按钮启动2I0.1按钮停止310.2低液位传感器液位检测4I0.3中液位传感器液位检测5I0.4高液位传感器液位检测数字输出量6Q4.1电磁阀进A料7Q4.2电磁阀进B料8Q4.3搅拌机混合料搅拌9Q4.4电磁阀卸料3.2软件设计（编写控制程序）软件设计是用运用两种方法设计的，一种是线性化程序设计，另一种是结构化程序设计。线性化程序设计主要是根据程序设计要求一步步完成，一次循环结

11、束接着自动开始下一次循环，当按下停止按钮工序停止，再一次按下启动按钮的时候工序接着停止前未完成的部分继续进行。而结构化编程主要是将程序分块，并且在主程序0B1中调用这些模块完成程序设计要求，结构化程序主要包括以下部分：主程序0B1 FC1为配料A和配料B的控制程序、FC2为搅拌控制程序、FC3为出料控制程序。3.2.1 PLC编程元件的地址分配在进行编程之前需要对输入 /输出点进行地址分配，然后对其他编程元件也进行地址分配，如位存储器M,定时器T,计数器C等。编程中要使用符号地址，所以在 0B1中要编辑符号表（包括输入继 电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变

12、量声明表。在结构化编程中还需下面表3.13是对线性化程序和结构化程序进行的地址分配及符号表的编辑, 要在FC1、FC2 FC3中编辑变量声明表如下图所示：表 3.13状态地址数据类型1I0.2BOOL2I0,3BOOL3高液矿I0.4BOOL4攪拌Q4.3BOOL5起始标志位M0,0BOOL6结東标志位M0. 1BOOL7启动I0.0BOOL8停止I0.1BOOL9进渊Q4,1BOOL10讲E料Q4.2BOOL11Q山4BOOL表3.13-3 FC1 变量声明表内容 环境接口 iTir-41名称藝IE粪型注提Eq IIET1Bool旦INIBoolB IN2ta m3Baal0工阳to nrO

13、UT口t EM-OUTIH7 / Eoa11- TEMP+RETURNV I322线性化程序线性化编程实现设计内容的程序以及其注释如下所示：0B1程序段*? 1:启动标志位通过“启动示，詹停止彤按钮来控制M10. 0启动程序段72 :标题*注释;MIO, 1起始标志位*尺一I实现通过启动”停止”按钮来控制项目的运行。程序段艷:进弗注释;疔起始标志位mi.o进搭rI I（S）|程序段刘：标题；*停止ML 51/1W通过位寄存器 M,存储启动开关上跳沿脉冲状态，来置位A料阀门，下跳沿脉冲，关闭 A料阀门。程序段N :关闭进俐，进E料起始标志位*，进搭r亠中液位m.i进銅总I I1 I1 IF（R）

14、|，进册_|当A料进去罐内中液位时，停止 A料进入，并开始进 B料。程序段5 :达到高液位，停止进吕料，进行搅拌起始标志位TffiB料* 孑高複位ML 2TttB料*I I1 I1 I（P）_ R _I”搅样”当达到高液位传感器检测到高液位，停止进B料同时搅拌。程序段?6 :搅版延时起始标志苗WT1I1 I弭 IS5W5S程序段？T : 5箱束，开始卸料起皓标志 位亠116程序段?8:开殆卸料，起皓标志位*1低碩位T 1囁束标志Ml, 4矿花4起始标志T2I卜理序段？辺：的到，和料结朿进行下一咬循坏”卸科* (尺)_| 结束标志位hU)_I进时7)|对进A料置1,卸料复位，以便开始下一个循环。

15、3.2.3结构化编程结构化编程实现设计内容的程序以及其注释如下所示：结构化总程序0B1,在0B1里面调用FC1, FC2, FC3程序段2丄：起始标志位程序段兀:标题上EN起始标志位-IN1IN2中液位-IN3才高隈位/ -IN4结束标志血-IN5底陋位-INS中阪位”-IN7离液位*-IW80UT1*1FC1ENO起始标志结束标志位”孑低液位廿*中液位*寸高掖位*位*谜課rI IVI1 IVI1/1()_I程序段*?过:标题起始标志结束标志-位”位严低液位卒-*中液位於-.高液位占-T1-S5T#5S-T2-S5T#5S-程序谨漏：搅拌誦* * h f寸起始标志比结束标志位*位*搅拌*I I

16、1 ICRI解料*0I程序段殆:标题:注释:FC3ENEWINIOUT1IN2OUT2IW3OUT3IN4IN5INGIN7:一愆册孝E料*宀高頑位-TSS5TS3ST3FC1程序瀚翻：标题.结束标志 一位声，低液位& J汪释;#IN2#IN3VI-#IN4H/1-SIN5H/1-JOUTlJ)IFC2程序#IN6H/l-4H7VI-#INS%FC3程序18注释:#1141#1112#1113#1114#IH514他|#114629程序段？2 :标题:3.3上位计算机监控设计组态王3.3.1新建工程3.3.2对工业搅拌系统进行画面设计疋义数据词典谀说矗ffifflffl打曲 J-rFfl |

17、1T 也玄ZT金二卫JLLSWW-tiWrt-智HfflWKiJS伍也Uh4!由存妄血I裔汨州内存打出T円再阿Bi0H骑曲餾IKJO由再冑赢11曲亚云怫書记象古再*防IE内存固新3A7TSPUffiTTS*15Pi 存 HR1$SR*E古射anTSfllBFlCT33DrU：xn a裔序止叫yZ7rrajcrLEED Li?3STM&PLCM L刚；.!OSBETOWLCM 2帝：i/vrtK:ESETMWWM 4伽飾fhjcM 1由存空atST疥囱嵐仙*ArraicrLi:ED 2毋STMbFLCEU JJXOXB30ETKBFU1E 1inm31FTMW1XIM卷imtiPl止T.O&B3

18、EFTWQF1X10ftwaai333.3.4 创建动画连接在创建动画连接的时候，需要写些简单的函数。热键定义工程E也 査看也 工真I】帑肋【也田生IlT大u 小国Bii!UTEfl-_ Sff3目面 -奇令语言_应同程庠命3语舌 U煎1&毀袁陆禽语百 爭件酣扌语言 12也建命于函言 耳足义瓯数命常语百 鬥配方 0丰躱性事-申勲捋库 囱钻皈丑 G歌毎词* 杳报警爼盼hu溢屈选越款Bfi肆響恪它执健Mu T C高级查找MPI (CP5611)3.3.5组态王与外部PLC硬件通讯连接组态王的寄存器地址与 PLC硬件地址需对应 A-Q寄存器，E-I寄存器，M-M寄存器。 设奮配置向一 厂家，设备茗称

19、、通讯方式I设向导将辅助您完成设备的安装S- S7-2OOJJS- 7-200系列 6F) 冈ST-200系列他时S7-300 QHFI)IMP! 0JSB)MFI (COM)； S7-300 CS7)S S7-300 ffCP)E ST-300/400 WI) j E- ST-300/400atP) ffl 57300369101F) 您所选的设备生产厂冢：西门子设番名称：S7-300(HPI匾信描述：MFICCF5611上一步 I下一涉00 取消设昔配倉向设苗地就設宣指南上一歩|卞一步曲刃_ 取消 |3.3.6组态王上位监控，动态反应硬件变化在硬件线路连接好后，讲组态王切换到view模式，

20、实现动态变化。四、项目设计结果分析及体会4.1程序调试说明1、程序应实现的功能：启动后，进 A料A处指示灯亮，直至 A料进至中液位处，中液位传感器处指示灯亮，A指示灯灭，进B料B处指示灯亮，直至 B料进至高液位处，高液位传感器处指示灯亮，停止进B料。定时搅拌5S再排料排料到搅拌容器最低液位时，延时3S将剩余混合液料排空，再停止排料然后自动进A料，完成一个周期的工作，混合过程如此自动循环下去。2、出现的问题与解决方法：问题一：进入 A料，当低限位指示灯熄灭后，便停止了进料解决办法：检查了程序逻辑，没有任何问题，也更换过了工业搅拌实验模块，也解决不了问题。检查了PLC外部连线，发现，PLC模块和工

21、业搅拌实验模块没有共地，在共地之后解决了此问题。A料可以正常进入。问题二：在搅拌5秒进入排料过程时，刚排至高限位指示灯熄灭，便会跳转至进B料程序段。解决办法：在搅拌 5秒定时处并联一 5秒后对M0.0置位程序后，搅拌 5秒后可正常跳转至排液过程。 问题三：在排液过程中按下停止按钮，程序不会暂停运作。解决办法：程序段5排液程序中，设计为排液阀置1从而达到排液目的，所以会出现该状况，将其改为 正常开关状态即可解决该问题。问题四：在进行上位机监控设计一一组态王，出现很多问题，搅拌叶片不能动。解决办法：与同学们在实验室探讨，在网上查资料询问网友，询问老师，最后编写叶片旋转函数，实现 了旋转。4.2总结

22、体会结束语从刚确定设计课题以来，我首先是查找一些相关的书籍及资料，然后分析设计，并根据实际情况拟定设计方案，从而达到优化方案。最难的是调试了，在老师和同学的帮助下，完成的设计达到了预定的 要求。同时，通过这次设计，我们在各个方面都有了很大的提高，特别是在理论和实践结合方面使我们受益匪浅，使大学里学习的理论知识在根本上得到一次最完整的实践和提高。在设计的过程中培养了我们的分析能力，动手能力，使得我们学会了有不懂的地方积极主动的去动手查找资料解决难题，我们学会了认真，专心更有恒心去做一件事情， 因而在我们以后的生活和工作中才能经得起时间和实践的考验。 同时也非常感谢老师和同学在我们设计过程中的帮助

23、，因为你们我们才得以解决设计过程中出现的问 题，使我受益良多，也为我即将面临的工作奠定了很好的基础。五、参考文摘1 柳春生 编著、电器控制与PLC（西门子S7-300机型）、一一北京：机械工业出版社、2010.22 李晓宁编著、例说西门子PLC S7-200、一一北京：人民邮电出版社、2008.63 孙承志、徐智、张家海、吉顺平 编著 西门子S7-200/300/400PLC基础与应用技术、一一北京: 机械工业出版社、2009.14 魏志清 编著可编程控制器应用技术、一一北京：电子工业出版社、2001.7 万太富、蔡春伟、孙明健、S7-200PLC原理及应用系统设计、一一北京机械出版社、200

24、7.6边春元宋崇辉任双艳S7-300400PLC梯形图与语句表编程北京机械工业出版社 2009.47李红萍 王银锁工控组态技术及应用：组态王 西安西安电子科技大学出版社第1版2011.8课程设计评分表评分项目评分成绩1.选题合理、目的明确（10分）2 .设计方案正确，具有可行性、创新性（30分）3 .项目工艺水平及测试性能达到技术要求（25分）4 .参考文摘不少于5篇（10分）5 .答辩（25分）总 分（100分）答辩记录:指导教师综合评语:指导教师（签名）日期：年 月 日办公室卫生管理制度一、主要内容与适用范围1 本制度规定了办公室卫生管理的工作内容和要求及检查与考核。2 .此管理制度适用于本公司所有办公室卫生的管理二、定义1 .公共区域：包括办公室走道、会议室、卫生间，每天由行政文员进行清扫；2 .个人区域：包括个人办公桌及办公区域由各部门工作人员每天自行清扫。1.公共区域环境