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摘要：采用S7-200和組態(tài)軟件WinCC，以液體混料控制系統(tǒng)為中心，從控制系統(tǒng)的硬件組成、軟件設(shè)計(jì)出發(fā)，介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程。
關(guān)鍵詞：PLC； 組態(tài)軟件； 混料罐； 監(jiān)控

引言

在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過(guò)程中十分重要的組成部分。這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以致現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。另外，生產(chǎn)要求系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)現(xiàn)的。本設(shè)計(jì)借助PLC來(lái)控制混料罐，對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)水平有很大的幫助，同時(shí)又提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。

1 混料罐控制原理

攪拌機(jī)控制過(guò)程：?jiǎn)?dòng)后開(kāi)閥，液體A經(jīng)低液位再注入至中液位，關(guān)A；放液體B至高液位，關(guān)B；啟動(dòng)攪拌電機(jī)M，攪拌時(shí)間到，停止攪拌，開(kāi)閥放出混合液體C，低液位后延時(shí)時(shí)間到， 放空后關(guān)閥；重復(fù)上述過(guò)程。要求工作過(guò)程中按下停止按鈕后攪拌機(jī)不立即停止工作，對(duì)當(dāng)前混合操作處理完畢后才停止。

2 控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成

為了提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)，滿足工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)低故障率和性價(jià)比的要求，選用S7-200 CPU222。

I/O點(diǎn)地址定義如表1所示。

混料罐控制系統(tǒng)主要由上位PC機(jī)、觸摸屏、PLC、傳感器、控制器件等組成，如圖1所示。

3 控制系統(tǒng)軟件編程


3.1軟件的選用

本系統(tǒng)采用STEP7-Micro／WIN32編程，用LAD (梯形圖) 在Program Block中對(duì)MAIN(OB1)主程序塊進(jìn)行編程，共運(yùn)用了T45計(jì)時(shí)器巧妙地完成控制任務(wù)。同時(shí)采用西門(mén)子公司的WinCC V6.0對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，以達(dá)到精確控制的目的。

3.2混料罐控制流程

混料罐控制流程圖如圖2所示。初始準(zhǔn)備階段，容器空、閥門(mén)關(guān)、攪拌機(jī)關(guān)；按下起動(dòng)按鈕I0.0，開(kāi)閥1（Q0.0得電），進(jìn)A液；液體A到I位，開(kāi)閥2 （Q0.1得電），關(guān)閥1（Q0.0失電），進(jìn)B液；液體B到H位，關(guān)閥2（Q0.1失電），啟動(dòng)攪拌機(jī)（Q0.3得電）；攪拌時(shí)間到，停止攪拌機(jī)（Q0.3失電），輸出混合液，開(kāi)閥3（Q0.2得電）；當(dāng)混合液低于L位時(shí)，啟動(dòng)輸出延時(shí)；延時(shí)時(shí)間到，關(guān)閥3 （Q0.2失電）。按下停止按鈕I0.1后，不會(huì)立即停止，而是完成當(dāng)前工作循環(huán)后才會(huì)自動(dòng)停止。

3.3上位機(jī)監(jiān)控軟件設(shè)計(jì)

利用WinCC V6.0軟件設(shè)計(jì)的混料罐監(jiān)控系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)上位機(jī)與下位機(jī)之間的雙向控制，監(jiān)控混料罐的運(yùn)行狀態(tài)，以及實(shí)現(xiàn)變量報(bào)警、操作記錄、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)管理。

4 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)研究的基于PLC和組態(tài)軟件的混料罐控制系統(tǒng)，利用了PLC可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，又利用了組態(tài)軟件強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理和圖形表現(xiàn)能力，融合了較先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)，具有可靠性高、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)容易等特點(diǎn)。該方案已成功應(yīng)用于化工行業(yè)，取得了滿意的效果。

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