plc控制技术在雨水利用自动控制系统中的应用(编辑修改稿)

plc控制技术在雨水利用自动控制系统中的应用(编辑修改稿)内容摘要：

1 引言 12 便于用户修改错误。 PLC 的工作方式和运行参数，监控用户程序的动态执行情况。 PLC 执行强制操作。 主界面 启动 STEP7Micro/WIN32 编程软件后，其主界面如图 31 所示，一般包括以下几个区：主菜单（ 8个主菜单项），工具栏（快捷按钮），导引条（快捷操作窗口），指令树（快捷操作窗口），输出窗口和用户窗口（可同时或分别打开图中的 5个用户窗口）。 图 31 编程软件主界面 Fig 31 Plait distance software main interfaces 编程软件的使用 上 一 节认识了 主界面的各部分功能，本节将介绍如何用 STEP7Micro/WIN32编程 软件进行编程。 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 13 项目文件来源有三个：新建一个项目、打开已有的项目和从 PLC 上载已有项目。 ①新建项目 在为 PLC 控制系统编程时，首先应创建一个项目文件，单击菜单“文件”中的“新建”按钮，在主窗口将显示新建的项目文件主程序区。 图 32 所示为一个新建程序的指令树，系统默认初始设置如图所示。 用户可以确定 PCL 的 CPU 型号、更改项目文件名、添加子程序和中断程序，以及编辑程序等。 图 32 新建程序结构 Fig 32 Lately set up procedure structure ②打开已有 文件项目 打开磁盘已有的文件项目，可单击菜单“文件”中的“打开”项，在弹出的对话框中选择打开已有的文件。 ③上载和下载项目文件 在已有与 PLC 建立通讯的前提下，可用“文件”菜单中的“上载”项，也可点击工具条中的“上载”按钮来完成。 利用 STEP7Micro/WIN32 编程软件编辑和修改控制程序是设计的一项重要工作，本节介绍梯形图编辑器的编辑操作。 梯形图的编辑界面如图 33所示。 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 14 图 33 梯形图的编辑界面 Fig 33 The editor interface of trapezoid digresses 梯形图的编辑按钮如图 34 所示， 图 35 为顺序输入梯形图元件。 图 34 编辑按钮 Fig 34 Edit a button 图 35 顺序输入元件 Fig 35 In proper order importation ponent 自动控制系统的 流程图设计 主程序控制流程图 如 36 所示。 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 15 图 36 主程序控制流程图 Fig 36 The control flow chart of the main program 雨水利用自动控制系统梯形图设计 根据上面所示的流程图，控制程序的梯形图如下图 37 所示。 气压罐 压力 是否 为设定值。 、 雨水罐中是否达到下液位。 启动水泵 雨水罐中是否达到中 液位。 气压罐 压力 是否 为设定值。 开启进水阀 雨水罐中是否达到上 液位。 关闭进水阀 程序结束 开始 关闭水泵 计时 5s ? 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 16 图 37 控制程序梯形图 Fig 37 control procedure trapezoid diagrams 小结 PLC 技术可以实现逻辑控制、顺序控制、定时、计数、算术运算、数据处理、数据通信等功能，并且具有处理分支、中断、自诊断能力。 PLC 技术的逻辑控制功能通过软件编程实现，柔性强，控 制功能多，控制线路大大简化。 S7— 200 PLC 的编程软件为 STEP7 Micro／ WIN32，是一种基于 windows 平台的应用软件，它可以使用通用的个人计算机作为图形编辑器，用于在线或离线开发用户程序，用于在线对 PLC 进行各种操作，并且可以在线实时监控用户程序的执行状态。 STEP7 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 17 Micro／ WIN32 编程软件提供了三种编程语言，即梯形图 LAD，语句表 STL 及功能块图 FBD，每种语言都有自己的特点。 梯形图 LAD 是在继电接触控制基础上演变而来的，是一种图形化的编程语言。 编程人员几乎不必具备计算机的基础 知识，不需考虑 PLC 内部的结构原理，只要有继电接触控制的基础，就能在很短时间内掌握梯形图 LAD 的使用和编程方法，因此这种编程语言应用最广。 语句表 STL 类似于计算机的汇编语言，是 PLC 最 基础的编程语言。 它特别适合于熟悉计算机原理和熟悉 PLC 的结构原理和工作过程的程序员，用它可以编写出梯形图 LAD 或功能块图 FBD 无法实现的程序，程序执行速度最快 [9][10]。 功能块图 FBD 类似于数字电子电路，它是将具有各种与、或、非、异或等逻辑关系的功能块图按照一定的控制逻辑组合起来。 这种编程语言适合于那些熟悉数字电 子电路的人员。 本文 各种控制程序均采用梯形图 LAD 语言编制，逻辑关系反映得形象、直观。 4 系统组态监控设计 MCGS 组态软件简介 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于 Windows 平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2020 等操作系统。 MCGS 为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、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。 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 [12]。 设计 组建新工程的一般过程。 分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄焦作大学机电系毕业设计 1 引言 18 清系统的控制流程和监控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中 的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。 MCGS 称为建立新工程。 主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。 经过此步操作，即在 MCGS组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。 封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。 为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。 编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。 在组态过程中，可根据实际需 要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。 动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。 前一部分类似于“画画”，用户通过 MCGS 组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。 后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系 ，作为动画图形的驱动源。 在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。 MCGS 还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。 包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。 利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程是 否正确。 选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。 此项操作在设备窗口内进行。 工综合测试。 最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作，实施工程交接。 注意：以上步骤只是按照组态工程的一般思路列出的。 在实际组态中，有些焦作大学机电系毕业设计 1 引言 19 过程是交织在一起进行的，用户可根据工程的实际需要和自己的习惯，调整步骤的先后顺序，而并没有严格的限制与规定。 建立工程 鼠标双击“ MCGS 组态环境”图标， 出现如图 41所示画面， 进入 MCGS组态环境。 图 41 MCGS 组态环境 Fig 41 The MCGS set Tai environment 在菜单 “ 文件 ” 中选择 “ 新建工程 ” 菜单项， 如下图 42 所示， 如果 MCGS 安装在 D：根目录下，则会在 D： \MCGS\WORK\下自动生成新建工程，默认的工程名为新建工程 (X 表示新建工程的顺序号，如： 0、 2等 )。 图 42 建立工程 Fig 42 Establishment engineering 可以在菜单 “ 文件 ” 中选择 “ 工程另存为 ” 选项，把新 建工程存为： D：\MCGS\WORK\雨水利用自动控制 系统。 如下图 43所示，单击“保存”按钮，工程建立完毕。 焦作大学机电系毕业设计 1 引言 20 图 43 输入工程名 Fig 43 Importation engineering 变量的定义 实时数据库是 MCGS 工程的数据交换和数据处理中心。 数据变量是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也即是定义数据变量的过程。 定义数据变量的内容主要包括：指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。 量分配 变量分配即数据对象定义前需对系统进行分析，确定需要的变量。 本系统的变量分配，见表 41。 表 41 变量分配 Tab 41 The changes to m。