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魔塔勇士传说:基于组态控制技术的自动控制系统的设计

时间: 2019-03-14阅读:

摘要 本文论述了利用“组态王”软件和PLC开发自动控制系统的过程和方法,通过“车库门自动控制系统”的设计,模拟仿真常用的PLC控制方式。通过上位机纽态王软件完成画面的设计,主画面可以方便的对现场参数进行设置,对被控对象(现场设备)进行操作,与PLC相结合,可以实现对车库门的双重控制,该系统采用串行数据传输,以实现远程数据采集。

【关键词】组态王 自动控制 数据采集

随着国民经济的发展,人们需要对自动门的开关、锅炉的温度、压力、流量等进行监测和控制,采用组态控制技术来对他们进行控制不仅节约了硬件开发时间,更提高了工业控制系统的可靠性和安全性。

本课题采用组态(Configuration)控制技术和PLC (Programmable Logical Controller)相结合,立足于建立一个具有控制层、监控层、管理层三层结构的综合控制系统,使用工控机控制系统和组态王软件,在计算机上实现对现场的实时监测与控制。

本文以车库自动门控制为例,完成自动控制系统的设计。本控制系统硬件采用三菱FX2N系列PLC作为核心控制部件,上位机软件采用北京亚控公司的“组态王”。软硬件采用模块化设计,结构与功能设计合理,操作简单,智能化程度高,具有较强的抗干扰能力。

1 控制系统构成

控制系统的结构如图1所示,由人机界面和PLC组成,PLC一方面要对整个过程进行控制;另一方面,还要通过RS485串口通信电缆与上位机进行通信,接受操作者发出的命令。PLC完成对现场设备的控制和对现场信号的采集,人机界面主要完成参数的设定和一些数据的监控。

2 控制系统的设计

2.1 系统控制要求

(1)车库内和车库外设有手动控制开关,可以手动控制门的开门、关门和停止;

(2)车到门前,车灯闪烁,车位传感器收到车灯亮、灭信号后,车库门自动上卷,动作指示灯亮;

(3)门上行碰到上限位开关,门全部打开,此时停止上行;

(4)车进入车库,车位传感器检测到车停在车位,延时5秒,门自动下行,动作指示灯亮;

(5)门下行碰到下限位开关,门全部关闭,此时停止下行;

(6)在计算机中显示车库工作状态。

2.2 控制系统I/O配置

车库自动门控制系统除了车库、卷帘门、汽车外还有10个按钮、2个传感器、2个限位开关2个接触器和一个动作指示灯。即有14个开关量控制信号需要输入到计算机,分别是启动按钮、停止按钮、手动、自动、外部开门、外部停止、外部关门、内部开门、内部停止、内部关门、车感信号、车位信号、上限位开关、下限位开关;有3个开关量控制信号需要输出到控制系统,分别是车库门上卷接触器、车库门下卷接触器和动作指示。

系统I/O配置如表1所示。离散量通过三菱PLC-485MR输入和输出,并能进行远程监视与控制。

2.3 基于“组态王”的系统变量定义

通过数据库中的数据词典对系统所用变量(表1中的变量)进行定义,实现上位机与PLC的数据交换。此外,为了在程序中对当前车库门运行状态进行识别,还需要建立以下几个变量:“门移动参数”、“车移动参数”、“定时器”、“定时器复位”、“次数”。其中:

“車移动参数”、“门移动参数”为内存实型,初始值为O,最大值为100。

“次数”为内存整型,初始值为O,最大值为10。

“定时器”和“定时器复位”为内存离散,初始值为关。

2.4 控制系统运行主画面设计

车库自动门控制系统运行主画面既可以通过手动按钮完成门的开关,也可以通过检测车的位置的传感器的状态来控制门的开关,实现自动控制。

2.5 应用程序语言的编写

if(\\本站点\自动=1&&\\本站点\动作指示=0)

{\\本站点\车移参数=\\本站点\车移参数+1;}

if(\\本站点\车移参数>79&&\\本站点\车移参数<=90)

{\\本站点\车感传感器=1;}

if{\\本站点\自动=1&&\\本站点\车感传感器=1)

{\\本站点\下限位开关=O:\\本站点\上卷接触器=1:\\本站点\动作指示=1;\\本站点\门移参数=\\本站点\门移参数-10;}

if(\\本站点\门移参数==O&&\\本站点\自动==1)

{\\本站点\动作指示=O:\\本站点\上卷接触器=O:\\本站点\上限位开关=1:\\本站点\车移参数=\\本站点\车移参数+1:}

if(\\本站点\门移参数==O&&\\本站点\自动==1&&\\本站点\车移参数>=90)

{\\本站点\车感传感器=o;}

if(\\本站点\车移参数==100&&\\本站点\自动==1)

{\\本站点\定时器=1;\\本站点\车位传感器=1:}

if(\\本站点\定时器==1)

{\\本站点\次数=\\本站点\次数+1=if(\\本站点\次数==5)\\本站点\定时器复位=1:}

if(\\本站点\车位传感器==1&&\\本站点\定时器复位==1&&\\本站点\自动==1)

{\\本站点\上限位开关=O:\\本站点\动作指示=1:\\本站点\下卷接触器=1:\\本站点\门移参数=\\本站点\门移参数+10;}

if(\\本站点\门移参数==100&&\\本站点\自动==1)

{\\本站点\动作指示=0:\\本站点\下卷接触器=O;\\本站点\下限位开关=1;}

3 系统运行与调试

车到门前车灯闪烁,车灯闪烁三次后车感传感器接通,车感信号灯亮,车库门自动打开,动作指示灯亮,当车库门完全打开,上限位开关接通,动作指示灯灭,车进入车库,车感信号灯灭,当车进入车库停到正确位置,车位传感器接通,车位信号灯亮,此时启动定时器开始计时,5秒钟之后,车库门自动关闭。

4 结束语

系统测试和运行结果表明:该系统能自动控制车库门的运行,且系统操控界面友好、使用方便,实现了自动门的实时监测和自动控制,本控制系统可以应用于对车库门的集中管理。

参考文献

[1]袁秀英.组态控制技术[M].北京:电子工业出版社,2003.

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