【正文】 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 37 啟動 ,如圖所示為啟動屬性頁，各參數(shù)描述如下： S7系列 PLC 有三種啟動方式（ 其中大多數(shù) 300系列 CPU 只有暖啟動）： A、暖啟動：啟動時過程映像和不保持定時器、計數(shù)器及標志存儲器被清除， CPU會自動調(diào)用 OB100 一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行 OB1。硬件目錄中的某些 CPU 型號有多種操作系統(tǒng)（ Firmware）版本，在添加 CPU 時， CPU 的型號和操作系統(tǒng)版本都要與實際的硬件一致 4— 11 號槽中可以添加信號模塊、功能模塊、通訊處理器等，上述模塊分別在硬件目錄的 SM300、 FM300 和 CP300 中。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 32 參考文獻 [1]. 胡學林 .可編程控制器教程（提高篇） [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2020 [2]. 劉貫華 . 基于 PLC的污水處理控制系統(tǒng)的設計 [J]. 機電工程技術 ,2020， 7（ 1）：610． [3]. 馮太合 .西門子 S7300 系列及應用軟件 STEP7[M].廣州：華南理工大學出版社，2020 [4]. 胡健 .西門子 S7300PLC應用教程 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [5]. 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Wilks, James G.。 通過本次模 擬試驗控制系統(tǒng)設計，較好地掌握了 STEP7 的 LAD 編程語言，了解了基于PLC 的工業(yè)自動化設計的常規(guī)流程，加深了對 SIEMENS S7300 的理解。它也提供面向?qū)ο髷?shù)據(jù)管理和功能的圖形賦活 SIMATICManager。 STEP7 的特點 STEP7 具有如下特點 [10]: 按照 IEC11313:已開發(fā)成功塊圖和梯形圖編程語言，符合上述標準。 (2)系統(tǒng)軟硬件選擇 [11]。 SIMATIC S7300 可編程序控制器是模塊化結構設計 [21]。 這樣，根據(jù) jas 和 pre 的實時返回值，獲得 nj 最佳實時調(diào)節(jié)速度，最大限度地改變jas 和 pre 的值。對應控制要求是：泵出管道壓力不能超過預警值，泵出管道壓力高于預警值泥漿泵電機需要減速；加砂攪拌罐的液位需要保持在一定范圍，加砂攪拌罐液位低于設定范圍泥漿泵電機需減速，加砂攪拌罐液位高于設定范圍泥漿泵電機需加速 [7]。壓力傳 感器的檢測值超過安全值，通過 PLC 控制中心調(diào)節(jié)針閥閥門變大，管道流速加快使得壓力變低，溫度傳感器的檢測值超過安全值，通過 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程變快使得溫度降低。此配置方案保證控制系統(tǒng)連續(xù)、安全、穩(wěn)定運行。其中，最基礎也是最必不可少的是分析工藝流程和控制要求并且確定 I/O 分配，而最重要的是根據(jù)控制要求進行硬件和軟件的設計。 (1)程序編寫完成后，將程序輸入 PLC。并且根據(jù)這些輸入 /輸出設備確定系統(tǒng)的 I/0 點數(shù)。如果用 PLC 控制技術對系統(tǒng)實施改造，則具有普遍的技術及經(jīng)濟意義。如果列表中沒有需要的類型，可以通過單擊【選擇】按鈕安裝相應的模塊或協(xié)議 （ 3）選中一個接口類型，單擊【屬 性】按鈕，在彈出的對話框中進行參數(shù)設置，如圖 16所示 圖 16 接口屬性設置 在工具欄中單擊按鈕 或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建一個新項目。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 4 ? 圖 12 授權管理器 圖 13 瀏覽項目結構 語言環(huán)境設置 STEP7 中提供了多種可選語言，如果在安裝 STEP7 時用戶選擇了多語言，則可以在使用過程中改變語言環(huán)境。 組態(tài)軟件 STEP7 概述 STEP7 編程軟件用于 SIMATIC S C7和 M7 和基于 PC 的 WinAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設置的標準工具 [10]。暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號，等到一個循環(huán)周期結束， CPU 集中將這些輸出信號全部輸送給輸出鎖存器。 程序執(zhí)行 :根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。內(nèi)部處理階段， PLC 檢查 CPU 模塊 的硬件是否正常，復位監(jiān)視定時器等。接口功率極大地方便了用戶，常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有 110 V, 220V 交流和 5 V, 24 V, 48 V 直流等多種 。 PLC 的基本設計思想是把計算機的功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的商單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，控制器的硬件是標準的、通用的 [14]。在 模擬控制系統(tǒng) 設計過程中 ,充分考慮了實驗系統(tǒng) 控制流程，設計傳感器采集信號， PLC處理信號并產(chǎn)生控制信號，控制信號輸出到變頻器調(diào)節(jié)對應電機速度，并對信號的處理 設計 了合理的算法，這樣的思路在具體硬件配置組態(tài)，編程實現(xiàn)和 S7PLCSIM 模擬器仿真 調(diào)試 中獲得了很好的效果 ，基本達到了 實驗系統(tǒng)的 實際需求。 。根據(jù)實際應用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存 儲器內(nèi)。負載能力可在 ()的范圍內(nèi)變化 。在通信操作服務階段， PLC 與一些智能模塊通信、響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當 PLC 處于停 (STOP)狀態(tài)時，只進行內(nèi)部處理和通信服務操作等內(nèi)容。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址 .從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時， PLC 從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對應輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對應映像寄存器的當前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，運算結果再存入有關器件寄存器中，對每個器件而言，器件映 像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 3 由此可以看出，全部輸入輸出狀態(tài)的改變需要一個掃描周期。 為了在 PC 機上使用 STEP7，必須配置 MPI通信卡或 PC/MPI 通信適配器，將計算機接入 MPI 或 PROFIBUS 網(wǎng)絡，以便下載和上載用戶程序及組態(tài)數(shù)據(jù)。打開【 SIMATIC Manager】，通過【選項】 |【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【語言】 圖 14 語言環(huán)境設置 常規(guī)選項設置 通過【選項】 |【自定義】打開自定義選項菜單，選擇【常規(guī)】選項卡。在彈出的對話框中輸入項目名稱及路徑，單擊確定完成（如圖 79）。 本論文基于 油井 機械防砂系統(tǒng) 的自動化項目，主要研究了以下幾方面內(nèi)容 : (1) PLC 控制系統(tǒng)的設計要求和 油井 機械防砂系統(tǒng) 的工藝和控制流程； (2) 分別采用了線性分析和偏差控制的方法設計了 油井 機械防砂 實驗系統(tǒng) PLC控制系統(tǒng)的控制方案； (3) 設計了 油井 機械防砂系統(tǒng) 的 PLC 控制系統(tǒng)，并從硬件設計和軟件設計兩方面進行了詳細分析。 PLC PLC 類型的選擇主要從下面幾個方面考慮 : (1) PLC 機型和容量的選擇； (2) 開關輸入量的點數(shù)以及輸入電壓； (3) 開關輸出量的點數(shù)以及輸出功率； (4) 模擬量輸入 /輸出的點數(shù)； (5) 系統(tǒng)的特殊要求，如遠程 I/O、通信網(wǎng)絡等； 4. I/O 點分配 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 10 分配 PLC 的輸入 /輸出點，畫出 PLC 的 I/O 端子與輸入 /輸出設備的連接圖或分配表。如果用編程器輸入，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換為助記符，然后 輸入。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 12 第三章 防砂模擬控制系統(tǒng)控制要求 防砂模擬控制系統(tǒng)簡介 [7] 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 包括注水系統(tǒng)、加砂系統(tǒng)、直井除砂模型以及原油回收系統(tǒng)，由電機驅(qū)動的各種泵等傳送機構完成各系統(tǒng)之間的產(chǎn)品傳輸。 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 流程 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 的功能是模擬對加入水和砂的石油進行處理，脫出石油中的污水和砂粒。 緊急狀態(tài) 當系統(tǒng)檢測到配液罐、加砂攪拌罐、管道內(nèi)的液位、壓力、溫度某項 崗位參數(shù)超過預先設定的危險值 ，關斷所有傳動 實驗系統(tǒng) ，停止 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 的自動循環(huán)，轉(zhuǎn)手動調(diào)節(jié)。 2．柱塞泵電機的調(diào)節(jié)關聯(lián)傳輸管道溫度。經(jīng)過若干時間，系統(tǒng)返回正常狀態(tài)， adjust 復位為 0,系統(tǒng)不再需要調(diào)節(jié)，保持自動運行，一旦 jas 和 pre 某個崗位參數(shù)超出正常范圍， adjust 置位為 1，算法 (1)重新有效，調(diào)節(jié)再次進行，通過這樣的方式維持系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。一是擴展方式選擇， S7300 PLC 有多種擴展方式，實際選用時，可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴展機架、 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線、通信模塊、遠程 I/O 及PLC 子站等多種方式來擴展 PLC或預留擴展口；二是 PLC 的聯(lián)網(wǎng)，包括 PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和 PLC 之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。它是用于流程