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基于组态的自动加料PLC控制系统

发表时间：2021/4/14 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：周文生

[导读] 在现代科学技术的许多领域中，自动化控制技术起着越来越重要的作用，并且随着生产和科学技术的发展，计算机水平也越来越高，组态软件在生产中占据了越来越显著的作用。本设计的自动加料PLC控制系统就是采用自动控制技术来实现功能，利用组态软件的数据处理能力以及图像展现功能来进行对加料的动作模拟以及监视，确保工业生产的稳定性，解决传统工业生产的复杂问题。

广州数控设备有限公司周文生

摘要：在现代科学技术的许多领域中，自动化控制技术起着越来越重要的作用，并且随着生产和科学技术的发展，计算机水平也越来越高，组态软件在生产中占据了越来越显著的作用。本设计的自动加料PLC控制系统就是采用自动控制技术来实现功能，利用组态软件的数据处理能力以及图像展现功能来进行对加料的动作模拟以及监视，确保工业生产的稳定性，解决传统工业生产的复杂问题。
关键词：组态王自动加料控制 PLC
        1.1 组态王软件的概述
        组态（Configuration）的含义是设置、配置，换个说法就是模块的组合。组态软件是集标准化、规模化、商品化三者于一身的在工业自动化领域兴起的一中通用工控开发软件，其对开发人员的要求很低，不需要复杂的指令编程，只要利用其包含的工具，通过硬件、软件、数据和图形图像等组态工作即可设计出标准化、专业化、可靠性强的人机界面工控程序，组态王KingView软件是具有多线程、COM组建等新技术的软件，它对PC的硬件要求不高，能实现多任务的检测和控制，运行稳定，是一款出色的国产监控组态软件。选择组态王的原因不仅是其界面简洁，上手简单，通信功能强大和繁多的硬件支持，还有它的以中文作为关键字的脚本语言支持功能。
        1.2PLC的概述
        PLC是一种十分常见的工业控制装置，它的组成主要包括了中央处理器CPU、储存器、输出输出单元（I/O单元、外部接口和其他功能模块组成。它的可编程序的储存器用来在其内部储存执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并且通过数字或者模拟的输入输出，控制不同种类的机械或者生产、制造的过程。
        1.2.1可编程控制器的分类
        PLC从结构上划分可以分为两种：厢体式和模块式。厢体式又被人们叫做单元式或整体式。厢体式PLC是把不同的组成部分全都放在同个机箱内，比如电源、CPU、I/O模块等。结构比较紧凑，体积也小，价格还低。通常来说小型PLC都是厢体式形式，它由不一样I/O数目的基本单元和扩展单元构建。基本单元含有CPU、I/O和电源，而扩展单元内没有CPU。扁平电缆一般被应用在这两者连接上。
        各部分区别为几个独立的模块为模块式PLC，如电源、CPU、I/O等种种功能模块。模块式结构通常都被大中型PLC采纳，有的小型PLC也采取该形式，配置灵动，安装便捷，便于扩展和维护。
        2.1自动加料系统
        加料系统作为生产制造工业中的重要组成部分，是生产过程中的基本环节，它的好坏直接决定了企业的生产效率和操作人员的安全。自动加料相对手动加料是提高生产效率和改善工作环境的重要举措。而组态软件中的人性化的界面和良好的通讯功能能够直接把加料系统从手动进阶为自动，这一举动对于企业来说意义十分重大。
        本设计的自动加料系统，先是有一个储料罐，储料罐连接管道至进料泵，再由管道连接至锅炉，锅炉除了进料口以外还有排料口，排料口由管道连接至出料泵，本系统主要研究加料控制的这一过程。
        2.2自动加料系统的预期要求
        2.2.1 手动控制
        系统启动后，手动控制加料的速度，实现增速或者减速。
        2.2.2 定量加料
        系统启动后，根据设定的物料的量添加，添加完毕后停止加料。
        2.2.3 根据压力加料
        系统启动后，根据锅炉的压力调节加料的速度。
        2.2.4 液位监控
        对于该系统的储料罐和锅炉的液位进行监控，同时向用户展示出来。
        3.1 系统运行
        整体系统组建完毕，实际上在设计工程的时候，编辑和运行调试是可以同时进行的。打开画面运行系统（View），运行本设计，运行初始状态。
        3.1.1手动模式
        点击系统的“启动”按钮，再点击“手动”按钮，接着点击进料泵的“启动”按钮，得到的运行结果如下：

        点击“加速”按钮或者“减速”按钮，每点击一次，相应地进料泵流量速度增加1T/h或减少1T/h。
        点击进料泵的“停止”按钮，加料停止。
        3.1.2 定量模式
        在上一小节已经启动了系统，直接点击系统的“自动”按钮，此时“手动”按钮旁边的绿灯熄灭，已经切换至系统的自动模式，此时再点击“定量模式”按钮，在按钮上方出现如下图所示的可设置的进料速度和进料时间。

        首先设置进料时间，点击“00”处，根据弹出窗口的指引输入进料时间，范围是变量建立时所设置的0~20，输入20后点击确定；在点击进料速度后方的“00”，设置进料速度，范围是变量建立时所设置的0~10，输入8后点击确定。
        3.1.3 压力模式
        点击“压力模式”按钮，从定量模式切换至压力模式，利用压力游标调节压力模拟锅炉里的压力，此时进料泵速度会随着压力变大而减小，压力为0时，进料泵速度为10T/h，压力调节至100时，进料泵速度为0T/h。
        3.1.4数据显示
        无论在何种模式下运行，储料罐的液位、进料泵速度、和锅炉的液位、压力和温度都有显示，本设计的显示功能正常。
        无论在哪种模式下运行，当储料罐液位为0的时候或或者是当锅炉的液位为100时，进料泵都会停止工作。
        4总结
        本文介绍了加料控制系统的基本理论知识、组态王软件的运用和可编程逻辑控制器及其与组态软件的通讯基础。另外经过研究自动加料PLC控制系统，利用组态王制作了该控制系统的展示动画，对于展示动画设置了相应的变量连接和命令语言，实现了利用组态王软件模拟了系统的运行并得到了相应的动画展示。经过本次设计可以看出组态王软件提供了简单清晰和操作便利的界面设计，并且能够直接得到系统的运行状态和数据显示。
        本设计的基于组态的自动加料PLC控制系统将组态软件的监控技术应用在了加料控制系统上，给实际工业中提供了远程控制、实时监控提供了基础；其画面生动形象地仿真出了工厂流水线的生产流程和加料控制的执行。
参考文献
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