液体混合自动控制系统毕业设计

错误！未找到引用源。毕业论文论文题目液体混合自动控制系统系（部）电气与信息工程系学科专业电气自动化班级姓名学号指导教师二0一四年四月二十日新疆工程学院毕业论文任务书学生姓名专业班级论文题目液体混合自动控制系统论文题目接受任务日期2014年3月3日完成任务日期2014年4月22日指导教师指导教师单位新疆工程学院熟悉液体混合自动控制系统。绘制液体混合自动控制系统的电气原理图、控制系统的PLCIO接线图和梯形图。根据用户要求设计系统的画面。填写比较完善的程序，进行软件的模拟仿真。布置设计任务，深入了解设计内容，阅读参考资料。1>.第一周：熟悉组态王软件及液体混合自动控制系统。2>.第二周：根据控制工艺编写程序。3>・第三周，第四周制作数据报表、绘制运行曲线。4>.第五周设置用户权限管理及工程安全管理，编辑用户菜单。5〉第六周调试程序，编写设计说明书。6>.第七周：修改，打印说明书，画正式图纸。总结，准备毕业答辩，完成答辩。

参考资料（1）北京昆仑通态自动化软件科技有限公司MCGS工控组态软件用户指南。2003.5（2）马西秦，自动检测技术，北京：机械工业出版社。2008.9（3）丁炜，过程控制仪表及装置，北京：电子工业出版社。2011.3

学生姓名专业班级论文题目液体混合自动控制系统考核项目考核内容满分评分—、指导教师评分1、工作态度与纪律102、基本理论、基本知识、基本技能和外文水平103、独立工作能力、分析和解决问题能力104、完成任务的情况与水平（论文质量）10指导教师签字：年—月—日二、评阅教师评分1、论文质量（正确性、条理性、创造性和实用性）152、成果技术水平（理论分析、计算、实验和实物性能）15评阅教师签字：年—月—日三、答辩小组评分1、完成任务书所规定的内容和要求52、论文的质量53、课题论文内容的讲述104、回答问题的正确性10答辩组长签字：年_月—日四、答辩小组成绩评定：负责人签字：年—月—日五、答辩委员会意见：答辩委员会主任签字：年—月_日TOC\o"1-5"\h\z摘要1Abstract1\o"CurrentDocument"第一章前言2\o"CurrentDocument"第二章组态王软件的介绍3\o"CurrentDocument"2.1组态王简介3\o"CurrentDocument"2.2组态王的安装4\o"CurrentDocument"2.3组态王的基本使用方法5\o"CurrentDocument"第三章液体混合系统的硬件设计6\o"CurrentDocument"3.1硬件选型6\o"CurrentDocument"PLC机型选择6\o"CurrentDocument"PLC容量选择7\o"CurrentDocument"IO模块的选择83.1.4电源模块的选择9PLCIO点分配103.2.1分析原理10\o"CurrentDocument"3.2.2PLC的IO接线图11\o"CurrentDocument"3.3主电路的设计113.4液体混合控制系统示意12\o"CurrentDocument"3.5设备选型133.5.1液位传感器13\o"CurrentDocument"第四章系统组态监控15\o"CurrentDocument"4.1画面组态154.1.1建立工程15

164.1.2设计画面16TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"4.2组态王与PLC建立通讯18\o"CurrentDocument"4.3组态王中变量的定义22\o"CurrentDocument"4.4变量的连接244.5实时趋势曲线和报警244.5实时趋势曲线和报警24\o"CurrentDocument"4.6系统画面的监控27\o"CurrentDocument"第五章系统整体设计30\o"CurrentDocument"5.1液体混合装置具体控制要求30PLCIO分配31PLC编程31\o"CurrentDocument"总结36\o"CurrentDocument"致谢37\o"CurrentDocument"参考文献37基于组态王的液体混合监控系统设计，以PLC控制两种液体的混合控制，其要求是将两种液体按一定比例混合，在电动机搅拌后要达到一定的温度才能将混合的液体输出容器。并形成循环状态，在按停止按扭后依然要完成本次混合才能结束。利用组态王，对其整个过程进行监控。当在不知道所写程序是否真确的情况下，直接将程序下载到PLC进行试运行，对于工业工厂来说，PLC的控制对象是实物，难维护，试运行是不现实的，于是，我们就需要一个虚拟的PLC来运行这个程序。PLC可以模拟现场的PLC为组态王提供数据。再通过组态王的监控，观察所做项目是否可行。应用组态软件在计算机屏幕上全真模拟PLC的控制对象可以弥补上述不足，它还能以动画形式演示PLC控制对象的工作过程，具有成本低、免维护、灵活多样、形象直观等优点。北京亚控公司推出的“组态王”软件，具有可靠性高、通信快速、功能强大、界面友好和开发简洁等优点，可用来开发实验室仿真PLC控制对象，可利用有限的设备验证多样化的程序，增强PLC的使用效果。本项目即使用PLC200和组态王通信。关键词：混合；PLC；组态王；监控。AbstractBasedonkingviewliquidmixingdevicedesignedtoPLCcontroltwoliquidsmixedcontrol,therequirementistwokindsofliquidmixingproportionaltostirinmotor,reachesacertaintemperaturecanbemixedliquidoutputcontainers.And,inaccordancewithstateformationcyclestopbuttontocompletethemixedstillcanend.Usekingviewtothewholeprocess,monitor.Whendidnotknowwhethertowriteprogramsthatthetruesituation,directdownloadtoPLCfortestforindustrialfactory,PLCcontrolobjectisreal,maintenance,operationisnotreality,then,we'llneedavirtualPLCtorunthisprogram.SimulationPLCcansimulatethePLCforkingviewprovidesdata.Throughthekingviewmonitoring,excellentprojectisfeasible.ApplicationconfigurationsoftwareincomputerscreenofPLCcontrolobjectquanzhensimulationcouldmakeupforthedeficienciesinanimation,itcanformthePLCcontrolobjectdemonstrationworkprocess,withlowcost,maintenance,flexible,intuitive,etc.Beijingandthelaunchofthe"kingview"software,rapid,powerful,friendlyinterface,anddevelopmentadvantages,suchassimplelaboratorysimulationusedtodevelopPLCcontrolobject,uselimitedequipmentvalidationprocedures,enhancethediversificationoftheuseofPLC.ThisprojectisusingsimulationPLCandconfiguration,assumingthewholeletterincomputersimulationofPLCconnectionCOM1mouth.Keywords:mix；PLC；Kingview；Monitor.第一章前言为了提高产品质量，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，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多是易燃易爆、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。所有为了帮助相关行业，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。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商通用汽车公司（GM）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，生产一种新型的工业通用控制器，使人们不必花费大量的精力进行计算机编程，也能像继电器那样方便的使用。这个方案首先得到了美国数字设备（DEC）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，命名为可编程逻辑控制器，简称？1。，并在GM公司的汽车自动装配线上实验获得了成功。PLC一经出现，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，使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，具有良好的课移植性和可维护性。第二章组态王软件的介绍2.1组态王简介"组态王”是运行于MicrosoftWindows98NT及以上中文平台的全中文界面的组套软件，采用了多线程、COM组件等新技术，实现了实时多任务、软件运行可靠。组态王具有一个集成开发环境：组态王工程浏览器，在工程浏览器中，你可以查看工程的各个组成部分，也可以完成构造数据库、定义外部设备等工作。画面的开发和运行有工程浏览器调用画面制作系统TOUCHMAK和画面运行系统TOUCHVEW来完成的。TOUCHMAK是应用程序的开发环境。您需要在这个环境中完成设计画面，动画连接等工作。TOUCHMAK具有先进完善的图形生成功能：数据库中有多种数据类型，能合理地抽象控制对象的特性；对变量报警，趋势曲线，过程记录，安全防范等重要功能都有简单的操作办法。TOUCHVEW是“组态王”软件的实时运行环境，在TOUCHMAK中建立的图形画面只有在TOUCHVEW中才能运行。TOUCHVEW从工业控制对象中采集数据，并记录在实时数据库中。它还负责把数据的变化用动画的方式形象地表示出来，同时完成变量报警，操作记录，趋势曲线等监视功能，并生成历史数据文件。组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。在工业控制领域，随着自动化程度的迅速提高，用户对控制系统的过程监控要求越来越高，人机界面的出现正好满足了用户这一需求。人机界面可以对控制系统进行全面监控，包括过程检测、报警提示、数据记录等功能。基于组态王设计的系统具有界面友好、易于操作、运行可靠、便于升级等特点，从而使控制系统变得操作人性化、过程可视化，在自动控制领域的作用日益显著。2.2组态王的安装“组态王”软件存于一张光盘上。光盘上的安装程序Install.exe程序会自动运行，启动组态王安装过程向导。“组态王”的安装步骤如下：第一步：启动计算机系统。第二步：在光盘驱动器中插入“组态王”软件的安装盘，系统自动启动Install.exe安装程序。（用户也可通过光盘中的Install.exe启动安装程序）该安装界面左面有一列按钮，将鼠标移动到按钮各个位置上时，会在右边图片位置上显示各按钮中安装内容提示。如上图所示。左边各个按钮作用分别为：“安装阅读”按钮：安装前阅读，用户可以获取到关于版本更新信息、授权信息、服务和支持信息等。“安装组态王程序”按钮：安装组态王程序。“安装组态王驱动程序”按钮：安装组态王IO程序。“安装加密锁驱动程序”按钮：安装授权加密锁驱动程序。“退出”按钮：退出Install.exe程序。第三步：开始安装。点击“安装组态王程序”按钮，将自动安装“组态王”软件到用户的硬盘目录，并建立应用程序组。第四步:继续安装。请单击“下一个”按钮，弹出“软件许可证协议”对话框。该对话框的内容为“北京亚控科技发展有限公司”与“组态王”软件用户之间的法律约定，请用户认真阅读。如果用户同意“协议”中的条款，单击“是”继续安装；如果不同意，单击“否”退出安装。单击“后退”，返回上一个对话框。单击“是”，弹出“用户信息”对话框，请输入“姓名”和“公司名称”。单击“后退”返回上一个对话框；单击“取消”退出安装程序；单击“下一个”弹出“确认用户信息”对话框。如果对话框中的用户注册错误的话，单击“否”返回“用户信息”对话框。如果正确，单击“是，，，进入程序安装阶段。第四步：选择组态王软件安装路径。确认用户注册信息后，弹出“选择目标位置”对话框，选择程序的安装路径。由对话框确认"组态王”软件的安装目录。默认目录为c:\ProgramFiles\KingView，若希望安装到其它目录，请单击“浏览”按钮，弹出选择文件夹的对话框，选择你所想的文件夹安装。第五步：选择安装类型。单击“下一个”按钮。出现如下图所示对话框，此对话框确定安装方式。选择“典型安装”。点击“下一步”开始安装组态王。第六步：安装完毕。待安装完毕，重启计算机，就可以使用组态王了。2.3组态王的基本使用方法使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：图形界面的设计新建画面。在工程浏览器中左侧的树形视图中选择“画面”，在右侧视图中双击“新建”。工程浏览器将运行组态王开发环境TOUCHMAK，弹出如下对话框。在“新画面”对话框中设置如下图，在对话框中单击“确定”。使用图形工具箱。绘制图素的主要工具放置在图形编辑器工具箱内。当画面打开时，工具箱自动显示，如果工具箱没有出现，选择菜单“工具工具箱”或按F10键打开它。定义外部设备和构造数据库组态王把那些需要与之交换数据的设备，或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机(PLC、仪表、板卡等)，它们一般通过串行口和上位机交流数据。只有在定义了外部设备后，组态王才能通过IO变量和它们交换数据。为了方便设计者定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，一步步引导你完成设备的连接。数据库是组态王最核心的部分。在TOUCHVEW运行时，工业现场的生产状况熬以动画的形式反映在屏幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是要以实时数据库为中介环节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。定义变量对于我们将要设计的项目，需要从下位机采集数据，需要在数据库中定义这若干个变量。因为这些数据是通过驱动程序采集到的，所三个变量的类型都是IO实型变量。在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话框，设置完成后，单击“确定”。（4）建立动画连接在画面上双击图形对象，弹出“动画连接”对话框。单击“填充”等按钮，弹出“填充连接”等对话框，注意填充方向和填充色的选择。单击“确定”。单击“动画连接”对话框的“确定”。（5）运行和调试在主监控画面，点击左上角文件按钮，在下拉菜单中选择“切换到view”，进入监控画面。画面将显示从下位机采集到的数据。第三章液体混合系统的硬件设计3.1硬件选型3.1.1PLC机型选择机型选择的基本原则是在满足控制功能要求的前提下，保证系统工作可靠、维护使用方便及最佳的性能价格比。具体应考虑的因素如下所述。.结构合理对于工艺过程比较固定、环境条件较好、维修量较小的场合，选用整体式结构的PLC；否则，选用模块式结构的PLC，物料混合控制系统的设计选用整体式结构的PLC能够达到要求。.功能强、弱适当对于开关量控制的工程项目，若控制速度要求不高，一般选用低档的PLC，西门子公司的S7-200系列机或欧姆龙公司的COM1。.机型统一PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的IO和CPU放在一块印刷电路板上，并封装在一个壳体内，省去了插接环节，因此体积小、价格便宜。但由于整体式结构的PLC功能有限，只适用于控制要求比较简单的系统。一般大型的控制系统都使用模块式结构，这样功能易扩展，比整体式灵活。一个大型企业选用PLC时，尽量要做到机型统一。由于同一机型的PLC,其模块可互为备用，以便备件的采购和管理；另外，功能及编程方法统一，有利于技术人员的培训；其外部设备通用也有利于资源共享。若配备了上位计算机，可把各独立系统的多台PLC联成一个多级分布式控制相互通信，集中协调管理。物料混合控制系统控制要求比较简单选择整体式结构的PLC。是否在线编程PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需用编程器重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。PLC的编程分为离线编程和在线编程两种。离线编程的PLC,其主机和编程器共用物料混合控制系统采用离线编程。PLC的环境适应性由于PLC是直接用于工业控制的工业控制器，生产厂家都把它设计成能在恶劣的环境条件下可靠地工作。尽管如此，每种PLC都有自己的环境技术条件，用户在选用时，特别是在设计控制系统时，对环境条件要进行充分的考虑。一般PLC及其外部电路（IO模块、辅助电源等）都能在下列环境条件下可靠工作：温度：工作温度0〜55°C，最高为60°C储存温度：-40C〜+85C湿度：相对湿度5%〜95%（无凝结霜）振动和冲击：满足国际电工委员会标准电源：交流200V，允许变化范围为-15%〜+15%，频率为47〜53Hz瞬间停电保持10ms环境：周围空气不能混有可燃性、爆炸性和腐蚀性气体对于需要应用在特殊环境下的PLC，要根据具体的情况进行合理的选择。3.1.2PLC容量选择PLC容量包括两个方面：一是IO的点数；二是用户存储器的容量（字数）。PLC容量的选择除满足控制要求外，还应留有适当的裕量，以做备用。根据经验，在选择存储容量时，一般按实际需要的10%〜25%考虑裕量。对于开关量控制系统，存储器字数为开关量IO乘以8；对于有模拟量控制功能的PLC，所需存储器字数为模拟内存单元数乘以100。通常，一条逻辑指令占用存储器一个字。计时、计数、移位及算术运算、数据传输等指令占用存储器两个字。各种指令占存储器的字数可查阅PLC产品使用手册。IO点数也应留有适当裕量。由于目前IO点数较多的PLC价格也较高，若备用的IO点的数量太多，将使成本增加。根据被控对象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后的调整和扩充，通常IO点数按实际需要的10%〜15%考虑备用量。3.1.3IO模块的选择PLC是一种工业控制系统，它的控制对象是工业生产设备或工业生产过程，它的工作环境是工业生产现场。它与工业生产过程的联系是通过通过IO接口模块可以检测被控生产过程的各种参数，并以这些现场数据作为控制器对被控制对象进行控制的依据。同时控制器又通过IO接口模块将控制器的处理结果送给工业生产过程中的被控设备，驱动各种执行机构来实现控制。外部设备或生产过程中的信号电平各种各样，各种机构所需的信息电平也是各种各样的，而PLC的CPU所处理的信息只能是标准电平，所以IO接口模块还需实现这种转换。PLC从现场收集的信息及输出给外部设备的控制信号都需经过一定距离。为了确保这些信息的正确无误，PLC的IO接口模块都具有较好的抗干扰能力。根据实际需要，PLC相应有许多种IO接口模块，包括开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块及模拟量输出模块，可以根据实际需要进行选择使用。.确定IO点数IO点数的确定要充分的考虑到裕量，能方便地对功能进行扩展。对一个控制对象，由于采用不同的控制方法或编程水平不一样，IO点数就可能有所不同。.开关量IO标准的IO接口用于同传感器和开关（如按钮、限位开关等）及控制（开关）设备（如指示灯、报警器、电动机起动器等）进行数据传输。典型的交流IO信号为24〜240V怎0，直流IO信号为5〜24V（DC）。.选择开关量输入模块主要从下面两方面考虑：一是根据现场输入信号与PLC输入模块距离的远近来选择电平的高低。一般24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。如12V电压模块一般不超过10m，距离较远的设备选用较高电压模块比较可靠。二是高密度的输入模块，如32点输入模块，能允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。一般同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。.选择开关量输出模块时应从以下三个方面来考虑：一是输出方式选择。输出模块有三种输出方式：继电器输出、晶闸管输出、晶体管输出。其中，继电器输出价格便宜，使用电压范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，且有隔离作用。但继电器有触点，寿命较短，且响应速度较慢，适用于动作不频繁的交直流负载。当驱动电感性负载时，最大开闭频率不得超过1Hz。晶闸管输出(交流)和晶体管输出(直流)都属于无触点开关输出，适用于通断频繁的感性负载。感性负载在断开瞬间会产生较高反电压，必须采取抑制措施。二是输出电流的选择。模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，如果负载电流较大，输出模块不能直接驱动时，应增加中间放大环节。对于电容性负载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流，要留有足够的余量。三是允许同时接通的输出点数。在选用输出点数时，不但要核算一个输出点的驱动能力，还要核算整个输出模块的满负荷负载能力，即输出模块同时接通点数的总电流值不得超过模块规定的最大允许电流值。3.1.4电源模块的选择电源模块的选择一般只需考虑输出电流。电源模块的额定输出电流必须大于处理器模块、IO模块、专用模块等消耗电流的总和。以下步骤为选择电源的一般规则：1.确定电源的输入电压；将框架中每块IO模块所需的总背板电流相加，计算出IO模块所需的总背板电流值；IO模块所需的总背板电流值再加上以下各电流：框架中带有处理器时，则加上处理器的最大电流值；当框架中带有远程适配器模块或扩展本地IO适配器模块时，应加上其最大电流值。4.如果框架中留有空槽用于将来扩展时，可做以下处理；列出将来要扩展的IO模块所需的背板电流；将所有扩展的IO模块的总背板电流值与步骤。5.在框架中是否有用于电源的空槽，否则将电源装到框架的外面。6.根据确定好的输入电压要求和所需的总背板电流值，从用户手册中选择合适的电源模块。具体应考随着PLC技术的发展，PLC产品的种类越来越多，而且功能也日益完善。PLC的种类繁多，其结构、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等各有不同，当然使用场合也有所不同。因此选择合理的PLC对提高PLC控制系统技术经济指标意义重大。因此在选择机型时不仅要满足其功能要求及维护等方面的虑：（1）合理结构形式（2）安装方式选择（3）相当的功能要求（4）系统可靠要求PLCIO点分配3.2.1分析原理通过分析控制任务，如不考虑产量显示，则共需要5个数字量输入和7个数字量输出，CPU型号可以选择S7-200PLC的CPU224（本机上有14个数字量输入和10个数字量输出）。由于系统需要显示灌装的灌数，产量上限为1600，可以使用4个带译码电路的BCD数码显示管显示灌装产量，这样就另外需要16点数字量输出。可以使用2个数字量输出扩展模块EM22（DC24V）或使用一个数字量输入输出混合扩展模块EM233（DI16DO16*DC24V）。SL1（L）、SL2（I）、SL3（H）为3个液位传感器，液体淹没时接通。进液阀QO.1、QO.2分别控制A液体和B液体进液，出液阀Q0.3控制混合液体出液。该系统所使用的输入输出设备的IO分配如表3-1所示。表3-1输入和输出设备IO分配表输入输出I1.0启动按钮SB1Q0.1液体A电磁阀Y1I1.1停止按钮SB2Q0.2液体B电磁阀Y2I1.2液位传感器SL1Q0.3混合液电磁阀Y3I1.压力传感器P1Q0.0搅动电动机接触器

3.2.2PLC的IO接线图根据表2-1输入和输出设备及IO点分配表画出图2-1IO主要接线图如下:启动按钮SB1、停止按钮SB2分别由I1.0和I1.1控制。SL1SL2SL3SB21M1L0F\I1.0Q0.0—DKMI1.1Q0.1—DSL1SL2SL3SB21M1L0F\I1.0Q0.0—DKMI1.1Q0.1—DY1I1.2Q0.2-DY2I1.3Q0.3I1.4Q0.4—DY4Q0.5图3-1IO接线图根据以上所选的CJX1-9,220V型接触器、DZ47-63系列小型断路器、JR16B-603D型热继电器和型号为Y90S-60.75KW的电动机可画出其硬件电气原理图如图2-2所示。其中本次设计中的混合液体搅拌由电动机M启动。带有短路保护、过载保护等，短路保护由FU熔断器来实现保护功能，过载保护由FR热继电器来实现其保护功能。

3.4液体混合控LIL23.4液体混合控LIL2L3本设计为两种*初始状态开始排放混合液体阀Y4打开延时10S后自动关闭启动操作按下启动按钮SB1，液体装置开始按以下顺序工作：（1）进液阀Y1打开，A液体流入容器，液位上升。（2）当液位上升到SL2（I）处时，进液阀Y1关闭，A液体停止流入，同时打开进液阀Y2,B液体开始流入容器。（3）当液位上升到SL3（H）处，进液阀Y2关闭，B液体停止流入，同时搅拌电动机开始工作。（4）当搅拌电机定时搅拌10S后制动停止搅拌，同时Y4打开，开始放液，液位开始下降。（5）当液位下降到SL1（L）处时，开始计时10秒后关闭放液阀丫4，自动开始下一个循环。停止操作工作中，若按下停止按钮SB2,装置不会立即停止，而是完成当前工作循环后再停止。SL1（L）、SL2（I）、SL3（H）为3个液位传感器，液体淹没时接通。进液阀Y1、Y2分别控制液体A和液体B进液，出液阀Y4控制混合液体出液。3.5设备选型3.5.1液位传感器选用LSF-2.5型液位传感器，其中“L”表示发光的，“S”表示传感器，，“F”表示防腐蚀的，2.5是最大工作压力。相关元件主要技术参数原理如下：工作压力可达2.5Mpa;工作温度上限为125°C；触点寿命为100万次；开关电压为24V;切换电流为0.5A液位传感器(原KG9901型)KGU9901型是一种全密封潜入式扩散硅测量仪器，主要用于煤矿井下水仓、井底水仓及采区水仓液位的监测，也可用于河流、水库、水厂、污水处理厂、酒厂、电厂等水位、液位监测。主要由压阻式传感头和主机组成，可就地显示并输出电流、电压或频率信号。具有结构简单、测量精度高、读数直观、性能可靠、使用维护方便的特点。还可与集散监控系统配套使用。主要技术指标：测量范围：0〜5m基本误差：＜±1%工作电流：＜30mADC输出信号：电流、电压或频率信号显示方式：三位LED显示防爆型式：ExibI矿用本安型外形尺寸：(280x100x50)mm3.5.2压力传感器压力传感器型号，压力传感器接线方法PTB203通用型工业压力变送器,(气压,液压,水压传感器)一、主要性能：该系列压力变送器采用国际先进的高精度高稳定传感器，配以ASIS高性能放大电路，经过数千次疲劳冲击，高，低温循环老化及精密的数字温度补偿工艺，再经过不锈钢全封焊（激光焊接）精制而成。高质量的传感器，严格的校验工艺，及完善的装配工艺确保了该产品的优异品质二、用途：典型应用：液压及气动控制系统；石化、环保、空气压缩；电站运行巡检、机车制动系统、轻工、机械冶金、楼宇自动化、恒压供水、其它自动化和检测系统、工业过程检测与控制、实验室压力校验等。三、优点：特点：1、材质：不锈钢一体化结构，可适应恶劣环境2、性能：小体积，高精度，高性价比，高稳定性3、输出信号：4〜20mA、1〜5VDC、0-10VDC、RS485数字信号多种选择，用户调节方便4、防雷击，抗电磁射频干扰5、安装连接：螺纹接连、法兰接连、快速接口连接等6、电气连接：可接二次现场显示仪表、PLC控制、防水密封、赫斯曼3009连接等7、无灌充液体，受温度影响极小8、介质温度：-20〜85°C、-20〜125°C其它可按客户要求做，具有零点，满度可调量程:0〜0.5〜100MPa任意可选准确度：0.1%FS、0.25%FS、0.5%FS（包括非线性重复性迟滞性在内的综合误差）输出信号：4~20mADC（两线制）、0~10mADC、0~20mADC、0・5~4・5VDC、0~5VDC、1~5VDC、0~10VDC（三线制）供电电压：9~30VDC（两线制），15~40VDC（三线制）介质温度：-20C-85C环境温度：-20C~85C零点温度漂移：＜±0.02%FSC量程温度漂移：＜±0.02%FSC补偿温度：0~70C安全过载：150%FS极限过载：200%FS响应时间：5mS（上升到90%FS）

振动影响：对频率为10~100KHZ*D速度为10g,全部影响小于±0.1%FS测试介质：与17-4PH不锈钢兼容的各种液体，气体外壳材料：304或316不锈钢长期定性：＜±0.2%FS年第四章系统组态监控4.1画面组态4.1.1建立工程建立一个新工程，执行以下步骤：:巍程向导•耽迎便用本向导欢迎便用工程创建向导，本向导将帮助您方便、快捷的创建新的工程。创建工程诘单击“下一步”O取消创建请单击“取消”O2.单击“图4-1新建工程向导存一步:巍程向导•耽迎便用本向导欢迎便用工程创建向导，本向导将帮助您方便、快捷的创建新的工程。创建工程诘单击“下一步”O取消创建请单击“取消”O2.单击“图4-1新建工程向导存一步®下一步”按钮，弹出“14-2所示。输入新建的工程名称和工程描述。单击"完成''开始创建工程口工程名称：体混合工程描述：基于组态王的被体混合装置设计输入新建的工程名称和工程描述。单击"完成''开始创建工程口工程名称：体混合工程描述：基于组态王的被体混合装置设计图4-2新建工程向导之二4.1.2设计画面＜上一步d)完成取消-_|艾忤曰画面，H袒配方日至好袤-再略姑陶度呈QK8-_|艾忤曰画面，H袒配方日至好袤-再略姑陶度呈QK8词典5别1-■设占)»coat)»CIW2■营卡sorcs.^a粉网堵站点-会抽心由该■运行系统CSWK5。历*ff记聚C^nfPKB-.SQL访刊甘理监*强恬侄检旨1ZMHCja发布窗而旨衰布多时信■n发布后史信0图4-3工程浏览器窗口2.建立新画面在工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”选项，在右侧视图中双击“新建”图标，弹出对话框，如图4-4所示。

画面画面名称对应文件|植体混合|picOOOOl.pic命令语言...注暮I植体混合画面位置左边|0显示宽度|600画面画面名称对应文件|植体混合|picOOOOl.pic命令语言...注暮I植体混合画面位置左边|0显示宽度|600顶边|5显示高度|400画面宽度阿—画面高度|400画面风格r标题杆环大小可变背景色［「类型质覆盖式r替换式1r弹出式■图4-5新建画面属性设置厂边框——r无&细边椎r粗边框3.使用图形工具箱确定|取消接下来在刚刚新建的画面中绘制各种图素。绘制图素的主要工具放置在图形编辑工具箱内。当画面打开时，工具箱自动显示。根据项目要求，使用图形工具箱、调色板、图库管理器等工具，生成组态画面，画面如图4-6所示。选择文件菜单的“全部存”命令。将完成的画面进行保存。反应车间画面电磁阀电磁阀Y2催化剂罐图4-64.2组态王与PLC建立通讯电磁阀电磁阀Y2催化剂罐图4-64.2组态王与PLC建立通讯监控画面"：一电磁阀Y3".■|成亩组态王把所有与之交换数据的硬件设备或软件都作为外部设备使吼。外部设备包括PLC、仪表、模块、"板卡、变频器等。按照通信方式可以分为：串行通信、"以太网、专业通讯卡等。只有在定义了外部设备以后，组态王才能通过io变量和它们交换数据。为了方便定义外部设备，组态王设计了“设备配置向导”，引导设计人员一步步完成设计。在组态王工程浏览器的左侧选中“COM1”，在右侧双击“新建”图标弹出“设备配置向导”对话框，如图4-7所示。

图4-7设备配置向导:选择plc图4-9设备配置向导：选择串口号图4-10设备配置向导：设置设备地址图4-12设备配置向导：信息总结检查各项是否正确，确认无误后，单击“完成”。设备定义完成后，可以在工程浏览器的右侧看到新建的外部设备“PLC200”。在定义数据库变量时，只要把IO变量连接到这台设备上，就可以和组态王交换数据了。4.3组态王中变量的定义液体混合装置，其控制过程由PLC200来实现。其输入输出分配如表-3所示：根据自动化装置的硬件结构以及监控系统的需要，在组态王的监控系统中，可以设置以下内部变量和外部变量。在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，在右侧双击“新建”，弹出“变量属性”对话框，如图4-13所示。在变量名称一栏输入：“启动按钮”，变量类型一栏选择“IO离散”，连接设备选择“PLC200”，寄存器选择“DI0”，数据类型选择“Bit”，如图4-14所示。设置完成后，单击“确定”。按照以上变量定义的方法，对上述液体混合装置中的对象，进行定义变量。待所有变量定义完毕，组态王定义变量的工作就完成。表4-1参数表序号名称功能数据类型硬件地址变量类型1start装置启动按钮二进制变量I0.0外部变量2stop装置停止按钮二进制变量I0.1外部变量3L1液位检测开关L1二进制变量I0.2外部变量4L2液位检测开关L2二进制变量I0.3外部变量5L3液位检测开关L3二进制变量I0.4外部变量6Y1液体A进料阀二进制变量Q0.0外部变量7Y2液体B进料阀二进制变量Q0.1外部变量8Y3液体C出料阀二进制变量Q0.2外部变量9motor搅拌电机二进制变量Q0.3外部变量10Hottor加热电炉二进制变量Q0.4外部变量11tank_temp热电偶16位有符号数IW100外部变量12tank_run设备在运行状态二进制变量M100.0外部变量13tank_reset设备在复位状态二进制变量M100.1外部变量14tank_stop设备在停止状态二进制变量M100.2外部变量

15Auto_manul工作方式二进制变量M100.3外部变量16Manul_start上位机启动指令二进制变量M100.4外部变量17Manul_stop上位机停止指令二进制变量M100.5外部变量18tank_level液位高度16位有符号数内部变量基本尾性I报警定义I记录和安全区I成员描让:状态变化灵敏度初始值广开乞美最小值最小原始值最大值最大原始值(999999999|999999999r保存参数r保存数值连接设备［寄存器：［数据类型：基本尾性I报警定义I记录和安全区I成员描让:状态变化灵敏度初始值广开乞美最小值最小原始值最大值最大原始值(999999999|999999999r保存参数r保存数值连接设备［寄存器：［数据类型：r□ZI采集频率［1000「转换方式&线性C开方高缀|亳秒图4-13定义变量读写雇性：c读写汗只读r°打开刚刚新建的画面，双击每一个图素，将每个图素跟相应的变量进行连接。其作用是：在监控画面中，这些变量将会把PLC从现场采集的数据显示在监控画面上，这样，可以随时对现场的设备进行监控。4.5实时趋势曲线和报警（1）趋势曲线的作用趋势曲线用来反映数据变量随时间的变化情况。趋势曲线有两种：实时趋势曲线和历史趋势曲线。这两种曲线外形都类似于坐标纸，X轴表示时间，Y轴表示变量值。所不同的是，在你的画面程序运行时，实时趋势曲线随时间变化自动卷动，以快速反映变量的新变化，但是不能随时间轴“回卷”，不能查阅变量的历史数据；历史趋势曲线可以完成历史数据的查看工作，但它不会自动卷动，而需要通过命令语言来辅助实现查阅功能。一个画面中可以定义数据不限的趋势曲线，在同一个趋势曲线中最多可同时显示四个变量的变化情况。（2）设置实时趋势曲线激活画面制作系统Touchmak，在工具箱中选用“实时趋势曲线”工具，然后在画面上绘制趋势曲线，画面如下图。为了让操作者使用方便，在趋势曲线的下方需要增加标注，说明各种颜色的曲线所代表的变量。双击此实时趋势曲线对象，弹出“实时趋势曲线对象”对话框，对话框设置如图4-15所示。(3(3)报警窗口用以感应变量的不正常变化，组态王自动对需要报警的变量进行监视。当发生报警时，将这些报警事件在报警窗口中显示出来，其显示格式在定义报警窗口时确定。报警窗口也有两种类型：实时报警窗口和历史报警窗口。实时报警窗口只显示最近的报警事件，要查阅历史报警事件只能通过历史报警窗口。为了分类显示报警事件，可以把变量划分到不同的报警组，同时制定报警窗口中显示所需的报警组。趋势曲线、报警窗口和报警组都是一类特殊的变量，有变量名和变量属性等。趋势曲线、报警窗口的绘制方法和矩形对象相同，移动和缩放方法一样。（4）设置实时报警窗口在工具箱中选用报警窗口工具，在画面上绘制报警窗口，画面如下图；为使报警窗口内能显示变量的飞正常变化，你必须先做如下设置：切换到工程浏览器，在左侧选择“报警组”，然后双击右侧的图标进入“报警组定义”对话框。在“报警组定义”对话框中将“RootNode”修改为“车间”。单击“确认”，关闭“修改报警组”对话框。单击“报警组定义”对话框的“确认”按钮。对话框如图4-16所示。

车间在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，|在右侧双击变量名“反应罐图车间在工程浏览器的左侧选择“数据词典”，|在右侧双击变量名“反应罐液位”。在“变量属性”对话框中单击“报警定义”标签。将对话框设置如图4-17所示；报警组名已经自动设为“车间”。单击“确定”，关闭对话框。用同样的方法定义变其他变量的报警。限只有在”变量定义“对话框中定义了变量的报警方式后，才能在报警窗口中显示变量。接下来设置报警窗口。双击此报警对象，弹出对话框，对话框设置如图4-18所示；各种文本的颜色你可自由设置。单击“报警信息格式"，单击“确认”，单击“报警窗口定义”的确认按钮。

图4-18报警窗口定义图4-18报警窗口定义名值值间量警前限时变报当界P时间何变量名r组名F当前值「界限值报警信息厂日默rYY/MM/DDLMM/DD/YYrYYYY/MM/DDrMMfDO御月DDBLyyyy^mm月DD日17秒恢复1r描述|a习v报警[HIHI等名值值间量警前限时变报当界P时间何变量名r组名F当前值「界限值恢复1图4-19报警信息格式选择菜单“文件全部存”，保存工作成果。4.6系统画面的监控在新建画面、定义变量等所有动作完成之后，我们就要对此设计进行运行调试。在主监控画面，点击左上角文件按钮，在下拉菜单中选择“切换到,£可”，进入监控画面。如图4-20所示。画面将显示整个液体混合的过程，并将所有需要监测的数据，通过“下位机”数据的采集，显示在监控画面上。

反应车间画面图4-20系统监控点击“实时趋势曲线”和“报警”按钮，观察实时趋势曲线图和报警报告，画面效果如图4-21和图4-22所示。

■报警画面词区］骂《综穿M鱼本站点▼事件日期事件时间报警日期报警时间变星名报警类14/04/0115:30:44.218原料罐池位低14/04/0115:30:44.21814/04/0115:30:36.703原料罐池位14/04/0115:30:36.703原料罐池位14/04/0115:30:36.70314/04/0115:30:36.328原料藤椒位高白14/04/0115:30:36.328原料罐池位lS图4-22报警窗口有了组态监控画面，操作人员可以在办公室里观察现场的生产情况，当遇到突发情况的时候，操作人员不用出办公室，就可以将现场的设备停下，这对于工业控制来说，不仅将生产智能化，也大大提高了员工的安全系数。混合液体液体B第五章系统整体设计混合液体液体B5.1液体混合装置具体控制要求该自动混合装置是将两种液体