立方发泡水泥生产线电气系统监控软件设计与开发

1、目 录1引言12系统硬件设计52.1 强电设计52.1.1 主电路设计52.1.2 控制回路设计62.2 PLC电路设计82.2.1 PLC CPU模块82.2.2 I/O模块82.2.3 以太网通讯92.2.4 称重模块93上位机软件设计113.1 MCGS组态系统简介113.1.1 MCGS组态软件的定义113.1.2 MCGS系统组成113.2 组态软件的使用及计算机界面控制设计说明123.2.1 MCGS界面编辑123.2.2 新建窗口143.2.3 变量的定义173.2.4 运行策略183.2.5 设备窗口设置284 PLC程序设计364.1 供料系统364.2 三级搅拌系统444.

2、3 输送切割系统504.4 现场调试55结 论56参考文献57附录一58附录二60附录三63致 谢791引言工程介绍：本工程是天津辉诚科技有限公司500方发泡水泥控制系统装置的研制，工程的目的是实现发泡水泥生产系统全程自动化。针对发泡水泥在生产中的电控系统，采用全自动化控制方法，将配料引入储料仓，经过以及搅拌，二级搅拌，原料输送，三级搅拌，按配比进行小料配置成品凝固，成品输送，成品切割和成品出库等几个环节。 1、研究目的发泡水泥保温板是目前墙体保温和墙体保温防火隔离带最理想的保温材料，其优点是：导热系数低，保温效果好，不燃烧，防水，与墙体粘结力强，强度高，无毒害放射物质，环保。与建筑物使用寿命

3、同期，而且施工简便、快捷。技术性能优于泡沫玻璃、泡沫陶瓷、酚醛泡沫板、聚苯颗粒、聚苯板、挤塑板等墙体保温材料。其缺点是：强度低（脆），吸水率高，无法与泡沫玻璃、泡沫陶瓷、酚醛泡沫板、聚苯颗粒、聚苯板、挤塑板等墙体保温材料相比。随着工业自动化过程控制理论和计算机技术的迅速发展，以及生产工艺对控制系统的可靠性、运算能力、扩展能力、开放性、操作及监控水平等方面提出了愈来愈高的要求。传统的DCS系统已经不能满足现在过程自动化控制的设计标准和要求，过程控制系统就是在这种形势下开发的迎会需求的新一代过程控制系统。SIMATIC S7-200是西门子公司在S5系列可编程控制器的基础上，结合最先进的电子制造技

4、术、网络通讯技术、现场总线技术、计算机技术和先进自动化控制理论，面向所有过程控制应用场合的先进过程控制系统。2、研究内容1) 掌握过程控制系统的基本概念。2) 掌握气动调节阀、气动比例阀的基本工作原理。3) 掌握称重模块的原理和使用方法。4) 掌握温度、流量计、液位、料位传感器的使用。5) 利用西门子STEP 7 Micro WIN 软件和MCGS软件实现以太网通讯6) 研究发泡水泥生产的控制工艺要求和生产指标的方案。7) 编制系统控制程序。8) 总结、整理、论述系统的工作过程。3、研究思路 1) 西门子STEP 7 Micro WIN是一种简单、灵活的控制系统。具有如下突出优点：a）基于全集

5、成自动化思想 。b）与PROFIBUS现场总线行机地结合在一体 。c）吸收了各种先进技术，面向工艺 。d）更分散的系统配置，特别适用于分散的过程控制应用场合 。e）系统配置灵活，易于扩展 。f）模块化结构，通用的硬件模块 。g) 强大的系统软件，组态与编程轻松简单 。h）丰富的人机界面产品提高了监控与管理的水平 。2）西门子STEP 7 Micro WIN系统具有三个组成部分：a）工程开发系统。工程开发系统可以实现由一个开发环境解决所有的过程控制、顺序逻辑及工艺控制问题，并且它还能够提供所有必要的工具，从编程到参数设定，从测试到故障诊断。b）软件库函数。这些库函数提供了众多的过程控制以及工艺控

6、制软件功能块。针对某一特定的生产所需要的功能块，灵活地选择相关地软件模块以及相应的监控画面。c）硬件平台。工业计算机和西门子s7-200PLC。3) 系统要求鉴于发泡水泥生产控制行业设备自动化程度高，产品产量大的特点，对发泡水泥控制提出了如下的控制要求：a）生产效率要求高。由于发泡水泥生产线的生产效率要求高，要求搅拌均匀、计量准确、切割尺寸在要求误差内。b）可靠性高。鉴于生产线的连续高速生产的特殊情况，生产线上任何一个环节出现故障都会直接导致全线的故障停机，从而给用户带来巨大的经济损失，故要求设备可靠性非常高。c）自动化程度高。系统在工作时，从进原料开始到生产出产品结束，所有工作全部自动完成，

7、完全不需要人工干预4、工艺流程概述本工艺分为五个系统模块：1）1号为供料系统，操作人员通过上位机MCGS组态运行环境内设置需要的配方方案，确定方案后按下启动按钮系统自动将所设定的物料按配比打入计量仓内。2) 2号为搅拌系统，当原料按设定总量打入计量仓后，系统再次对比重量经过确认后系统在将计量仓内的物料打入一级搅拌，搅拌时间有操作人员在上位机上设定，一级搅拌时间到系统打开一级放料阀这时启动二号搅拌系统，二号搅拌时间也有上位机设定当所有搅拌时间到达后进入输送投料阶段。3) 3号为制作产品阶段，产品制作由两套系统交替完成，首先有上位机设定搅拌后的原料重量，水重量，双样水等配料重量后还是启动系统，系统

8、首先将原料打入搅拌罐等待放料搅拌，当物料重量符合系统要求时停止入料，开始防水当水放入完毕后开始搅拌搅拌时间通过上位机设定，搅拌完成后浇注罐下面有空车时开始放双氧水，双氧水放完毕后立即浇注放料。4) 4号为输送系统，输送系统将每个浇注完成的小车通过8个输送阶段送入切割。5) 5号切割系统，切割系统将已经成品的大块砖料切割成规定大小的成品。该系统采用工业工控机作为系统的人机操作界面，西门子S7-200PLC作为主控制器，二次智能仪表作为中间层，气动电磁阀、蝶阀、继电器作为传送驱动执行器，温度、流量计、液位、压力传感器、行程开关作为底层的信号检测单元。5、控制原理从进原料料开始到生产出成品到包装结束

9、，所有工作全部自动完成，完全不需要人工干预，自动化程度非常高。在整个控制过程中难点主要存在于称重、以太网通讯、压力、温度、液位的PID自动调节回路设计、上位机监控软件组态、智能仪表的使用三各方面，S7-200对于这三各方面的控制提供了专用的软件功能模块，使得原先非常复杂的控制变得简单方便。6、设计说明本设计内容系依据发泡水泥的生产工艺流程、按设备控制要求所作的控制系统方案，包括控制系统的配置方案、运行控制要求、控制设备数量等。根据控制设备种类多、发泡水泥工艺较复杂的客观条件，决定采用本地手动控制和集中自动制相结合的方式。用以太网通讯进行连接上位机和电控柜，实现人机结合，对所要电控装置进行自动控

10、制。本系统改变以往各级分散控制的模式，采用目前技术较成熟、可靠性高的可编程控制器（PLC）结合智能控制仪表，有效地控制了电动机、电磁阀等电气设备。各个电机的工作过程可以采用软件MCGS实现监控的组态画面运行效果从而实现了对发泡水泥系统的自动控制。1) 硬件任务书a) 电机26台 功率2.2KW 4KW 11KW 5.5KW b）鼓风机2台 功率1.1KW c）水泵2 台 功率3KW d）双氧水泵1台 功率2.2KW e）气缸13个 f）电动蝶阀5个 2)程序任务书a）将原料按一定比例称出变成成品，成品由两种主原料构成分为以下两种:1号水泥为硫铝,2号水泥性质为普硅,粉煤灰。b）将设定重量的原料

11、搅拌均匀后投入制作（一级搅拌和二级搅拌时间可以通过上位机设定）c）将搅拌均匀的原料投入制作 制作流程：按设定重量打入混合原料后在加入水、双氧水、铁黑等小料再次经过搅拌均匀后放入小车。d）输送系统 将浇注完成的成品放入小车后，在通过输送系统进入切割系统开始切割。e）切割系统 切割系统有三个切割锯组成，按要求切割成规定大小。3) 设计内容a) 通过以太网对三个PLC进行通讯和对上位机联网b) 制作底层电气配电柜c）编制计算机界面程序：用 MCGS 软件制作一套计算机监控系统，它能够在基于Microsoft（各种32位Windows平台上）运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控

12、制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，让用户可以在监控系统中直观的观测到现场的工作状况以及出现的问题。2系统硬件设计硬件部分主要包括强电和弱电两部分的设计，强电有主回路电路的设计及元件的配置、控制回路的设计、仪表的配置与安装，弱电有稳压电源、PLC的安装及I/O口连接。2.1 强电设计2.1.1 主电路设计主回路采用三相电供电，主回路控制原理图如2-1所示图2-1 主回路控制原理图因为需要控制外部不同功率的电机，因此选用不同型号的电气元件，选择时应满足在额定电压、额定电流范围内安全正常运行，其硬件清单如表1-1所示。表1-1硬件元件清单设备名称型 号 厂

13、家数 量断路器（三相）C65ND/3P 30ASchenider(施奈德)8C65ND/3P 25ASchenider(施奈德)2C65ND/3P 20ASchenider(施奈德)16C65ND/3P 10ASchenider(施奈德)4接触器LC1-D25Schenider(施奈德)8LC1-D09Schenider(施奈德)11热继电器LR2-D 9-13ATelemecanique2LR2-D 5.5-8ATelemecanique4LR2-D 2.5-4ATelemecanique2LR2-D 12-18ATelemecanique1保险(熔断器)RT18-32 32AGB13539

14、HUKE3辅助触头LAND20Telemecanique19变频器神源11总开关ED100E 100AMerlin Gerin2续表：端子排2断路器(单相）50HZ GB10963 C4Schenider(施奈德)2断路器(两相）EA9AN3D6Schenider(施奈德)2中间继电器HHC68A-2ZSchenider(施奈德)14继电器底座PTF08ASchenider(施奈德)142.1.2 控制回路设计1)、自动控制电路设计如图2-2所示： 图2-2自动控制电路2). 手动控制电路设计如图2-3所示： 图2-3手动控制电路 按照控制要求设计较简单的控制方法，总共控制49个电机和电磁阀，

15、电路的控制模式都是一样的，49个电机分手动/停/自动控制，拨到手动上，在电路准确无误的情况下，有启动（常开），停止（常闭）按钮控制电机转动，拨到自动档上，则有PLC输出高低电平控制中间继电器，继而控制接触器吸合控制电动机的转动，也可以点击组态上边设置的关/闭按钮来控制电机起停。电路分成主电路和控制电路两部分，继电器主要用于控制电路，接触器主要用于主电路；通过继电器可实现用一路控制信号控制另一路或几路信号的功能，完成启动、停止、联动等控制，主要控制对象是接触器；接触器的触头比较大，承载能力强，通过它来实现弱电到强电的控制，控制对象是用电器。在工业控制线路控制线路中电压是DC24V。接触器KM需控

16、制电磁阀KT的通断，而电磁阀的线圈电压是AC220V。将电磁阀的线圈直接与接触器的接点相接，在原理上不是不可以，但考虑到维修习惯和使用安全问题。应该在另一个地方安装一个中间继电器，通过中间继电器来控制电磁阀。这样做可以将直流与交流、高压与低压分开便于以后的维修并有利于安全使用,PLC一般的输出点电压为24V,用于控制继电器的吸合。2.2 PLC电路设计以上是电路硬件电路中强电低压电器的设置与参数的选择，以下是设计中弱电部分，用弱电更好的去控制强电部分的运作，以达到简易、高效、低能耗的目的。2.2.1 PLC CPU模块按结构形式分类可把PLC分为整体式、模块式和分散式，我们采用实验室自制的模块

17、式PLC，将电源模块、CPU模块、I/O模块、A/D模块单独分开设置，一方面便于安装，另一方面便于维修。中央处理单元是本系统的主要部分，是系统的控制中枢。我们将PLC的CPU和上位机共用一个CPU，它的主要功能是接收外部传输过来的信号，进行分析处理传输到PLC的输出端控制外部设备，CPU实物如图2-4所示图2-4CPU实物图2.2.2 I/O模块I/O单元又称为I/O接口电路。程序执行过程中需调用的各种开关量（状态量）、数字量等各种外部信号或设定量，都通过输入电路进入输入输出系统，而程序执行结果又通过输出电路送到控制现场实现外部控制功能；由于生产过程中的信号电平、速率是多种多样的，外部执行机构

18、所需的电平、速率也是千差万别的，而CPU所处理的信号只能是高低电平，其工作节拍又与外部环境不一致，所以输入输出系统与通用计算机I/O电路有着类似的作用，即电平变换、速度匹配、驱动功率放大、信号隔离等，不同的是本IO单元是顾及其工作环境和各种要求而经过精心设计和制造的。PLC的I/O点数表明了PLC可以从外部接受多少个输入信号和向外部发出多少输出信号，本系统共有123个输入量，50个输出量，所以选用小型机。DI/DO：在本系统中所有的电机、电池阀、传感器、限位开关都选用普通开关量即可。AI/AO：在系统中要对整个车间的温湿度进行实时控制并且要反馈到上位机，所有这里我们选用模拟量对其进行控制。2.

19、2.3 以太网通讯工业以太网是用于SIMATIC NET开放通讯系统地过程控制级和单元级的网络。物理上，工业以太网是一个基于屏蔽的、同轴双绞线的电气网络和光纤光学导线的光网络。工业以太网是由国际标准IEEE 802.3定义的。通过以太网扩展模块（CP243-1）或互联网扩展模块（CP243-1 IT），S7-200将能支持TCP/IP以太网通讯。（CP 243-1 IT）因特网模块是用于连接S7-200系统到工业以太网（IE）的通讯处理器。可以使用STEP 7 Micro/WIN，通过以太网对S7-200进行远程组态、编程和诊断。S7-200可以通过以太网和其他S7-200、S7-300和S7

20、-400控制器进行通讯。它还可以和OPC服务器进行通讯。要通过以太网与S7-200 PLC通信，S7-200必须使用CP243-1（或CP243-1 IT）以太网模块，PC机上也要安装以太网网卡。 以太网通讯模块如图2-5所示。 图2-5以太网模块2.2.4 称重模块SIWAREX MS（微量秤）是一种多用途的、灵活的称量模块；无论如何打算把秤用在S7-200自动化系统中、或者有必要进行力的测量时，都可以使用这种秤。SIWAREX MS模块能发挥现代自动化系统的所有优势；其中包括综合通信、诊断系统和可以利用的配置工具。用户可获得的好处：SIWAREX MS具有很多至关重要的优势：1、归功于在S

21、IMATIC S7-200中使用的标准化连接技术和综合通信；2、利用STEP 7 Micro/Win版本4.0 SP2及更高版本的标准化配置；3、分辩率高达16位的重量测量或力的测量；4、0.05 %的高准确性；5、可以在20 ms或33 ms之间选择的快速测量时间；6、极限值的监视；7、能灵活地适应SIMATIC控制方面的不同要求；8、使用SIWATOOL MS程序，通过RS232接口，就能容易地实现秤的调节；9、不需要调节重量的理论调节；10、模块更换方便，无需重新调节秤；11、适用于1类防爆区域的本质安全称重传感器电源（SIWAREX IS选项）；12、诊断功能。应用领域在需要记录来自应

22、变仪传感器或称重传感器之信号的所有场合，SIWAREX MS是你的最佳选择。作为称量电子装置系统，SIWAREX MS能提供高的测量精度，得益于它20ms（或30 ms）的测量时间，此模块也能用作力测量的评估电子装置。SIWAREX MS是为下列应用而优化配置的：1、非自动化的称量仪表2、间断与连续的称重过程3、筒仓或料仓的填充料位监视；4、吊车及缆绳负荷的测量；5、工业电梯或轧机机组的负荷测量；6、在爆炸危险区域内的称量（利用SIWAREX IS或PI防爆接口，在区域2或区域1内）；7、监视皮带张力；8、力的测量，容器磅秤，平台磅秤，和吊车秤。图2-6：SIWAREX MS - 系统示意图图

23、2-6 SIWAREX MS - 系统示意图3上位机软件设计3.1 MCGS组态系统简介3.1.1 MCGS组态软件的定义随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域中的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。我们用组态软件实现对整个工程自动控制，要用该软件设计首先应该学会使用它。MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统)是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft（各种32位Windows平台上）运

24、行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点，比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性，在自动化领域有着更广泛的应用。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。使用MCGS工控组态软件开发的应用程序，当现场或用户需求发生改变时，不需作很多修改而

25、方便的完成软件的更新和升级。同时，MCGS工控组态软件所能完成的功能都用一种方便用户使用的方法包装起来，对于用户，不需要太多的编程语言技术，就能很好的完成一个复杂工程的所有项目。再者每个用户根据实际情况，利用MCGS工控组态软件提供的底层设备的设备驱动、开放式的数据库和画面制作工具，就能完成一个具有动画效果、实时数据处理、历史数据和曲线并存、具有网络功能的工程，不受行业限制。 MCGS系统组成MCGS软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行处理，完成用户组态设计

26、的目标和功能。 MCGS组态环境是生成应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制打印报表等全部组态工作之后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程”。组态结果数据库完成了MCGS系统从组态环境向运行环境的过渡，它们之间的关系如图3-1所示。组态环境： 组态结果 运行环境：生成组态 数据库 解释组态应用系统 执行结果图3-1MCGS流程由MCGS生成的用户应用系统，其结构由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五个部分构成，如图

27、3-2所示。MCGS工控组态软件主控窗口设备窗口用户窗口实时数据运行策略菜单设计设置工程属性添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示设置报警窗口人机交互界面定义数据变量编写控制流程使用功能构建图3-2 MCGS系统结构框图3.2 组态软件的使用及计算机界面控制设计说明3.2.1 MCGS界面编辑1）打开组态软件，双击“MCGS组态环境”图标，进入组态编辑界面，如图3-3所示，屏幕中间的窗口为工作台。图3-3 组态编辑界面2）单击“文件”菜单,弹出下拉菜单，单击“新建工程”如图3-4所示：图3-4 新建工程3）单击“文件”菜单，弹出下拉菜单，单击“工程另存为”，如图3-4所示，弹出文件保

28、存窗口，在文件名一栏输入工程名“500方水泥发泡生产线”单击“保存”如图3-5，工程建立完毕。图3-5 保存工程3.2.2 新建窗口新建的工程如图3-6所示：图3-6新建窗口从图中可以看出它包含5个窗口：主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。在“用户窗口”界面中，单击右侧“新建窗口”新建一个窗口如图3-7所示：图3-7 新建用户窗口选中“窗口0”右击选中“属性”，或单击用户窗口右侧“窗口属性”按钮，还可以双击该图标，进入组态界面编辑窗口，双击任何一位置均可弹出如图3-8所示对话框：图3-8 用户窗口基本属性设置在窗口名称中输入所需窗口名称如： 总界面，在窗口位置可选项中选中“最大

29、化显示”，窗口背景选项为默认如图3-9所示：图3-9 窗口扩充属性在属性设置窗口中的扩充属性中，选中“显示滚动条”一项窗口视区大小为默认。单击确认完成对“窗口0”的设置，用同样的方式继续新建窗口，如图3-10所示：图3-10用户窗口打开总窗口动画界面的编辑，在用户窗口菜单下通过双击“总窗口”窗口图标打开编辑界面，编辑窗口菜单栏、任务栏如图3-11所示：图3-11任务栏3.2.3 变量的定义（1）单击工作台上的“实时数据库”，进入“实时数据库”窗口，如图3-12所示：窗口已列出已有系统变量的名称。图3-12实时数据库窗口（2）单击工作台右侧“新增对象”按钮，在数据对象列表中立刻出现了一个新的数据

30、对象，然后选中该数据对象，单击“对象属性”弹出“数据对象属性设置”窗口，在“对象名称”一栏内为如：SJI58，“对象初值”设为：0，“对象类型”设为：开关型。如图3-13所示。图3-13数据对象属性用同样的方式继续新建其他的变量：输送电机、搅拌电机、供料电机、输送1号电机限位等如图3-14所示。图3-14实时数据库变量设置完毕。3.2.4 运行策略单击工作台上的“运行策略”出现下面界面如图3-15所示：图3-15运行策略双击“循环策略”出现下面界面如图3-16所示：图3-16循环策略单击工具栏“新增策略行”按钮，再单击工具栏出现如图3-17所示：图3-17新建策略双击“策略工具箱”中的“脚本程

31、序”完成添加脚本程序，双击“脚本程序”策略行末端的方块，出现脚本程序编辑窗口如图3-18所示：图3-18脚本程序编辑就可以控制编辑程序，也可以添加定时器脚本程序，运行策略设计如图3-19所示：图3-19运行策略添加打开启动策略点击设置启动控制程序，即脚本程序，界面如3-20所示图3-20脚本程序双击脚本程序如图3-21所示。图3-21脚本程序设计窗口在里面输入：年 = $year月 = $month日 =$day时 =$hour分 =$minute秒 =$second时刻 = $TIME星期 =$week这样在主控界面上就会有时间显示如图3-22所示:图3-22时间显示工程脚本程序如下：公用运

32、行程序： IF SDM10=1 THENSJB10=1endifIF SDM11=1 THENSJB11=1endifIF SDM12=1 THENSJB12=1endif IF SDM10=0 THENSJB10=0endifIF SDM11=0 THENSJB11=0endifIF SDM12=0 THENSJB12=0Endif气缸运行程序：IF SDM74=1 THEN CI04=1endifIF SDM74=0 THEN CI04=0endifIF SDM77=1 THEN CI15=1endifIF SDM77=0 THEN CI15=0endifIF SDM85=1 THEN C

33、I34=1endifIF SDM85=0 THEN CI34=0endifIF SDM87=1 THEN CI41=1endifIF SDM87=0 THEN CI41=0endifIF SDM83=1 THEN CI31=1endifIF SDM83=0 THEN CI31=0Endif1号电机运行：IF SDM50=1 THEN一正=一正-2endifIF 一正 < -700 AND SDM50=1 THEN一正=-701CI03=1endifIF SDM50=0 THEN一正=0CI03=0CI01=1endifIF 一正 < -10 AND SDM50=1 THENCI01

34、=0Endif二号电机：IF SDM51=1 THEN二正=二正-2endifIF 二正 < -375 AND SDM51=1 THEN二正=-376CI06=1endifIF SDM51=0 THEN二正=0CI06=0Endif三号电机：IF SDM53=1 THEN三正=三正-2endifIF 三正 < -161 AND SDM53=1 THEN三正=-162CI12=1endifIF SDM52=1 THEN三正=三正+2endifIF 三正 > 0 AND SDM52=1 THEN三正=1CI11=1endifIF 三正 < -3 THENCI11=0endi

35、fIF 三正 > -160 THENCI12=0Endif四号电机：IF SDM54=1 THEN四正=四正+3endifIF 四正 > 410 AND SDM54=1 THEN四正=411CI17=1endifIF SDM54=0 THEN四正=0CI17=0CI14=1endifIF 四正 >0 THENCI14=0Endif五号电机：IF SDM55=1 THEN五正=五正-2endifIF 五正 < -190 AND SDM55=1 THEN五正=-191CI22=1endifIF SDM56=1 THEN五正=五正+2endifIF 五正 > 0 AND

36、 SDM56=1 THEN五正=1CI20=1endifIF 五正 < -3 THENCI20=0endifIF 五正 > -170 THENCI22=0Endif六号电机：IF SDM57=1 THEN六正=六正-2endifIF 六正 < -290 AND SDM57=1 THEN六正=-291CI32=1endifIF SDM60=1 THEN六正=六正+2endifIF 六正 > 0 AND SDM60=1 THEN六正=1CI33=1endifIF 六正 < -3 THENCI33=0endifIF 六正 > -280 THENCI32=0endi

37、fIF 六正 > -200 AND 六正 < -180 THENCI30=1endifIF 六正 < -201 OR 六正 > -179 THENCI30=0Endif七号电机：IF SDM61=1 THEN七正=七正+3endifIF 七正 > 310 AND SDM61=1 THEN七正=311CI40=1endifIF SDM61=0 THEN七正=0CI40=0CI35=1endifIF 七正 >0 THENCI35=0Endif八号电机：IF SDM62=1 THEN八正=八正-2endifIF 八正 < -178 AND SDM62=1 T

38、HEN八正=-179CI42=1endifIF SDM63=1 THEN八正=八正+2endifIF 八正 > 0 AND SDM63=1 THEN八正=1CI00=1endifIF 八正 < -3 THENCI00=0endifIF 八正 > -170 THENCI42=0Endif3.2.5 设备窗口设置在设备窗口界面下双击“设备窗口”或选择“设备窗口”，单击右侧“设备组态”按钮，弹出图3-23所示：图3-23设备窗口1单击右侧“设备组态”按钮，弹出图3-24所示窗口：图3-24设备组态单击工具条上“”设备工具箱按钮弹出设备管理窗口如图3-25所示：图3-25 设备管理1

39、设备的添加：单击设备管理，可以添加实际控制电路中用到的逻辑可控器件，比如PLC,图3-26设备管理2在可选设备中选择“通用串口父设备”和“西门子CP243-1”两个设备，单击“确认”按钮完成设备的添加如图3-26所示。在设备组态窗口界面下，双击设备工具箱中添加的设备即可完成设备的添加如图3-27所示。图3-27 设备窗口2父设备的设置：单击“通用窗口父设备”出现下面对话框如图3-28所示：图3-28 串口设备的设置设备名称选项和设备注释两项根据实际情况填写，初始工作状态选择默认，最小采集周期改为100ms,窗口端口号与通讯波特率两项根据实际设备连接端口和通讯频率选择，其他以下几项根据实际情况选

40、择，单击“确认”即可完成父设备的设置。子设备的设置：双击“设备0-小车”或右击选择属性，如3-29所示：图3-29 属性设置在“基本属性”窗口“设备名称”栏填入设备0输入，“内部属性”栏，单击“设置设备内部属性”，点击右侧“”按钮，如图3-30所示：图3-30 进入通道属性设置弹出通道属性设置对话框，如图3-31所示：图3-31通道属性设置单击右侧“全部删除”按钮，在“注意”对话框中选择“是”，删除原有通道如图3-32所示：图3-32确认对话框图3-33 通道属性设置单击“添加通道”按钮，弹出“添加通道”对话框，如图3-34所示：图3-34 增加通道输入型开关量设置：通道类型默认不变“1输入继

41、电器”，连续通道个数设置为32，操作方式选择“只读”，单击“确认”完成设置如图3-35所示：图3-35 输入型开关量输出型开关量设置：通道类型选择“0输出继电器”，连续通道个数设置为32，操作方式选择“读写”，单击“确认”完成设置如图3-36所示：图3-36 输出型开关量设备调试：在“通道连接”窗口中添加对应的数据对象：方法：第一步对通讯父设备进行设置，确定其串口号，波特率大小，在子设备中plc地址输入plc的地址，在设备调试查看0通道值，是否由1变为0，为0时证明通讯成功，设置正确；第二步：改变外部输入变量，在设备调试中查看通道变化，在通道连接中在相应通道填入数据对象名称；第三步：在设备调试

42、中查看再次确认是否正确，如果正确继续下一通道连接，重复第二步、第三步，直至完成设备所用通道连接。打开组态编辑窗口双击桌面上的“MCGS组态环境”，或选择图标右击鼠标选择“打开”，进入控制系统编辑窗口，选择设备窗口查看设备通讯状态是否正常，没有问题则可以单击菜单栏上“”图标或者按下键盘“F5”键进入组态运行环境。可能出现的问题，弹出对话框提示只能运行30分钟，如图3-37所示：图3-37提示对话框总窗口总窗口运行效果及相关控制说明：图3-38 总窗口总窗口如图3-38所示，包含以下工作内容：1. 项目的手自动切换。2. 实时显示本项目的数据监控如：温度、湿度、小车运行状态、水液位、双氧水液位、物

43、料配方，物料总量等所有数据。3. 当出现故障时本系统可以在此页面对其设备进行紧急停止控制。4. 画面切换如：设定画面、报警画面、温湿度显示画面。5. 退出系统。4 PLC程序设计4.1 供料系统供料系统分为手动供料和自动供料：手动供料动作要求是：按要求按下启动按钮后对应启动该项的输出动作，放开启动按钮停止该项。供料系统自动状态控制要求是：按照上位机指定供料重量进行入料到储料仓，当重量达到要求后停止供料，打开储料仓放料电池阀进行放料并且同时启动斗士提升机将物料输送至1号搅拌进行搅拌。搅拌设定时间后，打开1号搅拌放料电池阀将物料放到2号搅拌进行搅拌，搅拌时间由上位机设定。供料系统控制流程图如图4-

44、1所示：按设定重量上水泥设定系统供料重量上料完成上料完成按设定重量上粉煤灰打开储料仓电池阀、斗式提升机进行上料按时间进行一级搅拌和二级搅拌搅拌完成后停止图4-1供料系统控制流程图供料系统I/O分配如表4-1所示：表4-1供料I/O分配急停I0.0水泥外_1Q0.0启动I0.1二号水泥外Q0.1停止I0.2二号水泥内Q0.2传动暂停I0.3粉煤灰外Q0.3供料暂停I0.4粉煤灰内Q0.4储料仓阻尼I0.5水泥计量仓搅拌Q0.5手_自I0.6斗士提升机Q0.6FR1I0.7一级搅拌Q0.7FR2I1.0一级角Q1.0FR3I1.1一级电机星Q1.1FR4I1.2二级搅拌Q1.2FR5I1.3二级角

45、Q1.3FR6I1.4二级星Q1.4FR7I1.5储料仓搅笼Q1.5FR8I1.6水泥计量仓阀Q1.6FR11I1.7一级搅拌阀Q1.7FR14I2.0二级搅拌阀Q2.0报_警Q2.1震动Q2.5供料系统辅助I/O分配如表4-2所示：表4-2供料系统辅助I/O分配重量VW2000输送搅笼M2.2手动q26M7.6粉煤灰设定VW2002手动q00M5.0手动q27M7.7一号水泥设定VW2006手动q01M5.1手动q30M8.0二号水泥当前重量VW3000手动q02M5.2手动q31M8.1二号水泥设定VW3002手动q03M5.3手动q32M8.2粉煤灰当前重量VW3040手动q04M5.4

46、手动q33M8.3一号水泥当前重量VW3045手动q05M5.5手动q34M8.4提升机时间设定VW3060手动q06M5.6手动q35M8.5一级搅拌设定VW3062手动q07M5.7手动q36M8.6二级搅拌设定VW3064手动q10M6.0手动q37M8.7二级放料时间VW3066手动q11M6.1手动q40M9.0一级放料设定VW3068手动q12M6.2手动q41M9.1粉煤灰SVW3100手动q13M6.3手动q42M9.2一号水泥SVW3102手动q14M6.4手动q43M9.3二号水泥SVW3104手动q15M6.5手动q44M9.4手动q16M6.6手动q45M9.5手动q1

47、7M6.7手动q46M9.6手动q20M7.0手动q47M9.7手动q21M7.1报警指示灯M11.0手动q22M7.2等待小车M11.2手动q23M7.3小车运行信号M11.3手动q24M7.4手动q25M7.5工料系统以太网通讯程序如图4-2所示：图4-2以太网通讯程序手动程序如图4-3所示：图4-3手动程序重量设定PLC程序如图4-4所示:图4-4重量设定PLC程序供料系统上料和搅拌程序如图4-5所示：图4-5供料系统上料和搅拌程序4.2 三级搅拌系统三级搅拌自动工作过程控制要求：先设定1号2号灌上料重量、双氧水重量，水重量，水和双氧水在放完后自动补充。当首次按下启动后1号灌上料电机启动

48、，开始上料当物料上到设定重量后停止上料，开始放水和启动1号搅拌这时启动2号灌上料电机开始上料当2号灌物料重量达到设定重量后电机停止等待，当水放完后开始启动1号灌放料阀开始放料，物料放料完毕后停止放料和搅拌，开始投入小料按配比进行投入，小料投入完毕后再次进行搅拌开始上料，搅拌时间由上位机设定，当搅拌完毕后如果浇筑口下有空车进行浇筑，没有空车或者没有车的情况下等待空车进行浇筑。2号灌在1号灌放水完成自行自动补水，补水完成后进行放水和启动2号搅拌，当水放完后开始启动2号灌放料阀开始放料，物料放料完毕后停止放料和搅拌，开始投入小料按配比进行投入，小料投入完毕后再次进行搅拌开始2号灌自动补料，搅拌时间由

49、上位机设定，当搅拌完毕后如果浇筑口下有空车进行浇筑，没有空车或者没有车的情况下等待空车进行浇筑。1号2号灌交替进行浇筑。三级搅拌系统控制流程图如图46所示：图4-6三级搅拌系统控制流程图三级搅拌I/O分配如表4-3所示：表4-3三级搅拌I/O分配急_停anI0.0储料仓输送搅笼Q0.0手/自动I0.11号震动泵Q0.1储料仓输送搅笼（手动）I0.22号震动泵Q0.21号震动泵（手动）I0.31号三级入料搅笼Q0.32号震动泵（手动）I0.42号三级入料搅笼Q0.41号三级入料搅笼（手动）I0.53号震动泵Q0.52号三级入料搅笼（手动）I0.64号震动泵Q0.63号震动泵（手动）I0.7双氧水

50、泵Q0.74号震动泵（手动）I1.0小水池水泵Q1.0双氧水泵（手动）I1.11号三级搅拌搅笼Q1.1小水池水泵（手动）I1.22号三级搅拌搅笼Q1.21号三级搅拌搅笼（手动）I1.3计量泵Q1.32号三级搅拌搅笼（手动）I1.41号水阀Q1.4计量泵（手动）I1.52号水阀Q1.51号水阀（手动）I1.61号双氧水阀Q1.62号水阀（手动）I1.72号双氧水阀Q1.71号双氧水阀（手动）I2.01号三级搅拌放料阀Q2.02号双氧水阀（手动）I2.12号三级搅拌放料阀Q2.11号三级搅拌放料阀I2.2水球阀Q2.22号三级搅拌放料阀I2.3双氧水球阀Q2.31号阻尼计I2.4锯床一Q2.42号

51、阻尼计I2.5锯床二Q2.5锯床一（手动）I4.2锯床三Q2.6锯床二（手动）I4.3蝶阀一Q2.7锯床三（手动）I4.4蝶阀二Q3.0皮带机（手动）I4.5一号放料阀Q3.2水液位I4.6二号放料阀Q3.3三级搅拌辅助I/O分配如表4-4所示:表4-4三级搅拌辅助I/O分配锯床1M1.0水重VD6025锯床2M1.1双氧水重VD6065锯床3M1.2水设定VD7090原点M1.3双氧水设定VD7200输送搅笼M2.2一号VW202放料完M2.5二号VW1202一号放完M3.3一号设定重量VW3000二号放完M3.4二号设定重量VW3005qu_s10M3.5一号SVW6300一号完走M4.0二号SVW6305二号完走M4.1浇注设定M0.3手动q00M5.0浇注车号VW6500手动q01M5.1搅拌时间VW7505手动q02M5.2双氧水时间VW7515手动q03M5.3浇注完成M11.5手动q04M5.4手动q23M7.3手动q05M5.5手动q24M7.4手动q06M5