【正文】 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)過程 1~4 個(gè)回路直接數(shù)字控制任 務(wù)，在 DCS 分散過程控制級(jí)中得到了廣泛應(yīng)用?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(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)。 二、 存儲(chǔ)器 雖然各種 PLC 的 CPU 的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC 的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （ 1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （ 2）系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） （ 3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 三、 輸入輸出接口電路 （ 1）現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 五、底板與機(jī)架 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 5 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板和機(jī)架，其作用是：電 氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上所有的模塊 。 （ 2）人機(jī)界面 最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的 一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，有計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程邏輯控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡(jiǎn)單、易于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛。有的 CPU還帶有集成的現(xiàn)場(chǎng)總線 PROFIBUSDP 接口或 PtoP(Point to Point)串行通信接口。系統(tǒng)根據(jù)其自動(dòng)分配地址。 （ 3） 戶外型 CPU： CPU312IFM， 314IFM， 314 戶外 型和 3152DP。 CPU 內(nèi)的元件封裝在一個(gè)塑料殼內(nèi)，面板上有模式選擇開關(guān)、通信接口、狀態(tài)和故障選擇指示 LED，存儲(chǔ)器插槽等。 （ 2） 狀態(tài)與故障顯示 LED SF（系統(tǒng)出錯(cuò) /故障顯示，紅色）：指示 CPU 硬件故障或軟件故障； BATF（電池故障，紅色）：指示電池電壓低或沒有電池； 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 8 BUSF（總線錯(cuò)誤）：指示 PROFIBUS— DP 接口硬件或軟件故障，集成有 DP 接口的 CPU 才有此 LED； DC5V（ +5V 電源指示，綠色）：指示 CPU 和總線 5V 電源正常； FORCE（強(qiáng)制，黃色）：指示至少有一個(gè) I/O 被強(qiáng)制； RUN（運(yùn)行方式，綠色）： CPU 處于 RUN 狀態(tài)時(shí)亮；重新啟動(dòng)時(shí)以 2Hz 的頻率閃爍； HOLD（單步、斷點(diǎn)）狀態(tài)時(shí)以 的頻率閃爍； STOP（停止方式，黃色）：指示 CPU 處于 STOP、 HOLD 狀態(tài)或重新啟動(dòng)。ＭＭＣ是單獨(dú)定貨的，有多種容量規(guī)格的ＭＭＣ工選擇》只有在斷電或 CPU 處于 STOP 狀態(tài)下，才能 取下 MMC。 （ 5） 電源接線端子 電源模塊的 L N 端子接 AC220 電源，電源模塊的接地端子和 M 端子一般用短接片短接后接地，機(jī)架導(dǎo)軌也應(yīng)接地。 二、 電源模塊 PS307 電源模塊將 120/230V 交流電壓轉(zhuǎn)換為 24V 直流電源，為 S7300、傳感器和執(zhí)行器供電，輸出電流有 2A、 5A、或 10A 3 種。 三、 輸入 /輸出模塊 輸入 /輸出模塊統(tǒng)稱信號(hào)模塊（ SM），包括數(shù)字量（或稱開關(guān)量）輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊。 模擬量模塊以通道為單位，一個(gè)通道占一個(gè)字的地址，由兩個(gè)字節(jié)地址組成。直流輸入模塊的操作電壓一般是 24V，交流輸入模塊的操作電壓為 AC120V 或AC230V。按輸出開關(guān)器件的種類又可對(duì)應(yīng)分為：晶閘管輸出方式、雙向晶閘管輸出方式、繼電器輸出方式。輸出為晶閘管型，輸出電流為 。 SM332 是 S7300 的模擬量輸出模塊 。 的通信網(wǎng)絡(luò) S7300 的通信網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 一個(gè)典型的工廠自動(dòng)化系統(tǒng)一般是三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 分別是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層、車間監(jiān)控層和工廠管理層。車間監(jiān)控層可采用 PROFIBUS— FMS 或工業(yè)以太網(wǎng)，該層要求能傳送大容量的信息，對(duì)傳送速率要求不高。 MPI網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)連接運(yùn)行 STEP7 的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī)界面（ HMI）和其他 SIMATICSM7 和 C7，并且可以用全局通信的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上 CPU 之間少量數(shù)據(jù)的交換 。工業(yè)以太網(wǎng)適用于長(zhǎng)距離傳輸大量數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備來連接遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接支持的通信協(xié)議有 ASCII 驅(qū)動(dòng)器、 3964（ R）和 RK512（只適用于 CPU）。 PROFIBUS 采用主站（ Master）之間的令牌（ Token）傳遞方式和主站與從站之間的主 — 從方式。 S7300 的指令系統(tǒng) IEC61131— 3 規(guī)定了 PLC 編程語言的語法和語義，標(biāo)準(zhǔn)中定義了 5 種編程語言： （ 1） 指令表 IL（ Instruction list）：西門子稱為語句表 STL. （ 2） 結(jié)構(gòu)文本 ST（ Structured text）：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（ SCL）。 語句表（ STL）是一種類似微機(jī)匯編語言的文本語言，多條語句組成一個(gè)程序段，語句表指令比梯形圖和功能塊圖指令豐富，可以實(shí)現(xiàn)梯形圖和功能塊圖不能實(shí)現(xiàn)的一些功能。 STEP7 不是單一的應(yīng)用 程序，而是由一系列應(yīng)用程序（工具）構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，其主要應(yīng)用工具如下： （ 1） SIMATIC 管理器：用于集中管理一個(gè)自動(dòng)化控制項(xiàng)目，提供 STEP7 標(biāo)準(zhǔn)軟件包的集成、統(tǒng)一的界面。 （ 3） 硬件組態(tài)工具：可以利用這個(gè)工具對(duì) PLC 機(jī)架上的各種 硬件模塊進(jìn)行配置，設(shè)置各種模塊的參數(shù)，例如 CPU 參數(shù)和分布式 I/O 參數(shù)。編程設(shè)備可以是器或計(jì)算機(jī)，它通過電纜與 PLC的 CPU 模塊相連。 （ 1） 組織塊（ OB） 組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用控制掃描循環(huán)和中斷程 的執(zhí)行、 PLC 的啟動(dòng)和錯(cuò)誤處理等。 （ 2） 系統(tǒng)功能塊 SFB 和系統(tǒng) 功能 SFC 系統(tǒng)功能塊和系統(tǒng)功能是為用戶提供的已經(jīng)編好程序的塊，可以被程序調(diào)用但不能被修改。 （ 4） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊包含系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)，例如硬件模塊參數(shù)和通信連接參數(shù)。 （ 3） 結(jié)構(gòu)化編程：將復(fù)雜的自動(dòng)化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的邏輯塊來表示，程序運(yùn)行時(shí)所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)塊中，調(diào)用時(shí)將“實(shí)參”賦值給形參。在項(xiàng)目窗口中雙擊 Hardware 就可對(duì)其進(jìn)行配置。 四、 創(chuàng)建 OB1 塊 在項(xiàng)目窗口中雙擊 OB1，打開程序編輯器窗口，打開“ View”菜單設(shè)定編程語言為 LAD，即可開始具體程序編寫。在程序中使用的局部變量，操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)加上 標(biāo)記，對(duì)于在整個(gè)程序中都可調(diào)用的全局變量，操作系統(tǒng)自動(dòng)加上“”標(biāo)記。 （ 5） 在 OB1 中調(diào)用 FB 及相關(guān)的 DB 在項(xiàng)目窗口中打開 OB1，在編程元件目錄了找到 FB1 插入梯形圖后命名符號(hào)即可 六 、 對(duì)功能 FC 的編程 與對(duì)功能塊 FB 的編程相比之少了一步生成背景數(shù)據(jù)塊。 八、 使用多重背景編程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 15 在用戶程序中使用多重背景可以減少背景數(shù) 據(jù)塊數(shù)量。 S7PLCSIM 仿真軟件 S7PLCSIM 用仿真 PLC 來模擬實(shí)際的 PLC 運(yùn)行，用戶程序的調(diào)試是通過視圖對(duì)象來進(jìn)行的， S7PLCSIM 提供了多種 視圖對(duì)象，用它們來實(shí)現(xiàn)仿真 PLC 內(nèi)的各種變量、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的監(jiān)視和修改。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 16 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)工藝流程 圖 31 系統(tǒng)工藝流程 PLC 硬件選型 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主體是對(duì)運(yùn)輸鏈電機(jī)、 1液壓站和 2液壓站的控制。系統(tǒng)的相關(guān) 圖紙 在程序 設(shè)計(jì) 中體現(xiàn) ，其采用工程上常用的 autoCAD 進(jìn)行繪制。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)控制 流程 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 18 圖 33 油泵電機(jī)主電路 以 1液壓站主油泵電機(jī)為例，當(dāng)主接觸器 1KA0 閉合時(shí)，控制接觸器 1KA4 閉合，油泵電機(jī)星行啟動(dòng)；經(jīng)過一段定時(shí)后，當(dāng)控制接觸器 1KA2 閉合，油泵電機(jī)三角形啟動(dòng)。根據(jù)前面相關(guān)介紹，該控制系統(tǒng)的硬件選型圍繞 S7300 作主控計(jì)算機(jī)構(gòu)成的油泵電機(jī)啟動(dòng)工作 液壓缸推桿往復(fù)運(yùn)動(dòng)撥爪工作 工藝流程及故障等信息監(jiān)測(cè)（ MP277） 運(yùn)輸鏈電機(jī)啟動(dòng)接受廢鐵屑 排屑開始 監(jiān)測(cè)信息處理 結(jié)束 液壓站啟動(dòng)工作 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書