PLC水箱水位控制

1、自動(dòng)化系統(tǒng)集成與調(diào)試實(shí)訓(xùn)報(bào)告自動(dòng)化系統(tǒng)集成與調(diào)試實(shí)訓(xùn)報(bào)告本課程為自動(dòng)化集成與調(diào)試，實(shí)際上就是讓我們用PLC控制水箱打水。由于實(shí)訓(xùn)前接觸過(guò)類似的程序與硬件，所以做起來(lái)相對(duì)簡(jiǎn)單。第一周實(shí)訓(xùn)，一開(kāi)始長(zhǎng)江老師讓我們重新復(fù)習(xí)之前所學(xué)。我們組并沒(méi)有急著開(kāi)始做項(xiàng)目，而是認(rèn)真的檢查電源，傳感器，變頻器等硬件是否完好。然后再由徐同學(xué)與李同學(xué)完成硬件的接線，張組長(zhǎng)則與吳同學(xué)完成程序的編寫(xiě)。一、接線圖：S7-300模擬量輸入輸出模塊、S7-300數(shù)字量輸入輸出模塊、傳感器以及變頻器的接線（注意：用灰色細(xì)線將變頻器3號(hào)端子接PLC數(shù)字量輸出端子，變頻器7號(hào)端子接PLC的M端，變頻器9號(hào)端子接PLC模擬量輸出端子，變頻

2、器10號(hào)端子接PLC模擬量COM端；用紅、藍(lán)、黑三種粗線將水箱抽水泵和變頻器的U、V、W、PE端子對(duì)應(yīng)接好）。二、項(xiàng)目要求：我們所做的項(xiàng)目如下（一）項(xiàng)目一、PLC控制變頻器打水本項(xiàng)目總?cè)蝿?wù)是通過(guò)PLC、變頻器控制水泵打水。任務(wù)一、G110變頻器參數(shù)設(shè)置及快速調(diào)試任務(wù)二、PLC控制變頻器打水的組態(tài)、編程及仿真任務(wù)三、S7-300模擬量輸出模塊與接線任務(wù)四、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試與運(yùn)行（二）項(xiàng)目二、水箱液位的測(cè)量本項(xiàng)目總?cè)蝿?wù)是通過(guò)PLC、變頻器控制實(shí)現(xiàn)水箱液位的測(cè)量任務(wù)一、水箱液位測(cè)量的組態(tài)、編程及仿真任務(wù)二、現(xiàn)場(chǎng)接線任務(wù)三、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試與運(yùn)行（三）項(xiàng)目三、水箱液位兩位式調(diào)節(jié)本項(xiàng)目總?cè)蝿?wù)是通過(guò)PLC、變頻器

3、、傳感器監(jiān)測(cè)水位控制水泵打水，當(dāng)測(cè)量值大于高限值，變頻器停止，水泵停止打水；當(dāng)測(cè)量值小于低限值，變頻器啟動(dòng)，水泵打水，當(dāng)測(cè)量值在高限值與低限值之間時(shí)，變頻器保持原狀態(tài)。任務(wù)一、水箱液位兩位式調(diào)節(jié)的組態(tài)、編程及仿真運(yùn)行任務(wù)二、水箱液位兩位式調(diào)節(jié)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)試與運(yùn)行（四）項(xiàng)目四、水箱液位PID控制總?cè)蝿?wù)是調(diào)用PID模塊使變頻器的頻率自動(dòng)調(diào)節(jié)任務(wù)一、了解PID調(diào)節(jié)的原理任務(wù)二、水箱液位PID控制的組態(tài)、編程及仿真任務(wù)三、水箱液位PID控制的現(xiàn)場(chǎng)接線任務(wù)四、箱液位PID控制的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試與運(yùn)行（五）項(xiàng)目五 水箱液位的WinCC監(jiān)控通過(guò)WinCC的新建變量與PLC S7-300的程序地址的連接，達(dá)到用WinC

4、C監(jiān)控水箱水位的目的。任務(wù)一、WINCC的新建工程及項(xiàng)目組態(tài)一、創(chuàng)建新項(xiàng)目二、組態(tài)變量任務(wù)二、創(chuàng)建過(guò)程畫(huà)面并運(yùn)行調(diào)試第一階段：WinCC控制變頻器打水第二階段：兩位控制第三階段：PID控制第四階段：變量記錄一、過(guò)程值歸檔二、輸出過(guò)程值歸檔第五階段：報(bào)警記錄一、組態(tài)報(bào)警二、組態(tài)模擬量報(bào)警（六）項(xiàng)目六、反饋控制系統(tǒng)1、負(fù)反饋控制系統(tǒng)：由信號(hào)正向通路和反饋通路構(gòu)成閉合回路的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱反饋控制系統(tǒng)。反饋控制系統(tǒng)是基于反饋原理建立的自動(dòng)控制系統(tǒng)。所謂反饋原理，就是根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來(lái)進(jìn)行控制，即通過(guò)比較系統(tǒng)行為（輸出）與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。在反饋控制系統(tǒng)中，既

5、存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者組成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動(dòng)控制的主要形式。反饋可分為負(fù)反饋和正反饋。前者使輸出起到與輸入相反的作用，使系統(tǒng)輸出與系統(tǒng)目標(biāo)的誤差減小，系統(tǒng)趨于穩(wěn)定；后者使輸出起到與輸入相似的作用，使系統(tǒng)偏差不斷增大，使系統(tǒng)振蕩，可以放大控制作用。負(fù)反饋是經(jīng)典控制論中的術(shù)語(yǔ)。是指系統(tǒng)受到外界的和內(nèi)部的干擾時(shí)，系統(tǒng)能控制住干擾?；蚴窍蓴_，或是把干擾控制在系統(tǒng)能夠承受的范圍內(nèi)。反饋控制系統(tǒng)由控制器、執(zhí)行器、被控對(duì)象和反饋環(huán)節(jié)組成（見(jiàn)圖）。圖中帶叉號(hào)的圓圈為比較環(huán)節(jié)，用來(lái)將輸入與輸出相減，給出偏差

6、信號(hào)。這一環(huán)節(jié)在具體系統(tǒng)中可能與控制器一起統(tǒng)稱為調(diào)節(jié)器。以水箱打水控制為例，被控對(duì)象為水箱；控制器為PLC；執(zhí)行器為變頻器；反饋環(huán)節(jié)為傳感器；輸出信號(hào)為實(shí)際水位；輸入信號(hào)為設(shè)定水位；控制信號(hào)為電壓；執(zhí)行信號(hào)為頻率。水箱打水反饋系統(tǒng)工作過(guò)程：首先設(shè)定水箱的水位值，如果實(shí)際水位低于或高于這個(gè)水位，那么就生成一個(gè)偏差值給PLC，由PLC發(fā)出一個(gè)電壓信號(hào)給變頻器，再由變頻器發(fā)出一個(gè)頻率給水泵致使水泵開(kāi)始打水或停止打水。2、水箱打水控制過(guò)程：當(dāng)傳感器檢測(cè)到水位高或低時(shí)，通過(guò)模擬量輸入AI，將檢測(cè)到PIW256的量傳遞給FC105，經(jīng)FC105轉(zhuǎn)化成數(shù)字量MD8信號(hào)送到FB41，經(jīng)過(guò)FB41處理后給出MD

7、100信號(hào)到FC106，F(xiàn)C106又將數(shù)字量轉(zhuǎn)成模擬量給出PQW256信號(hào)到AO，AO輸出一個(gè)0-10V的電壓給變頻器，從而控制變頻器頻率。由于張組長(zhǎng)實(shí)力超群，前幾個(gè)項(xiàng)目都按時(shí)并且按照老師的要求順利完成。后面幾個(gè)項(xiàng)目由于PC機(jī)的內(nèi)存卡出了問(wèn)題，完成的速度有所減緩，但是經(jīng)過(guò)全組人員的努力還是把這難關(guān)攻克。不知不覺(jué)就來(lái)到了最后的項(xiàng)目，再加上老師的新要求，項(xiàng)目難度加大，一時(shí)難倒了我們。然而張組長(zhǎng)再次發(fā)揮神奇，還有長(zhǎng)江老師的悉心指導(dǎo)，把程序做了出來(lái)。三、PLC組態(tài)：分析：在組態(tài)過(guò)程中，主站與從站所對(duì)應(yīng)的MPI地址必須是不重復(fù)的。四、程序如下圖：主站PLC程序從站PLC程序五、I/O分配表如下：主站I1

8、24.3 啟動(dòng)按鈕I124.2 停止按鈕PIW256 傳感器實(shí)際液位測(cè)量從站I124.0 啟動(dòng)按鈕PIW260 傳感器實(shí)際液位測(cè)量最后一步是WinCC畫(huà)面監(jiān)控，畫(huà)面選擇的是李同學(xué)設(shè)計(jì)的柔和水藍(lán)色界面，變量的連接則由張組長(zhǎng)來(lái)建立并聯(lián)接。六、WinCC無(wú)法激活解決辦法：1、查看授權(quán)是否完整，如果授權(quán)缺失，請(qǐng)授權(quán)后再重新啟動(dòng)；2、不要將項(xiàng)目放在在中文目錄下；3、檢查安裝的s7和wincc版本是否沖突；4、關(guān)閉殺毒軟件，重新啟動(dòng)；5、服務(wù)器名稱是否和計(jì)算機(jī)名相同；6、用項(xiàng)目移植器移植一下，再重新打開(kāi)；7、WinCC5.x使用時(shí)應(yīng)該安裝Step75.2安裝盤(pán)內(nèi)的WinCC Hotfix補(bǔ)?。?、有時(shí)候把

9、系統(tǒng)語(yǔ)言改成英語(yǔ)就OK了；9、重新安裝一下WinCC就可以了；10、打開(kāi)控制面板里IMATIC WORKSTATION，STARTSERVER后重新啟動(dòng)即可；強(qiáng)制關(guān)閉后如何再次激活WinCCWINCC激活時(shí)常常會(huì)卡住，這是很常出現(xiàn)的問(wèn)題，這個(gè)時(shí)候就需要在任務(wù)管理器中強(qiáng)制關(guān)閉激活畫(huà)面。但是當(dāng)再次打開(kāi)WIINCC時(shí)就再也無(wú)法激活了，這個(gè)時(shí)候也無(wú)法復(fù)制WINCC的目錄所以無(wú)法保存在U盤(pán)。由于我們學(xué)校電腦中重起電腦后系統(tǒng)就還原了，所以前面的工夫就白費(fèi)了。解決方法在任務(wù)管理器中的進(jìn)程選項(xiàng)卡中，將提示的正在使用的進(jìn)程關(guān)閉。一般都是提示CCtextServer.exe這個(gè)進(jìn)程正在運(yùn)行，在進(jìn)程中關(guān)閉這個(gè)進(jìn)程后

10、就可以將程序復(fù)制到U盤(pán)了。然后重啟電腦可以再次激活程序。七、WinCC界面圖： 八、變量連接圖：九、實(shí)訓(xùn)總結(jié)：二周的自動(dòng)化系統(tǒng)集成與調(diào)試的實(shí)訓(xùn)就要馬上過(guò)去了，期間，經(jīng)過(guò)我們小組的不懈努力，終于完成了老師要求的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在實(shí)訓(xùn)的第一周，我們檢查了電源，PLC，變頻器，電機(jī)等元器件的好壞。其中，我們PLC用的是CPU313C-2DP,我們的PLC的DI/DO模塊沒(méi)有連接好，所以我們找來(lái)螺絲刀進(jìn)行維修，終于把PLC給維修好。我們用簡(jiǎn)單的程序來(lái)驗(yàn)證PLC的每一個(gè)輸入輸出模塊，發(fā)現(xiàn)加了FC106或FC105指令后，程序下載不進(jìn)去，提示PLC內(nèi)存卡的內(nèi)存不夠，于是我們找到了幾張內(nèi)存卡，發(fā)現(xiàn)只有同樣是CPU

11、313C-2DP的內(nèi)存卡才能夠使用。檢查到最后，我們就只留下了PLC的電源、CPU（自帶DI/DO）、外部AI/AO模塊，然后我們連接好PLC、變頻器、水箱，調(diào)節(jié)好變頻器的參數(shù)，控制水箱打水。接下來(lái)我們是進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)總線的連接，我們先組態(tài)好主站、從站，然后用PROFIBUS線連接好主站與從站，將從站掛到主站上，然后建立好帶8個(gè)字節(jié)的通信區(qū)，修改好下載方式。在從站程序中調(diào)用FC1、FC2指令，用于主站與從站之間的通信。加入PID調(diào)節(jié)，程序編寫(xiě)好之后，連接好傳感器，再進(jìn)行下載，實(shí)現(xiàn)了水箱液位的測(cè)量、兩位式調(diào)節(jié)，PID控制。第二周，我們開(kāi)始做WINCC的液位監(jiān)控，先組建好變量，然后做好WINCC監(jiān)控畫(huà)面，連接好變量，實(shí)現(xiàn)了WINCC控制變頻器打水，液位的調(diào)節(jié)，各種變量的變化情況。對(duì)過(guò)程值歸檔、輸出過(guò)程值歸檔，做好報(bào)警記