基于PLC300的电机正反转力控组态课程设计

信息与电气工程学院

课程设计说明书（2013/2014 学年第一学期）

课程名称：综合布线及楼宇组态监控系统设计

题目：交流电机正反转组态监控设计

专业班级：电气10-02

学生姓名：

学号：

指导教师：

设计周数：2周

设计成绩：

2014年1月10日

1、设计目的

本次课程设计，基于力控组态软件，在以往理论知识的基础上进行仿真模拟实验，进一步加强对课堂理论知识的认识和理解，学会使用力控ForcecontrolV7.0组态软件。同时根据设计要求编写控制程序和组态人机交互界面，按照设计要求进行调试，实现设计要求。

本次设计，是模拟一个交流电机正反转控制系统，要求能实现正转启动、反转启动和停止的控制。

2、设计正文

2.1力控PCAuto组态软件

2.1.1软件的认识

力控ForcecontrolV7.0组态软件是对现场生产数据进行采集和过程控制的专用软件，最大的特点是能以灵活多样的“组态方式”进行系统集成，它提供了良好的用户开发界面和间接的工程实践方法，用户只要将其预设置的各种软件模块进行简单的组态，便可以非常容易地实现和完成监控层的各项功能。

2.1.2软件的使用

在组态软件中填写一些事先设计的数据库，在利用图形功能把被控对象（电机转向提示等）形象的表示出来，通过内部数据连接把被控对象的属性与I/O设备的实时数据进行逻辑连接。当有组态软件生成的应用系统运行中，与被控对象相连的I/O设备数据会发生相应的变化直接带动被控对象的属性变化。

2.2系统功能概述

基于力控组态软件的交流电机控制监控系统的设计主要是利用软件的功能，通过对各个继电器的启停控制，来实现电机正反转控制。具体的控制原则为：在一个控制任务内内，输入按钮信号，让某一回路导通，例如正转，此时绿色指示灯亮，交流接触器吸合，电机正转，同时另一回路锁定。除此之外，画面中有控制开关按钮，可以用来启动整个程序以及复位功能。

2.3系统设计

2.3.1设计流程

接通主电路后，给PLC供电，使系统进入运行状态。按下正转按钮，信号输入PLC处理后，将输出信号给中间继电器来控制交流接触器的吸合，使电机正转运行，正转指示灯亮。按下停止按钮后，使信号复位归零，电机停止运行，正转指示灯灭，正转运行启停结束。反转同理。

2.3.2软件组态

基于力控ForcecontrolV7.0组态软件的设计与实现主要包括以下几个步骤：画面创建、动画连接、I/O口设备设置、创建实时数据库、数据连接。

2.3.2.1 画面创建

根据本系统的特点，设计了交流电机正反转监控系统主界面。主界面如下图所示，主要包括按钮、PLC、继电器、交流电机、指示灯以及电路通道。

2.3.2.2动画连接

动画连接是指画面中图形对象与变量或表达式的对应关系。建立关联后，在监控系统进行是，根据变量或表达式的数据变化，图像对象会发生颜色变化、大小改变、文本刷新等。这样就将现场真实的数据投影到计算机的监控画面中，从而达到远程监控的目的。此系统中分别对按钮、红绿灯、转向指示进行了相关的动画连接，从而可以动态的实现系统的控制。具体的实现方法如下图所示：

2.3.2.3 I/O设备设置

I/O设备设置是指对包括应用程序的“软件设备”和现场数据采集交换的硬件设备在内的广义上I/O设备驱动程序进行配置，使其与组态软件能够建立通信，构成一个完整的系统。在被监控系统中，对开关“run”。以及电机的代码进行定义，地址分配，通讯方式选定。在监控系统中建立的仿真PLC实现，实现方法如下图：

配置I/O设备的过程在图形开发环境Draw的导航器中进行，按照设备安装对话框的提示就可以完成对I/O 设备的配置工作。I/O设备配置完成后，在导航器中会列出I/O设备的设备名称，同时生成的设备名称即可用于数据连接过程，在系统运行过程中，力控通过内部管理程序自动启动相应的I/O驱动程序，I/O驱动程序负责与I/O 设备进行实时数据交换。

2.3.2.4创建实时数据库

实时数据库(DB)是整个监控系统的核心。它负责整个系统的实时数据处理和历史数据的存储、统计数据处理、报警信息处理、数据服务请求处理，完成与过程数据采集的双向数据通信。在本系统中，经过创建点参数、定义I/O设备、数据连接等几个步骤便可以完成数据库的创建。系统中采用的I/O设备的数据采集与回送是实时数据库的一个最基本的功能。因为实时数据库系统应用所面向的监控对象最终还是要落实到具体的硬件设备。本控制系统的实时数据库建立过程如下图所示：

数据库变量

a、b、c分别对应三个按钮，d1、d2分别对应两个继电器，q0、q1分别对应正转输出和反转输出。

2.3.3相关功能实现以及实验结果显示

实验结果如下

停止

正转

反转

3、课程设计总结或结论

利用力控ForcecontrolV7.0组态软件所设计的交流电机监控系统，可以较好的还原电机的运行情况。但是这也只是理想化的简单监控设计，对于现场的实时数据采集以及电机转速控制的考虑不够全面。通过这次设计，我对工控软件有了进一步的理解，同时对理论知识，这次设计也是对知识的实际应用与熟练，通过模拟监控一些现实中的系统，来对力控组态的功能进一步了解，同时也了解到，生活中有些看起来很简单的设备，其实的实现功能以及要求依然是具有一定难度的，这次实验对我来说不仅锻炼了动手能力，也对我的知识是一种巩固，而且对自己是一次不可多得的经历，我相信以后的类似设计，我会做的更好。再次感谢各位老师的指导。

4、参考文献

【1】赵一丁. 软件工程基础[M]. 北京：北京邮电大学出版社，2006.9

【2】孙华. 监控组态软件以及应用技术[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.2

【3】吴小刚. 工业组态技术与应用[M].北京：人民邮电出版社，2006.5