目录
一、实验目的........................................................................................................ 1
二、端口配置及指令设置.................................................................................... 1
2.1 PLC 单片机 ............................................................................................. 1
2.2 组态王开发软件..................................................................................... 1
三、控制说明........................................................................................................ 2
3.1 PLC 部分 ................................................................................................. 2
3.2 组态王部分............................................................................................. 3
四、实验内容及步骤............................................................................................ 4
4.1 实验内容................................................................................................. 4
4.2 实验过程................................................................................................. 4
4.3 实验步骤................................................................................................. 5
五、实验程序........................................................................................................ 5
5.1 实验梯形图............................................................................................. 5
5.2 组态王界面........................................................................................... 10
六、实验结果分析.............................................................................................. 10
6.1 问题分析................................................................................................ 10
6.2 实验改进............................................................................................... 11
基于 组 态 王的流速可控喷泉系统设计
一、实验目的
本设计是基于 PLC 单片机使用的基础上,在组态王开发监控系统软件上设
计画面,模拟工业自动化的监控控制系统。第一部分,设计中使用实验室所提供
的PLC 教学开发平台上的控制器来控制配套的XK-BF-01 喷泉的模拟控制模块,
实现通过模拟量的增减来对定时器定时时间可调控制,最终实现喷泉速度可步进
可调的音乐喷泉控制系统功能。第二部分,在组态王软件中绘制喷泉画面,与 PLC
程序中涉及的变量一一对应,实现对工业自动控制系统在线监控的简单模拟。结
合两部分,可以实现 PC 端与 PLC 实验箱两者间的双向控制和同步显示。注:1、
双向控制包括喷泉的启停,但是不包括喷泉速度的控制,喷泉速度的控制只能在
实验箱中通过模拟量旋钮控制速度,PC 端中组态王软件画面中的速度转盘会跟
随变化,但是不能通过组态王软件画面中的速度转盘调整喷泉的速度;2、数据
在串口传输中有一定的延时,体现在组态王软件中画面的现象与实验箱上的现象
相比有一定延时。
二、端口配置及指令设置
2.1 PLC 单片机
1.输入端口:启动 I0.0,停止 I0.1,模拟量输入 AIW0;
2.输出端口:Q0.0,Q0.1,Q0.2,Q0.3,Q0.4,Q0.5,Q0.6,Q0.7;
3.位存储区:M0.0,M0.1;
4.定时器:T37,T38,T39,T40,T41,T42,T43,T44,T45;
5.比较指令:大于指令
小于指令
6.内部寄存器:VW0,VW2,AIWL0。
2.2 组态王开发软件
在组态王数据词典中创建变量,并根据需求设置好变量名称、变量类型、连
接设备以及对应 PLC 的存储器,如图 2-1 所示。并在画面中,将画面中创建的对
1
象与对应的变量关联在一起,实现双向控制。
图 2-1 组态王数据词典界面
三、控制说明
3.1 PLC 部分
本实验使用试验箱为 PLCS-200,模试验箱如图 3-1 所示,XK-BF-01 喷泉控
制模块如图 3-2 所示。L1、L2、L3、L4、L5 和 L9、L6 和 L10、L7 和 L11、L8
和 L12,一共八组喷泉灯构成喷泉变化系统,其中 L1 到 L4 每个灯单独成组,
L5~L12 没两个灯组成一组,一共组成八组灯,由八个 100ms 级定时器 T38~T45
分别对其进行控制。实验以电压模拟量作为输入,按下启动开关 key1 后,读取
模拟量 AIW0 的数据,并存储在一段存储空间 VW0 中,通过对 VW0 中存储的
模拟量进行大小比较判断来划分区间设置不同的定时时间,实现喷泉步进速度可
调的音乐喷泉功能,当电压值越来越大时,喷泉速度越来越快,即喷泉速度与模
拟量值成正比;按下停止开关 key2 可使喷泉系统停止工作。具体模拟量与喷泉
速度对应关系如表 3-1 所示。
表 3-1 电压输入模拟量与喷泉速度关系表
VW0 中模拟量取值范围 定时器值(喷泉速度)
VW0<500
500
图 3-1 实验箱模块 图 3-2 XK-BF-01 喷泉控制模块
3.2 组态王部分
打开组态王工程管理器,如图 3-3 所示,进入实验建立的工程“test”。
图 3-3 组态王工程管理器
在组态王数据词典中创建变量,并根据需求设置好变量名称、变量类型、连
接设备以及对应 PLC 的存储器,如图 3-3 所示。并在画面中,将画面中创建的对
象与对应的变量关联在一起,实现双向控制。如图 3-4 所示为画面中开关对象的
设置界面。
图 3-4 组态王数据词典界面
3
图 3-5 组态王数据词典界面
四、实验内容及步骤
4.1 实验内容
本设计使用实验室所提供的 PLC 教学开发平台上的控制器来控制配套的
XK-BF-01 喷泉的模拟控制模块,实现通过模拟量的增减来对定时器定时时间可
调控制,最终实现喷泉速度可步进可调的音乐喷泉控制系统并连接电脑,在组态
王软件中绘制工业控制画面,实现电脑和实验箱之间的双向控制和同步显示功能。
(注:1、双向控制包括喷泉的启停,但是不包括喷泉速度的控制,喷泉速度的
控制只能在实验箱中通过模拟量旋钮控制速度,PC 端中组态王软件画面中的速
度转盘会跟随变化,但是不能通过组态王软件画面中的速度转盘调整喷泉的速度;
2、数据在串口传输中有一定的延时,体现在组态王软件中画面的现象与实验箱
上的现象相比有一定延时。)实验过程中对模拟量的大小做简单的区间标定,不
同区间对应不同的定时器值,最终实现音乐喷泉速度步进可调功能,在画面中的
速度转盘会跟随旋钮的调整对应变化。
4.2 实验过程
1、应用定时器设计固定速度的喷泉;
2、应用模拟量实现对系统的控制;
4
3、结合 1、2 实现模拟量对定时器定时值的增减,实现喷泉速度步进可调;
4、在组态王软件中绘制喷泉控制系统画面;
5、在组态王和 PLC 之间实现标量的一一对应;
6、实现电脑端和实验箱之间的双向控制和同步显示。
4.3 实验步骤
1、按下启动按钮 key1 或点击画面中的总开关至开,开启实验设计的音乐喷
泉系统;
2、旋转旋钮,可看到电压表的显示值逐渐增大,在编译器中可看到模拟量
的值逐渐增大,随着模拟量值的增大,程序界面中可清楚看到网络三中的导通支
路不断变化,实验箱中喷泉模块的喷泉速度逐渐加快,在组态王画面中可以看到
速度转盘中的指针跟随喷泉速度做对应变化;
3、按下停止按钮 key2 或点击画面中的总开关至关,关闭系统。
五、实验程序
5.1 实验梯形图
实验梯形图主要分为三大部分:
1、双开关控制分别控制喷泉的启动与停止,key1(I0.0)为启动按钮,key1
(I0.1)为停止按钮;
2、8 个 100ms 级定时器控制八组灯点亮顺序的延时间隔,实现音乐喷泉的
功能;
3、将电压模拟量作为输入,应用实验平台的模拟量部分实现模拟量对喷泉
速度的控制。梯形图如图 5-1 至 5-7 所示。
5
图 5-1 梯形图网络 1-2
图 5-2 梯形图网络 3
6
图 5-3 梯形图网络 4
7