DCS报告

摘要本文介绍一种以组态王为主要设计平台，并以组态王6.5软件和PLC进行辅助设计的传送带监控系统。

本设计根据设计要求，进行了PLC相关设计，设置了手动控制画面、采用了动画切换、定义变量、动画设计和命令语言编程等方式，另外还设置了手动控制，实现了对整个传送带的监控系统。

本系统采用四节传送带电路，以PLC为控制核心，以组态王Kingview6.5软件组态的人机界面为监控中心，具备顺序起动和顺序停止功能；当某条传送带发载料超重时，前面的皮带机立即停止，该传送带及其后面传送带延时停止的自动控制功能；当某条传送带发生故障时，该传送带及其前面的传送带立即停止的自动控制等功能。

关键词：监控系统，传送带,组态王目录1绪论 (1)1.1 传送带的起源与发展 (1)1.1.1传送带的起源 (1)1.1.2PLC的发展 (2)1.2组态的发展 (3)1.3传送带研究方案及应用前景 (4)2 设计方案与要求 (5)2.1四节传送带的研究方案 (5)2.2设计要求 (6)3 PLC硬件设计 (7)3.1S7-200的概述 (7)3.1.1系统的控制要求 (7)3.1.2主电路的设计 (8)3.1.3 控制电路 (8)3.2软件设计 (9)3.2.1 设计程序流程图 (9)4四节传送带组态王的设计 (10)4.1工程的建立和定义外部设备 (10)4.1.1新工程的建立 (10)4.1.2 外部设备的定义 (12)4.2 组态画面的设计 (14)4.2.1组态画面建立 (14)4.2.2 建立画面的方法 (15)4.2.3 画面的切换 (17)4.3 定义组态变量 (18)5 PLC与组态的验证 (19)5.1 组态的验证 (19)总结 (23)参考文献 (24)致谢: (25)1 绪论1.1 传送带的起源与发展1.1.1传送带系统的起源17世纪中，美国开始应用空架索道传送散装物料；19世纪中叶，各种现代结构的传送带输送机相继出现。

皮带式传送带设备1868年，在英国出现了皮带式传送带输送机；1887年，在美国出现了螺旋输送机；1905年，在瑞士出现了钢带式输送机；1906年，在英国和德国出现了惯性输送机；此后，传送带输送机受到机械制造，电机，化工和冶金工业技术进步的影响，不断完善，逐步完成车间内部的传送，发展的完成在企业内部，企业之间甚至城市之间的物料搬运，成为物料搬运系统机械化和自动化不可缺少的组成部分。

未来传送带设备的将向着大型化发展，扩大使用范围，物料自动分拣，降低能量消耗，减少污染等方面发展。

大型化包括大输送能力，打单机长度和大输送倾角等各个方面。

水利输送装置的长度已达440公里以上带式输送机的单机长度已近15公里，并已出现由若干台组成联系甲乙两地的“带式输送带”。

不少国家正在探索长距离，大运量连续输送无聊的更完善的输送结构。

扩大输送机的使用范围，是指发展能在高温，低温条件下有腐蚀性，放射性，易燃性物质的环境中工作的，以及能输送炽热，易爆，易结团，粘性物料的传送带设备。

本论文设计了一个多级传送带传送系统，它多用于处于复杂地形的大型工业厂矿。

系统采用可编程的控制器（PLC）做下位机控制，上位机则采用工业通用组态软件—“组态王”设计控制画面，并最终完成上下机位的通信以达到直观方便的控制效果。

多级皮带传输系统凭借它自身的特点和优势在现代工业中有着重要的作用和地位，最典型的应用就是我们常说的输煤系统，输煤系统的组成部分包括给煤机，皮带，破碎机，三通，卸料器等。

(1)、继电器用于传送带的特点继电器用于传送带系统当中，控制技术较成熟，不能实现算术运算，控制系统控制逻辑采用硬件接线，利用继电器机触点的串联或并联等组合成控制逻辑，其连线多且复杂、体积大、功耗大，系统构成后，想再改变或增加功能、较为困难，不利于产品的更新换代。

由于继电器控控制系统使用了大量的机械触点，连线多，触点开闭时存在机械磨损、电弧烧伤等现象，触点寿命短，所以可靠性和可维护性较差。

（2）、单片机用于传送带的特点比较继电器控制逻辑可以很复杂，方便地实现算术运算，其体积小，功耗低，利于产品的更新换代，在工业环境下应用抗干扰能力差。

（3）、PLC用于传送带的特点相对于继电器控制系统，输入输出接入点少，可靠性高，完全可实现单片机控制系统的数学运算，可靠性高于单片机控制系统。

（4）、组态用于传送带的特点相对于纯PLC控制系统，能适应种类繁多的控制设备和过程其开发周期长不利影响；也避免了倘若原来的编程人员因工作变动而离去时，则必须同其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难不利局面。

它能够很好地解决传统工业控制存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。

另外对生产现场可以实时监控，进行报表等操作，不但可以改善生产操作人员的工作环境，而且可以保证产品的工艺和质量的要求。

1.1.2 PLC的发展PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC 。

PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。

传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

21世纪，PLC会有更大的发展。

从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。

目前的计算机集散控制系统DCS （Distributed Control System）中已有大量的可编程控制器应用。

伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

1.2组态软件的发展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、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。

其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

它还具有丰富设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

（1）、使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：A:图形界面的设计B:构造数据库C:建立动画连接C:运行和调试(2)、使用组态王软件开发具有以下几个特点:1）:实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。

2）:该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。

对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。

(3)、在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面: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,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。

1.3 传送带的研究方案及应用前景(1)、研究方案运用现代数字电子控制技术和组态控制技术，利用PLC和组态及其计算机进行辅助设计，实现设计出稳定实用、节能性高、操作简单方便的四级传送带控制系统，进而满足工业化生产的需求。

在本设计中将按照：规划设计→PLC选型→PLC硬件设计→PLC程序设计→组态软件设计与仿真→设计验证的方法进行。

首先按照客户的要求制定设计规划。

在完成设计规划后，根据控制对象的实际情况和控制要求选择适合型号的PLC作为控制器，依照所选用型号的PLC设计相应的硬件电路。

根据硬件设计图编写程序。

依照规划设计在组态软件中建立对应的画面。

连接画面实现设计要求。

再完成PLC与组态的设计后在主机上进行运行验证，直到控制系统能够正常运行，完成使用文档，最终交付用户使用。

（2）、应用前景本实训所涉及的基于PLC和组态王四级传送带控制系统，达到了智能化的设计要求，不但结构简单操作简便，而且提高了控制系统的可靠性和使用寿命。

适应了当前组态软件生产过程工业自动化的需求。

这些领域大量地使用实时数据处理软件，而且需要人机界面，但是由于现有组态软件为这些应用领域考虑得太少，不能充分满足系统的要求，因而目前这些领域仍然是专用软件占统治地位。

随着计算机技术的飞速发展，组态软件应该更多地总结这些领域的需求，设计出符合应用要求的开发工具，更好地满足这些行业对软件的需求，进一步减少这些行业在自动测试、数据分析方面的软件成本，提高系统的开放程度。