【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 17 PROFIBUS— DP 現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)進(jìn)行選型。 （ 2） 點(diǎn)擊“ Simulation on/off”打開仿真窗口，在 CPU 視圖對(duì)象中點(diǎn)擊 STOP 小框；再選擇 Download 命令，將要模擬的程序下載到仿真 PLC 中，對(duì)問題回答“ Yes”。 九、 下載及在線調(diào)試 在 PG/PC 上完成的硬件組態(tài)和用戶程序必須通過編程電纜下載到 PLC 中，并且經(jīng)過軟硬件的調(diào)試才能夠最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制任務(wù)。在項(xiàng)目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時(shí)彈出屬性對(duì)話框，填入 DB 的名稱、符號(hào)名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為共享數(shù)據(jù)塊（ Share），則數(shù)據(jù)塊 DB 添加到項(xiàng)目窗口中。 （ 4） 生成背景數(shù)據(jù)塊 在項(xiàng)目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜 單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時(shí)彈出屬性對(duì)話框，填入 DB 的名稱、符號(hào)名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為背景數(shù)據(jù)塊（ Instance），并輸入對(duì)應(yīng)的功能塊的名稱為 FB1，單擊“ OK”，則數(shù)據(jù)塊 DB1 添加到項(xiàng)目窗口中。重新回到項(xiàng)目窗口，會(huì)看見新創(chuàng)建的 FB1 圖標(biāo)，雙擊即可打開功能塊 FB1 進(jìn)行編輯。共享符號(hào)在符號(hào)表中定義，可供程序中所有的塊使用。 二 、硬件組態(tài) 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出信號(hào)的性質(zhì)和點(diǎn)數(shù)，以及對(duì)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的硬件配置，例如 CPU 模塊與電源模塊的型號(hào)，需要哪些輸入輸出模塊，功能模塊、通信模塊以及它們的型號(hào)和數(shù)量等。 二 、程序設(shè)計(jì)方法 STEP7 有 3 種程序設(shè)計(jì)方法： （ 1） 線性化編程：整個(gè)用戶程序放在循環(huán)控制組織塊 OB1（主程序）中。 SFB 有存儲(chǔ)功能，其變量保存在指定給它的背景數(shù)據(jù)塊中， SFC 沒有存儲(chǔ)功能。操作系統(tǒng)在每次循環(huán)中調(diào)用一次 OB1。用戶程序和所需要的數(shù)據(jù)放置在塊中，使程序部件標(biāo)準(zhǔn)化，用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡(jiǎn)化程序組織，使程序易于修改、差錯(cuò)和調(diào)試。 （ 5） 硬件診斷：用于提供 PLC 的工作狀態(tài)概況，快速瀏覽 CPU 數(shù)據(jù)和用戶程序在運(yùn)行中的故障原因。 （ 2） 符號(hào)編輯器：用于定義符號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型和注釋全局變量，管理所有共享符號(hào)。 S7300 的指令系統(tǒng)包括位邏輯指令、定時(shí)器指令、計(jì)數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)運(yùn)算指令和控制指令六大類，其中部分指令會(huì)在下一章的 STEP7 軟件編程中用到，具體功能和作用結(jié)合相關(guān)程序進(jìn)行分析。 （ 4） 功能塊圖 FBD（ Function block diagram） （ 5） 順序功能圖 SFC（ Sequential function chart）：對(duì)應(yīng)西門子 S7Graph. 標(biāo)準(zhǔn)的 STEP7 軟件包配備了三種編程語(yǔ)言：梯形圖（ LAD）、語(yǔ)句表（ STL）和 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 12 功能塊圖（ FBD），這三種語(yǔ)言在 STEP7 中可以互相轉(zhuǎn)換。單主站或者多主站系統(tǒng)可以由 PROFIBUS— DP 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 故障 SIMATIC NET 網(wǎng)絡(luò)可以單獨(dú)運(yùn)行，也可以結(jié)合其他系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。通過 CP340， CP341 或CPU31xC— 2DP 集成的通信接口可建立點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接。 PROFIBUS 具有開放性，符合該標(biāo)準(zhǔn)的各廠商生產(chǎn)的設(shè)備都可接入。該層一般采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，即符合 標(biāo)準(zhǔn)。 （ 2） 車間監(jiān)控層 車間監(jiān)控層又稱單元層，用來(lái)完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報(bào)警及維護(hù)等。 當(dāng)因 I/O 點(diǎn)過多使模塊數(shù)量多于 8 個(gè)且距離在 10 米之內(nèi)，可以采用擴(kuò)展機(jī)架，用本地?cái)U(kuò)展接口模塊 IM 來(lái)實(shí)現(xiàn)，除了帶 CPU 的中央機(jī)架（ CR），最多可以擴(kuò)展三個(gè)擴(kuò)展機(jī)架（ ER），每個(gè)機(jī)架可以插 8 個(gè)模塊（不包括電源、 CPU、接口模塊 IM），四個(gè)機(jī)架最多可插 32 個(gè)，模塊；當(dāng)因距離過遠(yuǎn)（ 1500 米以內(nèi)）或者 I/O 點(diǎn)過多 ，可以 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 10 采用 ET200 分布式 I/O 來(lái)實(shí)現(xiàn)， PROFIBUS 是為全集成自動(dòng)化定制的開放的現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，有 FMS、 DP 和 PA 三種行規(guī)。 SM331 是 S7300 的模擬量輸入模塊。要根據(jù)電壓的種類、大小、工作頻率和負(fù)載類型選擇數(shù)字量輸出模塊，每一個(gè)輸出點(diǎn)的輸出電流、每一組輸出的最大電流也是數(shù)字量輸出模塊的重要指標(biāo)。 （ 2）數(shù)字量輸出模塊 數(shù)字 量輸出模塊將 PLC 內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為控制過程所需要的外部信號(hào)電平，同時(shí)有隔離和功率放大作用。 （ 1）數(shù)字量輸入模塊 數(shù)字量輸入模塊接受外部開關(guān)信號(hào)，開關(guān)信號(hào)主要來(lái)自按鈕、二線式光電開關(guān)、接近開關(guān)、低壓電器的觸點(diǎn)等。 數(shù)字量模塊模塊的地址由地址標(biāo)識(shí)符（ I 輸入 Q 輸出 M 存儲(chǔ)器）、地址字節(jié)部分（小數(shù)點(diǎn)前）和位部分（小數(shù)點(diǎn)后）組成。電源模塊除了給 CPU 供電，還可向 I/O 模塊提供 DC24V 電源。 （ 6） CPU 模塊上的集成 I/O 有些 CPU 模塊上有集成的數(shù)字量 I/O，有些 CPU 還有集成的 I/O。 MPI 用于 PLC 與 PLC 之間， PLC 與ＰＧ／ＰＣ（編程器或個(gè)人計(jì)算機(jī)）之間， PLC 與 OP（操作員接口）之間的 MPI 網(wǎng)絡(luò)通信。 MMC 讀寫直接在 CPU 內(nèi)進(jìn)行。在此位置松手時(shí)，鑰匙開關(guān)自動(dòng)返回 STOP位置。 （ 5） 故障安全性 CPU： CPU315F。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 7 圖 21 西門子 S7300PLC 一、 CPU 模塊 S7300 有二十種不同型號(hào)的 CPU，分別適用于不同規(guī)模及不同控制要求的項(xiàng)目： （ 1） 緊湊型 CPU： CPU312C， 313C， 313CPtP， 313C2DP， 314CPtP 和 3142DP。 S7300 的模塊都安裝在導(dǎo)軌上，各模塊用 U 形總線連接器連接，外部信號(hào)線接在模塊的前連接器上。 S7300 有 350 多條指令，其編程軟件 STEP7 功能強(qiáng)大，可以使用多種編程語(yǔ)言，所有模塊和網(wǎng) 絡(luò)參數(shù)都可用 STEP7的軟件工具設(shè)置。 梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器、完成順序控制和邏輯控制等，通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。 三、 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并 按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。 可編程邏輯控制器工作原理 當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 六、其他設(shè)備 （ 1）編程設(shè)備 編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、檢測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的外部設(shè)備，用于編程、調(diào)試、系統(tǒng)設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 四、電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供電源，同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 工作電源。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序中逐條讀取指令，經(jīng)過分析再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制外部電路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4 2．西門子 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)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。具有體積小、成本低、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。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。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，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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)集成過程系統(tǒng)（ CIPS）。 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)。其是計(jì)算機(jī)在生產(chǎn)過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)。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所采用的形式，與生產(chǎn)過程的復(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) (Computer Control System，簡(jiǎn)稱 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)。 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。因此除了理論設(shè)計(jì)外，還要考慮工程實(shí)際。在工作油泵出現(xiàn)電氣或液壓故障時(shí)，備用油泵自動(dòng)投入工作。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書 課題名稱 撥爪排屑機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 別 自動(dòng)化 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及要求 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容 1． 熟悉工藝流程 2． 進(jìn)行控制系統(tǒng) PLC 硬件選型及硬件圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 3． 分析系統(tǒng)控制流程 4． 進(jìn)行控制系統(tǒng)部分 PLC 的軟件編程 5． 實(shí)驗(yàn)室離線調(diào)試 畢業(yè)設(shè)計(jì)要求 1． 了解本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及資料的收集、整理 2． 學(xué)習(xí) PLC 的基本知識(shí)，掌握 S7300PLC 結(jié)構(gòu)與功能 3． 編寫 PLC 控制系統(tǒng) STEP7 程序 4． 實(shí)驗(yàn)室仿真調(diào)試 5． 有關(guān)英文資料的翻譯工作 6． 撰寫畢業(yè)論文