基于PLC和MCGS的大米加工自动化控制系统

二○○八届学生毕业论文（设计） 存档编号： 毕业论文(设计)论文题目基于P L C和M C G S的大米加工自动化控制系统（英 文）System of Automatic Control for RiceProcessing Based on PLC and MCGS学院物理与信息工程学院专业姓 名学号指导教师年 月 日基于PLC和MCGS的大米加工自动化控制系统学生：指导老师：摘要PLC即可编程逻辑控制器，是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型工业控制装置。

PLC的硬件以及软件都特别适合应用于工业环境，还能连续监控输入设备的状态，并根据用户程序做出决定来控制输出设备的状态。

MCGS即监视与控制通用系统，拥有庞大的标准图形库、完备的绘图工具集以及丰富的多媒体支持，用户能够迅速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。

本文欧姆龙PLC作为下位机安装在现场大米加工自动化控制模拟屏中，PC机组态画面作为上位机放在办公室实施远程监控，建立实时数据库，进行串口通讯，实现了大米加工生产线的全自动/手动控制。

关键词PLC；组态；MCGSAbstractPLC can be programmable logic controller, a microprocessor-based, integrated computer technology, automatic control technology and communications technology to develop a new type of industrial control devices. Both the hardware and the software of PLC are not only particularly suitable for industrial environments, but also for monitoring the status of input devices, and make a decision based on users’procedures to control the output device state. MCGS that is Monitor and Control Generated System, has a huge standard graphics library, complete set of drawing tools and rich multimedia support, users can quickly develop a beautiful and vivid project picture integrated images、sound and animation. In this paper Omron PLC as the following installed on the spot of rice processing automation control simulation screen, the configuration picture on the PC screen as the senior can be carried out remote monitoring, established real-time database and serial communications, it makes the rice processing realize automatic/ manual control in the whole production line.Key wordsPLC；Configuration；MCGS目 录第1章 绪论………………………第2章 可编程控制器………………………2.1 可编程控制器的工作原理和特点……………2.1.1 可编程控制器的工作原理……………2.1.2 可编程控制器的特点……………2.2工艺流程简介2.3 PLC硬件选型2.4 PLC软件编程第3章 组态软件………………………………3.1 MCGS组态软件简介……3.1.1 MCGS组态软件的功能3.2.1 MCGS组态软件的特点…………………3.2 模拟屏界面制作3.2.1 用户窗口工具按钮简介……………………3.2.2 系统封面制作流程3.2.3 稻谷整理、砻谷系统制作流程第4章 控制功能及现场调试4.1 功能介绍4.2 现场调试第5章 结束语…总结致谢……………………………………参考文献……………………………………附 录……………………第1章绪论自动控制技术在工业、农业、国防和科学技术现代化中起着十分重要的作用，自动控制水平的高低也是衡量一个国家科学技术先进与否的重要标志之一。

随着国民经济和国防建设的发展，自动控制技术的应用日益广泛，其重要作用也越来越显著。

而生产过程自动控制是自动控制技术在石油、化工、电力、冶金、机械、轻工、纺织等生产过程的具体应用，是自动化技术的重要组成部分。

在我国工业自动化的规模远不如一些工业化国家发达。

那么我国的工业自动化软件的开发工作也相应地落后。

我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。

目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。

PLC于20世纪60年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。

1976年正式命名，并给予定义：PLC（Programmable logic Controller）是一种数字控制专用电子计算机，它使用了可编程序存储器储存指令，执行诸如逻辑、顺序、计时、计数与演算等功能，并通过模拟和数字输入、输出等组件，控制各种机械或工作程序。

经过30多年的发展，PLC已十分成熟与完善，并具有强大的运算、处理和数据传输功能。

并定义为可编程控制器（Programmable Controller PLC）。

PLC在FCS 系统中的地位似乎已被确定并无多少争论。

参见图3：IEC推荐的现场总线控制系统体系结构。

PLC作为一个站挂在高速总线上。

充分发挥PLC在处理开关量方面的优势。

另外，电厂辅助车间，例如水处理车间、循环水车间、除灰除渣车间、输煤车间等，这些车间的工艺过程多以顺序控制为主。

PLC对于顺序控制有其独特的优势。

随着工业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，使得传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。

在开发传统的工业控制软件时，一旦工业被控对象有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致开发周期延长；已开发成功的工控软件又因控制项目的不同而重复使用率很低，导致其价格非常昂贵；在修改工控软件的源程序时，倘若原编程人员因工作变动而离去时，则必须由其他人员或新手进行源程序的修改，因而更是相当困难。

工业自动化组态软件的出现为解决上述实际工程问题提供了一种崭新的方法，因为它能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的控制对象和控制目的任意组态，完成最终的自动化控制工程。

计算机和网络技术的飞速发展，引起了自动化控制系统结构的变革，一种世界上最新型的控制系统即现场总线控制系统（Fieldbus Control System，FCS）在上世纪九十年代走向实用化，并正以迅猛的势头快速发展。

现场总线控制系统是目前自动化技术中的一个热点，正越来越受到国内外自动化设备制造商与用户的关注。

现场总线控制系统的出现，将给自动化领域在过程控制系统上带来又一次革命，其深度和广度将超过历史的任何一次，从而开创自动化的新纪元。

第2章可编程控制器2.1可编程控制器的工作原理和特点2.1.1可编程控制器的工作原理可编程控制器简称PLC，它是一种工业控制计算机，其核心就是一台计算机。

但由于有接口器及监控软件的包围，因此，其外型不象计算机，操作使用方法，编程语言甚至工作原理都与计算机有所不同。

另一方面。

作为继电控制盘的替代物，由于其核心为计算机芯片，因此与继电器控制逻辑的工作原理也有很大区别。

其工作过程如下：(1)输入处理程序执行前，可编程控制器的全部输入端的通/断状态输入映像寄存器。

(2)程序处理对应用户程序存储器所存的指令，从输入映像寄存器和其他软元件的通/断状态读出，从0步开始顺序运算。

每次结果都写入有关的映像寄存器，因此，各软元件的映像寄存器的内容随着程序的执行在不断的变化。

(3)输出处理全部指令执行完毕，将输出Y的映像寄存器的通/断状态向输出锁存寄存器传送，成为可编程控制器的实际输出。

2.1.2可编程控制器的特点随着电子技术的发展, 可编程控制器由原来简单的逻辑量控制, 逐步具备了计算机控制系统的功能, 在现代工业控制中应用非常广泛, 同时PLC 还具有抗干扰性强、可靠性强、体积小、编程方便、修改容易、网络功能强大等显著优点, 它可以与计算机一起组成功能完备的控制系统。

其主要特点如下：(1)可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

(2)配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

(3)易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。