多种液体自动给混合控制监控系统设计

信息与电气工程学院
课程设计说明书（2012 /2013 学年第一学期）课程名称：《工业监控系统工程设计》课程设计
题目：多种液体自动给混合控制监控系统设计
专业班级：自动化 0903 学生姓名：
学号：
指导教师：等
设计周数： 2周
设计成绩：
2013年 1月 4日
目录
一、课程设计目的 (1)
二、多种液体自动混合控制监控系统设计 (1)
2.1工程的简介 (1)
2.2下位机PLC的设计 (2)
2.3上位机设计 (3)
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三、课程设计总结 (5)
四、参考文献 (6)
一、课程设计目的
课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新月异，PLC在生产生活中可以说得是无处不在。

因此作为二十一世纪的大学生来说熟悉和掌握PLC的结构，工作原理及应用是十分重要的。

组态软件时完成数据采集与过程控制的专用软件，它以计算机为基本工具，为实时数据采集、过程监控、生产控制提供了基础平台和开发环境。

组态软件功能强大，使用方便，其预设置的各种软件模块可以非常容易地实现监控层的各项功能，并可以向控制层和管理层提供软、硬件的全部接口，使用组态软件可以方便、快速地进行系统集成，构造不同需求的数据采集与监控系统。

这次课程设计我们将PLC应用和力控组态软件相结合，达到模拟生产控制，上位机和下位机相结合，记录数据，实时控制。

1、掌握s7-200系列可编程控制器硬件电路的设计方法。

2、熟练使用s7-200系列可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的
设计思路和梯形图的设计方法。

3、掌握s7-200系列可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法。

4、通过课程设计使学生能熟练掌握数据的查询（图书、网络），PLC课程所获知识
在工程设计工作中综合地加以应用，使理论知识和实践结合起来。

5、熟悉力控监控组态软件。

6、掌握力控监控组态制作动画，与PLC接口相连接。

7、掌握力控监控组态软件的脚本编写，实现上位机控制下位机。

二、多种液体自动混合控制监控系统设计
2.1工程的简介
原始数据及主要任务：
1、初始时容器是空的。

Y1、Y
2、Y
3、Y4电磁阀和搅拌机M均为OFF（PLC相应输出为零）液面传感器L1、L2、L3均为OFF。

2、启动操作：按下启动按钮，开始下列操作：
、电磁阀门Y1闭合（Y1为ON），开始注入液体A。

至液面高度为L2（此时L2和L3为ON）时，停止注入（Y1为OFF），同时开启液体B电磁阀Y2(Y2为ON)注入液
体B。

当液面升至L1（L1为ON）时，停止注入（Y2为OFF）。

✍、停止液体B注入时，开启搅拌机，搅拌混合时间为10秒。

✍、停止搅拌后放出混合液体（Y4为ON），至液面高度将为L3后，再经5秒停止放出（Y4为OFF）。

3、按下停止按钮并在当前操作完毕后，停止操作。

回到初始状态。

4、其中I/O端口分配情况为：输入：启动按钮—I0.0，停止按钮—I0.1，L1—I0.2，L2—I0.3，L3—I0.4。

输出：电磁阀Y1—Q0.0，电磁阀Y2—Q0.2，电磁阀Y4—Q0.3，电动机M—Q0.4.
技术要求：
1、根据上述对该系统的控制过程的叙述，编写、调试并运行下位机PLC的控制程序。

2、根据该控制系统的实际控制过程的基本要求，完成上位机监控系统的设计。

3、通过数据库组态与I/O设备驱动实现上位机监控系统对下位机PLC的监控。

4、根据设计的实际情况写课程设计报告，要求书写规范、文字通顺、图标清晰、数据完整、结论明确。

2.2下位机PLC的设计
PLC按键、阀门和传感器等地址设置如下图。

按下启动按钮标志位M0.0置1，形成自锁，同时将标志位M0.2和M0.3置0。

按下停止按钮标志位M0.2置1，形成自锁。

当标志位M0.2和M0.3同时为1时，将标志位M0.0置0，使程序系统停止运行。

按下启动按钮后，打开阀门Y1注入液体A，至液面升至L2处。

液面升至L2处关闭阀门Y1，打开阀门Y2。

当液面升至L1处，将储存罐满的标志位“满”置1。

然后关闭阀门Y2，打开搅拌机MM，同时是定时器T37开始计时。

定时器T37计时10秒后，关闭搅拌机MM，打开阀门Y4，同时将标志位“满”置0。

当液面降到L3处时，定时器T38开始计时5秒。

定时器T38计时5秒后，关闭阀门Y4，同时将标志位M0.3置1。

2.3上位机设计
根据多种液体自动混合控制监控系统设计的要求，在做好下位机PLC的程序后，在PLC试验台上测试成功后，设计上位机力控监控组态程序，实现上位机对下位机的实时监控。

上位机设计包括以下步骤：
首先打开力控软件6.1,建立一个新的工程。

打开软件后，单击文件->新建应用如
2.1
图
图2.1“新建工程”对话框
建好工程以后单击“开发系统”按钮，进入力控的开发环境Draw，Draw中新建一个窗口，然后利用工具箱和图库创建组态界面如图2.2。

打开开发环境Draw 的工程项目导航栏如图2.3。

单击IO 设备组态，
在PLC 下面双击选择西门子—>S7-200(PPI)。

然后配置IO 设备如图2.4，设备地址选择2，其他默认然后下一步，选择串口COM1，下一步，完成。

双击图2.3工程项目中的数据库组态，建立数据如图
2.6.
图2.2多种液体自东混合控制监控系统组态界面 图2.3 工程项目
图2.4
图2.5
双击图2.2多种液体自东混合控制监控系统组态界面中的B 液的管道，弹出图2.7进行配置，选择流动属性，弹出图2.8的对话框，变量选择Y2.PV ，进行颜色、流动方向等设置。

同样的方式设置其他图。

数据和动画设置好了就可以运行了，点击文件—>进入运行。

然后单击启动按钮，
系统进入正常运行如图2.9。

三、课程设计总结
从此次监控组态课程设计看，我仍感慨颇多，的确，从理论到实践，一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

课程设计是我们专业综合应用的实践训练，是我们迈向社会的，从事职业工作前一个必不可少的过程。

“千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到了这句千古名言的真正含义，我今天认真地进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为了明天能稳健的在社会大潮中奔跑打下了坚实的基础。

这次监控组态课课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个项目的有条不絮。

另外在课程设计的过程中，当我们碰到不明白的问题时，指导老师总是耐心的讲解，给我们的设计以极大的帮助，使我们获益匪浅。

通过这次监控组态课课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，图2.6
图2.7
图2.8 图2.9
才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到很多问题，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对PLC编程语言掌握得不好。

通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。

四、参考文献
[1] 曾庆波,孙华,周卫红.监控组态软件及其应用技术.哈尔滨工业大学出版社,2010.3.
[2] 殷洪义.可变程序控制器选择设计与维护.机械工业出版社,2002.11.
[3] 袁秀英,石梅香,计算机监控系统的设计与调试:组态控制技术(第2版), 电子工业
出版社, 2012-06-01
[4]屈保中, 工业监控组态软件技术应用, 郑州大学出版社, 2012-02-01。