【正文】 ............................................................................................ 16 系統(tǒng)工藝流程 ............................................................................................ 16 PLC 硬件選型 ............................................................................................ 16 硬件圖紙?jiān)O(shè)計(jì) ............................................................................................ 17 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ...................................................................................................... 18 系統(tǒng)控制流程 ............................................................................................ 18 STEP7 軟件編程 ....................................................................................... 19 硬件配置 .......................................................................................... 19 編輯符號(hào)表 ...................................................................................... 20 程序設(shè)計(jì) .......................................................................................... 24 離線仿真調(diào)試 ............................................................................................ 46 4．結(jié)論 ................................................................................................................................ 47 致謝 ...................................................................................................................................... 48 參考文獻(xiàn) .............................................................................................................................. 49 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 1 課題介紹 本課題名為《撥爪排屑機(jī)控制系統(tǒng)》，是對(duì)一個(gè)實(shí)際的工程項(xiàng)目的研究設(shè)計(jì)。因此除了理論設(shè)計(jì)外，還要考慮工程實(shí)際。 撥爪排屑機(jī)是一種用于清除堆積的工業(yè)半成品表面被擦除毛糙狀廢鐵屑自動(dòng)化裝置。該系統(tǒng)的工作過(guò)程分為兩個(gè)階段 :1撥爪排屑的過(guò)程：當(dāng)左右兩個(gè)液壓站投入工作時(shí)，與 1， 2油泵電機(jī)相連的撥爪在推拉作用下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生的廢鐵屑推送到 中間的運(yùn)輸鏈上。 2鐵屑運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程，當(dāng)運(yùn)輸鏈電機(jī)啟動(dòng)工作時(shí)，便將運(yùn)輸皮帶上的鐵屑運(yùn)出工作區(qū)處理。 該系統(tǒng)的意義在于；一方面可及時(shí)排除生產(chǎn)工程中產(chǎn)生的廢鐵屑，不至于因長(zhǎng)時(shí)間的堆積妨礙生產(chǎn)的正常進(jìn)行，或者因需人工清理帶來(lái)的麻煩；另一方面可 使產(chǎn)生的鐵屑不因隨意丟棄而造成污染與浪費(fèi)，在鐵屑被運(yùn)出后可對(duì)其進(jìn)行壓縮處理，以便回收利用。 工業(yè)背景 工業(yè)控制系統(tǒng) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，通信技術(shù)，自動(dòng)控制理論的發(fā)展與在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，近幾十年來(lái)工業(yè)自動(dòng)化取得前所未有的發(fā)展。 工業(yè)自動(dòng)化就是工業(yè)生產(chǎn)中 的各種參數(shù)為控制目的，實(shí)現(xiàn)各種過(guò)程控制，在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)中 ,盡量減少人力的操作 ,而能充分利用動(dòng)物以外的能源與各種資訊來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)工作 ,即稱(chēng)為工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)，而使工業(yè)能進(jìn)行自動(dòng)生產(chǎn)之過(guò)程稱(chēng)為工業(yè)自動(dòng)化。而在“蒸汽時(shí)代”，“電氣時(shí)代”之后到來(lái)的“信息時(shí)代”給工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)又一次更大的革命性的發(fā)展，具體表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)以及與之相關(guān)的技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用與普及。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (Computer Control System，簡(jiǎn)稱(chēng) CCS)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)參與控制并借助一些輔助部件與被控對(duì)象 相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計(jì)算機(jī)通常指數(shù)字計(jì)算機(jī)，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測(cè)裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對(duì)象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過(guò)電纜的模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行聯(lián)系；也可以是無(wú)線方式，如用紅外線、微波、無(wú)線電波、光波等進(jìn)行聯(lián)系。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所采用的形式，與生產(chǎn)過(guò)程的復(fù)雜程度密切相關(guān)，不同的被控對(duì)象和不同的要求，應(yīng)有不同的控制方案。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)大致可分為以下幾種典型形式： 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集和處 理功能，能夠?yàn)椴僮魅藛T提供反應(yīng)生產(chǎn)過(guò)程工況的各種數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地給出操作指導(dǎo)信息，供操作人員參考。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制靈活和安全，缺點(diǎn)是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多個(gè)對(duì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 象。 直接數(shù)字控制（ direct digital control, DDC）系統(tǒng) ,該系統(tǒng)計(jì)算機(jī)首先通過(guò)模擬量輸入通道和開(kāi)關(guān)量輸入通道實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，然后按照一定的控制規(guī)律進(jìn)行計(jì)算，最后發(fā)出控制信息，并通過(guò)模擬量輸出通道和開(kāi)關(guān)量輸出通道直接控制生產(chǎn)過(guò)程。其是計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)過(guò)程中最普遍的以中應(yīng)用方式，但因計(jì)算機(jī)直接承擔(dān)控制任務(wù)要求實(shí)時(shí)性好、 可靠性高、和適應(yīng)性強(qiáng)。 監(jiān)督控制（ supervisory puter control, SCC）系統(tǒng)，該系統(tǒng)計(jì)算機(jī)根據(jù)原始工藝信息和其他參數(shù)，按照描述生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型或其他方法，自動(dòng)地改變模擬調(diào)節(jié)器或以直接數(shù)字控制方式工作的微型機(jī)中的給定值，從而使生產(chǎn)過(guò)程始終處于最優(yōu)工況{如保持高質(zhì)量、高效率、低消耗、低成本等 }。從這個(gè)角度說(shuō)，它的作用是改變給定值，所以又稱(chēng)設(shè)定值控制（ set point control, SPC）。 集散控制系統(tǒng)（ distributed control system, DCS）也叫 分布式控制系統(tǒng)，采用分散控制、集中操作、分級(jí)管理和綜合協(xié)調(diào)的方法，把系統(tǒng)從下到上分為分散過(guò)程控制級(jí)、集中操作監(jiān)控級(jí)、綜合信息管理級(jí)，形成分級(jí)分布式控制。 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) (field bus control system ,FCS)是新一代分布式控制系統(tǒng)。 DCS的結(jié)構(gòu)模式為 :“操作站 — 控制站 — 現(xiàn)場(chǎng)儀表”三層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)成本較高，而且各廠商的 DCS 有各自的標(biāo)準(zhǔn)，不能互聯(lián)。 FCS 與 DCS 不同，它的結(jié)構(gòu)模式為：“工作站— 現(xiàn)場(chǎng)總線智能儀表”二層結(jié)構(gòu)， FCS 用二層結(jié)構(gòu)完成了 DCS 中的三層結(jié)構(gòu)功能，降低了成本，提高了可靠 性，可實(shí)現(xiàn)真正的開(kāi)放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，目前，由企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)夠成的三層結(jié)構(gòu)，已成為綜合自動(dòng)化系統(tǒng)的整體解決方案。綜合自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括制造業(yè)的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（ CIMS）流程工業(yè)的計(jì)算機(jī)集成過(guò)程系統(tǒng)（ CIPS）。 工業(yè)控制主機(jī) 在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，可編程邏輯控制器、工控機(jī)、單片機(jī)、 DSP、智能調(diào)節(jié)器等，都是常用的控制器，適應(yīng)不同的應(yīng)用要求。在工程實(shí)際中，選擇何種控制器，應(yīng)根據(jù)控制規(guī)模、工藝要求、控制特點(diǎn)和所完成的工作來(lái)確定。 可編程邏輯控 制器（ PLC）是“一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充功能的原則設(shè)計(jì)。”具有可靠性高、編程容易、功能完善、擴(kuò)展靈活、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)。 工控機(jī)（ IPC）是一種面向工業(yè)控制、采用標(biāo)準(zhǔn)總線技術(shù)和開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)，具有豐富的外圍接口產(chǎn)品，如模擬量輸入輸出模 板、數(shù)字量輸入輸出模板等。廣為流行的工控機(jī)總線有 PC 總線、 ISA 總線、 PCI 總線、 STD 總線、 VME 總線等。具有可靠性高、可維修性好、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、控制實(shí)時(shí)性強(qiáng)、 I/O 通道完善、軟件豐 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 3 富等特點(diǎn)。 嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機(jī)器和設(shè)備運(yùn)行的設(shè)備”，是軟件和硬件的綜合體，核心是嵌入式微處理器?？煞譃?MPU、 MCU、 EDSP、 SoC 等。具有體積小、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。 智能調(diào)節(jié)器是一種數(shù)字化的過(guò)程控制儀表。以微處理器和單片型計(jì)算機(jī)為核心，具有數(shù)據(jù)通信功能，能完成生產(chǎn)過(guò)程 1~4 個(gè)回路直接數(shù)字控制任 務(wù)，在 DCS 分散過(guò)程控制級(jí)中得到了廣泛應(yīng)用。 在工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，須在熟悉工藝流程與控制要求后選擇合理的控制系統(tǒng)與合適的主機(jī)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 2．西門(mén)子 S7300PLC PLC 的組成與原理 可編程邏輯控制器的定義 國(guó)際電工委員會(huì)對(duì) PLC 的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字、模擬的 輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與