基于PLC与组态王的液态混合模拟Word格式文档下载.doc
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介绍了利用组态王6.5软件制作人机界面的一个液态混合模拟系统，利用三菱FX2系列可编程控制器实现控制，用组态王人机界面监控液态混合模拟系统的运行情况。
首先分析了液态混合模拟系统的要求，然后进行了可编程控制I/O点的分配、编写了组态王控制程序、绘制了原理图；
同时，实现了PLC与上位机组态王软件的通讯、设备的连接与配置、数据库的构造、图形界面的设计、动画连接的建立、报警窗口的建立和曲线图的建立等；
最后调试成功。
实践证明，PLC和组态王6.5软件结合可以方便的实现自动化监控系统的设计、检测，并且具有良好的应用价值。
关键词：
仿真动画组态王液态混合模拟
Abstract:
ThepaperintroducesaLiquidhybridsimulationsystemwhichusesKingview6.5softwaretomakeman-machineinterface.ItmakesthecontrolrealizewiththeuseofprogrammablelogiccontrollerofMitsubishiFX2series,alsomonitoringtheoperationalconditionsoftheLiquidhybridsimulationsystemwiththeKingviewman-machineinterface.Firstofall,itwillanalyzetherequirementsofLiquidhybridsimulationsystem,andthen,theallocationoftheI/Opointofprogrammablecontroller,theredactionofcontrolprogramofKingviewandthedrawingofschematicdiagram.Meanwhile,itmakesthecommunicationbetweenPLCanduppercomputeroftheKingviewsoftware,theattachmentandallocationofdeviceandthestructureofdatabase,thedesignationofgraphicalinterface,theestablishmentofanimationconnection,alarmingwindowandcurvechartrealize.Atlast,itisthesuccessofdebugging.ThepracticeprovesthattheconnectionofPLCandKingview6.5softwarecanrealizethedesignationandexaminationofAutomaticmonitoringsystemconvenientlyandhasgoodapplicationvalueanddataacquisition.
Keywords:
simulationanimationKingviewLiquidhybridsimulation
1.引言
随着我国社会主义市场经济的发展，现代工业日新月异，人们对自动化监控系统的要求越来越高。
作为一种组态软件，组态6.5可构造一个有效的监控和数据采集系统，并以图形界面清晰准确、设计开发过程简单易学的特点广泛应用于各种工程领域。
此仿真软件的设计开发主要是为实验教学服务的，它可以摆脱硬件模拟的限制，利用仿真软件和PLC即可完成实验任务。
此仿真软件可以实现对PLC控制系统的仿真和双向控制功能，即实现控制室与被控对象的双向控制，这将成为现代化控制形式的一个趋势。
目前，此仿真软件良好，已基本达到设计要求。
基于三菱FX2系列PLC控制的液态混合模拟系统为例，如何在组态王中设计开发一个液态混合模拟系统[1]。
2.系统框图
图1系统框图
3.组态王软件包的介绍
组态王的最新版本（6.53）是亚控公司根据当前自动化技术的发展趋势，保持了组态王早期版本的功能强大、运行稳定且使用方便的特点，并根据国内众多用户的反馈及意见，对一些功能进行了完善和扩充。
组态王6.53提供了丰富的简捷、易用的配置界面，提供大量的图形元素和图库精灵，同时也为用户创建图库精灵提供简单易用的接口；
该款产品的历史曲线、温控曲线以及配方功能进行了大幅提升与改进，软件的功能性可用性有了很大的提高[3]。
（1）组成“组态王”是在PC机上建立工业控制对象的人机接口的智能软件包，运行于中文WINDOWS环境下。
“组态王”软件包由画面制作系统TOUCHMAK和画面运行系统TOUCHVEW两部分组成，TOUCHMAK和TOUCHVEW是各自独立的WINDOWS应用程序，均可独立使用：
两者又相互依赖，在TOUCHMAK系统中设计开发的画面应用程序必须在TOUCHVEW运行环境中才能运行。
（2）功能①强大的图形编辑功能，充分利用WINDOWS图形功能完备、界面设计美观的特点，可绘制各种工业界面；
②提供16种动画连接方式，以满足任意的动画连接需要；
③实时数据库，“组态王”已实时数据库为核心的运行机制，奠定了其强大的组态能力和极佳通用性的基础；
④提供了一类C语言，使用客户可以根据自己的特殊需要编写一段程序；
⑤实时的趋势判断能力，便于进行数据跟踪分析；
⑥DDEI/O服务程序，“组态王”遵循WINDOWS下的标准动态数据交换（DDE）协议，借助于DDE与其它软件联系[5]。
4.液体混合模拟硬件介绍
（1）模拟构成此模拟式一液体混合模型，设有启动按钮和停止按钮、液面传感器L1开关液面传感器L2开关、液面传感器L3开关、温度传感器T开关、液体A阀门Q1指示灯、液体B阀门Q2指示灯、液体C阀门Q3指示灯、搅拌电机指示灯、加热器指示灯及混合液体出口指示灯。
（2）运行要求正确连接PLC与PYS3液态混合模拟模块的实际接线，实现PLC与组态王之间的正常通信，在组态王中绘制液态混合模拟的监控系统。
①按下启动按钮液体A阀门Q1打开，液体A流入容器，当液面到达L3时，L3接通，关闭液体A阀门Q1，打开液体B阀门。
②当液面到达L2时，关闭液体B阀门Q2，打开液体C阀门Q3。
Q5搅匀电机启动，开始对液体进行搅匀。
③当液面到达L1时，关闭阀门Q3。
并开启加热器Q4。
④当温度传感器到达设定温度时，加热器Q4停止加热。
⑤通过一段时间的延时，搅匀电机停止工作，出水阀门Q6打开，将搅匀的液体放出。
⑥当液面下降时，液面传感器L1，L2，L3由接通依次变为断开，再过3s后，容器放空，混合液体阀门Y4关闭，开始下一周期。
⑦当按下停止按钮后，要将当前的混合操作处理完毕后，才停止操作（停在初始状态）。
对混合液体出口Q6计数，并且绘制液体混合模拟系统的报警窗口，次数大于3次进行报警，大于10将计数自动清零。
对液体混合模拟系统建立混合液体出口Q6次数的实时曲线显示。
对液体混合模拟系统建立混合液体出口Q6次数的历史曲线显示。
完成以上指标的同时要求画图美观，对液体混合模拟系统可以直观的控制和监视，达到实验的要求。
5.PLC控制系统设置
5.1I/O分配
如根据上述控制要求，系统I/O分配如图2所示
输入
输出
器件
说明
X0
启动开关
Y0
液体A阀门Q1
X1
停止开关
Y1
液体B阀门Q2
X2
液面传感器L1
Y2
液体C阀门Q3
X3
液面传感器L2
Y3
加热炉Q4
X4
液面传感器L3
Y4
搅匀电动机Q5
X5
温度传感器T
Y5
混合液体阀门Q6
图2PLC模拟控制液态混合I/O地址表
5.2PLC外部连接图的设计
PLC外部连接图如图3所示
图3液态混合控制线路电气接口图
6.软件流程图
图4软件流程图
根据混合液态模拟运行要求设计流程图如图4所示。
7.仿真软件实现功能
（1）功能用组态王软件中的工具箱可绘制出静态画面，对控制的图素进行变量定义及动画连接。
当PLC模拟开关动作时，PLC通过DDE（动态数据交换）传递给组态王画面，则对应的变量图素产生动画效果。
在画面中可显示混合液态及液面位置、温度、搅拌电机、加热器、混合液体出口等各种必要的信息。
此系统除了实现PLC对“组态王”画面的控制，还要实现“组态王”画面对PLC控制。
即可实现双向控制，即仿真画面上的按钮能控制混合液态模型的动作，也可用模型控制画面。
（2）仿真软件静态图在组态王工程浏览器左侧的“工程目录显示区”中选择“画面”，新建一个名为“混合液态”的新画面，在此画面上绘制各种图素。
绘图时运用工具箱中的一些基本元素，如直线、椭圆、折线、文本和按钮等等，如图5所示。
图5组态监控画面
8.组态监控系统实现
本设计中，混合液态监控系统的监控软件采用了北京亚控公司的Kingview6.5组态王软件。
8.1PLC与上位机组态王之间的通信
组态王6.5把每台与之通信的设备（包括PLC、智能模块、板卡、智能仪表、变频器等）看作外部设备，它内置了大量的设备驱动作为组态王与外部设备的通信接口。
在开发过程你只需根据“设备配置向导”的提示一步步完成连接过程即可。
运行期间，组态王就可通过通信接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数据/指令[1]。
（1）工程的创建创建新工程，在工程名称输入“混合液态”工程名称，将新建的工程设为组态王的当前工程。
利用厂家提供的专用PLCUSB编程电缆，将PLC通过编程口与上位机组态王串口（COM口）连接，进行串行通信。
设置工程浏览器左侧大纲项“设备/COM1”，用组态软件进行实时监控首先要完成通讯连接，组态王通讯参数应与PLC的通讯参数设置保持一致。
为设备选择连接串口,根据PLC与上位机连接选择的串行口。
（2）构造数据库数据库是“组态王”软件的核心部分，在工程管理器中，创建各个变量数据，这些变量与PLC内部变量一一对应，PLC的输入输出完全有组态王内部变量代替。
这样，PLC的实际输入输出状态能反映在组态监控界面上，借助PLC的CPU通信功能，系统的运行就可以真正的监控，如图6所示。
图6组态王数据变量定义
8.2动画连接
（1）动画连接就是将画面上创建的各个图素与所建立的相应变量关联，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表现出来。
本系统中要进行动画连接的图素有启动按钮、停止按钮、液态传感器L1、L2、L3开关等。
为实现模拟系统的动画效果，在进行动画连接时除了设置各项参数外，还必须编写时间命令语言和应用程序命令语言。
在画面的应用程序命令语言对话框中输入如下命令语言：
（1）启动开关X0==1\\本站点\Y0==1;
（2）停止开关X1==1\\本站点\Y15==
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