【正文】 工藝流程2． 進行控制系統(tǒng)PLC硬件選型及硬件圖紙設(shè)計3． 分析系統(tǒng)控制流程4． 進行控制系統(tǒng)部分PLC的軟件編程5． 實驗室離線調(diào)試畢業(yè)設(shè)計要求1． 了解本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及資料的收集、整理2． 學(xué)習(xí)PLC的基本知識，掌握S7300PLC結(jié)構(gòu)與功能3． 編寫PLC控制系統(tǒng)STEP7程序4． 實驗室仿真調(diào)試5． 有關(guān)英文資料的翻譯工作6． 撰寫畢業(yè)論文 指導(dǎo)教師簽字： 摘要隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，新的控制需求的不斷提出，工業(yè)自動化控制技術(shù)和水平不斷提高。因此除了理論設(shè)計外，還要考慮工程實際。計算機控制系統(tǒng)(Computer Control System，簡稱CCS)是應(yīng)用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。其是計算機在生產(chǎn)過程中最普遍的以中應(yīng)用方式，但因計算機直接承擔(dān)控制任務(wù)要求實時性好、可靠性高、和適應(yīng)性強。綜合自動化系統(tǒng)主要包括制造業(yè)的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）流程工業(yè)的計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。廣為流行的工控機總線有PC總線、ISA總線、PCI總線、STD總線、VME總線等。2．西門子S7300PLC PLC的組成與原理 可編程邏輯控制器的定義國際電工委員會對PLC的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。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，有的還為輸入電路提供24V工作電源。 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行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(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。梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器、完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。 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，外部信號線接在模塊的前連接器上。（5） 故障安全性CPU：CPU315F。MMC讀寫直接在CPU內(nèi)進行。（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。數(shù)字量模塊模塊的地址由地址標(biāo)識符（I輸入Q輸出M存儲器）、地址字節(jié)部分（小數(shù)點前）和位部分（小數(shù)點后）組成。（2）數(shù)字量輸出模塊數(shù)字量輸出模塊將PLC內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為控制過程所需要的外部信號電平，同時有隔離和功率放大作用。SM331是S7300的模擬量輸入模塊。（2）車間監(jiān)控層車間監(jiān)控層又稱單元層，用來完成車間主生產(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)備故障報警及維護等。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。故障SIMATIC NET網(wǎng)絡(luò)可以單獨運行，也可以結(jié)合其他系統(tǒng)同時運行。（4）功能塊圖FBD（Function block diagram）（5）順序功能圖SFC（Sequential function chart）：對應(yīng)西門子S7Graph.標(biāo)準(zhǔn)的STEP7軟件包配備了三種編程語言：梯形圖（LAD）、語句表（STL）和功能塊圖（FBD），這三種語言在STEP7中可以互相轉(zhuǎn)換。（2）符號編輯器：用于定義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和注釋全局變量，管理所有共享符號。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，可以簡化程序組織，使程序易于修改、差錯和調(diào)試。SFB有存儲功能，其變量保存在指定給它的背景數(shù)據(jù)塊中，SFC沒有存儲功能。二 、硬件組態(tài)在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計初期，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出信號的性質(zhì)和點數(shù)，以及對控制系統(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，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和數(shù)量等。重新回到項目窗口，會看見新創(chuàng)建的FB1圖標(biāo)，雙擊即可打開功能塊FB1進行編輯。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“Data Block”，此時彈出屬性對話框，填入DB的名稱、符號名和注釋，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添加到項目窗口中。（2）點擊“Simulation on/off”打開仿真窗口，在CPU視圖對象中點擊STOP小框；再選擇Download命令，將要模擬的程序下載到仿真PLC中，對問題回答“Yes”。 圖33 油泵電機主電路以1液壓站主油泵電機為例，當(dāng)主接觸器1KA0閉合時，控制接觸器1KA4閉合，油泵電機星行啟動；經(jīng)過一段定時后，當(dāng)控制接觸器1KA2閉合，油泵電機三角形啟動。所以最終的符號表會在編程結(jié)束形成。該部分主要包括油位、油溫、油壓及過濾器的控制。主泵啟動指示燈亮。其停止過程與主泵相同，在此不再分析。在仿真之前須OB1塊中對相關(guān)的編程塊進行調(diào)用，然后打開仿真器將其下載其中，給與相應(yīng)點信號后，點擊運行與監(jiān)測按鈕即可對其進行仿真調(diào)試。其次感謝在這次畢業(yè)設(shè)計中給與我無私幫助的老師和同學(xué)，是他們的幫助與鼓勵讓我克服了一次次的所遇到的困難。通過這次畢業(yè)設(shè)計，在他的教誨下， 我不僅提高了知識轉(zhuǎn)化為實踐的能力，而且學(xué)到了為人做事方面的很多道理。以下是部分數(shù)據(jù)傳送： 離線仿真調(diào)試程序設(shè)計好后可使用S7PLCSIM對其進行仿真，接下來可進行實驗室在線調(diào)試，最后可在工業(yè)現(xiàn)場對其進行安裝調(diào)試。當(dāng)1，1，1，1備泵熱保觸點沒有動作，1。當(dāng)1，急停指示燈亮。運輸鏈電機啟動和停止的控制主傳動輔助觸點，同時用到啟動停止點的互鎖保證了控制的秩序。 編輯符號表在項目窗口中選擇后雙擊后，統(tǒng)計圖紙設(shè)計中各個I/O點的符號、地址、意義就可對其進行編輯。系統(tǒng)的相關(guān)圖紙在程序設(shè)計中體現(xiàn)，其采用工程上常用的autoCAD進行繪制。 S7PLCSIM仿真軟件S7PLCSIM用仿真PLC來模擬實際的PLC運行，用戶程序的調(diào)試是通過視圖對象來進行的，S7PLCSIM提供了多種視圖對象，用它們來實現(xiàn)仿真PLC內(nèi)的各種變量、計數(shù)器、定時器的監(jiān)視和修改。（5）在OB1中調(diào)用FB及相關(guān)的DB在項目窗口中打開OB1，在編程元件目錄了找到FB1插入梯形圖后命名符號即可六、對功能FC的編程與對功能塊FB的編程相比之少了一步生成背景數(shù)據(jù)塊。四、創(chuàng)建OB1塊在項目窗口中雙擊OB1，打開程序編輯器窗口，打開“View”菜單設(shè)定編程語言為LAD，即可開始具體程序編寫。（3）結(jié)構(gòu)化編程：將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的邏輯塊來表示，程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中，調(diào)用時將“實參”賦值給形參。（2）系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC系統(tǒng)功能塊和系統(tǒng)功能是為用戶提供的已經(jīng)編好程序的塊，可以被程序調(diào)用但不能被修改。編程設(shè)備可以是編程器或計算機，它通過編程電纜與PLC的CPU模塊相連。STEP7不是單一的應(yīng)用程序，而是由一系列應(yīng)用程序（工具）構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，其主要應(yīng)用工具如下：（1）SIMATIC管理器：用于集中管理一個自動化控制項目，提供STEP7標(biāo)準(zhǔn)軟件包的集成、統(tǒng)一的界面。 S7300的指令系統(tǒng)IEC61131—3規(guī)定了PLC編程語言的語法和語義，標(biāo)準(zhǔn)中定義了5種編程語言：（1）指令表IL（Instruction list）：西門子稱為語句表STL.（2）結(jié)構(gòu)文本ST（Structured text）：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（SCL）。點對點連接支持的通信協(xié)議有ASCII驅(qū)動器、3964（R）和RK512（只適用于CPU）。MPI網(wǎng)絡(luò)能同時連接運行STEP7的編程器、計算機、人機界面（HMI）和其他SIMATICSM7和C7，并且可以用全局通信的方式實現(xiàn)網(wǎng)上CPU之間少量數(shù)據(jù)的交換。 S7300的通信網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述一個典型的工廠自動化系統(tǒng)一般是三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分別是現(xiàn)場設(shè)備層、車間監(jiān)控層和工廠管理層。輸出為晶閘管型。直流輸入模塊的操作電壓一般是24V，交流輸入模塊的操作電壓為AC120V或AC230V。三、輸入/輸出模塊輸入/輸出模塊統(tǒng)稱信號模塊（SM），包括數(shù)字量（或稱開關(guān)量）輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊。（5） 電源接線端子電源模塊的LN端子接AC220電源，電源模塊的接地端子和M端子一般用短接片短接后接地，機架導(dǎo)軌也應(yīng)接地。（2） 狀態(tài)與故障顯示LEDSF（系統(tǒng)出錯/故障顯示，紅色）：指示CPU硬件故障或軟件故障；BATF（電池故障，紅色）：指示電池電壓低或沒有電池；BUSF（總線錯誤）：指示PROFIBUS—DP接口硬件或軟件故障，集成有DP接口的CPU才有此LED；DC5V（+5V電源指示，綠色）：指示CPU和總線5V電源正常；FORCE（強制，黃色）：指示至少有一個I/O被強制；RUN（運行方式，綠色）：CPU處于RUN狀態(tài)時