【正文】 DI 34 個(gè) DO 28 個(gè) 硬件配置 硬件選擇 是設(shè)計(jì)項(xiàng)目整體的構(gòu)架，綜合考慮，價(jià)格和事后維護(hù)，對(duì)數(shù)字量、模擬量的計(jì)算需要有預(yù)量，遵循的規(guī)則點(diǎn)數(shù) =點(diǎn)數(shù) +點(diǎn)數(shù) *20%。 表 41 I/O 點(diǎn)表 1 橫封 1 溫度 TI200 二 線制 4～20MA 0～ 200℃ 2 橫封 2 溫度 TI201 二 線制 4～20MA 0～ 200℃ 3 縱封 1 溫度 TI202 二線制 4～20MA 0～ 200℃ 4 縱封 2 溫度 TI203 二線制 4～20MA 0～ 200℃ 5 包裝機(jī)啟動(dòng) BZJ_RUN 接點(diǎn)信號(hào) 6 包裝機(jī)停止 BZJ_STOP 接點(diǎn)信號(hào) 7 包裝機(jī)故障反饋 BZJ_ERR 接點(diǎn)信號(hào) 8 報(bào)警復(fù)位 AM_REAST 接點(diǎn)信號(hào) 9 變頻器啟動(dòng) BP_RUN 接點(diǎn)信號(hào) 10 變頻器停止 BP_STOP 接點(diǎn)信號(hào) 11 變頻器故障 BP_ERR 接點(diǎn)信號(hào) 如圖 41 所示，圖中共有模擬量點(diǎn) 4 個(gè)， 7 個(gè)數(shù)字點(diǎn)。下面著重針對(duì)包裝機(jī)的設(shè)計(jì)做詳細(xì)的介紹。 用 S7 PLCSIM 仿真時(shí)自動(dòng)生成 LAY 文件和 PLC 文件，退出仿真軟件時(shí)將會(huì)詢問是否保存 LAY 文件或 PLC 文件，一般選擇不保存。 3．與實(shí)際 PLC 一樣，在運(yùn)行仿真 PLC 時(shí)可以使用變量表和程序狀態(tài)等方法來(lái)監(jiān)視和修改變量。 S7 PLCSIM 仿真軟件 仿真軟件 S7 PLCSIM 集成在 STEP7 中，用于模擬 PLC 的 CPU 中用戶程序的執(zhí)行過(guò)程，可以在開發(fā)階段發(fā)現(xiàn)和排除錯(cuò)誤，提高用戶程序的質(zhì)量和降低試車的費(fèi)用。背景 DB 是和 FB 相關(guān)聯(lián)的，因此在創(chuàng)建背景 DB 時(shí)，必須指定它所屬的 FB，而且該 FB 必須已經(jīng)存在。 FC 和 FB 都是用戶自己編寫的程序模塊，可以被其 他程序塊 (OB、 FC 和 FB)調(diào)用。／中的實(shí)現(xiàn)形式就是 OB。上電后首先執(zhí)行 OB100，再執(zhí)行 OBl。每種塊類型許可的塊 數(shù)目和塊長(zhǎng)度由 CPU 決定。它們?cè)诰幾g期間自動(dòng)創(chuàng)建。 組織塊和程序結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)功能塊 (SFB)和系統(tǒng)功能 (SFC) SFB和 SFC集成在 S7 CPU中，可以用來(lái)訪問一些重要的系統(tǒng)功能。 模塊在出廠時(shí)帶有預(yù)置的參數(shù)，或稱為默認(rèn)的參數(shù)，一般可以 采用這些預(yù)置的參數(shù)。硬件組態(tài)確定了 PLC 輸入 /輸出變量的地址，為設(shè)計(jì)用戶程序打下了基礎(chǔ)。例如 CPU 模塊與電源模塊的型號(hào)，輸入 /輸出模塊（即信號(hào)模塊 SM）、功能模塊（ FM）和通信處理模塊（ CP），各種模塊的型號(hào)和每種型號(hào)的數(shù)量等。 沒有授權(quán)也可以使用 STEP7，以便熟悉用戶接口和功能，但是在使用時(shí)每隔一段時(shí)間將會(huì)搜索授權(quán)，提醒使用者安裝授權(quán)，只有安裝了授權(quán)才能有效地使 STEP7 工作。 STEP7 的授權(quán)存放在一張只讀的授權(quán)軟盤中。 2．在中間的選擇框中，選擇實(shí)際使用的硬件接口。除了 PC 適配器，還需要一根標(biāo)準(zhǔn)的 RS232C 通信電纜。 STEP7 用 SIMATIC 管理器對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行集中管理，它可以方便地瀏覽 SIMATIC S M C7 和 WinCC 的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn) STEP7 各種功能所需的SIMATIC 軟件工具都集成在 STEP7 中。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。閉環(huán)過(guò)程控制是指對(duì)存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量 (即模擬量 )。 6．編程設(shè)備 西門子 PLC 采用安裝了編程軟件 STEP7 的計(jì)算機(jī)作為編程設(shè)備，在顯示器屏幕上編輯文本程序和圖形程序，也可從 CPU 將程序上載到編程設(shè)備或下載程序到 CPU，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可對(duì) PLC 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離編程。數(shù)字量輸出模塊用來(lái)控制接觸器、閥體、報(bào)警裝置等，而模擬量輸出模塊用來(lái)控制變頻器、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。 2．電源模塊 電源模塊用于將交流 220V 轉(zhuǎn)變成直流 24V。 圖 22 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 中央處理 單元 CPU 檢測(cè) 元件 控制 元件 執(zhí)行 元件 輸 入 輸 出 （ I/O）單 元 基于 PLC 的全自動(dòng)包裝的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 第 3 章 STEP7 編程軟件 SIMATIC S7300 基本構(gòu)成 西門子 PLC 采用超大規(guī)模集成電路和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行生產(chǎn)。 根據(jù)包裝機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，本 設(shè)計(jì) 采用自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)運(yùn)行兩種方式，還必須考慮停止運(yùn)行方式的設(shè)計(jì)，可編程控制器的停運(yùn)方式有正常停運(yùn)，暫時(shí)停運(yùn)和緊急停運(yùn)三種。 系統(tǒng)運(yùn)行方式 系統(tǒng)運(yùn)行方式分為手動(dòng)和自動(dòng) 。要使傳感器工作，要用一個(gè) 24V 的電源模塊給電路中的電磁閥和 A/D 模塊供電。 此全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)中最主要的就是 PLC。所以我們選擇 PLC 控制的方案是：在控制系統(tǒng)確定后，利用傳感器收集的信號(hào)通過(guò) PLC 去控制其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。縱封運(yùn)動(dòng) 和橫封運(yùn)動(dòng)中要牽涉溫度的控制。物料通過(guò)下料筒流入袋膜中進(jìn)行上橫封，上、下橫 封工序完成后，裝有物料的袋膜通過(guò)自重落入溜板輸出機(jī)外。 當(dāng)薄膜通過(guò)打印器時(shí)，可自動(dòng)打印上需要的日期。傳統(tǒng)的繼電器已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)的要求了，所以研制高效、經(jīng)濟(jì)的新型包裝機(jī)械是市場(chǎng)的迫切需要。 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 2 章 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 第一章介紹了可編程控制技術(shù)的一些概要情況，下面就具體結(jié)合包裝機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)際來(lái)看一下它的應(yīng)用。 4． 第四階段：開放階段（ 80 年代中期至今） 通信系統(tǒng)開放，使各制造廠商的產(chǎn)品可以通信，通信協(xié)議開始標(biāo)準(zhǔn)化，使用戶得益。增加了數(shù)字運(yùn)算功能，能完成模擬量的控制。 1． 第一階段 ：初級(jí)階段（ 1969 至 70 年代中期） 主要是邏輯運(yùn)算、定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，沒有形成系列。編程器直接或由電纜插入 PLC 的相應(yīng)插座，程序由鍵盤輸入并有液晶顯示，可工作在編程、運(yùn)行和監(jiān)控的不同狀態(tài)下，用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和在線修改是非常方便的。 PLC 提供了多種面向用戶的編程語(yǔ)言：梯形圖、指令語(yǔ)句表、功能圖等，其中梯形圖語(yǔ)言的表達(dá)方式與繼電器控制系統(tǒng)的電氣線路圖類似，極易被工廠電氣技術(shù)人員接受和掌握。模塊吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 式結(jié)構(gòu)具有擴(kuò)展的靈活性，用戶可根據(jù)實(shí)際控制要求選用和組合模塊，方便地進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)、修改和安裝?？梢?PLC 具有極高的可靠性，這也是 PLC 得到用戶認(rèn)可的首要因素。例如，配置擴(kuò)展 I/O 模塊，可增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，配置智能 I/O 模塊可使 PLC增加伺服電機(jī)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、溫度控制、遠(yuǎn)程通信等專項(xiàng)特殊功能 。 3． 數(shù)據(jù)發(fā)送和接收功能 ——通信功能 PLC 設(shè)置有數(shù)據(jù)發(fā)送和接收指令，可與計(jì)算機(jī)、其它 PLC 和外設(shè)之間建立鏈接，具有通信聯(lián)網(wǎng)功能。定時(shí)值和計(jì)數(shù)值可由用戶編程時(shí)設(shè)定，并可在運(yùn)行中被讀出或修改。目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng) 。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)指令，并實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來(lái)對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。 可編控制器的發(fā)展 可編程控制介紹 可編程控制器最初用于邏輯控制，稱作可編程邏輯控制器（ ProgrammableLogic Controller）簡(jiǎn)稱 PLC。在產(chǎn)品技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)包裝機(jī)的主要特點(diǎn)如下： 1． 速度低，品種少 國(guó)外大多數(shù)制袋充填包裝機(jī)根據(jù)包裝物料的不同和產(chǎn)量的大小，一般在 20100 袋 /分之間，大多為單列式包裝，封合形式一般是三邊封，四邊封和背封式。這期間，生產(chǎn)企業(yè)增加到近 3000 家，從業(yè)人員達(dá)到 萬(wàn)人。 全 自動(dòng)包裝機(jī) 系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外形勢(shì) 國(guó)內(nèi) 全自動(dòng)包裝機(jī)系統(tǒng) 雖還較落后，基本仍是手工操作，但有些城市 全自動(dòng)包裝機(jī)系統(tǒng) 引進(jìn)全部或局部計(jì)算機(jī)控制，取得了一定的經(jīng)驗(yàn)。特別適用于茶葉、食品、醫(yī)藥、商店、研究機(jī)構(gòu)等行業(yè)，具有外型美觀、結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)、安裝的自動(dòng)控制包裝系統(tǒng)，無(wú)論從提高包裝機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面，還是從消除加工誤差和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度方面，都表現(xiàn)出十分明顯的作用。自動(dòng)化水平在制造工業(yè)中不斷提高，應(yīng)用范圍正在拓展。 選題的意義 自動(dòng)化是現(xiàn)代科技進(jìn)步的一特征，現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)提出越來(lái)越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。 選題的目的及意義 選題的目的 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使得對(duì) 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng) 現(xiàn)狀及發(fā)展有進(jìn)一步了解 。 33 結(jié) 論 21 編輯子程序 12 STEP7 的硬件組態(tài) 3 可編程控制介紹 1 全自動(dòng)包裝機(jī)系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外形勢(shì) III 第 1 章 緒論 I Abstract 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng) 的建設(shè)將降低生產(chǎn)和維護(hù)成本，減輕生產(chǎn)及維護(hù)工 人的勞動(dòng)強(qiáng)度，并為生產(chǎn)工藝的進(jìn)一步改進(jìn)提供方便，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。下位機(jī)系統(tǒng)采用 PLC，上位機(jī)系統(tǒng)采用 PC 或 IPC（工業(yè) PC 機(jī)）。 （保密論文在解密后遵守此規(guī)定） 作者簽名 : 二〇 一 〇年 九 月 二十 日 基于 PLC 的全自動(dòng)包裝的系統(tǒng)設(shè)計(jì) II 摘 要 全自動(dòng)包裝機(jī) 系統(tǒng)生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備 ，建立在 機(jī)械電氣特性的基礎(chǔ)上，對(duì)在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何充分利用 現(xiàn)代控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè)計(jì) （論文）不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。 本人愿意按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版，同意學(xué)校保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，或采用影印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存設(shè)計(jì)（論文）；同意學(xué)校在不以營(yíng)利為目的的前提下，建立目錄檢索與閱覽服務(wù)系 統(tǒng)，公布設(shè)計(jì)（論文）的部分或全部?jī)?nèi)容，允許他人依法合理使用。 自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè) 置 3 個(gè)現(xiàn)場(chǎng) PLC 監(jiān)控站和 1 個(gè)中心操作站。 建立高度 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng) ，不僅可以加強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、準(zhǔn)確性，還可以減少勞動(dòng)強(qiáng)度，降低處理成本和節(jié)約能源。 1 選題的目的及意義 3 可編程控制器特點(diǎn) 5 第 2 章 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 8 系統(tǒng)運(yùn)行方式 9 第 3 章 STEP7 編程軟件 10 SIMATIC S7300 基本構(gòu)成 10 SIMATIC S7300 基本功能 11 STEP7 軟件概述 12 STEP7 的硬件接口 15 第 4 章 包裝機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 硬件配置 17 硬件組態(tài) 17 建立項(xiàng)目 17 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) V 硬 件組態(tài) 19 STEP 7 編程 28 連接測(cè)試與通訊診斷 36 吉林化工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第 1 章 緒論 本論文陳述了 全自動(dòng)包裝機(jī)控制系統(tǒng) 對(duì)我 國(guó)生產(chǎn)機(jī)械化的 重要性，介紹了關(guān)于 PLC控制系統(tǒng)特點(diǎn)，并且與其他的控制系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單的比較，說(shuō)明了 PLC 控制系統(tǒng)的優(yōu)越性以及不足。 掌握如何進(jìn) 行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試及投運(yùn)。 要想在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，為自己創(chuàng)造出最大的利益，就要確保自己的食品包裝生產(chǎn)線運(yùn)行良好，在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，這樣在盡量避免錯(cuò)誤出現(xiàn)和故障的影 響，才會(huì)為企業(yè)獲得最大的利益。具有革命意義的自動(dòng)化改變著包裝機(jī)械行業(yè)的制造方法及其產(chǎn)品的傳輸方式。 全自動(dòng) 包裝機(jī)是以塑料或塑料鋁箔 薄膜 為包裝材料，對(duì)液體、固體、粉狀糊狀的食品、糧食、果品、醬菜、果脯、化學(xué)藥品、藥材、電子元件、精密儀器、 稀有金屬 等進(jìn)基于 PLC 的全自動(dòng)包裝的系