基于MCGS的PLC液体混合控制系统设计

摘要本组课题是对液体自动混合装置的模拟控制，实现液体混合装置的自动添加液体、自动混合等自动控制功能。在本设计的梯形图设计中是大量运用计时器和顺序控制继电器指令来完成的。在PLC程序设计的基础上结合有关的外围设备形成一个易于工业控制的系统整体，在易于扩展其功能的原则而设计。本监控系统采用PLC为控制核心，具备自动混合两种液体的功能，由传感器检测储藏罐中的液面高度，按顺序加入A和B两种液体，搅拌40s后放出混合液体。过程监控上，我们采用的是MCGS组态软件，这是我国自主研发的组态软件，适用于各品牌的PLC。在课程设计中主要进行的是设备的基本机构图，混合装置控制的模拟实验面板图，PLC的选型，外部硬件接线图，以及绘制所要实现的功能图，进而在GX_Developer与GX.Simulator中仿真调试，输出对应的指令表；在MCGS中设计监控的人机界面，对于储藏罐以及传感器和电磁阀和流动块的属性设置，同时绘制历史报表，最后将PLC中的程序同步到MCGS中，进行仿真调试，实现界面的实时监控，以及历史数据和曲线的实时监测。关键词：液体自动混合，可编程控制器PLC，MCGS组态软件冯祥：基于MCGS的PLC液体混合控制系统设计AbstractThistopicisforliquidautomaticallymixingdevicesimulationcontrol，thefulfillingliquidmixingdeviceautomaticallyaddliquid，automaticmixingautomaticcontrolfunction.Inthisdesignladderdiagramdesignisapplicationofatimerandsequencecontrolrelayinstructionstofinish.OnthebasisofthePLCprogramdesigncombinedwithrelatedperipheraldevicesformedaneasytoindustrialcontrolofthewholesystem，easytoexpanditsfunctionintheprincipleofdesign.ThemonitorsystemadoptsPLCascontrolcore，withautomaticmixingtwoliquidsfunctionbythetankssensortesthighlyliquidsurface，inordertojoinAandBtwoliquids，stirring3minafterreleasemixtureliquid.Processmonitoring,weuseisMCGSsoftware，thisisourcountryself-developedconfigurationsoftware，applicabletothebrandofPLC.Inthecoursedesignofmainequipmentofthebasicorganizationchartismixingdevicecontrolsimulationexperimentsofpanelfigure，PLCselection，externalhardwarehookupandmappingtoachievethefunctionaldiagram，andintheGX_DeveloperGX.Withweatheringsteelduringcommissioning，outputofsimulationcorrespondinginstructionform；IntheMCGSindesignhuman-machineinterface，formonitoringandtankssensorandsolenoidandflowpiecesofattributetoset，whiledrawinghistorystatementsandwilllastaprograminaPLCsynchronizationtoMCGS，debuggingrealizesimulation，real-timemonitoringoftheinterfaceandthehistorydataandcurveofreal-timemonitoring.Keywords:liquidautomaticallymixing，PLCprogrammablecontroller，MCGS目录前言............................................................51PLC及液体混合机的PLC控制.....................................61.1PLC的由来及其定义........................................61.2PLC的发展历程............................................61.3PLC与MCGS通讯要求.......................................71.4MCGS运行环境.............................................82基于FX2N的液体混合实际控制系统设计............................92.1选择PLC型号..............................................92.2I/O分配表................................................92.3外部接线图以及控制要求...................................103工作过程分析..................................................113.1工作过程分析.............................................113.2详细过程分析.............................................124软件设计......................................................144.1手动部分软件设计.........................................144.2自动部分软件设计.........................................164.3指令表...................................................185基于MCGS的虚拟混合液位控制系统设计...........................195.1组建系统工程.............................................195.2液体自动混合画面中构件的属性设置.........................206.MCGS与PLC通讯与工程模拟....................................22冯祥：基于MCGS的PLC液体混合控制系统设计6.1制作动画显示画面.........................................226.2脚本程序编写.............................................236.3建立设备构件.............................................246.4程序下载整体运行与综合测试...............................257结束语........................................................26致谢...........................................................27参考文献........................................................27附录............................................................28前言今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为可编程控制器的小电脑在为我们服务，可编程控制器的应用非常广泛，它在工业控制，尖端武器，通信设备，信息处理，家用电器等各测、控制领域都发挥着举足轻重的作用。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。作为机械电子专业的大学生必须掌握好可编程控制器方面的知识。所以在本次课程设计中选择是基于MCGS的PLC液体混合监控系统。另外选择MCGS是因为它是应用于嵌入式计算机监控系统的组态软件，嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通常新型的工业自动控制系统被划分为控制、监控、管理三个层次结构。监控层的硬件以IPC为主,其软件采用工业组态软件,实现完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能;控制层多以可编程控制器(PLC)为主。PLC适合工业现场的要求,可靠性高、抗干扰能力强,是当今发展非常迅速的工业自动化装置。在现阶段工业控制中，我们更多想要的是一个界面友好的检测平台，而在目前的研究阶段上看来，PLC与组态软件联合应用，可组成目前较为流行的监控系统。而且还可以利用现有的计算机资源,在计算机上通过组态软件的工作界面和功能来仿真现场控制对象,进行PLC的虚拟控制，这些都是很有实际意义的。冯祥：基于MCGS的PLC液体混合控制系统设计1PLC及液体混合机的PLC控制1.1PLC的由来及其定义在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，可编程逻辑控制器（PLC如图1-1）的产生也正是顺应了这一当时的生产要求。图1-1PLC外部整体结构PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。1.2PLC的发展历程1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品饮料冶金造纸等工业。由于PLC同时提高了功能和柔性度，使其应用迅速增长，并普及到许多其它离散零件制造工业领域。随后又扩展到与批量生产和连续生产过程有关的工业领域。随着CIMS(计算机集成制造系统)的发展，PLC