PLC控制系统综合实验报告

PLC 控制系统综合实验报告 实习任务一 实习任务一 一 实验目的一 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 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 水塔 水池 阀 泵 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 1 5VDC 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 0 4m 即液位信号 Ug1 对应的测量范围为 0 4m 水塔液位的变化范围为 0 2m 即液位信号 Ug2 对应的测量范围为 0 2m 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三 程序中各符号代表的含义 表一表一 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 Y M0 3 手动控制泵 M1 开关 Q0 4 泵 M1 M0 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 四 PLC 程序 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 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 else 本站点 FLOW1 0 if 本站点 KGF2 1 else 本站点 FLOW2 0 数据改变命令语言 六 运行结果六 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 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 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 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 实习任务二 一 一 实验目的实验目的 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 三 I OI O 口分配口分配 表二 I0 0 启动开关 SD Q0 3D I0 1 移位开关 Q0 4E I0 2 复位开关 Q0 5F Q0 0AQ0 6G Q0 1BQ0 7H Q0 2C 四 四 PLC 程序程序 五 组态王设置五 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 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