可编程控制器；组态王监控；液位传感器；电磁阀

摘要现如今科技突飞猛进，PLC的发展与使用把全球的工业引向多能化、实用化。强悍的抗干扰作用使它在工业方面代替了小型计算机，便捷的软件编程取代了继电器的复杂。灵活、方便、效率高。液体自动混合监控系统是基于PLC和组态王来实现自动化监控。利用液位传感器与电磁阀控制液体的放入与流出。PLC也叫可编程序控制器，其广泛应用于工业控制装置，它是种专为工业环境应用设计的，其采用可编程程序的存储器,用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。本设计首先介绍其系统结构框图，以及各种电器元件的选型，其次介绍了系统的硬件设计，系统的软件设计，紧接着介绍了其上位机进行监控画面设计，最后介绍了系统的硬件调试。最终达到实现自动控制的目的。关键词：可编程控制器；组态王监控；液位传感器；电磁阀AbstractNowadays，withtheadvanceofscienceandtechnology,thedevelopmentanduseofPLCbringstheglobalindustryintomultifunctionandpracticality.Thepowerfulanti-jammingeffectmadeitreplacesmallcomputersinindustry,andconvenientsoftwareprogrammingreplacedthecomplexityofrelays.Flexible,convenientandefficient.AutomaticliquidmixingmonitoringsystemisbasedonPLCandking-viewtoachieveautomaticmonitoring.Liquidlevelsensorandsolenoidvalveareusedtocontroltheplacementandoutflowofliquid.ThePLCabbreviationprogrammableprogramcontrollerisanextremelyrapidlydevelopingandwidelyusedindustrialcontroldeviceinrecentyears.Itisanelectronicsystemdesignedspecificallyfordigitaloperationofindustrialenvironmentalapplications.Itusesprogrammableprogrammemorytostoreuserinstructions.Thecontrolofthetypeofmechanicalorproductionprocessbynumericalorsimulatedinput/outputtocompletethedeterminedlogicalorder,timing,counting,arithmetic,andsomedeterminedfunctions.Thisdesignfirstintroducesthesystemstructureblockdiagram,aswellastheselectionofvariouselectricalcomponents,thenintroducesthehardwaredesignandsoftwaredesignofthesystem,thenintroducestheuppercomputermonitoringscreendesign,andfinallyintroducesthehardwaredebuggingofthesystem.Finallyachievethegoalofautomaticcontrol.Keywords：

ProgrammablecontrollerConfigurationKingMonitoringLiquidlevelsensorElectromagneticval目录摘要 IAbstract II第1章绪论 1.1设计的目的与意义 1.2课题的发展现状 1.3设计的基本内容 1.4预期方案 第2章系统方案设计 2.1系统结构框图 2.2各元器件选型 2.2.1PLC 2.2.2电磁阀 2.2.3热继电器 2.2.4交流接触器 2.2.5熔断器 2.2.6低压断路器 2.2.7液位传感器 2.2.8搅拌电机 2.3工艺流程图 本章小结 第3章系统硬件设计 3.1电气原理图 3.1.1主电路 3.1.2控制电路 3.2电器布置图 本章小结 第4章系统软件设计 4.1流程图 4.2染料混合梯形图设计 4.2.1启动排空 4.2.2染料混合的运行 4.2.3停止的实现 4.2.4复位的实现 4.3清洗混合槽梯形图设计 本章小结 第5章监控画面设计 5.1上位机监控 5.2组态王 本章小结 第6章系统调试 6.1硬件调试 6.2软件调试 本章小结 结论 致谢 错误!未定义书签。参考文献 错误!未定义书签。附录1中文译文 错误!未定义书签。附录2英文参考资料 错误!未定义书签。附录3电气原理图 错误!未定义书签。附录4梯形图 错误!未定义书签。绪论1.1设计的目的与意义染料在我国是不可或缺的一部份。在油漆、塑料、皮革、光电通讯、食品、服装等许多部门得以应用。又以服装为主。当然在生活中染料的作用必不可少，不可或缺。在世界上有成千上万种颜色，世界上大部分人都认不完所有的颜色，因为就同一种颜色也有区别，分为很多种。但是不可否认的是所有的颜色都是经过三原色混合而成，染料混合的目的不言而喻，那就是为了人类的精神需求与物质需要。在人们的生活中需要用各种颜色来进行各种分类、识别物体等。因为在世界上有很多的物品就是用颜色所分类的。在现在这个已经步入小康社会的背景下，人们需要的生活水平不断提高，人们的生活不再只追求于物质，而是更加追求精神方面的享受，因此在视觉，触觉等方面的要求越来越高，越来越严格。这些都就离不开染料行业，因为好看的颜色会使人们感到心情愉悦，好的染料能使人们感到舒适。因此需要设计出一款具有自动控制的染料混合控制系统，其具有工作效率高，节约能源，降低成本的优点。因此，设计需要设计出一款具有自动控制的染料混合控制系统是具有实际意义的。1.2课题的发展现状染料混合在我国具有悠久的历史渊源，早在明清时期，我国就已经具备天然染料的制备和染色技术，并且还都已达到极高的水平，在我国染料除了自用之外，还大量出口。早在19世纪中叶合成染料问世，并于1902年传入我国之后，由于我国其在色光和色牢度等方面的优越性，使得天然染料在植物染色中的应用逐渐被合成染料所取代。当然在我国不光是天然染料有着十分迅速发展，在我国还具有分散染料、活性染料、硫化染料、酸性染料、直接染料、还原染料等各种染料，并都取得了十分优越的成绩。在19世纪世界染料工业格局发生了巨大的变革，从欧美一带逐渐向亚洲转移了。现如今中国染料发展趋势在世界上具有很多的优势，占世界产量的六成，而且以环保为主，保护环境，各种染料都有，染料种类齐全，染料出口大国，世界第一，而且又踊跃出一大批新型新兴基地，但也有其不足之处，那就是其产品结构还有待调整。经过多年持续的产能扩张，中国染料行业已发展为全球第一，但总体而言，生产以中低端常规产品为主，大部分中低端产品存在显著的产能过剩，近年来随着环保标准的提升，大量中小企业产能被迫停产整顿，染料总产能停止增长，行业开工率处于低位。但是我国染料工业已经具备行业创新的能力，创新是企业未来发展的基石，也是企业扩大市场份额和实现利润最大化的源泉。未来，染料行业将是一个资金密集、技术密集、人才密集的高投入、高回报的创新型行业，由中国制造提升为中国创造将成为染料企业的新常态。以上便是染料行业发展前景分析的所有内容了。现如今我国染料行业也是十分先进，各种染料混合机其具有内部结构简单，清扫容易，物料都能全部排出，操作简便，改善工作环境，节约能源的优点。但需要工作人员一直在机器旁看护，进行维护和调整。使其工作效率较低，维护成本较高。1.3设计的基本内容随着技术的发展，科技的进步，单纯的对原有的液体混合机械进行改造、加工已更不上时代的步伐。因此我们必须以液体混合为课题进行全新的设计制造。达到比当前的工业生产要求更高的工艺，更加安全、方便的操作，更加自主的运行。为了提升产品的质量，减少生产时间，并且达到产品更替的需求，我们必须得了解不同PLC在不同方面的应用，掌握不同PLC设备的型号数据及用途，并能熟练的编写程序，达到设计目的，完成预期目标。由于液体混合在饮料加工和化学产业中运用较多，因此本设计还需要对这些产业进行进一步的实地考察分析，充分了解PLC在生产过程中的原理及操作方式，以达到实现完成染料混合控制系统的目的。分析染料混合控制系统，了解其工作原理与工作任务，加以设计，设计出一套自动的染料混合控制系统。本设计方案先画出程序流程图，通过控制原理绘制出自动控制方框图，电气原理图、装置布置图，PLC的硬件接线图等电气图纸，利用相关的编程软件设计梯形图，最后实现染料混合系统在PLC硬件和上位机进行实时的监控。1.4预期方案在原有的基础上加以设计，采用自动控制原理设计出一款可编程控制（PLC)的控制系统进行染料混合。使用三种基础染料（红、黄、蓝），根据放入的先后顺序以及不同的比例可混合成其他颜色。使用四个液位传感器，四个电磁阀开关控制染料的放入与混合后的流出。PLC控制搅拌电机进行搅拌。按下启动按钮之后，YV1电磁阀打开，红色液体开始进入混合槽，当达到液位传感器L1后，YV1电磁阀关闭，红色液体停止进入混合槽，同时YV2电磁阀开启，黄色液体进入混合槽，当达到液位传感器L2后，YV2电磁阀关闭，黄色液体停止进入混合槽，同时YV3电磁阀开启，蓝色液体进入混合槽，当达到液位传感器L3后，YV3电磁阀关闭，蓝色液体停止进入混合槽，同时搅拌电机M启动，染料开始搅拌混合，一段时间之后，搅拌电机关闭，染料停止搅拌，同时YV4电磁阀开启，因混合而形成的解放绿色液体开始放出混合槽，当液体放出达到液位传感器L4后，YV4电磁阀关闭，解放绿色液体停止放出混合槽，同时YV1电磁阀打开，红色液体再次进入混合槽。达到实现自动控制的设计目的。如若出现意外，蜂鸣器报警，工作人员立即按下停止按钮，立刻程序停止，工作人员需要立即前往生产区域进行检查、维修，检修完成之后按下复位按钮，重新启动程序。本设计所设计的染料混合控制系统具有其内部结构简单，清扫容易，操作简便，节约能源，工作效率高，维护成本低的优点。第2章系统方案设计所谓系统方案设计便是使用一个简单明了的系统结构框图，使其对本设计有一个简单大致的了解，大概能了解其系统结构如何，其控制系统具有哪些，知其使用的各种电器元件，了解其大概的工作流程。2.1系统结构框图本设计为染料混合PLC控制系统设计，本设计将使用三个按钮，四个液位传感器，四个电磁阀，搅拌电机，蜂鸣器等电器元件进行设计，达到自动控制染料混合的目的，并使用上位机进行监控。本设计的系统结构框图如图2-1所示。上位机启动按钮电磁阀P液位传感器搅拌电机L停止按钮 报警C复位按钮图2-1系统结构框图当摁下启动按钮时，YV1电磁阀打开，红色液体开始进入混合槽，一段时间之后，当红色液体放入达到液位传感器L1时，液位传感器L1将发送信号给PLC，同时PLC接收信号后将信号发送给YV1电磁阀和YV2电磁阀，在接受信号的瞬间，PLC立刻使YV1电磁阀关闭，使红色液体停止进入混合槽，同时打开YV2电磁阀，使黄色液体开始进入混合槽，一段时间之后，黄色液体放入达到液位传感器L2时，液位传感器L2将发送信号给PLC，同时PLC接收信号后将信号发送给YV2电磁阀以及YV3电磁阀，接受信号的瞬间，PLC立刻使其YV2电磁阀关闭，使黄色液体停止进入混合槽，同时打开YV3电磁阀，立即放入蓝色液体，经过一段时间后，当蓝色液体放入到一定程度后，达到液位传感器L3时，液位传感器L3将发送信号给PLC，同时PLC接收信号后立刻把信号发送给电磁阀YV3，使其YV3电磁阀关闭，使蓝色液体停止进入混合槽，同时PLC给搅拌电机发送信号使其搅拌混合，但染料搅拌混合成型后，搅拌电机发送信号给PLC，同时PLC发送信号给YV4电磁阀，使其打开电磁阀4，放出混合后的解放绿色液体，同时关闭伺服电机。至此，仅仅只是完成了一次染料混合的自动混合控制，如果需要开始下一次的染料混合。那么就需要使用到第4个液位传感器，当YV4电磁阀打开后，解放绿色液体持续放出，一旦液位降低达到液位传感器L4时，液体放出达到一定程度，触发液位传感器L4，液位传感器L4给PLC发送信号，使其关闭YV4电磁阀，YV4电磁阀停止放出解放绿色液体，同时打开YV1电磁阀，是红色液体再次放入混合槽，使其实现自动控制。2.2各元器件选型2.2.1PLC本设计所选的型号为DVP32ES00R2。其DVP32ES00R2是台达的ES系列。虽然ES系列的PLC为超小型机，但其技术性能是一些类似机型的小型机所不具备的。DVP32ES00R2的型号为继电器型，在选择其PLC型号时，有继电器型和晶体管型，经过综合评价判断，本设计最终选择了继电器型的PLC，因为继电器型适用于交流和直流负载，其最大输出负载电流可达到2A/点，并且负载随电流的增加而减少，响应时间为10ms,因为其继电器的寿命很长，故其输出不适用于高频动作的负载。本设计根据其I/O点数选择型号，DVP32ES00R2输入点数为16，输出点数也为16。其PLC外形图如图2-2所示。图2-2PLC外形图2.2.2电磁阀电磁阀主要是用于控制流体的自动化基础。原件而本设计所选择的型号为4WE6E61B/CG24N9Z5L。其经济、安全、可靠、使用。2.2.3热继电器热继电器主要是用于实现电动机的过载保护。本设计所选择的热继电器型号为JR36-20/3D。其可用于长期工作或间断长期工作的交流电动机的过载与断相保护。JR36-20/3D热继电器具有断相保护、温度补偿、自动与手动复位、产品性能稳定可靠的优点。2.2.4交流接触器交流接触器主要是用于电力的开断和控制电路。而本设计所选择的型号为CJX2-0910。其动作结构为直动式，触头为双端点。2.2.5熔断器熔断器主要是用于短路和过电流的保护。本设计所选择的型号为RT18-32/6A。其结构较小，保护能力强。2.2.6低压断路器低压断路器主要是用于控制电源开关。低压断路器在电路中不光起控制电源开关的作用，而且还具有一定的保护功能，如过短路、欠压、超负荷和漏电的保护等。本设计所选择的型号为IC65N。其适用于双锁固定夹结构，可实现断路器状态的远程指示。2.2.7液位传感器液位传感器式一种特殊的压力传感器，专门用于测量液位的。而本设计所选择的型号为EE-SPX613。此液位传感器十分灵敏，反应时间短。2.2.8搅拌电机搅拌电机主要是用于将其染料将其混合出设计的颜色。而本设计所选择的型号为40A2A01030-SC0。搅拌电机选型主要是根据其功率、转矩进行选型。本电机不光进行搅拌染料进行混合，还具有欠压、过压、堵转、过热保护作用。2.3工艺流程图工艺流程图是指用于示意反应过程或化学加工的示意图，工艺流程图能使使用者清晰的了解本设计的工艺流程，以及具体的各部分原件的结构。本设计的工艺流程图如图2-4所示。搅拌电机搅拌电机图2-4工艺流程图图2-4为工艺流程图。其中液位传感器L1为控制红色液体停止进入混合槽以及控制黄色液体进入混合槽，液位传感器L2控制黄色液体停止进入混合槽以及控制蓝色液体进入混合槽，液位传感器L3控制蓝色液体停止进入混合槽以及控制搅拌电机启动，搅拌染料，液位传感器L4控制其红色液体再次进入混合槽，实现其自动控制，YV1为控制红色液体是否进入混合槽的电磁阀、YV2为控制黄色液体是否进入混合槽的电磁阀、YV3为控制蓝色液体是否进入混合槽的电磁阀、YV4为控制解放绿色液体是否进入混合槽的电磁阀。M为控制混合液体搅拌的搅拌电机。本章小结本章首先介绍了系统结构框图，其拥有启动按钮，停止按钮，复位按钮，四个液位传感器，四个电磁阀，搅拌电机等。并分别介绍其功能、作用。其次分析了各电气元器件的选型，各个电气元器件分别具有什么功能、特点，以及为什么选择其型号。最后还介绍了其工艺流程图，其表明各种电气设备在机械设备上和电气控制柜中的实际安装位置。从而为机械电气在控制设备的制造、安装、维护、维修提供必要的资料。能够十分清晰明了的表达工艺流程中各部分原件的结构以及工艺的运行过程。系统硬件设计本设计可以根据系统的结构框图向其他人介绍本设计的主要内容和作用。PLC的控制系统设计那么不光有其控制设计，还有与其相关的各电器元件选型。有了这些电器元件，不可能让其杂乱无章，必须使其规范安全的安装、使用。系统的硬件设计就是为了使各种电器元件进行规范有效且安全的运用。3.1电气原理图电气原理图是其系统硬件设计的核心，其中包括主电路与控制电路等，主要用于研究和分析电路工作原理。体现了电子电路与电气结构相互间的逻辑关系。3.1.1主电路主电路图是电气原理图中不可或缺的一部分，主要承担其电能的交换和控制任务，主电路如图3-1所示。L1L2L3QFFUKMFRM3~PE图3-1主电路图3-1所示为采用的是低压断路器直接启动控制方法。工作过程如下:合上低压断路器QF，熔断器FU就将接通电源，同时电流经过接触器KM，再通过电线流经热继电器FR，最后电动机M接通电源，全压直接启动。当需要停止进行染料混合时，只需要断开低压断路器QF，那么其熔断器FU、接触器KM、热继电器FR、电动机M就将断电停止运行。但这种电路只适用于小容量、启动不频繁的笼型电动机。3.1.2控制电路控制电路主要表示的是控制其染料混合PLC控制系统的过程，通过其控制电路可以清晰、直观的了解到本设计的工作过程。紧接着本设计介绍的为PLC接线图。PLC接线图主要用于体现出其控制系统的输入、输出，将其输入、输出都用特定的字母代号将其表示，特定的字母都有其自己独特的含义，看见PLC接线图，那么就已经大致了解了其染料混合的各个电气元件以及作用和功能，本设计的PLC输入端接线图如图3-2所示。图3-2PLC输入端接线图图3-2所示为PLC输入端接线图。本设计选择的PLC的型号为台达的ES系列中的DVP32ES00R2。其中SB1为直接启动按钮，摁下启动按钮时，红色液体立即进入混合槽，开始进行染料混合。SB2为停止按钮，摁下停止按钮时，无论在染料混合中运行到哪一步，都将停止在那一刻。SB3为复位按钮，摁下复位按钮时，无论在染料混合中程序进行到哪一步，都将回到启动之前的画面。ST1是液位传感器L1，控制YV1电磁阀的关闭以及YV2电磁阀的开启，保证染料进入混合槽于与停止染料进入混合槽的精确控制。ST2为液位传感器L2，控制YV2电磁阀的关闭以及YV3电磁阀的开启，同时也是为了保证染料进入混合槽于与停止染料进入混合槽的精确控制。ST3为液位传感器L3，控制YV3电磁阀的关闭，使其染料停止进入混合槽，同时控制搅拌电机M的开启，使其开始搅拌。ST4为进料液位传感器，控制搅拌电机M的关闭以及YV1电磁阀的开启。本设计的PLC输出端接线图如图3-3所示。图3-3PLC输出端接线图图3-2所示为PLC输出端接线图，我选择的PLC的型号为台达的ES系列中的DVP32ES00R2。其中YV1为电磁阀，在摁下启动按钮后，YV1电磁阀打开，红色液体开始进入混合槽，染料混合开始。YV2为电磁阀，当达到液位传感器L1时，YV1电磁阀关闭，红色液体停止进入混合槽，同时YV2电磁阀打开，黄色液体进入混合槽。YV3为电磁阀，当达到液位传感器L2时，YV2电磁阀关闭，黄色液体停止进入混合槽，同时YV3电磁阀打开，蓝色液体进入混合槽。YV4为电磁阀，当搅拌电机M搅拌完成后，控制其YV4电磁阀打开，放出混合后的解放绿色液体。YA为搅拌电机M，当达到液位传感器L3时，YV3电磁阀关闭，蓝色液体停止进入混合槽，搅拌电机M开启，搅拌染料，进行混合，KM为交流接触器。有了PLC接线图之后，I/O分配表也就必不可少了，I/O分配表与PLC接线图相辅相成，缺一不可。PLC接线图为本设计提供其直观的、清晰的输入、输出，但缺少对各个电气元件的了解，虽然输入、输出上有着特有的字符，但并不是所有人的能全部知道所有的字符都各自代表什么含义。因此I/O分配表就此应运而生，也成为了其控制电路中不可或缺的一部分了。I/O分配表如表3-1所示：表3-1I/O分配表输入设备符号PLC端子输出设备符号PLC端子启动按钮SB1X0YV1电磁阀YV1Y0停止按钮SB2X1YV2电磁阀YV2Y1复位按钮SB3X2YV3电磁阀YV3Y2续表液位传感器L1ST1X3YV4电磁阀YV4Y3液位传感器L2ST2X4搅拌电机MYAY4液位传感器L3ST3X5液位传感器L4ST4X63.2电器布置图电气原理图只表示了电路的工作原理，但不表示电器元件的实际安装位置，因此电器布置图就因此应运而生，其表示如电器柜、控制柜中的实际安装位置。为电气控制设备的生产、维修提供必要的技术资料。在设计电器布置图时，需要保证其美观、安全等要求。电器布置图主要是用方框来表示各个电器元件，在方框中用各个电器元件特有的符号表示，并且需要画出的时各个电器元件的实际尺寸大小。本设计的PLC电器布置图如图3-4所示。图3-4电器布置图本章小结本章首先介绍了硬件系统设计，硬件系统设计包括电气原理图、电器布置图、电气安装接线图。其次还介绍了其电气原理图，其电气原理图主要分为主电路和控制电路，其主电路图在电器设备或电力系统中.直接承担电能的交换或控制任务，其控制电路本设计设计的为PLC接线图，PLC接线图主要是将其控制系统中输入、输出设备将其连线画出表示，I/O分配表将其各部分输入、输出设备表示的含义用表格的形式呈现。最后还介绍了电器布置图，其表示各种电器元件在机械设备或控制柜长得实际安装位置，为电气控制设备的生产、维修提供必要的技术资料。第4章系统软件设计设计一款PLC的控制系统，光有各个电器元件是不够的。因为各元器件需要相互连接。因此系统的硬件设计就必不可少，其中电气原理图就是其硬件设计的核心，同时电器布置图于安装接线图也是不可或缺的。但是一款设计光有硬件设计也不过是一堆死物，如果还拥有了软件设计，那么就相当于给予了PLC控制系统的灵魂。整个PLC控制系统才能趋于完善。4.1流程图在设计PLC控制系统时，本设计在设计之初不可能拿出实物来让他人立即知道本设计的所具有的功能与作用。因为本设计所设计的控制系统是还未完成的，那么这是流程图就是本设计最为直观的体现。流程图如图4-1所示。开始放入红色液体放入黄色液体放入蓝色液体搅拌放出解放绿色液体清洗混合槽结束图4-1流程图4.2染料混合梯形图设计本设计因考虑实际生产问题，故设计了两组梯形图程序，其一为染料混合的梯形图，主要讲述染料如何进行混合。其二为清洗混合槽的梯形图，染料混合之后必须将其混合槽清洗干净，方便以后的染料混合。接下来介绍的是染料混合的梯形图编写。4.2.1启动排空在进行染料混合时，不能保证其混合槽内无液体，故需要在启动时将其混合槽内的液体放出混合槽。启动梯形图如图4-2所示。图4-2启动梯形图如图所示，X0为启动按钮；M0为内部继电器输出线圈M0的常开触点；T3为自动控制中的重新启动按钮；T5为下一阶段的定时器，也是这一阶段的动断触点；X2为复位按钮；M0为内部继电器M0的输出线圈。当按下启动按钮后，X0闭合了1个扫描脉冲时间，提供了1个启动信号，之后就处于断开状态。启动信号发出后，内部继电器MO线圈通电，触点M0闭合，此处是个自锁回路。排空梯形图如图4-3所示。图4-3排空梯形图如图所示，M0为内部继电器M0的动合触点；Y10为液位传感器L4的动断触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y7为YV4电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T5，定时时间为3s。接下来，闭合的触点M0，使Y7线圈通电，YV4电磁阀打开进行排空，计时器T5开始计时。3s后，T5动作，首先是动合触点T5闭合，而后程序完成1个扫描周期，进入下1个周期，从头开始扫描，使动断触点T10打开，线圈Y7断电，YV4电磁阀关闭。4.2.2染料混合的运行接下来将进行的为主程序的运行，有关于染料的放入、搅拌、成型后放出。开启YV1电磁阀如图4-4所示。图4-4开启YV1电磁阀如图所示，T5为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y0为YV1电磁阀的常闭触点；X2为复位按钮；Y10为液位传感器L4的输出线圈。当T5计时3s后，主程序开始运行。首先，程序进入1个逻辑转换。逻辑转换是利用内部继电器表达多个元器件之间的逻辑关系，梯形图程序中经常用到的。在此，当T5计时3s后，动合触点T5闭合，线圈Y10通电，液位传感器L4发送信号给YVI电磁阀，使YV1电磁阀打开。红色液体进入混合槽如图4-5所示。图4-5红色液体进入混合槽如图所示，Y10为液位传感器L4的常开触点；Y0为YV1电磁阀输出线圈Y0的常开触点；Y1为低液位传感器L1的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y0为YV1电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T0，定时时间为2.6s。Y10动合触点闭合，线圈Y0接通并自锁，红色液体进入混合槽，同时定时器开始计数。当红色液体液面到达低液位传感器L1时，动断触点Y1打开，线圈Y0断电，YV1电磁阀关闭，红色液体停止进入混合槽。开启YV2电磁阀如图4-6所示。图4-6开启YV2电磁阀如图所示，TO为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y2为YV2电磁阀输出线圈Y2的常闭触点；X2为复位按钮；Y1为低液位传感器L1的输出线圈。T0的动合触点闭合，线圈Y1通电，低液位传感器L1发送信号给YVI电磁阀和YV2电磁阀，使YV1电磁阀关闭，同时打开YV2电磁阀，使黄色液体进入混合槽。黄色液体进入混合槽如图4-7所示。图4-7黄色液体进入混合槽如图所示，Y1为低液位传感器L1的动合触点；Y2为YV2电磁阀输出线圈Y2的常开触点；Y3为中液位传感器L2的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y2为YV2电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T1，定时时间为3.8s。Y1的动合触点闭合，线圈Y2通电并自锁，黄色液体进入混合槽，同时定时器开始计数。当黄色液体液面到达中液位传感器时，动断触点Y3打开，线圈Y2断电，YV2阀关闭，黄色液体停止进入混合槽。开启YV3电磁阀如图4-8所示。图4-8开启YV3电磁阀如图所示，T1为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y4为YV3电磁阀输出线圈Y4的常闭触点；X2为复位按钮；Y1为中液位传感器L2的输出线圈。T1的动合触点闭合，线圈Y3通电，中液位传感器L2发送信号给YV2电磁阀和YV3电磁阀，使YV2电磁阀关闭，使其黄色液体停止进入混合槽，同时打开YV3电磁阀，使蓝色液体进入混合槽。蓝色液体进入混合槽如图4-9所示。图4-9蓝色液体进入混合槽如图所示，Y3为中液位传感器L2的动合触点；Y4为YV3电磁阀输出线圈Y4的常开触点；Y5为高液位传感器L3的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y4为YV3电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T2，定时时间为0.3s。Y3的动合触点闭合，线圈Y4通电并自锁，蓝色液体进入混合槽，同时定时器开始计数。当蓝色液体液面到达高液位传感器时，动断触点Y5打开，线圈Y4断电，YV3阀关闭，蓝色液体停止进入混合槽。开启伺服电机M如图4-10所示。图4-10开启搅拌电机M如图所示，T2为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y6为搅拌电机M输出线圈Y6的常闭触点；X2为复位按钮；Y5为高液位传感器L3的输出线圈。T2的动合触点闭合，线圈Y5通电，高液位传感器L3发送信号给YV3电磁阀和搅拌电机M，使YV3电磁阀关闭，同时打开搅拌电机M，使蓝色液体停止进入混合槽，开启搅拌电机，使染料进行混合。染料混合如图4-11所示。图4-11染料混合如图所示，Y5为中液位传感器L3的动合触点；Y6为伺服电机M输出线圈Y6的常开触点；Y7为YV4电磁阀的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y6为伺服电机M的输出线圈；TMR为定时器T2，定时时间为2s。Y5的动合触点闭合，线圈Y6通电并自锁，解放绿色液体放出混合槽，同时定时器开始计数。当解放绿色液体液体搅拌成型后，动断触点Y5打开，线圈Y6断电，搅拌电机M关闭，搅拌电机M停止进行搅拌。同时T3的动合触点闭合，内部继电器线圈M0通电，定时器T3发送信号给YV1电磁阀和YV4电磁阀，使YV4电磁阀关闭，同时打开YV1电磁阀，使红色液体进入混合槽。4.2.3停止的实现当按下停止按钮时，X1动作，所有的X1的动断触点全部断开，从而无论程序执行到哪一步，所有动作都停止。4.2.4复位的实现当按下复位按钮时，X2动作，所有的X2的动断触点全部断开，从而不论程序执行到哪一步，程序都恢复到最开始的状态。4.3清洗混合槽梯形图设计本设计接下来介绍的是染料混合的梯形图编写。开启YV1电磁阀如图4-12所示。图4-12开启YV1电磁阀如图所示，X3为启动按钮；Y11为自动控制中的重新启动按钮；Y0为YV1电磁阀输出线圈Y0的常开触点；Y5为液位传感器L3的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y0为YV1电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T6，定时时间为3s。摁下X3，X3动合触点闭合，线圈Y0接通并自锁，清水液体进入混合槽，同时定时器开始计数。当达到计数时间后，动断触点Y6打开，线圈Y0断电，YV1电磁阀关闭，清水液体停止进入混合槽。开启伺服电机M如图4-13所示。图4-13开启搅拌电机M如图所示，T6为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y6为搅拌电机M输出线圈Y6的常闭触点；X2为复位按钮；Y5为高液位传感器L3的输出线圈。T6的动合触点闭合，线圈Y5通电，高液位传感器L3发送信号给搅拌电机M，搅拌电机M打开，电机开始搅拌，清洗混合槽。清洗混合槽如图4-14所示。图4-14清洗混合槽如图所示，Y5为中液位传感器L3的动合触点；Y6为伺服电机M输出线圈Y6的常开触点；Y7为YV4电磁阀的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y6为搅拌电机M的输出线圈；TMR为定时器T7，定时时间为3s。Y5的动合触点闭合，线圈Y6通电并自锁，开始清洗混合槽，同时定时器开始计数。当达到计数时间后，动断触点Y5打开，线圈Y6断电，搅拌电机M关闭，搅拌电机M停止进行搅拌。排出液体如图4-15所示。图4-15排出液体如图所示，T7为上一阶段的定时器，也是这一阶段的动合触点；Y7为YV4电磁阀输出线圈Y7的常开触点；Y0为YV1电磁阀的常闭触点；X2为复位按钮；X1为停止按钮；Y7为YV4电磁阀的输出线圈；TMR为定时器T8，定时时间为3s。T7的动合触点闭合，线圈Y7通电并自锁，清洗后的液体放出混合槽，同时定时器开始计数。当清洗后的液体液面到达液位传感器L4时，动断触点Y10打开，线圈Y7断电,YV4电磁阀关闭，同时YV4电磁阀停止放出清洗后的液体。再次开启YV1电磁阀如图4-16所示。图4-16再次开启YV1电磁阀如图所示，T8为这一阶段的动合触点；Y10为液位传感器L4输出线圈Y10的常闭触点；X2为复位按钮；Y0为液位传感器L4的输出线圈。T8的动合触点闭合，线圈Y10通电，液位传感器L4发送信号给YV1电磁阀和YV4电磁阀，使YV4电磁阀关闭，同时打开YV1电磁阀，使清水液体再次进入混合槽。本章小结本章介绍了软件系统设计，主要介绍了流程图、梯形图的编写。首先介绍了流程图，将其工艺流程用框图表示，将其用线连接，其表示方法直观形象，易于理解。其次介绍了其染料混合的梯形图编写，其分别为启动排空、主程序的编写、停止的实现、复位的实现。最后还介绍了清洗混合槽的梯形图的编写。第5章监控画面设计系统软件设计完之后，本设计已经基本完成，但本设计需要用上位机进行监控画面设计，以达到自动控制系统设计目标。本设计所选择的为组态王进行监控画面设计。5.1上位机监控在组态王中，本设计需画出染料混合界面，并对其赋予程序，加以定义。染料混合如图5-1所示。图5-1染料混合这是最开始界面，也是刚画完图的界面。本设计在图中给各个图形进行定义，使其实现染料混合的自动控制。因为需要上位机进行监控，因此本设计需要将其画面切换至View界面，进行实时的监控，操作如下：第一步:选择“文件”，点击“全部存”。将画好的图形以及在图形中定义的程序将其保存。点击全部存如图5-2所示。图5-2点击全部存第二步:选择“文件”，点击“切换到View”。需要切换至View界面进行仿真。切换界面如图5-3所示。图5-3切换界面第三步:点击“确定”。点击确定如图5-4所示。图5-4点击确定第四步:选择“画面”，点击“打开”。仿真界面在混棉中，需要自行打开本设计所编辑的画面。点击打开如图5-5所示。图5-5点击打开第五步:点击画面名称“1”，点击“确定”。本设计在组态王中编写的画面名称为“1”，在此画面中需要自行选择本设计所编辑的画面，然后点击确定。点击确定如图5-6所示。图5-6点击确定经过此五步操作后，本设计就进入了仿真监控画面。将出现染料混合最初画面，如图5-1所示，但此时本设计已经进入其仿真界面，与其5-1有着明显的差异，在此界面中，当按下启动按钮时，红色液体立刻开始进入混合槽。红色液体进入混合槽如图5-7所示。图5-7红色液体进入混合槽这是红色液体正在放入的界面，此时还未达到低液位传感器L1，当红色液体达到液位传感器L1时，液位传感器L1发送信号给YV1电磁阀和YV2电磁阀，使YV1电磁阀关闭，YV2电磁阀打开。黄色液体进入混合槽如图5-8所示。图5-8黄色液体进入混合槽这是黄色液体正在放入的界面，此时液位还未达到液位传感器L2，当黄色液体放入达到液位传感器L2时，液位传感器L2发送信号给YV2电磁阀和YV3电磁阀，从而使YV2电磁阀关闭的同时打开YV3电磁阀。蓝色液体进入混合槽如图5-9所示。图5-9蓝色液体进入混合槽这是蓝色液体正在放入的界面，此时还未达到高液位传感器L3的界面，当蓝色液体放入达到高液位传感器L3时，高液位传感器L3发送信号给电磁阀YV3和伺服电机M，从而使电磁阀YV3关闭的同时打开搅拌电机M，使其进行搅拌，直至达到想要的颜色解放绿色液体。搅拌染料如图5-10所示。图5-10搅拌染料这是搅拌后的界面，此时还未达到定时器计时的界面，因为怕搅拌时间太短，不能充分将其染料进行搅拌均匀，故此时还在搅拌，等到定时时间到了，定时器将发送信号给搅拌电机M和电磁阀YV4，从而使搅拌电机M关闭的同时打开电磁阀YV4，使其放出混合后的解放绿色液体。放出解放绿色液体如图5-11所示。图5-11放出解放绿色液体此为还未将其全部解放绿色液体放出的界面，当其全部解放绿色液体放出后，液位传感器L4将发送信号给电磁阀YV1和电磁阀YV4，使其电磁阀YV4关闭，同时打开电磁阀YV1，重新放入红色液体，使其实现自动循环控制。5.2组态王组态王是一种新型的工业自动控制系统，它取代了传统的封闭式系统，是以标准的工业计算机软件、硬件平台构成的集成系统。本设计系统监控画面选择的是组态王kingview6.55，这款软件主要面向低端自动化市场，其具有功能强大、运行稳定且使用方便的优点，而且现在还新增了报表向导功能。本章小结本章为监控画面设计，首先介绍了何为上位机，上位机的工作原理，再次介绍了本设计所选用的组态软件为组态王，其版本为kingview6.55，并详细介绍了其来源、功能、工作原理、特点等。最后介绍了本设计的上位机监控，详细介绍了其如何进行染料混合，染料搅拌，染料放出。系统调试组态王为系统的监控画面设计，其主要监控的是混合槽中的混合情况。因为组态王的监控画面就是其机械设计方面的刨面图，可以使本设计直观的看见其混合槽内的混合情况。而系统调试这为外部监控画面，更能直观的观察其染料混合