运动控制系统课程设计.doc

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1、目录目录第一章 绪论11.1PLC的基本概念112 PLC在多种液体混合控制系统设计11.3 MCGS概述21.3.1 MCGS简介21.3.2 MCGS嵌入版的主要特性和功能21.3.3 MCGS嵌入版组态软件的主要特点2第二章总体方案设计3第三章 具体设计流程43.1 设计内容43.2 设计要求：43.3 总体结构53.4 I/O口分配63.5 液体混合装置输人/输出接线图73.6 PLC设计程序梯形图83.7 MCGS界面设计103.7.1MCGS仿真调试界面123.8 主电路图133.9 系统常见故障分析及维护13第四章 运动控制系统课程设计总结14参考文献152第一章 绪论1.1 P

2、LC的基本概念可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,plc自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。12 PLC在多种液体混合控制系统设计为

3、了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正在向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中,多种液体混合是必不可少的工序, 而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质, 以致现场工作环境十分恶劣, 不适合人工现场操作。所以为了帮助相关行业, 特别是其中的中小型企业实现多种液体混合的自动控制, 从而达到液体混合的目的，液体混合自动配料势必就是摆在我们眼前的一大课题。借助实验室设备熟悉工业生产中PLC的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而多种液体混合装置的控制更常见于工

4、业生产中，适合大中型饮料生产厂家，尤其见于化学化工业中，便于学以致用。1.3 MCGS概述1.3.1 MCGS简介MCGS(Monitor and Control Generated System，监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于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，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系统。1.3.2 MCGS嵌入版的主要特性和功能 MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基础上开发的，专门应用于嵌入式计算机监

5、控系统的组态软件，MCGS嵌入版包括组态环境和运行环境两部分，它的组态环境能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，运行环境则是在实时多任务嵌入式操作系统WindowsCE中运行。适应于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性能有严格要求的专用计算机系统。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域有着广泛的应用。此外MCGS嵌入版还带有一个模拟运行环境，用于对组态后的工程进行模拟测试，方便用户对组态过程的调试。1.3.3 MCGS嵌入版组态软件的主要特点容量小：整个系统最低配置只需要

6、极小的存贮空间，可以方便的使用DOC等存贮设备； 速度快：系统的时间控制精度高，可以方便地完成各种高速采集系统，满足实时控制系统要求； 成本低：使用嵌入式计算机，大大降低设备成本； 真正嵌入：运行于嵌入式实时多任务操作系统； 稳定性高：无风扇，内置看门狗，上电重启时间短，可在各种恶劣环境下稳定长时间运行； 功能强大：提供中断处理，定时扫描精度可达到毫秒级，提供对计算机串口，内存，端口的访问。并可以根据需要灵活组态。第二章 总体方案设计第二章 总体方案设计整个设计过程是按思想工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修服务。设计的编写按照国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用基本图形符号（GB4

7、728）及其他相关标准和规范编写。设计原则主要包括：工作条件；工程对电气控制线路提供的具体资料。系统在保证安全、可靠、稳定、快速的前提下，尽量做到经济、合理、合用，减小设备成本。在方案的选择、元器件的选型时更多的考虑新技术、新产品。控制由人工控制到自动控制，由模拟控制到微机控制，使功能的实现由一到多而且更加趋于完善。对于本课题来说，如果液体混合系统部分是一个较大规模工业控制系统的改造升级，新控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。从企业的改造要求可以看出在新控制系统中既需要处理

8、模拟量也需要处理大量的开关量，系统的可靠性要高，人机交互界面友好，应具备数据储存和分析汇总的能力。要实现整个液体混合控制系统的设计，需要从怎样实现各电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。3第三章 具体设计流程第三章 具体设计流程3.1 设计内容设计液体混合控制系统的PLC外部连线图）和软件程序；组态软件MCGS上位机界面设计；变频器参数设置； PLC程序编制与调试；多种液体混合控制系统的综合调试；撰写课程设计报告；完成课程设计答辩3.2 设计要求： 某物料混合控制系统系统设备，有3个进料阀 Y1、Y2、Y3；出料阀Y4；变频器

9、控制的搅拌机FM；加热器DH；3个液位器L1、L2、L3。要求用MCGS组态软件、PLC、变频器进行整体设计。系统工作过程：1)开始关Y4，打开Y1进液体A，当L3有输出时，关Y1。2) 打开Y2，同时使搅拌机以转速1搅拌，当L2有输出时，关Y2。3) 打开Y3，同时使搅拌机以转速2搅拌，当L1有输出时，关Y3。4) 搅拌机以转速3搅拌，同时使加热器DH工作，延时10秒。5) 搅拌机停止工作，继续加热10秒。6) 停止加热，打开出料阀Y4，延时10秒，在打开Y4时，Y1、Y2、Y3不能打开。3.3 总体结构从图中可知设计的液体混合装置主要完成三种液体的自动混合搅拌并控制温度，如图1所示。此装置

10、需要控制的元件有：其中L1、L2、L3为液面传感器，液面淹没该点时为ON。Y1、Y2、Y3、Y4为电磁阀，M为搅拌电机，T为温度传感器，H为加热器。另外还有控制电磁阀和电动机的1个交流接触器KM。所有这些元件的控制都属于数字量控制，可以通过引线与相应的控制系统连接从而达到控制效果。3.4 I/O口分配3.5 液体混合装置输人/输出接线图3.6 PLC设计程序梯形图3.7 MCGS界面设计3.7.1MCGS仿真调试界面3.8 主电路图3.9 系统常见故障分析及维护为了延长PLC控制系统的寿命，在系统设计和生产使用中要对该系统的设备消耗、元器件设备故障发生点有较明白的估计，也就是说，要知道整个系统

11、哪些部件最容易出故障，以便采取措施，希望能对PLC过程控制系统的系统设计和维护有所帮助。15第四章 运动控制系统课程设计总结第四章 运动控制系统课程设计总结本次课程设计虽然十分短暂，但是让我对PLC的应用有了更多理解。PLC的实际应用和自己对PLC有了全面认识。并在实践中利用PLC和MCGS软件有所收获。通过这次设计使我对电梯的控制有了深入的了解，尤其是多种液体混合控制系统的PLC控制。在这次设计中，我经历了查资，和上网咨询等相关学习。使我了解的不仅仅是电梯的控制，或是设备的选择，或浅或深，最重要的是我掌握了一种设计的方法，思维的方式，使我受益非浅。本课程设计是在方老师的精心指导和严格要求下完成的。从在做设计以来，我不仅在PLC专业上有了很大的进步，而且老师的严谨治学态度、务实工作作风、高度的责任心，也使我受益非浅。在此，我要向方老师表示深深的敬意和衷心的感谢! 总结人姓名：常笈 2010.12.25参考文献参考文献1 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.20042 马国华. 监控组态软件及其应用 北京: 清华大学出版社. 2001 年8月3 王建. 三菱变频器入门与典型应用 北京:中国电力出版社. 2009 年3月4 运动控制系统课程设计指导书.