梁锦波

【摘要】PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。

生产机械往往要求运动部件可以实现正反两个方向的起动，这就要求拖动电动机能作正、反转旋转。由电机原理可知，改变电动机的三相电源的相序，就能改变电动机的转向

【关键词】可编程逻辑控制器；电动机正反转

一、概述

通过这次电气控制与PLC课程设计，使我们能够自己动手做出一个像样的东西来。使我们对PLC的实际应用和组态王软件的仿真使用有一个初步的了解，从而有助于我对理论知识的理解，帮助我学习专业的相关知识。培养理论联系实际的能力，提高分析解决问题能力的同时也培养同学之间的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。本次课程设计的主要是使我们对PLC编程、实际接线和组态王软件的应用有一定的感性和理性认识；了解一些可编程逻辑控制器的基本原理和解决问题的方法；对电气技术等方面的专业知识做初步的理解；培养和锻炼我们的实际动手能力。我在本次课程设计的主要任务是负责组态王软件对自动配料系统的仿真，自动配料系统的主要功能是采用PLC控制方式，配合配料控制软件包，实现物料传送、配料控制、配方设计、生产数据管理等功能。不再需要人工来干预，在这个过程中工人只是进行取料，由计算机通过电子称发来的数据校核重量，减轻了工人的工作负担，提高了工作效率。

二、硬件电路设计及描述

（一）实验面板图

（二）I/O分配表

输入 SB1 SB2 SB3

I0.0 I0.1 I0.2

输出 KM1 KM2 KM4

Q0.0 Q0.1 Q0.3

三、PLC梯形图

四、组态监控软件设计

（一）组态王软件介绍

组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软件、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

组态王是亚控科技根据当前的自动化技术的发展趋势，面向低端自动化市场及应用，以实现企业一体化为目标开发的一套产品。该产品以搭建战略性工业应用服务平台为目标，集成了对亚控科技自主研发的工业实时数据库的支持，可以为企业提供一个对整个生产流程进行数据汇总、分析及管理的有效平台，使企业能够及时有效地获取信息，及时地做出反应，以获得最优化的结果。

（二）组态软件的优点

组态王保持了其早期版本功能强大、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。组态王提供了丰富的、简捷易用的配置界面，提供了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了简单易用的接口；该款产品的历史曲线、报表及Web发布功能进行了大幅度提升及改进，软件的功能性和可用性有了很大的提高。

组态王在保留了原报表所有功能的基础上新增了报表向导功能，能够以组态王的历史库或KingHistorian为数据源，快捷建立所需的班报表、日报表、周报表、月报表、季报表和年报表。此外，还可以实现值的行列统计功能。

组态王在Web发布方面取得新的突破，全新版的Web发布可以实现画面发布，数据发布和OCX控件发布，同时保留了组态王Web的所有功能：IE浏览客户端可以获得与组态王运行系统相同的监控画面，IE客户端与Web服务器保持高效的数据同步，通过网络您可以在任何地方获得与Web服务器上相同的画面和数据显示、报表显示、报警显示等，同时可以方便快捷的向工业现场发布控制命令，实现实时控制的功能。

KingHistorian是亚控新近推出的独立开发的工业数据库。具有单个服务器支持高达100万点、256个并发客户同时存储和检索数据、每秒检索单个变量超过20，000条记录的强大功能。能够更好地满足高端客户对存储速度和存储容量的要求，完全满足了客户实时查看和检索历史运行数据的要求。

（三）组态王程序设计步骤及仿真结果

1、设计步骤考虑问题

（1）图形，是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。

（2）数据，就是创建一个具体的数据库，并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性，比如水位、流量等。

（3）连接，就是画面上的图表是以怎么样的动画来模拟现场设备的运行，以及怎么样让操作者输入控制设备的指令。

2、设计中可能出现的问题

（1）变量无法删除，如何删除变量？

在组态王中，只有未使用的变量才能被删除，因此在删除变量之前，必须去掉在画面或命令语言、控件引用处，等处与之有关的连接，如果还是无法删除，在工程浏览器中执行工具-更新变量计数命令，重新统计变量，在变量使用报告中可以查询变量是否还在某些地方使用，将其连接断开后，利用工具-删除未用变量删除。

（2）工程运行时，显示通讯协议组件失败？安装新的驱动；在开发状态下从新连接设备，如果还是有错误，请联系驱动部索要新的驱动程序。

（3）光盘上的典型案例无法打开？将工程拷贝到硬盘上将属性改为存档即可。

（四）组态王仿真过程

1、启动“组态王”工程管理器（ProjManager），打开组态王窗口。2、点击新建可以出现如下图所示的窗口，接着点击下一步新建一个工程。3、进行完（2）后会得到一个新建画面，点击新画面就可出现新的控制界面了。4、操作完成（3）后，界面会出现2个小框框，我们把需要用的开关或者指示灯等模拟器件拉进来即可。5、把我们需要的器件全拉齐之后就可以进行相关的参数设置。6、完成前面的步骤之后绘线并保存下来。7、最后完成后就会出现图a所示的界面了：8、点击数据词典后可以出现相应的数据词典。9、点击程序命令语言编写程序语句.10、在设备-COM1对设备进行设置.11、图b所示是组态王和PLC联机控制的一个现场仿真调试图：

五、PLC课程设计心得与体会

通过此次课程设计，我学到了很多之前没学过的东西。首先是组态王，在这之前，我从没有接触过这软件，更谈不上如何去使用。从零开始，学习了如何打开窗口并建立一个新的工程，随后建立新的画面，将所有需要用到的按键开关做出来，并设置相应的属性参数，建立相应的数据库，编写相应的程序，最后再用线把所有零件按照实物图连接起来。用组态王制作完成以后发现，这软件相比PLC的梯形图，画面上做的更美观，立体感强。对现场模拟量信号的检测和调节更趋于直观性，能够对变量文本进行读、写、监控一体化的操作，使其具备了实际工业应用的价值。梯形图的编写和应用，在我们之前的PLC课程中已经学习过了，这次相当于一次温故，让我重新记忆起那些被遗忘的部分。另外，通过这次课程设计，我还学到了在书本上学习不到的东西。本次课程设计是以3人为一组进行的，这就需要团队协作，彼此互相配合，发挥各自的专长，分享彼此的学习心得以达到互相促进。组态王的学习的确有一定的难度，为此我们还虚心向老师和其他优秀的同学请教。虽然过程困难重重，但凭借我们坚忍不拔的毅力，最终成功完成了任务！本次课程设计，让我的专业技能分析和解决问题的能力得到了全面的系统的锻炼，也让我对组态王软件的应用、组态王软件的系统开发过程有了理解。相信以后在组态软件方面的学习中能够更全面更方便的实现控和控制的功能以及在常用编程设计思路技巧的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础。

参考文献

[1]陈建明.电气控制与PLC应用（第2版）[M].北京：电子工业出版社，2010.

[2]刘勇.组态软件应用技术项目式教程[M].北京：机械工业出版社，2014.

[3]廖常初. PLC编程及应用（第3版）[M].北京：机械工业出版社，2008.

[4]属力尤，.组态软件技术与应用[M].北京：电子工业出版社，2012.