液体搅拌器装置模拟控制系统设计毕业论文

1、液体搅拌器装置模拟控制系统设计 内容摘要随着现代工业技术的快速发展，液体混合的应用更加广泛。对于液体混合控制技术的研究有着广泛的经济价值。针对这一问题本毕业设计重点研究了基于PLC控制的液体混合实时监控系统。该系统就是一个简单的集散控制系统。借助现代计算机技术，实现对搅拌器的集中控制，分散管理。本设计通过对两种液体的混合搅拌器控制为例，将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达均匀状态将混合的液体输出容器并形成循环状态。液体混合系统的控制设计考虑到其动作的连续性以及各个被控设备动作之间的相互关联性，针对不同的工作状态，进行相应的动作控制输出，从而实现液体混合系统从第一种液体加入到混合完成输出

2、的这样一个周期控制工作的程序实现。本设计以液体混合的结构和工艺流程的系统为中心，确定了合理的系统控制方案。选用西门子公司的S7-200PLC作为现场控制器，利用step7进行液体混合运作程序编写，同时采用与之配套的WinCC组态软件进行组态工作，建立一个人机交换界面，并实现PLC和组态软件之间通讯。通过使用远程计算机，实现对现场液体混合运行情况的实时监控。关键词 ：两种液体；搅拌器；自动控制AbstractAlong with the rapid development of modern industrial technology, liquid mixture of more widely

3、. For liquid mixing control technology has been widely studied the economic value. In order to solve this problem the graduation design is mainly studied based on PLC control of liquid mixing real-time monitoring system. This system is a simple distributed control system. Using the modern computer t

4、echnology, realizing the centralized control of mixer, decentralized management.This design is based on the two liquids mixed mixer control, for example, two kinds of liquid mixing proportional to stir in motor of uniform state will be mixed liquid output containers and circulation. Liquid mixing sy

5、stem control design consideration of the accused and all the continuity of the relationship between the movement equipment, according to the different working conditions, carries on the corresponding action control output, so as to achieve the liquid mixing system from the first kind of liquid into

6、mixed finish such a cycle of output control work procedures. Design with liquid mixing structure and process of the system as the center, the reasonable control scheme of the system. Selection of Siemens S7-200 PLC controller, use a site for liquid mixing step7 operation programming, at the same tim

7、e with the WinCC configuration software configuration, establish a human-machine interface, and exchange PLC and communication between configuration software. By using the remote computer to realize site liquid mixing real-time monitoring of operation.Keywords: two liquids；mixer； automatic control目

8、录一、 引言11.1设计的目的和意义11.2 PLC的发展状况和发展趋势21.2.1 PLC的发展状况21.2.2 PLC 的发展趋势31.3 PLC的工作原理和组成41.3.1 PLC的工作原理41.3.2 PLC的组成4二、液体混合的控制系统设计62.1硬件电路设计62.2 PLC的选择72.3 PLC输人、输出口分配72.4 液体混合装置输人/输出接线82.5电气接线92.6 软件程序设计10三、组态软件WinCC在液体混合中的应用123.1 WinCC组态软件简介123.2 WinCC组态软件特点133.3 WinCC 简单使用步骤143.3.1变量管理143.3.2画面生成143.3

9、.3报警记录设置143.3.4变量记录143.3.5报表组态143.3.6全局脚本的应用153.3.7用户管理器设置153.3.8交叉表索引153.4为PC Access创建变量153.5 将变量导入Win CC163.6 创建监控画面193.7编辑主监控画面203.7.1画工艺流程图203.7.2图形对象的动作连接20四、调试234.1仿真234.2计算机与S7-200CPU连接234.3接口的参数核实244.4建立与S7-200 CPU的在线联系244.5修改PLC的通讯参数254.6运行Win CC25结束语29附录32 第一章 引言一、 引言20世纪70年代末至80年代初，随着微处理器

10、、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到了几乎所有的工业领域。当前用于工业控制的计算机可分为几类，如基于PC总线的工业控制计算机、基于单片机的测控装置、用于模拟量闭环控制的可编程调节器、集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）、可编程控制器（PLC）等。可编程控制器是应用面最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，它已经成为当代工业自动化的主要支柱之一。1.1设计的目的和意义为了提高产品质量，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

11、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。采用基于PLC的控制系统来取

12、代原来由单片机、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进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需用到它，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统、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。本次设计是将PLC用于多种液体混合灌装设置的控制，对学习与实用是很好的结合。本设计的主要研究范围及要求达到的技术参数有(1)使液体搅拌器能

13、够实现安全、高效的搅拌；(2)满足搅拌器的各项技术要求；(3) 具体内容包括多种液体混合控制方案的设计、软硬件电路的设计、常见故障分析等等。本课题应解决的主要问题是如何使PLC在液体搅拌器中实现控制功能，在相关的研究文献报道中用PLC对液体搅拌器进行控制的研究尚不多见，以致人们难以根据它的具体情况，正确选用参数进行系统控制，也就难以满足提高质量和效率、降低成本的要求，本设计就是基于以上问题进行的一些探索。1.2 PLC的发展状况和发展趋势 1.2.1 PLC的发展状况1978 1983 年,PLC 进入成熟阶段。这个时期,微型计算机行业已出现了16 位CPU ,MCS251 系列单片机也由In

14、tel 公司推出,使PLC 也开始朝着大规模、高速度和高性能方向发展,PLC 的生产量在国际上每年以30 %的递增量迅速增长。在结构上,PLC除了采用微处理器及EPROM,EEPROM,CMCS RAM等LSI 电路外,还向多微处理器发展,使PLC 的功能和处理速度大大提高; PLC 的功能又增加了浮点运算、平方、三角函数、相关数、查表、列表、脉宽调制变换等,初步形成了分布式可编程控制器的网络系统,具有通讯功能和远程I/ O 处理能力,编程语言较规范和标准化。此外自诊断功能及容错技术发展迅速,使PLC 系统的可靠性得到了进一步提高。1984 年后,PLC 的规模更大,存储器的容量又提高了1 个

15、数量级(最高可达896 K) ,有的PLC 已采用了32 位微处理器,多台PLC 可与大系统一起连成整体的分布式控制系统,在软件方面有的已与通用计算机系统兼容。编程语言除了传统的梯形图、流程图语句表外,还有用于算术的BASIC 语言、用于机床控制的数控语言等。在人机接口方面,采用了现实信息等更多直观的CRT ,完全代替了原来的仪表盘,使用户的编程和操作更加方便灵活。PLC 的I/ O 模件一方面发展自带微处理器的智能I/ O 模件,另一方面也注意增大I/ O 点数,以适应控制范围的增大和在系统中使用A/ D ,D/ A 通讯及其他特殊功能模件的需要。同时,各PLC 生产厂家还注意提高I/ O的

16、密集度,生产高密度的I/ O 模件,以节省空间,降低系统的成本。据统计,在世界范围内,PLC 平均5 a更新换代1次1 。1.2.2 PLC 的发展趋势1) 技术发展迅速,产品更新换代快随着微电子技术、计算机技术和通讯技术的不断发展,PLC 的结构和功能不断改进,生产厂家不断推出功能更强的PLC 新产品,平均35 a 更新换代1 次。PLC 的发展有2 个重要趋势: 向体积更小、速度更快、功能更强、价格更低的微型化发展,以适应复杂单机、数控机床和工业机器人等领域的控制要求,实现机电一体化; 向大型化、复杂化、多功能、分散型、多层分布式工厂全自动网络化方向发展。例如:美国GE 公司推出的Gene

17、ttwo 工厂全自动化网络系统,不仅具有逻辑运算、计时、计数等功能,还具有数值运算、模拟量控制、监控、计算机接口、数据传递等功能,而且还能进行中断控制、智能控制、过程控制、远程控制等。该系统配置了GE/ BASIC 语言,向上能与上位计算机进行数据通讯,向下不仅能直接控制CNC数控机床、机器人,还可通过下级PLC 去控制执行机构。在操作台上如果配备该公司的FactoryMaster 数据采集和分析系统,Viewaster 彩色图像系统,则管理、控制整个工厂十分方便。 2) 开发各种智能模块,增强过程控制功能智能I/ O 模块是以微处理器为基础的功能部件。它们的CPU 与PLC 的主CPU 并行

18、工作,占用主机CPU的时间很少,有利于提高PLC 的扫描速度。智能模块主要有模拟量I/ O、PID 回路控制、通信控制、机械运动控制等,高速计数、中断输入、BASIC 和C 语言组件等。智能I/ O 的应用,使过程控制功能增强。某些PLC 的过程控制还具有自适应、参数自整定功能,使调试时间减少,控制精度提高。3) 与个人计算机相结合目前,个人计算机主要用作PLC 的编程器、操作站或人/ 机接口终端,其发展是使PLC 具备计算机的功能。大型PLC 采用功能很强的微处理器和大容量存贮器,将逻辑控制、模拟量控制、数学运算和通讯功能紧密结合在一起。这样,PLC 个人计算机、工业控制计算机、集散控制系统

19、在功能和应用方面相互渗透,使控制系统的性能价格比不断提高。4) 通讯联网功能不断增强PLC 的通讯联网功能使PLC 与PLC 之间,PLC 与计算机之间交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。5) 发展新的编程语言,增加容错功能改善和发展新的编程语言、高性能的外部设备和图形监控技术构成的人/ 机对话技术,除梯形图、流程图、专用语言指令外,还增加了BASIC 语言的编程功能和容错功能。如:双机热备、自动切换I/ O、双机表决(当输入状态与PLC 逻辑状态比较出错时,自动断开该输出) 、I/ O 三重决(对I/ O 状态进行软硬件表决,取2 台相同的) 等,以满足极高可靠性要求2。6) 不

20、断规范化、标准化PLC 厂家在对硬件与编程工具不断升级的同时,日益向制造自动化协议(MAP) 靠拢,并使PLC 的基本部件(如输入输出模_块、接线端子、通讯协议、编程语言和编程工具等) 的技术规范化、标准化,使不同产品互相兼容、易于组网,以真正方便用户,实现工厂生产的自动化。1.3 PLC的工作原理和组成1.3.1 PLC的工作原理PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式1每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。2输入刷新过程。当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。3一个扫描周期分为输入采样，

21、程序执行，输出刷新。4元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。5扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数6由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟。1.3.2 PLC的组成PLC的一般结构主要有6个部分组成，包括CPU(中央处理器)、存储器、输入/输出接口电路、电源、外设接口、I/O扩展接口。（1）中央处理单元（CPU）与通用计算机中的CPU一样。PLC中的CPU也是整个系统的核心部件，主要有运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成，此外还有外围芯片、总线接口及

22、有关电路。CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量等。（2）存储器存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。PLC常用的存储器类型有RAM、EPROM、 EEPROM等。（3）I/O模块输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块与外界联系而实现的。输入模块和输出模块是PLC与现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC与外部设备之间传递信息的作用。通常I/O模块上还有状态显示和I/O接线端子排，以便于连接和监视。（4）电源模块输入、输出接口电路是PLC与现

23、场I/O设备相连接的部件。它的作用是将输入信号转换为PLC能够接收和处理的信号，将CPU送来的弱电信号转换为外部设备所需要的强电信号。35 第二章 液体混合的控制系统设计二、液体混合的控制系统设计2.1硬件电路设计从图2-1中可知设计的液体混合装置主要完成二种液体的自动混合搅拌，此装置需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面淹没该点时为ON。Y1、Y2、Y3为电磁阀，M为搅拌电机。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。图2-1 液体混合搅拌器（1）初始状态容器是空的，各个阀门Yl、Y2、Y3均为OFF，液位传感器L1、L2、L3均

24、为OFF，电动机M为OFF。（2）启动操作按下启动按扭，开始下列操作:1) Y1 =ON，液体A注人容器。当液面达到L2时，L2=ON，使Y1 =OFF，Y2=ON，即关闭Y1阀门，打开液体B的阀门Y2。2) 液面达到L1时，Y2=OFF，M=ON，即关闭阀门Y2，搅拌机M启动，开始搅拌。3) 经4s钟搅匀后，M=OFF，停止搅动。Y3=ON，开始释放液体。4) 液面低于L3时，L3从ON到OFF,再经过2s，停止放入液体，使Y3=OFF，开始下一周期。（3）停止操作按下停止键，无论处于什么状态均停止。2.2 PLC的选择采用西门子公司的S7-200系列整体式PLC实现液体搅拌的自动控制。CP

25、U模块采用CPU224（AC/DC/继电器）模块，该模块采用交流220V供电。根据对液体搅拌器的控制系统的分析，这个控制系统的输入有启动按钮，停止按钮，水位开关（高水位，中水位，低水位）等5个输入点，输出有进水电磁阀，排水电磁阀，搅拌电机等4个输出点。因此CPU224自带的14个数字量输入点和10个数字量输出点完全能满足液体搅拌的控制系统的要求，所以不需要另外的电源模块，数字量输入和输出模块3。2.3 PLC输人、输出口分配I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址和输出端子对应的输出地址如表1所示。表1 液体混合装置输入/输出地址分配输入地址 对应的外部设备 输出地址 对应的

26、外部设备I0.0 启动按钮 Q0.1 进水电磁阀Y1I0.1 L1液位传感器 Q0.2 进水电磁阀Y2I0.2 L2液位传感器 Q0.3 出水电磁阀Y3I0.3 L3液位传感器 Q0.4 搅拌电机I0.4 停止按钮2.4 液体混合装置输人/输出接线输人/输出接线图如图2-2（1）两种液体的进人当PLC接通电源后，按下启动按钮SB后，触点I0.0接通，使该路只接通一扫描周期，通过保持指令KP使Y1输出继电器线圈得电并保持，分别与之相接的Y1电磁阀带电接通，流进液体。（2）第二种液体的进人当液体达到L2液位传感器的位置时，I0.2输人继电器接通使Y1关闭，同时Y2电磁阀得电接通，第2种液体流进液罐

27、。图2-2 液体混合装置输人/输出接线图（3）搅拌机工作当液位到达L1液位传感器的位置时，该传感器检测到该信息，使I0.1输人继电器线圈得电，在梯形图中它的I0.1常开触点接通，通过KP指令复位端，使输出继电器Y2关闭，与之相连的砚电磁阀关闭，使代表搅拌机Y4的输出继电器接通。（4）混合液体开始排出经过4S，Y3电磁阀打开，排出搅拌均匀后的混合液体。当液位低于L3液位传感器的位置时，L3液位传感器由通到断，并接通定时器TMY1定时，大约2s时间。（5）重复液体混合过程2s后Y3电磁阀闭合，重复液体混合的过程。2.5电气接线额定电压为220V，额定频率为50Hz，采用三角形接法，所以硬件接线如图

28、2-3。 图2-3 电气接线2.6 软件程序设计图2-4 程序截图如图2-4所示，此段程序是整个程序的核心，它主要是一个顺序控制，在M10.1变成1时，移位寄存器（SHRB）会移出一个1，使M10.1变为1，我们可以控制M20.0的导通，当M20.0 导通时，移位寄存器又会移出一个1，依次类推将程序进行下去。程序框图如图5启动Y1开，进液体A到L2, Y1关、Y2开 进液体B 到L1,Y2关、Y4开，即开始搅拌接通定时器4s后，Y3开到L3时，接通定时器2S后Y3关按止按钮结束图5 程序框图 第3章 组态软件WinCC在液体混合中的应用三、组态软件WinCC在液体混合中的应用3.1 WinCC

29、组态软件简介WinCC是在生产和过程自动化中解决可视化和控制任务的工艺技术中性系统。具有控制自动化过程的强大功能，是基于个人计算机的操作监视系统，它很容易结合标准的和用户的程序建立人机界面精确的满足生产实际要求。西门子公司的WinCC是Windows Control Conter(视窗控制中心)的简称。 它集成了SCADA、组态、脚本(Script)语言和OPC等先进技术，为用户提供了Windows操作系统(Windows 2000或XP)环境下使用各种通用软件的功能。WinCC继承了西门子公司的全集成自动化(TIA)产品的技术先进和无缝集成的特点。WinCC运行于个人计算机环境，可以与多种自

30、动化设备及控制软件集成，具有丰富的设置项目、可视窗口和菜单选项，使用方式灵活，功能齐全。用户在其友好的界面下进行组态、编程和数据管理，可形成所需的操作画面、监视画面、控制画面、报警画面、实时趋势曲线、历史趋势曲线和打印报表等。它为操作者提供了图文并茂、形象直观的操作环境，不仅缩短了软件设计周期，而且提高了工作效率。WinCC的另一个特点在于其整体开放性，它可以方便地与各种软件和用户程序组合在一起，建立友好的人机界面，满足实际需要。用户也可将WinCC作为系统扩展的基础，通过开放式接口，开发其自身需要的应用系统。WinCC因其具有独特的设计思想而具有广阔的应用前景。借助于模块化的设计，能以灵活的

31、方式对其加以扩展。它不仅能用于单用户系统，而且能构成多用户系统，甚至包括多个服务器和客户机在内的分布式系统。WinCC集生产过程和自动化于一体，实现了相互间的集成。海纳百川，有容乃大。HMI/SCADA软件系统的发展史，就是近30年来气势恢弘的工业自动化系统、软件工业及IT技术发展史的缩影。无论是平台的变迁，还是技术的更迭，现代HMI/SCADA系统都折射出同时代工业自动化系统和软件工业的最先进技术。从工业自动化系统的发展来看，PLC技术、总线和通讯技术、诊断技术等，早已成为HMI/SCADA软件的核心技术；从软件工业和IT技术的发展来看，客户机/服务器系统、受客户机、Web技术、组件技术、数

32、据库技术、软件冗余技术乃至方兴未艾的XML和.NET技术等，都已深深地渗透到HMI/SCADA软件开发、工程实施及运行的各个阶段。西门子公司的HMI/SCADA软件系统WinCC，正是这样的系统。 它帮助我们站在了自动化技术与软件和IT技术融合的峰顶浪尖上，让我们同时享受到二者的无限风光。3.2 WinCC组态软件特点WinCC不是孤立的软件系统，它时刻与以下系统集成在一起： 与自动化系统的无缝集成。西门子公司的PLC产品，经历了从早期致力于提高运行速度，到增强系统通信和联网能力，再到融合了运动控制技术等诸多技术的T系列产品以及故障安全型的F系统的发展阶段。在这样的背景下，Wincc与相应的硬

33、件系统紧密结合，通过统一的组态和编程、统一的数据管理及统一的通讯，极大地降低了用户软硬件组态的工程量，实现了整个产品范围内的高度集成4 。 与自动化网络系统的集成。从现场总线PROFIBUS到工业以太网，再到PROFINET技术和基于组件的自动化技术CBA(Component-Based Automation)，以及无线通讯解决方案，由于WinCC内置了基于S5/S7协议的通讯系统，并提供了大量面向这些系统和技术的组件，从而为WinCC和这些系统的最优化通讯和良好的互操作性提供了保证。至于在WinCC平台上实现基于PROFIBUS的诊断功能，以及基于以太网的网络管理功能等，更是锦上添花之笔。

34、与MES系统的集成。制造执行系统MES(Manufacturing Execution Systems)，作为连接企业生产系统和管理系统的桥梁，包含了生产订单管理、原材料管理、生产运营记录、设备管理、工厂信息管理、生产规范管理系统和实验室信息管理等系统，代表着现代化智能工厂发展的最新潮流。来自西门子公司的MES系统SIMATIC IT正是代表这一潮流的优秀系统。通过适当的适配系统，WinCC可以轻松地集成在该系统下。换言之，实施了基于WinCC的HMI/SCADA系统，就为实施MES系统打下了坚实的基础。 与相应的软硬件系统一起，实现系统级的诊断功能。诊断功能包括产品和系统的层次，贯穿于工程实

35、施阶段、调试阶段和运行阶段。 WinCC不仅是可以独立使用的HMI/SCADA系统，而且是西门子公司众多软件系统的重要组件。3.3 WinCC 简单使用步骤3.3.1变量管理首先确定通讯方式安装驱动程序，然后定义内部变量和外部变量；外部变量受所买的WinCC软件授权限制的最大授权64K字节，内部变量没有限制。3.3.2画面生成进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序；也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面；还可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上5 。3.3.3报警记录设置 报警记录提供了显示和操作选项来获取和归档结果。可以任意地选择

36、消息块、消息级别、消息类型、消息显示以及报表。为了在运行中显示消息，可以使用包含在图形编辑器中的对象库中的报警控件。3.3.4变量记录变量记录是用来从运行过程中采集数据并准备将它们显示和归档。3.3.5报表组态报表组态是通过报表编辑器来实现的，为消息、操作、归档内容和当前或已归档的数据定时器或事件控制文档的集成的报表系统，可以自由选择用户报表的形式。3.3.6全局脚本的应用全局脚本就是C语言函数和动作的通称，根据不同的类型脚本被用于给对象组态动作并通过系统内部C语言编译器来处理。全局脚本动作用于过程执行的运行中。一个触发可以开始这些动作的执行。3.3.7用户管理器设置用户管理器用于分配和控制用

37、户的单个组态和运行系统编辑器的访问权限，建立一个用户，就设置了WinCC功能的访问权利并独立的分配给此用户。至多可分配999个不同的授权。3.3.8交叉表索引交叉索引用于为对象寻找和显示所有使用处，例如变量、画面和函数等。使用“链接”功能。3.4为PC Access创建变量双击PC Access打开程序，对创建的PLC右键，在弹出的对话框选新（N） 项目，在项目属性中定义名称以及地址。 如图3-1所示。 图3-1 PC Access3.5 将变量导入Win CC首先在Win CC 中添加OPC驱动，对变量管理右键，选择“添加新的驱动程序”如图3-2所示。图3-2在驱动程序选中对话框中选择OPC

38、.chn，如图3-3所示。图3-3对OPC驱动程序右键，选择系统参数，如图3-4所示。图3-4在OPC条目管理的中，选择“S7-200.OPCServer”,如图3-5所示。图3-5点击“浏览服务器”，然后点击“下一步”，就可以在以下目录中看到在PC Access中的项目变量，选中条目，单击“条目”，此时系统会提示建立一个连接，点击“YES”，输入新的连接名称，确定，如图3-6图3-6点击完成，此时可以在OPC驱动器的目录下看到导入的条目。如图3-7：图3-73.6 创建监控画面浏览窗口的快捷菜单，右击WinCC项目管理器的图形编辑器，将弹出快捷菜单。它包含以下菜单项： （1）“打开”打开图形

39、编辑器，并新建一个画面。 （2）“新建画面”新建一个画面，但不打开图形编辑器。进入图形编辑器，图形编辑器是一种用于创建过程画面的面向矢量的作图程序；也可以使用包含在对象和样式库中的众多的图形对象来创建复杂的过程画面；还可以通过动作编程将动态添加到单个图形对象上。创建此画面的目的是可以快速找到想打开的已编辑的图形，免除了一个个打开图形寻找，节省了时间。有了这个画面，我们只需选择WinCC项目管理器的图形编辑器，在它的右边数据窗口显示该项目下的所有画面名称，右击你想打开的画面，弹出的快捷菜单包含的菜单项有：“打开画面”、“重命名画面”、“删除画面”、“定义画面为启动画面”和“属性”。3.7编辑主监

40、控画面3.7.1画工艺流程图运行系统位于“文件”菜单下，在图形编辑器中激活运行系统时，在运行系统中也将使图形编辑器的当前画面打开；在此画面中利用所提供的工具、控件等画要求的工艺流程图。在图形编辑器中，画面由32个可放置对象的图层组成，对象总是添加到激活的图层中，但是可以快速移动到其他图层上；对象的图层分配可以使用“对象属性”窗口中的“图层”属性来改变6 。WinCC的对象包括标准对象、智能对象和Windows对象，它们位于对象选项板上；通过这些对象来组织所需要的器件，至此，整个工艺流程图建立完成。如图3-8所示。图3-83.7.2图形对象的动作连接通过图形编辑器，可链接属于图形对象的带有属性的

41、动作。使用的函数带有返回值，控制与其链接的对象属性。在定义动作并将其链接到对象之前，进行下列准备工作：1 使用WinCC控制中心打开已组态的画面。可使用动态向导，它将支持定义自己的动作。如果希望自定义动作，需要下列步骤：2 为期望的对象打开“对象属性”框。3 如果希望使对象的属性动态化，选择“属性”。4 如果希望用一个动作对与所选择的对象连接的事件作出反映，选择“事件”。（1）对象属性动态化对Y1 电磁阀进行属性设置，需要进行一下几个步骤：1 单击左键选中Y1电磁阀后点击右键，在“对象属性”框内选择“属性”栏。2 对于椭圆，选择闪烁和激活背景。3 在“激活背景”行内“动态”列中的白色灯泡上单击

42、鼠标右键，选择“使用动态对话框”。打开“动态值范围”对话框。4 在数据类型列选择“布尔量”在“”表达式/格式结果列表内可在“是/真”的属性改为闪红色。“否/假”的属性改为绿色。如图3-9所示。图3-9（2）对象事件动态化对按钮“开始”进行事件设置，需要进行一下几个步骤：1.单击左键选中“开始”按钮后点击右键，在“对象属性”框内选择“事件”栏。2.对于鼠标，选择“按左键”。3.在 “动态”列中的白色箭头上单击鼠标右键，选择“使用C动作”。打开“编辑动作”对话框。4.在”标准函数”内双击选择“SetTagBit”，打开对话框，为此函数分配参数，选择“液体启动”，并在后面加上数字1。5.单击“确定”

43、按钮，如图3-10所示。图3-10 依次类推，所有的对象均可以进行动态化处理。 第4章 调试四、调试4.1仿真 将程序导入仿真软件，我们按照设计要求进行模拟实验，这样我们就可以通过仿真软件知道我们的程序是否正确。如图4-1所示。图4-14.2计算机与S7-200CPU连接按照下面的步骤在几个部件之间建立通讯：1. 设置PC/PPI电缆上的DIP开关，选择计算机所支持的波特率。如果PC/PPI电缆支持这些选项，也要选择11位和DCE。2. 把PC/PPI电缆的RS-232段（标着PC）连接点计算机的通讯口，是COM1或者COM2，并拧紧连接螺丝。3. 把PC/PPI电缆的RS-485端（标着PP

44、I）连接到CPU的通讯口，并拧紧连接螺丝。4.3接口的参数核实按照下面的步骤可以为你的接口核实缺省的参数：1 在STEP 7-Micro/WIN 32下，单击通讯图标，后从菜单中选择ViewCommunications，于是出现一个通讯设定对话框。2 在通讯设定对话框中，双击PC/PPI电缆的图标。将出现设定PG/PC接口的对话框见图3-11图4-23 选择“属性”钮将出现接口属性的对话框，检查有关属性，确保正确。通讯速率缺省值为9600波特。4.4建立与S7-200 CPU的在线联系当计算机已经安装STEP7-WIN 32软件，并且用PC/PPI电缆建立通讯，就可以与S7-200 CPU建立

45、在线联系。下面的步骤建立S7-200 CPU的联机：1.在STEP 7Micro/WIN32下，单击通讯图标，或从菜单中选择ViewCommunications将出现一个通讯建立对话框，显示没有连接CPU。2.双击通讯建立对话框中的刷新图标。STEP 7-Micro/WIN32 检查所连接的任何S7-200 CPU（站）。在通讯连接对话框中所连接的每个站显示为一个CPU图标。如图3-12所示3双击要进行通讯的站，在建立通讯对话框中可以看到所选站的通讯参数。4现在可以建立与S7-200 CPU的在线联系。图4-34.5修改PLC的通讯参数一旦和S7 -200 CPU建立在线连接，就可以核实或修改

46、PLC的通讯参数。按照下面的步骤修改通讯参数：1 单击导引条中的系统块图标，或从主菜单中选择ViewSystemBlock。2 出现系统块对话框。单击Port（s）项，。根据缺省，站地址是2，波特率是9.6波特。3 选择“OK”保持这些参数。如果要修改参数，先进性有关的修改，然后单击“Apply”钮，然后再单击“OK”。4 单击工具条中的下装图标，把修改后的装入到PLC。4.6运行Win CC运行Win CC项目，如图3-13。图4-4按下起动按钮，电磁阀Y1闭合，开始注入液体A,，如图3-14。图4-5 当液体到L2高度时，停止注入液体A，同时电磁阀Y2闭合，Y1断开，注入液体B。如图3-1

47、5所示。 图4-6 当液面到达L1高度时，停止注入液体B，开启搅拌机M，搅拌4s，停止搅拌。如图3-16 所示。图4-7 Y3为ON，开始放出液体至液体高度为L3，再经2s停止放出液体。如图3-17 所示。图4-8 液体A注入。开始循环。按停止按扭，所有操作都停止，须重新启动。结束语结束语实践证明，本设计所采用德国西门子公司生产的S7-200型可编程控制器的硬件配置和程序设计是完全可行的，在实际控制中，由于PLC产品自身具有可靠性高、灵活性强、对工作环境无要求和抗干扰性能好等诸多优点,使之完全可以将操作人员从恶劣的现场环境中解放出来,因而深受用户欢迎。同时采用PLC控制液体混合装置，还能容易地

48、随时修改可编程控制器程序，以改变液体混合装置的工作时间和工作状况，满足不同液体混合的需要。该控制系统可用较少的资金投入,达到很高的控制精度。本设计已通过模拟仿真检验,有很好的推广价值。任何设计的控制系统都是要经过实践和时间的考验方能不断的完善。就如同我们做毕业设计，这毕业设计是对我们所学知识的考验，也是对我们对知识综合运用能力的考验。更是对我们做一件事情态度考研。经过设计我们应该学会认真、专心、更有毅力的做一件事情，这样我们在以后的工作和生活中才能经得起实践和时间的考验，我们才能走得更远！ 参考文献参 考 文 献1魏志清. 可编程控制器应用技术M . 北京电子工业出版社,1995.2 杨晖,

49、张凤言. 大规模可编程逻辑器件与数字系统设计M .北京航空航天大学出版社, 20013 张扬 蔡春伟 孙明健，S7-200PLC原理与应用系统设计，北京机械工业出版社，20074 万太富、唐仙咏.可编程控制器及应用M 重庆大学出版社.19945 卢健华. 使用WinCC实现监控J 武汉科技大学学报，2000.3 6实晓明. 深入浅出西门子 WinCC V6 M 北京航空航天大学出版社，2004.5附录语句表1LD I0.0 17I0.2 2AN Q0.1 18 OLD 3AN Q0.2 19 LD M10.2 4ANQ0.3 20 A I0.1 5ANQ0.4 21 OLD 6LDM0.1 2

50、2 LD M10.3 7CTUC1，+1 23 A T37 8LDQ0.3 24 OLD 9EU 25 LD M10.4 10= M0.1 26 A I0.3 11LDC1 27 OLD 12OM10.6 28 LD M10.5 13EU 29 A T38 14=M10.0 30 OLD 15LD M10.0 31 SHRB M10.0，M10.1，+6 16LD M10.132 LD M10.133 = Q0.134 LD M10.2 35 = Q0.236 LD M10.337 = Q0.438 TON T37，+40 39 LD M10.4 40 O M10.546 R C1，142 L

51、D M10.5 43 TON T38，+2045 R M10.0，744 LDN I0.4 41 = Q0.3梯形图内部资料请勿外传9JWKffwvG#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#Q

52、cUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmUE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu