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基于组态王的流速可控喷泉系统设计课程报告.pdf

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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
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