组态控制实用技术 教学课件 作者 陈志文 项目四.ppt

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1、项目四水位控制系统设计一、教学目标终极目标：通过一个完整的上位机组态软件、下位机PLC驱动变频器的以太网络通讯控制综合使用的设计，掌握对MCGS组态软件、COMPACTLOGIXPLC、POWERFLEX40变频器的网络控制的综合设计应用。促成目标:1．熟练使用MCGS软件设计美观实用的控制界面，重点练习通过OPC驱动设备与COMPACTLOGIXPLC实现通讯。2．会使用COMPACTLOGIXPLC进行程序设计，并配置与上位机MCGS组态软件及POWERFLEX40的通讯设置。3．对POWERFLEX40变频器进行参数设定并配置以太

2、网通讯。4．对系统进行调试，连接变频器与电动机调试，并实现以太网通讯控制。。二、工作任务完成如图4-1所示的水塔供水的变频控制系统，系统要求采用变频器控制水泵的频率，用PLC实现系统的控制要求，用组态软件实现上位机的监控及数据采集。图4-1水塔供水的变频控制系统组成（一）系统的组成1．系统由四部分构成：水塔（高度是6m,在本项目中采用厘米做单位，即600cm）、电磁阀、水泵及变频器。2.系统的工作原理。水塔进行水的存储，通过电磁阀的打开或关闭来控制是否对外供水，水泵通过PLC算法控制变频器的控制对水塔变频补水。（二）系统的控制要求1．电

3、磁阀的控制要求：当水塔水位大于100CM时，电磁阀打开；当水塔水位小于100CM时，电磁阀关断。2．水泵的变频控制要求：当水塔水位小于200CM时，水泵的控制频率为50HZ；当水塔水位大于200CM小于300CM时，水泵的控制频率为40HZ；当水塔水位大于300CM小于400CM时，水泵的控制频率为30HZ；当水塔的水位大于400CM小于500CM时，水泵的控制频率为20HZ；当水塔水位大于500CM时，水泵的控制频率为0HZ。（三）工程步骤主要分四个模块：1．上位机组态控制界面的设计2．PLC程序的编辑3．变频器的设置4．系统的调试模

4、块1上位机界面设计一、教学目标终极目标：熟练使用MCGS设计控制界面并进行调试。促成目标：（阶段性目标）1．用MCGS设计控制界面2．进行模拟调试二、工作任务1．控制界面的设计2．程序的调试三、能力训练工程的分析：包括：界面的设计分析、参数的分析、下位机的通讯分析。2.具体的操作:包括:工程数据的定义、控制界面的设计、模拟调试。(一)工程分析1.界面分析在该系统中，组态软件实现的上位机控制主要实现三个目的：（1）系统运行情况的动态模拟。本系统中主要模拟四个部件即水泵、变频器、水塔、出水阀的运行状况。水泵、出水阀采用颜色的变化方法来表示其

5、开和关，水塔采用液位变化的方法，变频器采用显示频率的方法来表示其运行状况。水塔、水泵、出水阀之间的水位流动采用流动块来表示。（2）系统的启动和停止的控制及系统运行的危险报警。系统中启动和停止信号用按钮控件来实现，报警功能主要对水塔液位的高度进行控制，液位超过或低于一定的限定系统报警。上位机界面中关于报警部分主要有有输入框输入水位上下限参量，用报警显示工具条及报警灯来进行报警提示，同时在数据库里保存报警的相关信息。（3）系统重要参数的显示及数据保存。本系统中主要的参数是水泵的运行频率和水塔的液位高度，显示采用标签进行动态显示，同时把这两个

6、参数的分时数据用数据组的方式存入数据库，便于日后查询。2.参量分析实现本系统的上位机控制功能，至少需要设置9个参量。具体如表4-1所示：参量名称数据类型输入输出类型用途液位数值型输入（来自PLC）表征水塔的液位高度水泵运行频率数值型输入（来自PLC）表征水泵的运行频率水泵启动开关量输出（传给PLC）控制启动水泵液位上限数值型输出（传给PLC）液位上限的限制液位下限数值型输出（传给PLC）液位下限的限制水泵运行状态开关量输入（来自PLC）表征水泵的开停状态出水阀运行状态开关量输入（来自PLC）表征出水阀的开停状态水泵停止开关量输出（传给P

7、LC）控制停止水泵查询数据组对象中间变量（用于数据查询）包括液位和水泵运行频率两个参量用数据的查询表4-1参数的设置3.下位机通讯的分析本系统上位机(PC机)与下位机(PLC)之间通过以太网连接。PLC采用美国罗克韦尔公司的COMPACTLOGIXPLC，PLC带有以太网通讯模块。上位机组态软件部分需要配置OPC设备实现与PLC的通讯。上位机做为OPC设备的客户端，PLC作为OPC的服务器端，进行通讯。(二)具体操作1.工程数据库的定义按照参数的分析,在MCGS数据库中定义九个参数如图4-2所示.图4-2系统定义的数据库参数(二)具体操

8、作2.控制界面的制作,完成如图4.3的控制界面图4-3控制界面(二)具体操作3.模拟运行调试用模拟设备产生水位的值,来调试上位机程序的运行情况.具体模拟设备的配置如图4-4所示.图4-4模拟设备的配置模块2