【正文】 后走向工作崗位奠定了良好的基礎(chǔ)。特別是對(duì)于S7300的應(yīng)用，從陌生到了解到漸漸熟悉到基本掌握，這個(gè)過程雖然比較困難，但卻是收獲頗豐。在組態(tài)畫面的建立中我又了解了組態(tài)軟件對(duì)現(xiàn)代工業(yè)監(jiān)控的便利性和重要性。在硬件的調(diào)試過程中出現(xiàn)了不少的問題，首先是PLC和外圍電路的連接，遇到了一連串的低壓電器連接的問題，在指導(dǎo)老師的正確指導(dǎo)下我很快就掌握了連接方法。雙擊圖39上位機(jī)組態(tài)軟件界面左側(cè)的數(shù)據(jù)詞典，進(jìn)入數(shù)據(jù)詞典的創(chuàng)建界面。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。下載之前應(yīng)將CPU存儲(chǔ)器復(fù)位，將其切換到STOP模式，下載完成后在切換到運(yùn)行模式運(yùn)行用戶程序。圖35 STEP7硬件組態(tài)2. 符號(hào)編輯單擊Symbols圖標(biāo)，進(jìn)入符號(hào)編輯器，對(duì)全局變量命名，這樣可以增加程序的可讀性，而且有利于程序的輸入及變量的變更。3) 狀態(tài)Ⅰ：延時(shí)若干時(shí)間后若依然為狀態(tài)Ⅰ，則開關(guān)輸出組合減1，使MM420的輸出頻率下調(diào)一個(gè)級(jí)別，直至水位進(jìn)入狀態(tài)Ⅱ，或者開關(guān)輸出組合為001（0Hz）。上位機(jī)也可對(duì)相應(yīng)的地址進(jìn)行賦值，來設(shè)定相關(guān)參數(shù)。它可以直接與PLC搭配工作，判斷有水時(shí)輸出24V，無水時(shí)0V，電流容量2A 。本變頻器由微處理器控制，并采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和功能多樣性。圖25 SM334模擬量輸入端子接線圖模擬量輸出模塊用于將CPU送給它的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為成比例的電流信號(hào)或電壓信號(hào)，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，其主要轉(zhuǎn)換部分是D/A轉(zhuǎn)換器。這里選用的是SM334 AI4/AO28/8位的模塊，它具有4個(gè)輸入、2個(gè)輸出，精度是8位。 CPU型號(hào)的選擇S7300有20種不同等級(jí)的CPU，分別使用于不同等級(jí)的控制要求。不需附加任何硬件、軟件、編程，就可建立一個(gè)MPI網(wǎng)絡(luò)。本課題研究內(nèi)容：（1）控制器的算法（2）通過PLC實(shí)現(xiàn)液位自動(dòng)控制（3）對(duì)輸入變量的轉(zhuǎn)換與歸一化（4）組態(tài)軟件的使用（5）實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)液位的實(shí)時(shí)監(jiān)控2 液位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 液位控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)是在對(duì)課題進(jìn)行深入分析，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)查之后所進(jìn)行的基礎(chǔ)性工作，是軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的前提。此時(shí)的大型生產(chǎn)過程一般都是分散系統(tǒng)，這樣可以使生產(chǎn)過程控制分散進(jìn)行，將發(fā)生故障和危險(xiǎn)的風(fēng)險(xiǎn)分散。到20世紀(jì)50年代后期至60年代，先后出現(xiàn)了氣動(dòng)和電動(dòng)單元組合儀表，采用了集中監(jiān)控與集中操作的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了工廠儀表化和局部自動(dòng)化。PLC的硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖11所示。智能化也往往是從設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)開始。其次，針對(duì)S7300PLC的進(jìn)行模塊化編程，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的歸一化等功能。天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)Tianjin University of Technology and Education畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)專 業(yè)： 自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào)： 自0x0x班—xx號(hào) 學(xué)生姓名： x x x 指導(dǎo)教師： x x x 副教授 二〇一〇 年 六 月天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)基于S7300的單容水箱液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Design of LiquidLevel Control System Based on S7300專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化0x0x班學(xué)生姓名： x x x指導(dǎo)教師： x x x 副教授學(xué) 院： 自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院2010年 6月摘 要可編程邏輯控制器（PLC）作為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一，以其可靠性、靈活性在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了迅猛的發(fā)展。最后，利用組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)人機(jī)對(duì)話界面，通過上位機(jī)控制實(shí)現(xiàn)液位的自動(dòng)控制，上下限參數(shù)的在線設(shè)置，及液位測量值的在線監(jiān)控；達(dá)到液位控制系統(tǒng)的技術(shù)要求?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Logic Controller, PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。 圖11 PLC硬件結(jié)構(gòu)框圖PLC作為一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)具有以下特點(diǎn)：高可靠性豐富的I/O接口模塊采用模塊化結(jié)構(gòu)編程簡單易學(xué)安裝簡單，維修方便20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。2. 集中控制階段（20世紀(jì)60—70年代）在20世紀(jì)的60年代，隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)過程越來越復(fù)雜、產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高，對(duì)過程控制技術(shù)提出了新的要求，迫切需要生產(chǎn)過程集中控制與管理?；凇凹泄芾?，分散控制”理念，在數(shù)字儀表和計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)的集散型控制系統(tǒng)（DCS, Distributed Control System）在大型生產(chǎn)過程控制中得到廣泛應(yīng)用。硬件的合理選用，對(duì)于整個(gè)課題的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，既要合理、適合，也要經(jīng)濟(jì)適用。若有PROFIBUSDP接口，就可建立一個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)。CPU 313C2 DP帶集成數(shù)字量輸入/輸出和PROFIBUS DP主站/從站接口的緊湊型CPU，帶有與過程相關(guān)的功能，可以完成具有特殊功能的任務(wù)，可以連接單獨(dú)的I/O設(shè)備。它是不可編程的，通過硬件連線來定義測量和輸出類型。如圖26所示。具有易于安裝、調(diào)試，快速相應(yīng)，正常狀態(tài)下無跳閘運(yùn)行，更好的動(dòng)態(tài)特性，過/欠電壓保護(hù)，短路保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。高低電平的信號(hào)可通過PLC來讀取，并驅(qū)動(dòng)水泵等用電器工作。如圖32所示，以S7300 作為控制器，西門子公司的變頻器MM 420作為執(zhí)行器，并利用它的順序控制功能，輸出7個(gè)可設(shè)定的固定頻率來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制進(jìn)水流量達(dá)到控制水位的目的。4) 狀態(tài)Ⅱ：輸出不變。如圖36所示，對(duì)各個(gè)開關(guān)、水位狀態(tài)、報(bào)警指示燈等等都進(jìn)行了變量命名。為了便于調(diào)試可以建立變量表，用于顯示各個(gè)變量的實(shí)時(shí)狀態(tài)。在本設(shè)計(jì)中，上位機(jī)組態(tài)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)液位控制過程中工作人員可直接通過電腦監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及在線改變參數(shù)的設(shè)置。數(shù)據(jù)詞典創(chuàng)建界面如圖311。通過反復(fù)的連接操作訓(xùn)練后，這些問題得到了妥善的解決。結(jié)論經(jīng)過三個(gè)多月的艱苦努力，本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。但由于時(shí)間的原因，在設(shè)計(jì)中還有存在很多不足之處，請(qǐng)各位專家和老師指正。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，科學(xué)的研究