基于PLC控制的液体罐装机系统(西门子)26(8)

2019-03-22 19:53

第五章 灌装机PLC控制系统组态设计

通过ETHERNET 建立SIMATIC NET OPC 服务器与PLC 的S7 连接PC 机的软件和硬件需求。

通讯处理器(CP)的作用是将SIMATIC PLC连接到工业以太网网络中,设计用于严酷的工业环境,可用于较宽的温度范围内,并通过船级认证(ABS),可用于船只或海上设备。通讯处理器配置有RJ45 接口,10/100Mbit/s 的数据传输速率,能快速传输大量数据。

SIMATIC PLC 工业以太网通讯处理器的优点: 通过UDP 连接或群播功能可达到多用户;

利用NTP(网络时间协议)提供时钟同步(使用CP443-1 和CP443-1 IT); 可选择KeepAlive 功能;

使用10/100Mbit/s 工业以太网可将SIMATIC S7 集成到复杂的成套装置内。使用S5 兼容通讯可将SIMATIC S7 集成到现有装置内;

借助于TCP/IP 的WAP 功能,通过电话网络(例如ISDN),CP 也能远距离编程和对设备进行初始调试。

一种模块就能用于不同应用: PG/PC,操作和监视系统(OP 通讯的多路转换;最多可连接16 个OP)以及SIMATIC S5/S7。

使用NCM S7(已集成在STEP 7中)可提供范围广泛的诊断功能,包括显示CP的操作状态,实现通用诊断和统计功能,提供连接诊断和LAN 控制器统计及诊断缓冲器。 世纪星组态软件介绍与应用:

目前自动化控制方面的软件品种繁多,但其组成部分大同小异。组态软件由系统管理、梯形图生成,计算公式生成(结构化文本语言生成)、历史库生成、图形生成、报表生成等构成。利用系统管理组态定义系统的硬件配置,只有硬件配置确定后,才能进行后面的组态。 选择一个性能优良的组态软件对于整个控制管理系统的成功开发、方便调试、可靠运行至关重要。由北京世纪长秋软件有限公司推出的世纪星7.22版,己成功地应用于众多领域。鉴于北京世纪长秋软件有限公司的世纪星组态软件较易掌握,且拥有良好的口碑。所以本设计在开发灌装监控的画面流程时采用了世纪星7.22版。

世纪星组态软件的全称是“世纪星通用工业自动化监控组态软件”,它是在PC机上开发的智能型人机接(HMI)软件系统,以Windows 98/2000/NT 中文操作系统为平台,全中文界面。

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南昌工程学院本科毕业设计

世纪星组态软件是由北京世纪长秋科技有限公司投资开发,太极计算机公司、清华大学、中科院等单位参与了世纪星组态软件核心模块的开发研制工作,在开发和设计过程中,采用国际先进的组态理念,吸收当前国内外先进组态软件的优秀成果,在最大地满足和方便用户的思想指导下,采用了一系列独特的技术,从而使产品在面向市场几年的时间里,有了许多成功的应用实例。

世纪星组态软件由开发系统和运行系统两部分组成。开发系统和运行系统是各自独立的Windows 32位应用程序,均可单独使用;两者又相互依存,在开发系统中设计开发的工程和画面应用程序必须在运行系统中才能运行。

世纪星组态软件开发系统是其应用程序的集成开发环境。开发者在这个环境中完成工况画面的设计、 数据库定义、动画连接、设备安装、命令语言编写等。开发系统具有先进完善的图形生成功能;数据库中有多种数据类型,对应于控制对象的特性,对数据的报警、趋势曲线、历史数据记录、安全防范等重要功能有简单的操作方法。

世纪星组态软件运行系统是一个实时运行环境,用于显示画面开发系统中建立的动画图形画面,并负责数据库与I/O服务程序的数据交换。它通过实时数据库管理从工业控制对象采集到的各种数据, 并把数据的变化用动画的方式形象地表示出来,同时完成报警、历史数据记录、趋势曲线等监视功能。

5.2组态画面的设计

世纪星7.22版的开发系统是应用程序的集成开发环境,通过西门子485接口采用

MPI/PPI通讯方式,实现西门子PLC与上位机组态世纪星通讯,我们可以在这个环境下完成界面的

设计、数据库的构造、动画连接的定义等。组态画面如图5.2所示。

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第五章 灌装机PLC控制系统组态设计

图5.2 灌装机组态界面

首先,系统在停止的状态下,所有的设备处于原始不带电状态,当系统启动后,有两种模式即手动和自动,并且两种模式进行了互锁,手动直接一步一个响应,自动在启动电机后进入自动状态,传送带的空瓶传送过来,并进行了空瓶检测计数处理,到空瓶到达检测位置,传送带电机停止前行,然后充气CO2时间4S,时间到进行气压压力检测,气压检测压力减少说明瓶是次瓶,若检测气压压力不变,说明瓶是好瓶,好瓶进行灌装5S,且进行5.5S闪烁报警,报警完成后,继续前行并记录满瓶计数,次瓶未进行灌装的瓶子通过次瓶捡出器捡出。系统只有在得到停止信号活着位置检测到有瓶才会停止,否则一直运行下去。

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南昌工程学院本科毕业设计

结语

由于使用的是以PLC作为核心的控制元件,使得电路的可靠性比较高,功能也比较强大,而且可以随时的更新系统,进行不同状态的组合,并且用PLC编程方便灵活。美中不足的是PLC的价格都普遍比较昂贵,使用PLC,还要考虑经济指标。经济是基础,经济上不合算,不能带来经济效益,使用PLC也就没有基础。所以,这个指标也是重要的。经济指标最简单的就是看价格。一般讲,同样技术性能的PLC,价格低其经济指标就好。同时由于经验不足,本程序还存在以下部分有待加以研究与开发:灌装机贮液缸内液位、压力控制方面的相关程序,如果加入计算机控制系统较为成熟的控制方法—PID调节技术来进行控制会更好。由于本人水平有限,所做的研究、开发工作不够深入,希望能够得到各位老师的批评指正。

同时感谢学校为我们精心安排的毕业设计,让我们在短时间内掌握了很多知识,以及知识以外的许多东西,比如吃苦耐劳的精神、专研问题的韧劲等等。从我对毕业设计内容的懵懂逐渐发展到现在对毕业设计内容的完全认知,完全是在代老师的帮助下完成的。在老师的指导下,我避免了许多盲目的查询,避开了许多错误的认识,让我从迷茫中找到突破口,迅速而且正确的找到本次毕业设计的定位点,继而展开PLC程序的编写与调试,在代老师的指导下,经过三次程序的修改,顺利的完成了系统的各个控制要求。世纪星组态软件是我们接触新软件,我们完全是自己摸索。但是在代老师的点拨下,让我在短时间内迅速地掌握了这门软件,顺利地完成灌装机控制系统的组态画面设计,也简单实现了画面的实时性与逼真性。

在此毕业设计的完成过程中,还要感谢大学4年来教育过我们的各位老师,是你们为我打下了自动化坚实的基础,正是这种基础,才能使我顺利的完成毕业设计。离别将至,感谢敬爱的班主任,和大学学习期间与我朝夕相处的同学们,从他们身上使我学到了很多很多宝贵的东西。在也此对你们表示深深的谢意。最后,感谢母校的培养,祝愿母校蒸蒸日上,在未来取得更高层次的发展。

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参考文献

参考文献

[1] 柯龙瑞《饮料灌装线设计应考虑的若干因素》.轻工机械出版社, 2000 [2] 张文明《全自动液体灌装机》.[J].机电一体化,2003

[3] 孙旭等《一种液体灌装机控制部分的设计》.[J].自控·检测,2007 [4] 常晓玲《电气控制系统与可编程控制器》.机械工业出版社,2004

[5] 李文友等《高精度桶装液体灌装生产线的研制》[J].包装与食品机械,2005 [6] 《西门子S7-200工程应用实例分析》.电子工业出版社,2008年 [7] 辛蓦洪《饮料生产设备的使用与维护》.机槭工业出版社.

[8] 袁任光《可编程序控制器应用技术与实例》.华南理工大学出版社,2003 [9] 王宇等《PLC电气控制与组态设计》.电子工业出版社,2010 [10] 《西门子S7-200使用手册》.西门子公司

[11] John sons《Programmable controllers for factoryautomation》.D.G.1987 [12] Ball.《Stuart R.Embeded MicroProcessor Systems》.Newness,2000,

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