基于西門子PLC的液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)案例分析目錄TOC\o"1-3"\h\u10393基于西門子PLC的液位控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)案例分析 1865第一章、軟件設(shè)計(jì) 128414（一）PLC內(nèi)部使用地址 123545（二）控制程序流程圖 223174（三）PLC梯形圖程序 3203721、主程序 368432、OB35中斷程序 912783、開機(jī)初始化程序 1217151第二章、組態(tài)畫面及調(diào)試 14第一章、軟件設(shè)計(jì)（一）PLC內(nèi)部使用地址為了編程方便和閱讀方便，定義了部分PLC內(nèi)部使用地址如表4-1,4-2,4-3所示，表4-1PLC內(nèi)部字量輸入分配表名稱PLC地址啟動(dòng)按鈕HMIM0.0停止按鈕HMIM0.1急停開關(guān)HMIM0.2自動(dòng)使能條件M1.0邏輯0M100.0邏輯1M100.1開機(jī)初始化M100.2液位高報(bào)警定時(shí)T1液位低報(bào)警定時(shí)T2表4-2DB1數(shù)據(jù)讀取數(shù)據(jù)功能PLC地址儲(chǔ)藏罐液位讀取DB1.DBD0水箱液位讀取DB1.DBD4流量讀取DB1.DBD8臨時(shí)數(shù)據(jù)DB1.DBW12閥門開度DB1.DBD14表4-3DB2參數(shù)設(shè)定數(shù)據(jù)功能PLC地址預(yù)設(shè)值液位設(shè)定DB2.DBD08.00E+01液位測(cè)量范圍上限設(shè)定DB2.DBD41.00E+02液位測(cè)量范圍下限設(shè)定DB2.DBD80.00E+00流量測(cè)量范圍上限設(shè)定DB2.DBD123.00E+02流量測(cè)量范圍下限設(shè)定DB2.DBD160.00E+00液位高報(bào)警設(shè)定DB2.DBD209.50E+01液位低報(bào)警設(shè)定DB2.DBD243.00E+01（二）控制程序流程圖否否是液位低？否否否是液位低？否水箱液位PID控制是模擬量輸出PQW288控制調(diào)節(jié)閥否開始液位高？啟動(dòng)否是等待自動(dòng)運(yùn)行PQW288輸出0，液位高報(bào)警PQW288輸出最大，液位低報(bào)警流量PID控制過載保護(hù)？故障報(bào)警，停止系統(tǒng)否是急停開關(guān)？故障報(bào)警/停止系統(tǒng)是否停止按鈕？結(jié)束 圖15：程序流程圖啟動(dòng)系統(tǒng)，啟動(dòng)建立參數(shù)，讀取儲(chǔ)液罐液面、水箱液位和啟動(dòng)后流量。按下啟動(dòng)按鈕啟動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)運(yùn)行指示燈亮起，泵馬達(dá)啟動(dòng)。檢測(cè)到泵引擎過載或報(bào)告緊急停機(jī)以關(guān)閉系統(tǒng)。（三）PLC梯形圖程序1、主程序各部分子程序如下ORGANIZATION_BLOCKOB1BEGINNETWORK1TITLE="自動(dòng)使能條件"NETWORK2NETWORK1是系統(tǒng)自動(dòng)使能條件，當(dāng)上位機(jī)急停開關(guān)、停止按鈕沒有按下，水泵沒有發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)使能條件被滿足。NETWORK2//"泵電機(jī)啟動(dòng)"NETWORK2是系統(tǒng)泵電機(jī)啟動(dòng)條件，當(dāng)上位機(jī)啟動(dòng)按鈕，急停開關(guān)沒有按下，停止按鈕沒有按下，泵電機(jī)啟動(dòng)。NETWORK3TITLE=HL2"故障指示燈"NETWORK3是當(dāng)上位機(jī)急停開關(guān)按下，系統(tǒng)故障得到反饋，故障指示燈閃爍。NETWORK4TITLE=開機(jī)初始化，參數(shù)設(shè)定，設(shè)定液位設(shè)定NETWORK4是系統(tǒng)開機(jī)時(shí)，系統(tǒng)對(duì)參數(shù)和液位的設(shè)定。NETWORK5TITLE=開機(jī)初始化，設(shè)定液位測(cè)量范圍上限，下限NETWORK6TITLE=開機(jī)初始化，設(shè)定流量測(cè)量范圍上限，下限NETWORK6是系統(tǒng)開機(jī)時(shí)對(duì)流量測(cè)量范圍上限下限的設(shè)定。NETWORK7TITLE=開機(jī)初始化，設(shè)定高低液位報(bào)警NETWORK7是設(shè)定當(dāng)系統(tǒng)液位過高或過低是發(fā)出警報(bào)。NETWORK8TITLE=儲(chǔ)藏罐液位讀取NETWORK8是系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)藏罐中液位的讀取。NETWORK9TITLE=水箱液位NETWORK9是系統(tǒng)對(duì)水箱中水的液位上下限的設(shè)定并讀取。NETWORK10TITLE=流量讀取NETWORK10是系統(tǒng)對(duì)流量的讀取。NETWORK11TITLE=液位高報(bào)警指示NETWORK11是系統(tǒng)液位超過液位上限時(shí)警示燈發(fā)出警報(bào)。NETWORK12TITLE=液位低報(bào)警指示NETWORK11是系統(tǒng)液位超過液位下限是警示燈發(fā)出警報(bào)。NETWORK12TITLE=復(fù)位開機(jī)初始化標(biāo)志2、OB35中斷程序ORGANIZATION_BLOCKOB35BEGINNETWORK1//PID初始化控制NETWORK2//水箱水位PID主回路控制NETWORK3//PID副回路設(shè)定，為PID主回路PID輸出乘以流量測(cè)量范圍NETWORK4//流量PID副回路控制NETWORK5TITLE=液位高報(bào)警，輸出0，液位低報(bào)警，輸出最大NETWORK6TITLE=泵停止，輸出0NETWORK7閥門開度顯示NETWORKTITLE=模擬量輸出3、開機(jī)初始化程序ORGANIZATION_BLOCKOB100NETWORK1TITLE=邏輯0NETWORK2TITLE=邏輯1NETWORK3TITLE=開機(jī)初始化第二章、組態(tài)畫面及調(diào)試配置好監(jiān)控屏幕、配置水箱控制模型、儲(chǔ)水箱插入、水箱插入、控制閥插入、手動(dòng)閥插入、液位傳感器插入、流量傳感器插入和管道連接等。設(shè)置起動(dòng)按鈕、關(guān)閉按鈕、緊急關(guān)閉開關(guān)、自動(dòng)運(yùn)行指示燈、故障指示燈、高液位報(bào)警指示燈和低液位報(bào)警指示燈。創(chuàng)建高液位和低液位設(shè)置。建立即時(shí)警示控制和曲線控制并創(chuàng)建用于在圖像之間切換的屏幕切換按鈕。圖36：監(jiān)控畫面建立參數(shù)設(shè)定畫面，建立輸入框，用于設(shè)定參數(shù)。圖37：參數(shù)設(shè)定畫面建立實(shí)時(shí)曲線畫面，插入實(shí)時(shí)曲線控件，調(diào)整大小，用于液位，流量等實(shí)時(shí)曲線顯示。圖38：實(shí)時(shí)曲線畫面創(chuàng)建歷史曲線屏幕，插入歷史曲線控件，調(diào)整大小，雙擊，選擇顯示數(shù)據(jù)源，選擇顯示變量以顯示使用曲線保存的歷史數(shù)據(jù)。圖39：歷史曲線畫面建立報(bào)警畫面，插入報(bào)警控件，調(diào)整報(bào)警控件大小，雙擊選擇報(bào)警組，頂部建立報(bào)警測(cè)試按鈕，用于報(bào)警測(cè)試。圖40：報(bào)警畫面對(duì)于動(dòng)畫，必須將更新圖像的時(shí)間更改為100毫秒，方法是在點(diǎn)監(jiān)控屏幕的空白區(qū)域單擊鼠標(biāo)右鍵，然后顯示關(guān)聯(lián)菜單、點(diǎn)屏幕特性和點(diǎn)循環(huán)腳本。在編輯窗口中創(chuàng)建循環(huán)命令的步驟。詳細(xì)的命令見下。圖41：循環(huán)腳本如果沒有PLC，可以使用模擬自動(dòng)化系統(tǒng)和WINCC來執(zhí)行聯(lián)合模擬測(cè)試。在SIMATICManagerStep7編程軟件中啟動(dòng)仿真自動(dòng)化系統(tǒng)，參見圖41。插入要監(jiān)視的變量。例如，IB0是位顯示，QB0是位顯示。db0顯示為LT1的實(shí)數(shù)，db1.dbd24顯示為LT2的實(shí)數(shù)，db1.dbd88顯示為FT1的實(shí)數(shù)。其他PIW288、PIW290、PIW292、PQW288等。下載的PLC程序，運(yùn)行點(diǎn)-P，啟動(dòng)PLC。圖41：S7-300仿真PLC畫面編程軟件梯形圖編輯畫面，工具圖標(biāo)上點(diǎn)擊監(jiān)控，監(jiān)控PLC程序。監(jiān)控程序看是否符合設(shè)計(jì)要求，不符合，隨時(shí)更改，直到滿足要求。如圖42所示圖42：S7-300PLC程序監(jiān)控畫面 在MCGS配置軟件中，打開主窗口、點(diǎn)系統(tǒng)屬性、打開主窗口屬性配置窗口、點(diǎn)啟動(dòng)屬性頁、將水位控制添加到自動(dòng)運(yùn)行窗口，水位控制是初始運(yùn)行屏幕。圖43：選擇開機(jī)運(yùn)行初始畫面 打開MCGS編輯畫面，點(diǎn)文件菜單，點(diǎn)進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境（R），啟動(dòng)MCGS運(yùn)行環(huán)境。圖44：?jiǎn)?dòng)MCGS運(yùn)行 MCGS啟動(dòng)后，初始畫面如下，預(yù)設(shè)為選擇仿真。圖45：MCGS啟動(dòng)初始畫面點(diǎn)啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)系統(tǒng)，自動(dòng)運(yùn)行指示燈點(diǎn)亮，泵啟動(dòng)，閥自動(dòng)調(diào)節(jié)