PLC控制的自動灌裝機系統(tǒng)設計畢業(yè)論文.doc

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1、III 四川機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 PLC控制的自動灌裝機系統(tǒng)的設計 畢 業(yè) 綜 合 訓 練 專業(yè)班級： 學生姓名： 指導教師： I 2 四川機電職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 PLC控制的自動灌裝機系統(tǒng)的設計 摘 要 近年來，社會的發(fā)展和進步對各行各業(yè)提出了越來越高的要求。機械化加工企業(yè)為了提高生產效率和市場競爭力，采用了機械化流水線作業(yè)的生產方式，對不同的產品分別組成了自

2、動流水線。產品不斷地更新?lián)Q代，也同時要求相應的控制系統(tǒng)隨之改，提高產品生產的效率。在這種情況下，硬連接方式的繼電接觸式控制系統(tǒng)就不能滿足經常更新的要求了。這是因為，一是成本高，二是周期長。在早期還出現(xiàn)過矩陣式順序控制器和晶體管邏輯控制系統(tǒng)，由于這些裝置體積大，功能少，本身存在很多不足，雖然在能夠提高控制系統(tǒng)的通用性和靈活性，但均未得到廣泛應該。 PLC可編程序控制器具有結構簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應用最多的一種設備。專家認為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎設備之一。由于PLC具有對使用環(huán)

3、境適應性強的特性，同時其內部定時器資源十分豐富，液體物體的灌裝機發(fā)展很快，早已有人工手動灌裝發(fā)展實現(xiàn)機械自動化灌裝，且自動化水平日益提高。隨著科學技術和生產的發(fā)展，現(xiàn)在越來越多的將PLC應用于灌裝機系統(tǒng)中。 本設計綜合可編程控制器和變頻器控制的諸多優(yōu)點，通過可編程控制器輸出來控制變頻器的多段速調速，讓電動機轉速跟隨檢測的反饋信號而變化，實現(xiàn)對灌裝啤酒傳送帶速度的自動控制，使其與灌裝機的速度相匹配，提高工業(yè)生產的效率。本次設計將可編程控制器和變頻器控制進行了充分的結合運用，將可編程控制器的開關量輸出端直接與變頻器的開關輸入端相連，體現(xiàn)了由新的控制器帶來新的控制理念的思想。 關鍵詞：繼電接觸式

4、控制系統(tǒng)。 2 目 錄 第一章 緒 論 1 1.1研究背景及課題來源 1 1.2研究現(xiàn)狀 1 1.3解決辦法 2 第二章 PLC介紹 3 2.1 PLC的發(fā)展 3 2.2 PLC的應用領域 3 2.3 PLC的特點 3 2.4 PLC控制灌裝機系統(tǒng)的優(yōu)點 4 第三章 設計方案 5 3.1自動灌裝機系統(tǒng)方案設計 5 第四章 罐裝傳送帶調速系統(tǒng)分析 9 4.1 罐裝傳送帶調速系統(tǒng)工藝流程 9 4.2 輸入信息分析 10 4.3 輸出信息分析 11 第五章 罐裝傳送帶調速控制系統(tǒng)硬件設計 12 5.1罐裝傳送帶系統(tǒng)總圖設計 12 5.2電器元件的選

5、型 13 第六章 罐裝傳送帶調速控制系統(tǒng)硬件設計 14 6.1編程平臺介紹 14 6.2具體設計程序及注釋 15 6.3灌裝傳送帶調速監(jiān)控系統(tǒng)軟件 19 結 論 22 參考文獻 23 謝 辭 24 28 第一章 緒 論 1.1 研究背景及課題來源 近幾年，由于PET/HDPE塑料瓶被越來越多地應用到液態(tài)食品包裝領域，擴大了其在液態(tài)食品包裝領域中的應用范圍。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球每年用于飲料瓶的塑料容器消費量為1000多萬噸，并且其產銷量正在以每年10%～19%的速度增長。茶飲料、果汁飲料以及功能性飲料經過幾

6、年的苦心經營，已經成為飲料市場上穩(wěn)定、成熟的產品，現(xiàn)在高速中溫熱灌裝技術為眾多飲料企業(yè)提供了最佳的解決方案，既滿足了產品的增長率和安全性，又降低了飲料企業(yè)的包材成本和運行成本。隨著高速中溫熱灌裝機技術的日臻成熟，將為更多的國內大、中型飲料生產企業(yè)提供先進、穩(wěn)定、可靠的飲料灌裝機設備，帶來更為直接的成本效益。灌裝機主要是包裝機中的一小類產品，隨著我國酒業(yè)的快速發(fā)展，啤酒、葡萄酒、黃酒、白酒等酒類產量持續(xù)增長，我國飲料酒(不含果露酒、發(fā)酵酒精)總產量已達2878萬千升,同比增長8.2%。有關專家指出，我國飲料行業(yè)是高成長性的行業(yè)，成熟飲品增長穩(wěn)定，新的熱點和增長點不斷涌現(xiàn)，新興飲品的增長更快。同時

7、，中國包裝機械已發(fā)展成世界液態(tài)食品行業(yè)中有重大影響和極大市場占有率行業(yè)。因此，液體灌裝機市場發(fā)展?jié)摿薮蟆? 1.2 研究現(xiàn)狀 要把灌裝機產品國產化，要走相當一段的路程，國內現(xiàn)狀是“互仿”--互相仿造，在國內仿造，也叫做“內仿”。水平大概一致，今天你有的，明天別人就仿去了。一個灌裝機行業(yè)也就那么幾家有自己的機械設計能力來開發(fā)新產品。其他的制造商就跟進過來。所以在互聯(lián)網(wǎng)上我們查找灌裝機會看到很多產品，但大多雷同。相比較而言，在國外我們考察一些灌裝機械廠家，他們的產品不論是在外觀還是的設計原理上都有比較大的區(qū)別。這就是很多國內一些想創(chuàng)新的廠家努力去學習國外產品的原因，操作方法是到國外參加展會，拍

8、些設備圖片或直接購買一個設備樣品，拿來仿造就可以了。這就是“外仿”，仿造國外的。不管是“內仿”還是“外仿”都是在仿造。自己沒有太多的創(chuàng)新和設計。產品就會一直在跟進，跟著別人前進。要想超越和創(chuàng)新就必須有自己的機械設計能力，機械設計和研發(fā)是灌裝機最終能國產化的根本前提。 1.3 解決方法 我國液體灌裝機要滿足包裝行業(yè)快速發(fā)展的需求，并積極參與國際競爭，就必須打破“小而散”的行業(yè)態(tài)勢，在“高精尖”的方向上不斷前進。業(yè)內人士認為，未來液體灌裝機將配合產業(yè)自動化趨勢，在技術發(fā)展上朝著機械功能多元化，結構設計標準化、模組化，控制智能化，結構高精度化等幾個方向發(fā)展液體。因此灌裝機的發(fā)展為食品、藥品的現(xiàn)代

9、化加工和大批量生產提供了必要的保證。 本設計就是針對以上而設計的一種以PLC可編程控制系統(tǒng)為主導的灌裝機系統(tǒng)。灌裝生產線有兩條傳送帶，空桶傳送帶和灌裝傳送帶。生產線分為四個工位，這四個工位完成桶的清洗、吹干、灌裝、和剔出沒有正常完成各個工位操作的桶。生產線啟動后，空桶傳送帶送過來的空桶依次完成上述功能。并進一步通過可編程控制器輸出來控

10、制變頻器的多段速調速，讓電動機轉速跟隨檢測的反饋信號而變化，實現(xiàn)對灌裝啤酒傳送帶速度的自動控制，使其與灌裝機的速度相匹配，提高工業(yè)生產的效率。本次設計將可編程控制器和變頻器控制進行了充分的結合運用，將可編程控制器的開關量輸出端直接與變頻器的開關輸入端相連，體現(xiàn)了由新的控制器帶來新的控制理念的思想。 第二章 PLC介紹 2.1 PLC的發(fā)展 PLC在60年代末到70年代中期出現(xiàn)，這時的PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。從70年代中期到80年代中后期，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大變化。美國，日本，德國

11、等一些廠家開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元（CPU）。這樣，使PLC的功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC的應用范圍得以擴大。從80年代后期至今，由于超大規(guī)模集成電路技術的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且,為了進一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛

12、研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化，使PLC的功能更強大。 2.2 PLC的應用領域 目前，PLC已經廣泛地應用于所有的工業(yè)部門，隨著PLC性能價格比的不斷提高，過去許多使用專用計算機控制設備的場合也可以使用PLC。PLC的應用領域不斷的擴大，主要有以下幾個方面： （1）開關量的邏輯控制； （2）運動控制； （3）閉環(huán)過程控制； （4）數(shù)據(jù)處理； （5）通信聯(lián)網(wǎng)。 并不是所用的PLC都具有上述全部功能，有些小型PLC只具有上述部分的功能，但是價格較低。 2.3 PLC的特點 （1）編程方法簡單，易學； （2）硬件配套齊全，用戶使用方便；

13、 （3）系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少； （4）可靠性高抗、干擾能力強； （5）通用性、適應面廣、使用方便； （6）故障率低、維修方便； （7）體積小、能耗低； （8）具有邏輯運算，計時、計數(shù)、順控等功能。 2.4 PLC控制自動灌裝機系統(tǒng)的優(yōu)點 將PLC用于對自動灌裝機系統(tǒng)的控制，主要是其具有對使用環(huán)境適應性強、無故障運行時間長的特性，同時其內部定時器、計時器資源十分豐富，可對目前普遍使用的自動灌裝機系統(tǒng)進行精確控制，罐裝傳送帶控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設計目的是利用PLC和變頻器控制電動機轉動帶動皮帶傳動，然后將要灌裝的瓶傳送給灌裝機，達到瓶流速度和灌裝速度的協(xié)調，從而提高工作效率。基

14、于PLC的這些好處，所以選擇PLC為邏輯控制元件。 第三章 設計方案 3.1 自動灌裝機系統(tǒng)方案設計 本設計有分兩個步驟，第一個步驟如下， 控制要求：灌裝生產線有兩條傳送帶，空桶傳送帶和灌裝傳送帶。生產線分為四個工位，這四個工位完成桶的清洗、吹干、灌裝和剔出沒有正常完成各個工位操作的桶。生產線啟動后，空桶傳送帶送過來的空桶依次完成上述功能。各個工位的間隔距離相等（大于一個桶的直徑），以保證灌裝傳送帶電機運行一次，桶可以在各個工位準確到位。 輸入：生產線啟動、停止信號分別為S1、S2；灌裝傳送帶空桶到位光電開關，1～4工位的桶到位光電

15、開關依次為B0、B1、B2、B3、B4為1時桶到位，否則為0；2工位的吹干檢測傳感器B21吹干時為1，否則為0；3工位的灌裝完成壓力傳感器B31灌裝完成時為1，否則為0；1～4工位推桿閥門（1～3工位用于將不合格的桶推出傳送帶后推桿收回）開到位信號V11＿OPENED、V21＿OPENED、V31＿OPENED、V41＿OPENED為1時開到位，否則為0；1～4工位推桿閥門關到位信號V11＿CLOSED、V21＿CLOSED、V31＿CLOSED、V41＿CLOSED為1時關到位，否則為0；1～3工位清洗、吹干、灌裝閥門，開到位信號V12＿OPENED、V22＿OPENED、V32＿OPENE

16、D、V42＿OPENED為1時開到位，否則為0；1～3工位清洗、吹干、灌裝閥門，關到位信號V11＿CLOSED、V21＿CLOSED、V31＿CLOSED、V41＿CLOSED為1時關到位，否則為0。 輸出：M1、M2分別為空桶傳送帶和灌裝傳送帶電機的啟動、停止輸出，為1時啟動，為0時停止；1～4工位推桿閥門V11、V21、V31、V41為1時打開，否則關閉；灌裝閥門V12、V22、V32為1時打開，否則關閉。 設計方法：本步驟中的灌裝傳送帶的控制流程是這樣的：首先按動啟動按鈕后，灌裝傳送帶空桶位置的光電開關，當沒有桶時其輸入值為0，假如灌裝傳送帶電機沒有運行，則啟動空桶傳送帶電機，知道灌

17、裝傳送帶空桶位置有桶為止，然后停止空桶傳送帶電機?？胀皞魉蛶щ姍C停止后，如果推桿全部收回，灌裝傳送帶空桶為止的光電開關出現(xiàn)上升沿，或者在至少一個工位有桶的情況下，推桿全部收回出現(xiàn)上升沿，則啟動灌裝傳送帶電機（當按動啟動按鈕時，如果灌裝傳送帶空桶位置有桶或至少一個工位有桶，也需要啟動灌裝傳送帶電機）。當各個工位的的光電開關有任意一個（由于各個工位間隔距離相等，故灌裝傳送帶上多于一個桶時，各個光電開關會同時檢測到桶已經到位）檢測桶已經到位時，停止灌裝傳送帶電機，然后進行各個工位的的操作。假如灌裝傳送帶上所有桶都已經灌裝完畢，或者空桶傳送帶送桶不及時，所有光電開關檢測不到桶的到位，將會導致電機一直運

18、行下去。為避免這種情況的發(fā)生，設置一個延時開型計時器時間設置為8s，8s時間到后停止電機運行，從而啟動空桶傳送帶電機，使空桶能夠送過來。這里之所以用8s的時間是考慮到灌裝傳送帶電機正常運行一次不會超過8s的緣故。各個工位的操作流程是這樣的，在1工位桶到位后，用推桿將桶推到清洗閥門入口進行桶內的清洗，時間為10s。然后將清洗過的桶，用推桿收回到灌裝傳送帶上。2工位與此類似，只是將桶進行吹干。3工位進行灌裝，灌裝時間為15s。在2工位還有一個吹干檢測傳感器，用于吹干后檢測桶內是否有水，如果有水則不能進行下一個工位的操作。當?shù)竭_4工位時將其推出灌裝傳送帶。同樣，3工位操作完成后進行桶內的壓力檢測，如

19、果壓力低，則也要在4工位時將其推出灌裝傳送帶。按動停止按鈕，則需停止灌裝生產線工作，即停止所有電機運行并關閉所有閥門，以便將生產線恢復到初始狀態(tài)。 第一步驟只在此簡單敘述，本論文重點介紹第二步驟的設計。 要求PLC根據(jù)瓶流通過變頻器調整輸送帶的速度，即PLC根據(jù)瓶流情況選擇多段速控制，做到輸送帶速度與灌裝機速度很好的匹配。由光電檢測開關檢測瓶流速度，不同的瓶流速度對應變頻器的不同速度，由PLC的輸出端子去控制變頻器的多段速控制端，實現(xiàn)速度的調整，實現(xiàn)與灌裝速度相匹配。 基本原理： PLC制 變頻器 電動機 傳輸皮帶帶帶 光電檢測器

20、 反饋控制信號 圖3.1 方案方框圖 通過變頻器的多功能輸入端的設定，即設定多級速度頻率，可以實現(xiàn)多級調速運轉，并可通過外部信號選擇使用某一級速度，本次設計為3級速度頻率。用PLC的開關量輸入輸出模塊控制變頻器的多功能輸入端，以控制電機的正轉和轉速等，實現(xiàn)有級調速。 圖3.2 多段速調速連線框圖 變頻器的多段速調速可以通過RH、RM、RL三個輸入端子

21、的不同組合來設定7個不同的速度，并且速度多可以單獨的通過控制面板在0～120HZ之間任意設定，設定范圍廣。第1、2、3速在出廠時分別設定為50HZ、30HZ、10HZ，第4～7速未設定，需通過手動進行相關的設定。如果將設定參數(shù)P63設定為8：REX（多段15速選擇），就可以通過RH、RM、RL、REX四個端子的不同組合來設定15速選擇，但此時變頻只能單向運轉，不能反轉運行。 表3.1 多段速調速速段分配表 REX RH RM RL 轉速編號 0 1 0 0 1 0 0 1 0 2 0 0 0 1 3 0 0 1

22、 1 4 0 1 1 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 1 7 1 0 0 0 8 1 1 0 0 9 1 0 1 0 10 1 0 0 1 11 1 0 1 1 12 1 1 1 0 13 多段調速之漸次調解法，即用光電傳感器檢測瓶流速度并送入PLC與已知的罐裝速度做差得到差值電壓V，然后對V進行處理，將V與給定值進行比較，若小于一定范圍，則速度降級，若大于一定范圍，則速度升級，若在一定范圍內，則速度級數(shù)不變。另

23、外，如果轉速超越允許范圍而過快，則PLC的Y3端口輸出L1燈報警信號;反之如果轉速低于允許范圍而過慢，則由PLC的Y4端口輸出L2燈報警信號，整個轉速控制過程由PLC輸出以控制變頻器的頻率控制端，以使變頻器改變輸出頻率驅動電動機，從而實現(xiàn)對電動機的調速即控制瓶流速度與罐裝速度一致，達到設計目的。 在該方案中，我們還增加了變頻器的故障反饋保護系統(tǒng)，由變頻器的A端輸出，當變頻器發(fā)生故障時，反饋控制信號經A端傳送到PLC的輸入控制端口X9端，經PLC邏輯運算后由Y5端輸出，控制接觸器KM1動作，及時切斷變頻器的主電源，起到保護作用。 第四章 灌裝傳送帶調速系統(tǒng)分析 4.1 灌裝

24、傳送帶調速系統(tǒng)工藝流程 圖4.1 系統(tǒng)工藝流程圖 罐裝傳送帶控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設計目的是利用PLC和變頻器控制電動機轉動帶動皮帶傳動，然后將要灌裝的瓶傳送給灌裝機，達到瓶流速度和灌裝速度的協(xié)調，從而提高工作效率。本次設計的工藝流程圖如圖3.1所示，系統(tǒng)啟動后按下電機正轉開關，若電機出現(xiàn)異常馬上切斷工作電源進行保護，若電機情況正常則電開始下一步工作。電機開始轉動，帶動皮帶傳動，待灌裝的瓶子在皮帶的傳動作用下經過光電傳感器，傳感器對瓶子進行計數(shù)送往PLC進行數(shù)據(jù)處理，處理后得到的瓶流速度和PLC存儲器里面設定的值進行比較，判斷是否需要進行調速，如果不需要調速電機按照原來的速度運轉，如果需要進

25、行調速，則PLC輸出控制信號給變頻器多段速調速控制端，變頻器接受到PLC傳送過來的控制信號后經內部處理，輸出特定頻率的電壓實現(xiàn)對電機的變頻調速。變頻器異常輸出端反饋信號給PLC輸入，實現(xiàn)對變頻器的保護。 4.2 輸入信息分析 根據(jù)系統(tǒng)的功能需要，本系統(tǒng)的輸入信號主要有10個，分別是啟動按鈕、停止按鈕、自動、手動切換按鈕、檢測頻率輸入信號端、變頻器突發(fā)信號進入端。啟動按鈕用于啟動調速系統(tǒng)開始工作，停止按鈕用于結束調速系統(tǒng) ，自動按鈕用于控制電機自動調速運轉，手動按鈕用于手動控制電機轉速，頻率信號輸入端是用于將光電傳感器傳來的脈沖信號傳入PLC，由PLC進行邏輯處理，突發(fā)信號進入端用于檢測變

26、頻器的異常以便于及時進行處理，防止變頻器因此而損壞。輸入信號表如圖4.2所示： 表4.1 輸入端口列表 輸 入 元件符號 名稱 端子號 作用 SA 選擇開關 X0 手動 X1 自動 SB1 按鈕開關 X2 啟動 SB2 按鈕開關 X3 停止 SB3 按鈕開關 X5 高速 SB4 按鈕開關 X6 中速 SB5 按鈕開關 X7 低速 SB6 按鈕開關 X8 停止報警 A 變頻器故障反饋信號 X10 反饋保護 IC 光電檢測信號 X4 計數(shù)檢測

27、 4.3 輸出信息分析 根據(jù)系統(tǒng)的功能需要，本系統(tǒng)的輸出信號主要有7個，其中Y0、Y1、Y2用于設定頻率控制信號，控制電動機的低、中、高、速運轉。Y3用于實現(xiàn)電動機轉速的過快報警，Y4用于實現(xiàn)電動機轉速的過慢報警，Y5用于當變頻器發(fā)生異常故障時斷開變頻器電源，Y6用于啟動電動機的正轉運行，PLC輸出信號表如表4.2所示： 表4.2 輸出端口列表 輸 出 元件符號 名稱 端子號 作用 RL 低速輸入 Y0 起動低速運行 RM 中速輸入 Y1 起動中速運行 RH 高速輸入 Y2 起動高速運行 L1 報警燈L1 Y3 過速報警L1

28、 L2 報警燈L2 Y4 慢速報警L2 KM1 接觸器 Y5 變頻器反饋保護 STF 正轉輸入 Y6 正轉運行 第五章 罐裝傳送帶調速控制系統(tǒng)硬件設計 5.1 罐裝傳送帶系統(tǒng)總圖設計 系統(tǒng)總圖如下所示： 圖5.1 系統(tǒng)總設計圖 5.2 電器元件的選型 本設計中所使用到的元器件清單如下表所示： 第六章 灌裝傳送帶控制程序設計 6.1 編程平臺介紹 GX developer：三菱可編程控制器FX系列和QA系列的編程軟

29、件。主要用于xp系統(tǒng)下的三菱plc編程軟件，中文簡體；支持三菱最新的fx3u/fx3uc系列plc編程；支持三菱a系列、q系列、Fx系列及運動控制器的編程等。它包括PLC程序設計軟件，支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB、Label語言程序設計，網(wǎng)絡參數(shù)設定，可進行程序的線上更改、監(jiān)控及調試，結構化程序的編寫(分部程序設計)，可制作成標準化程序, 在其它同類系統(tǒng)中使用。設計非常方便，本次設計我們就選用了GX developer軟件作為編程平臺進行設計。 6.2具體設計程序及注釋 公用程序 手動控制中速 手

30、動子程序 手動控制高速 手動控制低速 啟動 停止 變頻器異常斷開其電源 自動子程序 ；啟動電機正轉 記X4脈沖個數(shù) 定20秒為單位時間 脈沖個數(shù)C0 C0<4 C0=4 416 取消報警 C0<4則為速度過低，啟動報警一 4<=C0<=8時,啟動高速20秒后返回繼續(xù)判斷瓶流速度 8<=c0<=12時,啟動中速20秒后返回繼續(xù)判斷瓶流速度 C0>16時則為速度過高啟動報警二 12<=C0<=16時,啟動低速20秒后返回

31、繼續(xù)判斷瓶流速度 圖6.1 所編程序圖 6.3 罐裝傳送帶調速監(jiān)控系統(tǒng)軟件 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系統(tǒng)。 MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡等功能。 使用MCGS，用戶無須具備計算機編程的知識，就可以在短時間內輕而易舉地

32、完成一個運行穩(wěn)定，功能全面，維護量小并且具備專業(yè)水準的計算機監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)工作。 MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出特點，已成功應用于石油化工、鋼鐵行業(yè)、電力系統(tǒng)、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機械制造、交通運輸、能源原材料、農業(yè)自動化、航空航天等領域，經過各種現(xiàn)場的長期實際運行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 MCGS 5.1軟件系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩個部分。組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，幫助用戶設計和構造自己的應用系統(tǒng)。運行環(huán)境則按照組態(tài)環(huán)境中構造的組態(tài)工程，以用戶指定的方式運行，并進行各種處理，完成用戶組態(tài)設計的目標和功能。 MCGS組態(tài)軟件（以下簡稱MCGS）由“M

33、CGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。兩部分互相獨立，又緊密相關。 圖6.2 MCGS功能流程圖 MCGS組態(tài)環(huán)境是生成用戶應用系統(tǒng)的工作環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子目錄中。用戶在MCGS組態(tài)環(huán)境中完成動畫設計、設備連接、編寫控制流程、編制工程打印報表等全部組態(tài)工作后，生成擴展名為.mcg的工程文件，又稱為組態(tài)結果數(shù)據(jù)庫，其與MCGS 運行環(huán)境一起，構成了用戶應用系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“工程” 。 MCGS運行環(huán)境是用戶應用系統(tǒng)的運行環(huán)境，由可執(zhí)行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目錄的Program子

34、目錄中。在運行環(huán)境中完成對工程的控制工作。 MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。 主控窗口：是工程的主窗口或主框架。在主控窗口中可以放置一個設備窗口和多個用戶窗口，負責調度和管理這些窗口的打開或關閉。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設計封面圖形，確定自動啟動的窗口，設定動畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存盤文件名稱及存盤時間等。 設備窗口：是連接和驅動外部設備的工作環(huán)境。在本窗口內配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設備，注冊設備驅動程序，定義連接與驅動設備用的數(shù)據(jù)變量。 用戶窗

35、口：本窗口主要用于設置工程中人機交互的界面，諸如：生成各種動畫顯示畫面、報警輸出、數(shù)據(jù)與曲線圖表等。 實時數(shù)據(jù)庫：是工程各個部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將MCGS工程的各個部分連接成有機的整體。在本窗口內定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。 運行策略：本窗口主要完成工程運行流程的控制。包括編寫控制程序（即if…then腳本程序），選用各種功能構件，如：數(shù)據(jù)提取、定時器、配方操作、多媒體輸出等，如圖6.1所示，可以由它實現(xiàn)對工業(yè)生產的仿真上位監(jiān)控過程。 結 論 本次設計主要是利用PLC和變頻器控制電動機轉動帶動皮

36、帶傳動，然后將要灌裝的瓶傳送給灌裝機，達到瓶流速度和灌裝速度的協(xié)調，提高生產效率。本次設計的基本思路如下：系統(tǒng)啟動后按下電機啟動開關，若電機出現(xiàn)異常，則熱電流繼電器馬上切斷進行保護，若電機情況正常則電開始下一步工作。電機開始轉動，帶動皮帶傳動，待灌裝的瓶子在皮帶的傳動作用下經過光電傳感器，傳感器對瓶子進行計數(shù)送往PLC進行數(shù)據(jù)處理，處理后得到的瓶流速度和PLC存儲器里面設定的值進行比較，判斷是否需要進行調速，如果不需要調速電機按照原來的速度運轉，如果需要進行調速，則PLC輸出控制信號給變頻器多段速調速控制端，變頻器接受到PLC傳送過來的控制信號后經內部處理，輸出特定頻率的電壓實現(xiàn)對電機的變頻調

37、速。變頻器異常輸出端反饋信號給PLC輸入，實現(xiàn)對變頻器的保護。此設計基本滿足設計要求。 通過這段時間的準備、查找、思考、整理總結，我終于完成我的PLC技術課程設計。經過這些天的課程設計學習，我認識到PLC技術課程的涉及面非常廣，特別是日常生活中，隨處可見。課程設計是對我的一次綜合性訓練，它讓我充分綜合運用我所學到的PLC技術理論與實踐緊密的相結合，培養(yǎng)我獨立解決實際問題的能力。這次設計讓我覺得自己更加的走進了專業(yè)，讓我更加了解自己的專業(yè)。它告訴了我在今后應該怎樣去學習，掌握學習的主動權，怎樣充分的去運用學校的教學資源?？傊ㄟ^這次設計，讓我的學習目的更加明確，掌握了一些新的學習方法，覺得自

38、己有了很大的提高。 參考文獻 [1]FX2N使用手冊[EB/OL].工控自動化. [2]三菱FX全系列PLC編程手冊(中文) [EB/OL]. [3]張萬忠.可編程控制器應用技術[M].北京：化學工業(yè)出版社. 2003.07. [4]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M].北京：化學工業(yè)出版社. 2004.02. [5]王兆義.小型可編程控制器實用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社. 1997.07. [6]郭宗仁，吳亦鋒，郭永.可編程控制器應用系統(tǒng)設計及通信網(wǎng)絡技術[M].北京：人民郵電出版社. 2002.09. [7]汪仁智. XML和OPC將為工

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