【正文】 級的通信系統(tǒng)。 PROFIBUS— DP PROFIBUS 有三部分組成： PROFIBUS— DP（分布式外圍設(shè)備）， PROFIBUS— PA（過程自動化）和 PROFIBUS— FMS（現(xiàn)場總線報文規(guī)范）。 STEP7 專業(yè)版的編程語言還包括 S7— SCL， S7— Graph， S7— HiGraph 和 CFC，這四種語言對標準版是可選的， 梯形圖（ LAD）是使用最多的 PLC 圖形編輯語言，它與繼電器電路圖很相似，直觀易懂，電氣工作人員很容易理解并掌握，并且適用于數(shù)字量邏輯控制。使用這個工具生成的符號表是全局有效的，可以被其他工具使用。塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了 PLC 程序的組織透明性、可理解性 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 13 和易維護性。 （ 3） 功能塊 FB 和功能 FC 功能塊和功能都是用戶編寫程序常用的塊，不同的是功能塊 FB 有自己的存儲區(qū)，需要背景數(shù)據(jù)塊 DI，而功能 FC 沒有固定存儲區(qū)，不需要背景數(shù)據(jù)塊。硬件組態(tài)的任務(wù)就是在 STEP7 中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，為設(shè)計用戶程序打下基礎(chǔ)。 （ 2） 變量聲明表 所有在組織塊和功能塊之間傳送的塊參數(shù)，必須作為輸入輸出參數(shù)在變量聲明表中列出，變量聲明只能使用字母、數(shù)字和下劃線，不能使用漢字。打開DB3 對變量聲明表進行編輯。 （ 3） 在仿真窗口中通過菜單或按鈕創(chuàng)建 IB、 QB、 M 等視圖對象‘ 點擊 CPU 視圖中的 RUN 或 RUN— P 小框，將仿真 PLC 置于運行模式；在點擊OB1 窗口中的監(jiān)視按鈕，可對所設(shè)置的 變量進行監(jiān)視。啟動結(jié)束后油泵電機正常 運行。參考西門子 S7300 硬件選型手冊，根據(jù)相關(guān)的控制要求，并考慮留有一定裕量，本控制系統(tǒng)的 PLC 硬件配置圖選擇如下： 圖 32 系統(tǒng) 硬件配置圖 硬件圖紙設(shè)計 該控制系統(tǒng)的設(shè)計包括：運輸鏈電機、 1液壓站油泵電機、 2液壓站油泵電機的主電路和控制回路；油加熱器及油水電磁閥的控制；相關(guān)的交直流供電電源；供液系統(tǒng)主站、主控制柜、 1液壓站、 2液壓站 PLC 輸入輸出模塊 及相關(guān)連鎖條件的設(shè)計。需要完成：設(shè)置 PG/PC 接口；下載程序到 CPU；用程序狀態(tài)測試程序；用變量表測試程序等。若兩個控制程序僅數(shù)據(jù)上不同，可只編寫一個 FB1功能塊，而生成兩個不同的數(shù)據(jù)塊 DB1 和 DB2 分別存儲兩組不同的預(yù)置值，以減少編程的工作量。在項目窗口中雙擊“ Symbols”后進入符號表窗口。 （ 2） 模塊化編程：程序被分為不同的邏輯塊，每個塊包含完成某些任務(wù)的邏輯指令。用戶程序的 SFB、 SFC、 FB 和 FC 需OB1 調(diào)用才能執(zhí)行。 （ 6） 編程工具：該工具集成了梯形圖 LAD、語句表 STL 和功能塊圖 FBD 三種編程語言的編輯和調(diào)試功能。 S7300 的編程軟件 S7300 的編程軟件簡介 STEP7 標準工業(yè)軟件是西門子公司專為 SIMATIC 系列 PLC（ S7300、 M C7）和基于 PC 的 WinAC 研制的標準編程軟件，開發(fā)或設(shè)計一個 SIMATIC 系列應(yīng)用系統(tǒng)，必須基于 STEP7 軟件包進行組態(tài)和編程。系統(tǒng)配置十分方便。通信 接口有 20mA（ TTY），RS— 232C 和 RS— 422A/RS— 485。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 11 圖 22 現(xiàn)場總線應(yīng)用示例 S7300 通信網(wǎng)絡(luò) （ 1）通過多點接口（ MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信 MPI 是多點接口的簡稱，是一種適用于小范圍、少數(shù)站點間通信的網(wǎng)絡(luò)。 ET200 是基于 PROFIBUS— DP 現(xiàn)場總線的分布式 I/O,可以與西門子的其他自動化系統(tǒng)協(xié)同運行，還能在經(jīng)過認證的非西門子公司的 PROFIBUS— DP 主站協(xié)同運行，而 ET200M 模塊化的分布式 I/O，采用 S7300 全系列模塊，最多 8 個模塊。 SM322 是 S7300 的數(shù)字量輸出模塊， SM323 是數(shù)字量輸入 /輸出模塊，即輸入和輸出集成在一個模塊上，有兩種型號可選擇： DC24V， 8 輸入 /8 輸出及 DC24V， 16 輸入 /16 輸出。其將現(xiàn)場的開關(guān)信號電平轉(zhuǎn)換成 PLC 內(nèi)部的信號電平。模塊上的M 端子一般是用短接片與接地端連接的。 PROFIBUS— DP 是自動化系統(tǒng)中單元級控制設(shè)備與分布式 I/O 的通信協(xié)議，最高傳輸速率為 12Mbit/s，通過 CPU 上的 PROFIBUS— DP 接口，可實現(xiàn)與其他帶 DP 接口的 PLC、 PG/PC、 OP 和其他 DP主站和從站通信。鑰匙開關(guān)從 STOP 位置轉(zhuǎn)換到 MRES 位置，可復(fù)位存儲器，使 CPU 回到初始狀態(tài)。 （ 2） 標準型 CPU： CPU312， CPU313,314,315,3152DP 和 3162DP。 S7300 的 CPU 上帶有一個編程接口，使用西門子的 MPI（ Multipoint Interface）通信協(xié)議。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。編程器分智能型和非智能型，非智能型是手持編程器，用于狀態(tài)檢測；智能型是一臺運行編程軟件的計算機，通過通信適配器與 PLC 通信完成編輯器功能。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它決定著 PLC 的工作速度， I/O 數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 智能調(diào)節(jié)器是一種數(shù)字化的過程控制儀表?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設(shè)計。 DCS的結(jié)構(gòu)模式為 :“操作站 — 控制站 — 現(xiàn)場儀表”三層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)成本較高，而且各廠商的 DCS 有各自的標準，不能互聯(lián)。計算機控制系統(tǒng)大致可分為以下幾種典型形式： 操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集和處 理功能，能夠為操作人員提供反應(yīng)生產(chǎn)過程工況的各種數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地給出操作指導(dǎo)信息，供操作人員參考。 工業(yè)背景 工業(yè)控制系統(tǒng) 隨著計算機技術(shù)，通信技術(shù)，自動控制理論的發(fā)展與在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，近幾十年來工業(yè)自動化取得前所未有的發(fā)展。系統(tǒng)的工作動力機構(gòu)由液壓站和液壓缸組成，往復(fù)運動機構(gòu)包含鋼軌、框架和滾輪，框架由前段、中段和后段組成，前段與液壓缸推桿連接，框架沿著鋼軌運動。本課題名為《撥爪排屑機控制系統(tǒng)設(shè)計》即對生產(chǎn)產(chǎn)生的廢鐵屑予以清理回收，采用 S7300作控制主機構(gòu)成的 PROFIBUS 網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，在硬件選型、圖紙設(shè)計、軟件編程、仿真 調(diào)試后以使其達到相關(guān)的控制要求。該系統(tǒng)的工作過程分為兩個階段 :1撥爪排屑的過程：當(dāng)左右兩個液壓站投入工作時，與 1， 2油泵電機相連的撥爪在推拉作用下做往復(fù)運動，將產(chǎn)生的廢鐵屑推送到 中間的運輸鏈上。輔助部件主要指輸入輸出接口、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。從這個角度說，它的作用是改變給定值，所以又稱設(shè)定值控制（ set point control, SPC）。在工程實際中，選擇何種控制器，應(yīng)根據(jù)控制規(guī)模、工藝要求、控制特點和所完成的工作來確定。 嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設(shè)備運行的設(shè)備”，是軟件和硬件的綜合體，核心是嵌入式微處理器?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設(shè)計。 五、底板與機架 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 5 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板和機架，其作用是：電 氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上所有的模塊 。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 6 在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點。 功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程邏輯控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設(shè)計和應(yīng)用人員所喜愛。系統(tǒng)根據(jù)其自動分配地址。 CPU 內(nèi)的元件封裝在一個塑料殼內(nèi)，面板上有模式選擇開關(guān)、通信接口、狀態(tài)和故障選擇指示 LED，存儲器插槽等。ＭＭＣ是單獨定貨的，有多種容量規(guī)格的ＭＭＣ工選擇》只有在斷電或 CPU 處于 STOP 狀態(tài)下，才能 取下 MMC。 二、 電源模塊 PS307 電源模塊將 120/230V 交流電壓轉(zhuǎn)換為 24V 直流電源，為 S7300、傳感器和執(zhí)行器供電，輸出電流有 2A、 5A、或 10A 3 種。 模擬量模塊以通道為單位，一個通道占一個字的地址，由兩個字節(jié)地址組成。按輸出開關(guān)器件的種類又可對應(yīng)分為：晶閘管輸出方式、雙向晶閘管輸出方式、繼電器輸出方式。 SM332 是 S7300 的模擬量輸出模塊 。車間監(jiān)控層可采用 PROFIBUS— FMS 或工業(yè)以太網(wǎng)，該層要求能傳送大容量的信息，對傳送速率要求不高。工業(yè)以太網(wǎng)適用于長距離傳輸大量數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備來連接遠程網(wǎng)絡(luò)。 PROFIBUS 采用主站（ Master）之間的令牌（ Token）傳遞方式和主站與從站之間的主 — 從方式。 語句表（ STL）是一種類似微機匯編語言的文本語言，多條語句組成一個程序段，語句表指令比梯形圖和功能塊圖指令豐富，可以實現(xiàn)梯形圖和功能塊圖不能實現(xiàn)的一些功能。 （ 3） 硬件組態(tài)工具：可以利用這個工具對 PLC 機架上的各種 硬件模塊進行配置，設(shè)置各種模塊的參數(shù)，例如 CPU 參數(shù)和分布式 I/O 參數(shù)。 （ 1） 組織塊（ OB） 組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用控制掃描循環(huán)和中斷程 的執(zhí)行、 PLC 的啟動和錯誤處理等。 （ 4） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊包含系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)，例如硬件模塊參數(shù)和通信連接參數(shù)。在項目窗口中雙擊 Hardware 就可對其進行配置。在程序中使用的局部變量，操作系統(tǒng)會自動加上 標記，對于在整個程序中都可調(diào)用的全局變量，操作系統(tǒng)自動加上“”標記。 八、 使用多重背景編程 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 15 在用戶程序中使用多重背景可以減少背景數(shù) 據(jù)塊數(shù)量。