PLC水箱水位控制课件

自动化系统集成与调试
实训报告
本课程为自动化集成与调试，实际上就是让我们用PLC控制水箱打水。

由于实训前接触过类似的程序与硬件，所以做起来相对简单。

第一周实训，一开始长江老师让我们重新复习之前所学。

我们组并没有急着开始做项目，而是认真的检查电源，传感器，变频器等硬件是否完好。

然后再由徐同学与李同学完成硬件的接线，张组长则与吴同学完成程序的编写。

一、接线图：
S7-300模拟量输入输出模块、S7-300数字量输入输出模块、传感器以及变频器的接线（注意：用灰色细线将变频器3号端子接PLC数字量输出端子，变频器7号端子接PLC的M端，变频器9号端子接PLC模拟量输出端子，变频器10号端子接PLC模拟量COM端；用红、蓝、黑三种粗线将水箱抽水泵和变频器的U、V、W、PE端子对应接好）。

二、项目要求：
我们所做的项目如下
（一）项目一、PLC控制变频器打水
本项目总任务是通过PLC、变频器控制水泵打水。

任务一、G110变频器参数设置及快速调试
任务二、PLC控制变频器打水的组态、编程及仿真
任务三、S7-300模拟量输出模块与接线
（二）项目二、水箱液位的测量
本项目总任务是通过PLC、变频器控制实现水箱液位的测量
任务一、水箱液位测量的组态、编程及仿真
任务二、现场接线
任务三、现场实际调试与运行
（三）项目三、水箱液位两位式调节
本项目总任务是通过PLC、变频器、传感器监测水位控制水泵打水，当测量值大于高限值，变频器停止，水泵停止打水；当测量值小于低限值，变频器启动，水泵打水，当测量值在高限值与低限值之间时，变频器保持原状态。

任务一、水箱液位两位式调节的组态、编程及仿真运行
任务二、水箱液位两位式调节现场实际调试与运行
（四）项目四、水箱液位PID控制
总任务是调用PID模块使变频器的频率自动调节
任务一、了解PID调节的原理
任务二、水箱液位PID控制的组态、编程及仿真
任务三、水箱液位PID控制的现场接线
任务四、箱液位PID控制的现场调试与运行
（五）项目五水箱液位的WinCC监控
通过WinCC的新建变量与PLC S7-300的程序地址的连接，达到用WinCC监控水箱水位的目的。

任务一、WINCC的新建工程及项目组态
一、创建新项目
二、组态变量
任务二、创建过程画面并运行调试
第一阶段：WinCC控制变频器打水
第二阶段：两位控制
第三阶段：PID控制
第四阶段：变量记录
一、过程值归档
二、输出过程值归档
第五阶段：报警记录
一、组态报警
二、组态模拟量报警
（六）项目六、反馈控制系统
1、负反馈控制系统：
由信号正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统，又称反馈控制系统。

反馈控制系统是基于反馈原理建立的自动控制系统。

所谓反馈原理，就是根据系统输出变化的信
能。

在反馈控制系统中，既存在由输入到输出的信号前向通路，也包含从输出端到输入端的信号反馈通路，两者组成一个闭合的回路。

因此，反馈控制系统又称为闭环控制系统。

反馈控制是自动控制的主要形式。

反馈可分为负反馈和正反馈。

前者使输出起到与输入相反的作用，使系统输出与系统目标的误差减小，系统趋于稳定；后者使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。

负反馈是经典控制论中的术语。

是指系统受到外界的和内部的干扰时，系统能控制住干扰。

或是消除干扰，或是把干扰控制在系统能够承受的范围内。

反馈控制系统由控制器、执行器、被控对象和反馈环节组成（见图）。

图中带叉号的圆圈为比较环节，用来将输入与输出相减，给出偏差信号。

这一环节在具体系统中可能与控制器一起统称为调节器。

以水箱打水控制为例，被控对象为水箱；控制器为PLC；执行器为变频器；反馈环节为传感器；输出信号为实际水位；输入信号为设定水位；控制信号为电压；执行信号为频率。

水箱打水反馈系统工作过程：首先设定水箱的水位值，如果实际水位低于或高于这个水位，那么就生成一个偏差值给PLC，由PLC发出一个电压信号给变频器，再由变频器发出一个频率给水泵致使水泵开始打水或停止打水。

2、水箱打水控制过程：
当传感器检测到水位高或低时，通过模拟量输入AI，将检测到PIW256的量传递给FC105，经FC105
拟量给出PQW256信号到AO，AO输出一个0-10V的电压给变频器，从而控制变频器频率。

由于张组长实力超群，前几个项目都按时并且按照老师的要求顺利完成。

后面几个项目由于PC机的内存卡出了问题，完成的速度有所减缓，但是经过全组人员的努力还是把这难关攻克。

不知不觉就来到了最后的项目，再加上老师的新要求，项目难度加大，一时难倒了我们。

然而张组长再次发挥神奇，还有长江老师的悉心指导，把程序做了出来。

三、PLC组态：
分析：在组态过程中，主站与从站所对应的MPI地址必须是不重复的。

四、程序如下图：
主站PLC程序
从站PLC程序
五、I/O分配表如下：
主站
I124.3 启动按钮
I124.2 停止按钮
PIW256 传感器实际液位测量
从站
I124.0 启动按钮
PIW260 传感器实际液位测量
最后一步是WinCC画面监控，画面选择的是李同学设计的柔和水蓝色界面，变量的连接则由张组长来建立并联接。

六、WinCC无法激活解决办法：
1、查看授权是否完整，如果授权缺失，请授权后再重新启动；
自动化系统集成与调试实训报告
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3、检查安装的s7和wincc 版本是否冲突；
4、关闭杀毒软件，重新启动；
5、服务器名称是否和计算机名相同；
6、用项目移植器移植一下，再重新打开；
7、WinCC5.x 使用时应该安装Step75.2安装盘内的WinCC Hotfix 补丁；
8、有时候把系统语言改成英语就OK 了；
9、重新安装一下WinCC 就可以了；
10、打开控制面板里IMATIC WORKSTA TION ，STARTSERVER 后重新启动即可；
强制关闭后如何再次激活WinCC
WINCC 激活时常常会卡住，这是很常出现的问题，这个时候就需要在任务管理器中强制关闭激活画面。

但是当再次打开WIINCC 时就再也无法激活了，这个时候也无法复制WINCC 的目录所以无法保存在U 盘。

由于我们学校电脑中重起电脑后系统就还原了，所以前面的工夫就白费了。

解决方法
在任务管理器中的进程选项卡中，将提示的正在使用的进程关闭。

一般都是提示
CCtextServer.exe 这个进程正在运行，在进程中关闭这个进程后就可以将程序复制到U 盘了。

然后重启电脑可以再次激活程序。

七、WinCC 界面图：
八、变量连接图：
九、实训总结：
二周的自动化系统集成与调试的实训就要马上过去了，期间，经过我们小组的不懈努力，终于完成了老师要求的实训项目。

在实训的第一周，我们检查了电源，PLC，变频器，电机等元器件的好坏。

其中，我们PLC用的是CPU313C-2DP,我们的PLC的DI/DO模块没有连接好，所以我们找来螺丝刀进行维修，终于把PLC 给维修好。

我们用简单的程序来验证PLC的每一个输入输出模块，发现加了FC106或FC105指令后，程序下载不进去，提示PLC内存卡的内存不够，于是我们找到了几张内存卡，发现只有同样是CPU313C-2DP 的内存卡才能够使用。

检查到最后，我们就只留下了PLC的电源、CPU（自带DI/DO）、外部AI/AO模块，然后我们连接好PLC、变频器、水箱，调节好变频器的参数，控制水箱打水。

接下来我们是进行现场总线的连接，我们先组态好主站、从站，然后用PROFIBUS线连接好主站与从站，将从站挂到主站上，然后建立好带8个字节的通信区，修改好下载方式。

在从站程序中调用FC1、FC2指令，用于主站与从站之间的通信。

加入PID调节，程序编写好之后，连接好传感器，再进行下载，实现了水箱液位的测量、两位式调节，PID控制。

第二周，我们开始做WINCC的液位监控，先组建好变量，然后做好WINCC监控画面，连接好变量，实现了WINCC控制变频器打水，液位的调节，各种变量的变化情况。

对过程值归档、输出过程值归档，做好报警记录。

虽然只有二周的实训，但是我们学到了很多，以前对现场总线的认识不是特别清楚，经过实训后，让我们对以前所学的知识进行了一次大的汇总。

在整个实训过程中，我们也遇到了许许多多的问题，在老师和同学的帮助下，我们克服各种困难，终于做好了实训项目。

不知道问题要查阅资料，不断的与老师同学沟通，不断的思考，只要这样，才能更好的解决问题，才能不断的提升我们自己。

精品。