【正文】 控制、集中操作、分級管理和綜合協(xié)調(diào)的方法，把系統(tǒng)從下到上分為分散過程控制級、集中操作監(jiān)控級、綜合信息管理級，形成分級分布式控制。綜合自動化系統(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)過程控制系統(tǒng)夠成的三層結(jié)構(gòu)，已成為綜合自動化系統(tǒng)的整體解決方案?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC）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。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)和開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機(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。可分為MPU、MCU、EDSP、SoC等。在工業(yè)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中，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)。” 可編程邏輯控制器基本結(jié)構(gòu)PLC專為工業(yè)場合設(shè)計，采用了典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、存儲器、專門設(shè)計的輸入輸出接口電路、電源、底座與機(jī)架和編程器等組成：一、CPU模塊CPU模塊是PLC的核心，每套PLC至少有一個CPU模塊，它按PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接受并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源，PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。（2）現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。機(jī)械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。（3）輸入輸出設(shè)備用于永久性的存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 　一、輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。二、用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。在可編程邏輯控制器中有多種程序設(shè)計語言，它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能模塊圖語言、功能表圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。 S7300的硬件結(jié)構(gòu)S7300屬于模塊式PLC，主要由機(jī)架，CPU模塊，電源模塊，接口模塊，信號模塊，功能模塊，通信處理器和編程設(shè)備等組成。因此S7300不需要添加任何通信處理器就可以建立一個MPI網(wǎng)絡(luò)或一個PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)。個機(jī)架最多能安裝8個信號模塊、功能模塊或通信模塊。（4） 高端CPU：CPU3172DP和3182DP。（1） 模式選擇開關(guān)RUN—P（運(yùn)行—編程）：運(yùn)行時可以讀出和修改用戶程序，改變運(yùn)行方式；RUN（運(yùn)行）：CPU執(zhí)行讀出用戶程序，但不能修改用戶程序；STOP（停止）：不執(zhí)行用戶程序，可以讀出和修改用戶程序；MRES（清除存儲器）:位置不能保持。（3） 微存儲器卡微存儲器卡（MMC）可以擴(kuò)展CPU的存儲容量，可以在斷電時保存用戶程序和數(shù)據(jù)。（4） 通信接口所有的CPU模塊都有一個多點(diǎn)接口MPI，有的CPU模塊還有一個PROFIBUS—DP接口。電源模塊上的L+和M端子分別是DC24V輸出電壓的正負(fù)極，用專用的電源連接器或?qū)Ь€連接電源模塊和CPU模塊上的L+和M端子。電源模塊安裝在導(dǎo)軌最左邊的插槽，在主機(jī)架上用電源聯(lián)接器連接到CPU上，在擴(kuò)展機(jī)架上用電源連接器連接到IM361上。輸入輸出信號連接在前連接器上，前連接器插在SM前蓋后面的凹槽內(nèi)，不需要斷開前連接器的接線就可以迅速更換模塊。從IB256開始給每個模擬量模塊分配16個字節(jié)，即8個通道的地址。SM321是S7300的數(shù)字量輸入模塊。其中晶閘管型輸出響應(yīng)速度快、頻率高，但承受過壓過流能力弱，繼電器型輸出響應(yīng)慢、頻率低，但負(fù)載電壓范圍寬。（3）模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊將來自變送器的模擬信號轉(zhuǎn)換成CPU處理的數(shù)字信號，即A/D轉(zhuǎn)換。四、其他模塊其他還有前連接器，有20針和40針兩種；閉環(huán)控制模塊FM355；位置控制與檢測模塊，如FM353是步進(jìn)電機(jī)定位模塊等；計數(shù)器模塊，如FM3501等；模擬器模塊，SM347用于調(diào)試程序等。（1）現(xiàn)場設(shè)備層現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。（3）工廠管理層車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)連接，車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個子網(wǎng)，連接到廠區(qū)骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成到工廠管理層。（2）PROFIBUS依據(jù)EN50170—1—2或IEC61158—2協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)建立的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是應(yīng)用于單元級和現(xiàn)場級的控制網(wǎng)絡(luò)。（4）點(diǎn)對點(diǎn)連接點(diǎn)對點(diǎn)連接可以連接S7300PLC和其他非西門子設(shè)備。（5）通過AS—i網(wǎng)絡(luò)的過程通信ASi是執(zhí)行器—傳感器的接口簡稱，ASi網(wǎng)絡(luò)通過ASi總線電纜連接最底層ASi接口的現(xiàn)場設(shè)備，將信號傳輸至PLC。PROFIBUS—DP在PROFIBUS三個部分中應(yīng)用最為廣泛，可以連接不同廠商符合PROFIBUS—DP協(xié)議的設(shè)備。（3）梯形圖LD（Ladder diagram）：西門子簡稱為LAD。功能塊圖（FBD）適用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯。在SIMATIC管理器環(huán)境中進(jìn)行項目的編程和組態(tài)，每一個操作所需要的工具均由SIMATIC管理器自動運(yùn)行，用戶無需分別啟動各個不同的工具。（4）通信組態(tài)：該工具用于組態(tài)通信網(wǎng)絡(luò)連接，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個通信設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。 用戶程序結(jié)構(gòu)一、用戶程序中的塊用戶程序包含處理用戶特定的自動化任務(wù)所需要得所有功能。其中OB1用于循環(huán)處理，是用戶程序中的主程序。它們是操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。（5）背景數(shù)據(jù)塊DI和共享數(shù)據(jù)塊DB背景數(shù)據(jù)塊是調(diào)用FB和SFB時用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，在編譯過程中自動生成數(shù)據(jù)；而背景數(shù)據(jù)塊是存儲用戶程序的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有塊共享。 啟用SIMATIC管理器一、使用向?qū)?chuàng)建項目雙擊桌面上的STEP7圖標(biāo)，打開SIMATIC管理器，在按照步驟選擇CPU、組織塊、編程語言之后即可新建項目。三、編輯符號表在程序中可以用絕對地址訪問變量，但是使用符號地址可以使程序更容易閱讀理解。五、對功能塊FB的編程（1）創(chuàng)建并打開功能塊FB1在項目窗口中右擊“Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“Insert New Object”，再選擇“Function Blooks”，在隨后出現(xiàn)的對話框中定義新創(chuàng)建的功能塊為FB1。（3）編寫控制程序可選用常用的梯形圖進(jìn)行控制程序的編寫。七、 共享數(shù)據(jù)塊的編程共享數(shù)據(jù)塊不附屬于任何邏輯塊，用戶程序中所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。主要包括以下步驟：創(chuàng)建FB10；填寫變量聲明表；對FB10編程：創(chuàng)建DB10并調(diào)整實際值；在OB1中調(diào)用FB10。仿真步驟如下：（1）在STEP7編程軟件中生成項目，配置硬件并編寫用戶程序?？紤]到現(xiàn)場信號多為數(shù)字量，控制系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，系統(tǒng)設(shè)計的成本及工廠未來的發(fā)展。值得注意的是油泵電機(jī)的電路設(shè)計，因其功率過大不能直接啟動，這里選用星/三角降壓啟動。圖35 系統(tǒng)硬件組態(tài)圖如上圖所示，先對供液系統(tǒng)主站進(jìn)行配置，只需在4號槽插入模塊，然后雙擊構(gòu)建PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)。另外有些在編程過程中用到的符號也可加入符號表。一、運(yùn)輸鏈電機(jī)控制創(chuàng)建功能FC20打開在其中編寫程序：在編程前需熟悉主電路和I/O接線圖：圖37運(yùn)輸鏈電機(jī)主電路圖38運(yùn)輸鏈電機(jī)輸入模塊圖39運(yùn)輸鏈電機(jī)輸出模塊運(yùn)輸鏈電機(jī)的啟停即是對接觸器31KA0的開關(guān)控制，在程序設(shè)計時還需要考慮啟停指示和熱繼電器的保護(hù)。二、液壓站（1）的控制（1）1液壓站傳感器要想控制液壓站電機(jī)的正常運(yùn)行須保證其相關(guān)工藝要求的滿足，所以在對液壓站油泵電機(jī)克制設(shè)計前需要對其相關(guān)的傳感器進(jìn)行控制設(shè)計。，油壓報警指示燈亮。當(dāng)1，、其常開觸點(diǎn)閉合實現(xiàn)自鎖。另外當(dāng)電機(jī)接觸器斷開其停止指示燈也亮。備泵啟動指示燈亮。當(dāng)1，主傳動與1液壓站急停按鈕未按下，電磁閥開到位和關(guān)閉常閉閉合，液壓電磁閥打開；當(dāng)1，主傳動與1液壓站急停按鈕未按下，電磁閥關(guān)到位和打開閉合，液壓電磁閥關(guān)閉。因本系統(tǒng)程序很多，故接下來之展示部分仿真過程，其他為類似的操作。就論文而言該控制系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)完成，但在具體的工作中還要對其進(jìn)行調(diào)試，根據(jù)相關(guān)的問題適當(dāng)調(diào)整。在此向陳老師致以最誠摯的謝意。參考文獻(xiàn)[1][M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2009.[2]汪晉寬、馬淑華、[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2007.[3]姚福來、現(xiàn)場總線及工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實用技術(shù)速成[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.[4]吉順平、孫承志、[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.[5]何軍紅、吳旭光、[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.[6][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[7]周志敏、[M].北京：中國電力出版社,2009.[8]李國厚、楊青杰、[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.[9]黃宋魏、[M].北京：電子工業(yè)出版社，2010.[10][M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2010.[11]Siemens 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