【正文】 ATIC Manager】中，通過(guò)菜單【選項(xiàng)】 |【設(shè)置 PG/PC 接口】 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 6 設(shè)置步驟如下： （ 1）將【應(yīng)用程序訪問(wèn)點(diǎn)】設(shè)置為【 S7ONLINE（ SETP7）】 （ 2）在【以使用的接口參數(shù)分配】中，選擇需要的接口類型。 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 7 直接建立的項(xiàng)目只包含一個(gè) MPI子網(wǎng)對(duì)象，用戶需要通過(guò)【插入】 菜單來(lái)手動(dòng)添家對(duì)象 .用戶可以插入一個(gè) PLC 站，先進(jìn)行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應(yīng) CPU 的 S7程序目錄下編輯用戶程序；也可以先插入一個(gè)獨(dú)立的 S7程序，編寫(xiě)用戶程序，再進(jìn)行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復(fù)制到相應(yīng)的 CPU 中。近年來(lái) PLC 機(jī)在工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域應(yīng)用愈來(lái)愈廣，它在控制性能、組機(jī)周期和硬件成本等方面所表現(xiàn)出的綜合優(yōu)勢(shì)，是單靠人力難以比擬的。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 [16]如圖 所示。 /輸出設(shè)備 根據(jù)控制要求，確定 PLC 控制系統(tǒng)所需要的用戶輸入設(shè)備 (包括按扭、轉(zhuǎn)換開(kāi) 關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)和傳感器等 )和輸出設(shè)備 (接觸器、繼電器、電磁閥、報(bào)警 指示燈等 )。 圖 21 PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 此步驟是進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)和 PLC 控制柜等 硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工。 硬件設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)施工的一般步驟如下 : (1)設(shè)計(jì)控制柜布置圖、操作面板布置圖和接線端子圖等； (2)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各部分的電氣圖； (3)根據(jù)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)接線。 離線模擬調(diào)試和控制柜等硬件施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試。 本章小結(jié) 本章主要講述了 PLC 控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求和基本步驟，對(duì)下一章研究 防砂模擬 的 PLC控制系統(tǒng)做了很好的鋪墊。 各系統(tǒng)的參數(shù)必須嚴(yán)格控制，才能生產(chǎn)出合格原油，保證整個(gè)系統(tǒng)平穩(wěn)安全運(yùn)行。執(zhí)行系統(tǒng)由變頻器組成，變頻器 [17]接受 PLC 控制系統(tǒng) 輸出的控制模擬量，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)閥門(mén)的開(kāi)關(guān)、各種電機(jī)的起停和速度變化，保持各崗位生產(chǎn)參數(shù)在正常范圍。然后由計(jì)量泵 2 抽取進(jìn)入加砂攪拌罐；砂箱中放有砂粒，由絞龍輸送進(jìn)入加砂攪拌罐與混有水的石油混合，形成混有水和 砂的模擬原油。 壓力、溫度傳感器及保護(hù)單元中的針閥、柱塞泵、水池和熱交換器共同實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的壓力溫度的安全保護(hù)?？刂葡到y(tǒng)對(duì)各崗位生產(chǎn)參數(shù)實(shí)時(shí)采集，完成 計(jì)量泵、泥漿泵和柱塞泵等設(shè)備的啟 /停以及聯(lián)動(dòng)控制，保持控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中， 各崗位生產(chǎn)參數(shù)都處于正常范圍。 1．泥漿泵電機(jī)的調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)泵出管道壓力和加砂攪拌罐的液位，泵出管道壓力和加砂攪拌罐的液位要求保持在一定范圍。對(duì)應(yīng)控制要求是：溫度傳感器的檢測(cè)值超過(guò)安全值，通過(guò) PLC 控制中心調(diào)節(jié)柱塞泵加速抽水速度，熱交換器中的熱交換過(guò)程變快使得溫度降低 [7]。_ ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? (4) 由 (1)， (2)， (3)， (4)式 得出泥漿泵電機(jī)速度 傳遞系數(shù) 1: k1_nj， 泥漿泵電機(jī)速度傳遞系數(shù) 2: k2_nj, 由于三者呈線形關(guān)系，結(jié)果滿足： 2 ___22 ___12 __ hj a slj a snjkhj a slj a snjkhnjlnj ??????? ?? ? ???? (5) (5)式說(shuō)明了 jas、 pre 的允許范圍的中間值，就是系統(tǒng) 正常運(yùn)行狀態(tài)值與 nj 的允許中間值對(duì)應(yīng)。設(shè)定系統(tǒng)傳輸管道參考溫度為 R 0 , 傳輸管道實(shí)際溫度為 C,兩者之差（ R0 C）產(chǎn)生一級(jí)控制值 E， E 與原二級(jí)控制值 R 相加產(chǎn)生新二級(jí)控制值 R， R再與控制系數(shù) H相乘產(chǎn)生控制輸 M1 作用于被控對(duì)象 G1 ，即栓塞泵電機(jī)及溫度控制單元，使得系統(tǒng)傳輸管道溫度變化，返回設(shè)定值R0 附近，完成閉環(huán)控制，維持系統(tǒng)溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)。 I/O 點(diǎn)數(shù)的確定 [11] 根據(jù)第三章的 機(jī)械防砂模擬 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 工藝流程和控制要 求，列出該 機(jī)械防砂模擬 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng) 具體的 I/O 點(diǎn)數(shù)如下 : (1) 數(shù)字量輸入 3 個(gè)； (2) 模擬量輸入量 4個(gè)； (3) 模擬量輸出量 8個(gè)； PLC 選型 S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。選型時(shí)具體注 意以下幾個(gè)方面 : (1)有關(guān)參數(shù)確定 [6]。注意當(dāng)系統(tǒng)有模擬量信號(hào)存在或要進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時(shí)，其存儲(chǔ)容量應(yīng)選大一些。 根據(jù)以上分析，這里采用了 S7300系列的 PLC，各模塊的具體型號(hào)如下 :CPU為 314C2 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 19 DP；數(shù)字量輸入模塊為 SM321；模擬量輸出模塊為 SM332；電源模塊為 PS307 10A。編程軟件基于用標(biāo)準(zhǔn)工具 STEP7 軟件實(shí)現(xiàn) SIMATIC 工業(yè)軟件功能，并能應(yīng)用所有新的 S7 硬件的優(yōu)勢(shì) [15]。 相同用戶接口的統(tǒng)一 :STEP7 有中央數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和完全匹配的工具?？墒褂萌魏我环N編程語(yǔ)言 :STL, FBD 和 LADDER；可從一種語(yǔ)言切換到另一種。 梯形圖程序 S7300 即可以通過(guò)梯形圖和 STL 語(yǔ)句來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的編寫(xiě)，由于梯形圖結(jié)構(gòu)清晰且易于讀懂，所以下面以 防砂模擬試驗(yàn)控制系統(tǒng)的傳感器采集 信號(hào)預(yù)處理程序?yàn)槔?，編?xiě)它的梯形圖 [19]。 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 30 結(jié)束語(yǔ) 本文詳盡地?cái)⑹隽?如何以 SIEMENS S7300 PLC 為控制中心，使用 SIMATIC可編程邏輯控制器的 STEP7 組態(tài)和編程標(biāo)準(zhǔn)軟件包，實(shí)現(xiàn)了以 SIEMENS S7300 PLC 為控制中心，在掌握 SIEMENS S7300 可編程邏輯控制器工作原理的基礎(chǔ)上，采用在 STEP7 編程環(huán)境實(shí)現(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)防砂模擬試驗(yàn)控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)方法。張老師 從無(wú)論從論文的選題、論證和研究方案的制定，乃至具體問(wèn)題都給予了詳細(xì)而又耐心的指導(dǎo)。 *****歷史悠久，人才輩出，在這片成長(zhǎng)的熱土上，我已經(jīng)求學(xué)近四個(gè)年頭了， “我以 ****為榮”，這是每一個(gè) ****學(xué)子應(yīng)當(dāng)感受到的，也應(yīng)當(dāng)為母校的振興與繁盛努力奮斗。這里，我們不使用 “ 新建項(xiàng)目 ” 向?qū)А? 插入主機(jī)架后，分別向機(jī)架中的 1號(hào)插槽添加電 源、 2 號(hào)插槽添加 CPU。當(dāng)硬件目錄中的一個(gè)模塊被選中時(shí)，機(jī)架中 允許插入該模塊的槽會(huì)變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無(wú)變化。單擊 “ 屬性 ” 按鈕會(huì)彈出 MPI 通訊的屬性設(shè)置界面，在這里可以設(shè)置 MPI 通訊的速率等參數(shù)。 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 38 周期 /時(shí)鐘存儲(chǔ)器 ,周期 /時(shí)鐘存儲(chǔ)器頁(yè)面主要包含以下參數(shù)設(shè)置。 B、冷啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)時(shí)所有存儲(chǔ)器被清除， CPU 會(huì)自動(dòng)調(diào)用 OB100 一次，然后開(kāi)始循環(huán)執(zhí)行 OB1。 參數(shù)配置： 雙擊機(jī)架中的 CPU，打開(kāi) CPU 屬性對(duì)話框，在這里可以配置 CPU的各類參數(shù)，不同型號(hào)的 CPU 參數(shù)不盡相同，在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意 。例如圖 715在主機(jī)架中添加了一個(gè)數(shù)字 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 36 量輸入模塊和一個(gè)數(shù)字量輸出模塊。 2 硬件組態(tài)程序 打開(kāi)前面建立的項(xiàng)目 example71，在項(xiàng)目的根接點(diǎn)下插入一個(gè) “SIMATIC 300 站點(diǎn) ” ，將站點(diǎn)命名為 S7300PLC，選中左邊窗口的 “S7300PLC” ，在右邊窗口可以 看到 “ 硬件 ” 的圖標(biāo) 雙擊 “ 硬件 ” 圖標(biāo)，就可以打開(kāi)硬件組態(tài)界面 3 配置主機(jī)架 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 35 在 STEP7 中，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的拖放操作來(lái)完成主機(jī)架的配置。 Van Gemert, Paul. Design and implementation of a plc continuous casting control system [R]. New [21]. 楊公源 . 可編程控制器 (PLC)原理與應(yīng)用 [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020 [22]. 劉鍇，周海 . 深入淺出西門(mén)子 S7300PLC[M].北京 : 北京航空航天大學(xué)出版社 , 2020 [23]. Wilks, James G.。在近四年的求學(xué)即將結(jié)束，謹(jǐn)在此向?qū)熤乱哉\(chéng)摯的感謝和深深的敬意。另外，本次設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)在很多工業(yè)領(lǐng)域有借鑒意義，以后要深入對(duì)這方面的學(xué)習(xí)。 加砂罐液位調(diào)節(jié)至正常范圍 ? ?1000900， ，各電機(jī)速度恢復(fù)初始值，如圖 513 513 調(diào)節(jié)加砂罐液位值為偏高值 1101，如圖 514 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 28 514 可以看出計(jì)量泵 2 和絞龍電機(jī)速度在初始值基礎(chǔ)上減慢，泥漿泵電機(jī)速度在初始值基礎(chǔ)上加快，調(diào)節(jié)加砂罐液位至正常值 ,如圖 515 515 調(diào)節(jié)加砂罐液位至危險(xiǎn)上限 3000，各電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，速度為 0，如圖 516 圖 516 經(jīng)手動(dòng)調(diào)節(jié)后，加砂罐液位回復(fù)正常范圍 ? ?1000900， ，各電機(jī)恢復(fù)初始值，系統(tǒng)重新運(yùn)行，見(jiàn)圖 517 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 29 圖 518 以上是防砂模擬控制系統(tǒng)加砂罐液位變化在 PLCSIM 環(huán)境下的仿真調(diào)節(jié)過(guò)程，經(jīng)程序仿真，證明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是有效的，由于篇幅限制，配液罐液位、系統(tǒng)管道壓力和系統(tǒng)管道溫度的仿真調(diào)節(jié)略。硬件配置工具和試驗(yàn)工作方式的切換設(shè)備 (經(jīng)過(guò)按鈕 )以及指令集，指令集的指令是如此豐富，即使是非常復(fù)雜的功能也能簡(jiǎn)便地編程。 原有程序和新程序可一起使用 :己有 STEP 5 或 TISOFT 寫(xiě)的程序，轉(zhuǎn)換程序可將原有程序立即轉(zhuǎn)換到 STEP7。它是用于流程 ******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 20 控制，過(guò)程控制或需要高級(jí)語(yǔ)言 編程的編程工具。 圖 51 PLC 硬件配置 另外我們還要在 STEP7 軟件中對(duì)硬件進(jìn)行相應(yīng)的配置，各模塊在 STEP7 中的位置要與實(shí) 際中的位置相一致，否則軟件將會(huì)報(bào)錯(cuò)。一是擴(kuò)展方式選擇， S7300 PLC 有多種擴(kuò)展方式，實(shí)際選用時(shí)，可通過(guò)控制系統(tǒng)接口模塊擴(kuò)展機(jī)架、 PROFIBUSDP 現(xiàn)場(chǎng)總線、通信模塊、遠(yuǎn)程 I/O 及PLC 子站等多種方式來(lái)擴(kuò)展 PLC或預(yù)留擴(kuò)展口；二是 PLC 的聯(lián)網(wǎng)，包括 PLC與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和 PLC 之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。這