基于PLC的化工工程案例組態(tài)的教學(xué)應(yīng)用設(shè)計(jì)

錢珍珍

（臺(tái)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 臺(tái)州 318000）

1 案例介紹

2 案例控制要求

1）啟動(dòng)后堿液進(jìn)口閥打開，堿液進(jìn)入堿液罐，當(dāng)堿液液位上升至95 時(shí)關(guān)閉堿液進(jìn)口閥；打開有機(jī)液進(jìn)口閥，當(dāng)有機(jī)液液位上升至95時(shí)關(guān)閉有機(jī)液進(jìn)口閥；

2）再打開堿液出口閥，反應(yīng)罐液位達(dá)到堿液比例時(shí)，關(guān)閉堿液出口閥；加液暫停間隙5S，當(dāng)時(shí)間到達(dá)則打開有機(jī)液出口閥至反應(yīng)罐液位到達(dá)90 時(shí)關(guān)閉；

3）再電機(jī)得電攪拌并計(jì)時(shí)，攪拌時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)電機(jī)失電停止攪拌，而水泵得電；當(dāng)全部液體進(jìn)入成品罐時(shí)水泵失電，電熱絲加熱，當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，停止加熱；

4）再成品罐閥門打開直至成品液放完再關(guān)閉……循環(huán)。

3 案例任務(wù)要求

本案例要求完成方面的任務(wù)：

1）5個(gè)窗口畫面的設(shè)計(jì)與制作，包括：主窗口、配方、數(shù)據(jù)、報(bào)警、初始窗口。主窗口用來顯示主監(jiān)控圖面。配方窗口用來調(diào)用配方及顯示配方中各相關(guān)參數(shù)的設(shè)定值。數(shù)據(jù)窗口用來顯示運(yùn)行過程時(shí)各數(shù)據(jù)的當(dāng)前值。報(bào)警窗口用來顯示和記錄具有報(bào)警屬性的各數(shù)據(jù)對(duì)象的報(bào)警情況。

2）命令語言的編寫

CLF和PLF這兩個(gè)指標(biāo)實(shí)質(zhì)上是對(duì)PUE的進(jìn)一步細(xì)化，他們可以分別體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心中制冷系統(tǒng)和配電系統(tǒng)的能源效率，從而進(jìn)行有針對(duì)性的分析和優(yōu)化[7]。

3）各圖素的動(dòng)畫連接與設(shè)計(jì)

4）調(diào)試及運(yùn)行

4 定義數(shù)據(jù)詞典

數(shù)據(jù)對(duì)象是構(gòu)成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的過程就是創(chuàng)建數(shù)據(jù)對(duì)象。定義數(shù)據(jù)對(duì)象包括：

1）指定數(shù)據(jù)對(duì)象的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍。

2）確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關(guān)的參數(shù)，如存盤周期、存盤時(shí)間范圍等。

打開工程瀏覽器的“數(shù)據(jù)詞典”選項(xiàng)卡，進(jìn)入數(shù)據(jù)詞典窗口頁，新增15個(gè)數(shù)據(jù)詞典。具體如表1。

5 組態(tài)畫面設(shè)計(jì)與制作

主窗口由堿液罐和堿液進(jìn)出口閥、有機(jī)液罐和有機(jī)液進(jìn)出口閥、反應(yīng)罐、攪拌電機(jī)、水泵、成品罐和成品罐出口閥等。主窗口如圖1 所示。

罐體的制作方法(以堿液罐為例)：用圓角矩形工具在主窗口畫一適當(dāng)大小的圖，對(duì)該圖的填充動(dòng)畫進(jìn)行連接，表達(dá)式為\本站點(diǎn)堿液罐液位，填充方向?yàn)閺南峦希矶€(gè)罐同理制作。管道的制作方法（以堿液罐出口管道為例）：用管道工具在主窗口的合適位置和方向畫管道（注意：一定要從液體流動(dòng)的起點(diǎn)畫至終點(diǎn)），對(duì)管道進(jìn)行流動(dòng)動(dòng)畫連接，表達(dá)式為\本站點(diǎn)堿液出口閥==1。水泵和攪拌電機(jī)的制作都是從圖庫中加載的圖素，再進(jìn)行各自的動(dòng)畫連接。

表1

圖1

配方畫面由配方表格和4個(gè)按鈕組成，如圖2 所示。首先在工程瀏覽器界面的配方選項(xiàng)中新建一個(gè)配方，在配方定義界面定義一個(gè)4行4 列的配方，并在第一列中分別輸入堿液比例、有機(jī)液比例、攪拌設(shè)定時(shí)間、加熱設(shè)定溫度四個(gè)參數(shù)，再在相對(duì)應(yīng)的位置輸入對(duì)應(yīng)方案時(shí)的參數(shù)值，保存配方至D 盤。在配方窗口畫一個(gè)如圖的表格，其中：“方案二”的動(dòng)畫連接為字符串輸出，表達(dá)式為\本站點(diǎn)配方名稱。堿液比例對(duì)應(yīng)的參數(shù)數(shù)值動(dòng)畫連接為模擬值輸出，表達(dá)式為\本站點(diǎn)堿液比例，另外三個(gè)參數(shù)數(shù)值同理。“選擇配方”按鈕的制作方法：用按鈕工具畫一按鈕并修改字符，該按鈕的命令語言連接為RecipeSelectRecipe("D:Backup我的文檔組態(tài)王化工工程化工工程新配方.csv"，\本 站 點(diǎn)配方名稱，"請(qǐng)選擇方案")。“調(diào)入配方”按鈕的命令語言連接為RecipeLoad("D:Backup我的文檔組態(tài)王化工工程化工工程新配方.csv"，\本站點(diǎn)配方名稱)。“上一配方”按鈕的命令語言連接為RecipeSelectPreviousRecipe("D:Backup我的文檔組態(tài)王化工工程化工工程新配方.csv"，\本站點(diǎn)配方名稱)。“下一配方”按鈕的命令語言連接為RecipeSelectNextRecipe("D:Backup我的文檔組態(tài)王化工工程化工工程新配方.csv"，\本站點(diǎn)配方名稱)。

圖2

6 命令語言編寫

本案例的命令語言采用事件命令語言來編寫

事件描述：\本站點(diǎn)自動(dòng)運(yùn)行==1 發(fā)生時(shí)：\本站點(diǎn)堿液進(jìn)口閥=1;

事件描述：\本站點(diǎn)堿液進(jìn)口閥==1 存在時(shí)：\本站點(diǎn)堿液罐液位=\本站點(diǎn)堿液罐液位+2;

事件描述：\本站點(diǎn)堿液罐液位＞=90 發(fā)生時(shí)：\本站點(diǎn)堿液進(jìn)口閥=0;\本站點(diǎn)有機(jī)物進(jìn)口閥=1;

事件描述：\本站點(diǎn)有機(jī)物進(jìn)口閥==1 存在時(shí)：\本站點(diǎn)有機(jī)物罐液位=\本站點(diǎn)有機(jī)物罐液位+2;

事件描述：\本站點(diǎn)有機(jī)物罐液位＞=90 發(fā)生時(shí)：\本站點(diǎn)堿液出口閥=1;\本站點(diǎn)有機(jī)物進(jìn)口閥=0;

事件描述：\本站點(diǎn)堿液出口閥==1 存在時(shí)：\本站點(diǎn)堿液罐液位=\本站點(diǎn)堿液罐液位-0.5;\本站點(diǎn)反應(yīng)罐液位=\本站點(diǎn)反應(yīng)罐液位+2;

事件描述：\本站點(diǎn)反應(yīng)罐液位＞=100 發(fā)生時(shí)：\本站點(diǎn)有機(jī)物出口閥=0;

\本站點(diǎn)攪拌電機(jī)=1;

事件描述：\本站點(diǎn)攪拌過程時(shí)間＞=\本站點(diǎn)攪拌設(shè)定時(shí)間發(fā)生時(shí)：\本站點(diǎn)攪拌電機(jī)=0;\本站點(diǎn)攪拌過程時(shí)間=0;\本站點(diǎn)水泵=1;

7 結(jié)束語

本文分析了化工工程的案例任務(wù)和控制要求，在組態(tài)畫面及命令語言等方面給出了設(shè)計(jì)和編寫。將此案例應(yīng)用于課堂教學(xué)中，讓學(xué)生在解決實(shí)際項(xiàng)目的同時(shí)理解課程知識(shí)，使教學(xué)環(huán)節(jié)更貼近實(shí)際項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。

［1］亞控公司.組態(tài)王使用手冊(cè)[M].北京亞控科技發(fā)展有限公司，2007.

［2］劉艷軍.基于PLC 的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及教學(xué)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011，20：152-153

［3］肖威，李慶海.PLC 及觸摸屏組態(tài)控制技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2010.