PLC控制系统综合实验报告.doc

.PLC控制系统综合实验报告实习任务一：一、实验目的学会使用组态软件（组态王）和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成水塔水位自动控制系统。二、设计方案：本实习的具体要求是组建水塔水位监控系统。水塔系统如图一所示：图一 水塔系统 1、将S21-4挂箱中电压输出单元的输出电压Ug1与Ug2分别作为水池与水塔的液位信号，信号范围为15VDC。并由PLC的模拟信号输入输出模块读取液位信号。水池液位的变化范围为04m，即液位信号Ug1对应的测量范围为04m。水塔液位的变化范围为02m，即液位信号Ug2对应的测量范围为02m。 2、阀、泵的自动控制在自动控制状态下，当水池水位低于水位下限时，阀Y打开（由水塔水位控制单元中灯Y亮表示），当水池水位高于水位上限时，阀Y关闭（由水塔水位控制单元中灯Y灭表示）。当水池水位高于水位下限，且水塔水位低于水位下限时，泵M1运转抽水（由水塔水位控制单元中灯M1亮表示）。当水塔水位高于水位上限时泵M1停止（由水塔水位控制单元中灯M1灭表示）。3、阀、泵的手动控制在手动控制状态下，由组态软件中的开关button来控制阀的打开与关闭，当开关闭合时阀打开，当开关断开时阀关闭。由组态软件中的开关buttonM1来控制泵的启动与停止，当开关闭合时泵启动，当开关断开时泵停止。4、控制状态的切换与显示由组态软件中开关button手/自动实现控制状态的切换，当开关闭合时系统处于自动控制状态，当开关断开时系统处于手动控制状态。由基本指令编程练习单元中的灯Q0.0实现控制状态的显示，灯亮表示系统处于自动控制状态，灯灭表示系统处于手动控制状态。5、组灯控制由基本指令编程练习单元中的灯Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1构成组灯，以组灯的不同状态表示水流的不同状态。具体说明如下：当阀泵均处于关闭状态时，组灯灭。当阀处于打开状态而泵处于关闭状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。当阀处于关闭状态而泵处于打开状态时，组灯中Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。当阀泵均处于打开状态时，组灯中Q1.1、Q1.0、Q0.7、Q0.6、Q0.5依次循环点亮，且当其中某一灯亮时，其前一灯灭。6、组态程序与PLC程序的连接7、组态王组态程序（1）系统运行状态的显示 能够显示系统的控制状态（手动或自动）、水池和水塔的液位、阀泵的开关状态及水流状态。（2）水位限值的设置 使用户能够设置水池与水塔液位的上下限值，即能够调整阀泵自动开关的条件。（3）历史数据的记录和查询 能够记录一段时间内系统的控制状态、水池和水塔的液位、水池与水塔液位的上下限值以及阀泵的开关状态。并能对历史数据进行查询。（4）报警功能 能够显示如下报警信息：当水池液位低于0.5m时，水池液位下下限报警。当水池液位高于3.5m时，水池液位上上限报警。当水塔液位低于0.25m时，水塔液位下下限报警。当水塔液位高于1.75m时，水塔液位上上限报警。（5）操作权限的区分 设置两个用户组分别为工程师组和操作工组。创建若干分属于不同用户组的用户，两组用户均具有登录系统的权限，但仅工程师组用户具有设置水位上下限值的权限。（6）工程文件的保护 对组态工程文件设置密码保护。三、程序中各符号代表的含义 表一Q0.0自动/手动显示灯M0.0自动控制Q0.1水池低液位报警M0.1手动控制Q0.2水塔低液位报警M0.2手动控制阀Y开关Q0.3阀YM0.3手动控制泵M1开关Q0.4泵M1M0.4程序总开关Q0.5指示阀和泵处于不同状态M0.5手自动控制切换Q0.6指示阀和泵处于不同状态M0.6水池液位上下限改变时控制阀的开关Q0.7指示阀和泵处于不同状态M0.7水塔液位上下限改变时控制泵的开关Q1.0指示阀和泵处于不同状态Q1.1指示阀和泵处于不同状态四、PLC程序：Main 主程序Sub 子程序中断子程序五、组态过程1、组态王与PLC的连接2、绘制水塔液位监控画面3、创建变量并与画面中的各部分相关联4、创建历史数据查询画面5、创建报警历史查询画面6、设置用户权限7、编写脚本语言 应用程序设计语言：if( 本站点Button手自动=1) if(本站点VD204本站点SCLEVEL ) 本站点KGF=1; if(本站点SCLEVEL本站点VD206) 本站点KGF=0; if(本站点STLEVEL本站点VD208 & 本站点VD204本站点VD210) 本站点KGF2=0; else if(本站点BUTTON=1) 本站点KGF=1; else 本站点KGF=0; if(本站点BUTT0NM1=1) 本站点KGF2=1; else 本站点KGF2=0; if(本站点KGF=1 & 本站点Start=1)本站点FLOW1=10;else本站点FLOW1=0;if(本站点KGF2=1 &本站点Start=1)本站点FLOW2=10;else本站点FLOW2=0; 数据改变命令语言：六、运行结果：1、打开组态王水塔水位控制程序的时候显示：2、自动控制：2.。.2 （1低液位的时候报警灯显示：2.2水池液位高于最低液位，水塔液位小于最低液位，泵开始工作；阀开始工 作，水池水位没有超过最高限值，则一直工作。2.3水池液位高于最高液位，水池高限位报警，阀停止工作3、手动控制：4、报警窗口5、历史数据查询七、实验分析：1、在PLC的接线中，PLC输出模块端口不够，只能显示水池和水塔的低液位报警，不能显示水池和水塔的高液位报警。2、本次实验我采用上位机监控并且控制下位机的运行，实验可以改进为下位机的控制状态可以读入到上位机中，同时下位机的控制状态可以由上位机来控制，实现双向的控制。3、变量设置中最大（小）值与最大（小）原始值的意义。最大（小）值是变量在现实中表达的工程值（如：温度、压力）的大小，而最大（小）原始值是采集设备中数字量的最大（小）值。此实验通过PLC测试程序的运用，可以较准确的测得液位变量的对应值。在水池水位的显示中，将电压值调到1V，测试V200的读入值，同理，将电压值调到5V，测试V200的读入值，可以实现最大（小）值与最大（小）原始值的对应问题。4、变量类型： 组态王中变量类型有I/O的也有内存的，具体的区别：I/O变量时需要组态王和其他应用程序交换数据的变量。这种数据交换是双向的、动态的，比如从下位机采集的来的数据，发送给下位机的指令都是I/O变量。相反，那些不需要和其他应用程序交换，只在组态王内需要的变量，例如计算过程的中间变量，就可以设置成内不能变量。八、实验总结：通过本次实验，我对PLC的工作原理和使用方法有了更深的认识。对于组态王软件，我第一次独立运用此软件实现上位机对下位机的监控，在这过程中我学到了怎样绘制画面，怎样实现变量的关联，脚本程序的运用，以及报警、历史数据查询的应用，还有权限的设置。其中给我印象最深的就是设置变量时，最大（小）值与最大（小）原始值的对应问题，起初很多解决不了的问题都是对应不对所造成的。总体来说，在本次实验中收获还是挺多的。实习任务二：一、 实验目的学会使用组态软件（组态王）和PLC（SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成装配流水线的模拟控制。二、设计方案 图二 装配流水线模拟控制 1、功能说明装配流水线控制传送系统，用异步电动机带动传送带，其中A，B，C三个灯模拟的是三个操作；D，E，F，G四组灯模拟的是传送带；H模拟的是仓库。传送带共有十二个工位，工件从1号位装入，分别在A（操作1）、B（操作2）、C（操作3）三个工位完成三种装配操作，经最后一个工位后送入仓库；D，E，F，G均是三个灯一组的模拟传送带，这些工位均用于传送工件。2、PLC功能设计按下启动按钮整个系统开始工作，按下复位按钮下复位按钮，装配流水线停止工作，整个系统开始恢复到初始化状态，按下移位按钮系统开始，工件在传送带上开始传送，经过DEFG传送之后进行A操作，再经过DEFG传送之后进行B操作，再经过DEFG传送之后进行C操作，然后经过DEFG传送到仓库。3、组态王设计（1）绘制装配流水线模拟示意图，实现对PLC的监控。（2）可以对A、B、C、D、E、F、G、H指示灯以及启动SD，复位和移位按钮的历史数据查询。（3）设置用户权限：只有管理员才有历史数据查询和退出组态王运行画面的权限（4）工程文件的保护：对组态工程文件设置密码保护。三、I/O口分配表二I0.0启动开关SDQ0.3DI0.1移位开关Q0.4EI0.2复位开关Q0.5FQ0.0AQ0.6GQ0.1BQ0.7HQ0.2C四、PLC程序五、组态王设置1、绘制画面 2、变量设置 3、历史数据查询按钮和退出监控画面按钮弹起时的指令 六、运行结果显示：1、只有登录才有权限查询历史记录和退出监控程序2、运行程序3、历史数据查询七、实验分析1、本实验中D，E，F，G均是三个灯一组的模拟传送带，当D亮的时候，D的三个灯同时点亮，若实验可以改进的话，可以改进成12个灯轮流点亮来代表物件的传输位置。2、实验中梯形图采用以起保停为中心的顺序设计方法。将系统的一个周期分为若干个顺序相连的阶段，然后用编程元件代表各个阶段，再利用转换条件控制代表各步的编程元件，最后用代表各步的编程元件控制PLC的各输出位。3、PLC的工作过程是不断循环，顺序扫描的。PLC首先以扫描的方式从输入锁存器读入所有输入端子的通、断状态，