【正文】 障上電RUN自診斷通訊輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新河北 聯(lián)合 大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 第 10 頁(yè) 共 42 頁(yè) S7300 簡(jiǎn)介 PLC 選型依據(jù) ： 1)具有足夠大的暫存器空間且獨(dú)家提供檔案暫存器空間，保證系統(tǒng)的配料配方量足夠多足夠大，透過(guò)專用指令操作保證配方的絕對(duì)安全 2)通訊功能強(qiáng)大，通訊協(xié)議編程簡(jiǎn)單方便 3)可擴(kuò)展多個(gè)通訊口，為系統(tǒng)延伸控制與聯(lián)網(wǎng)提供硬件支持 4)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，運(yùn)行可靠穩(wěn)定性要好 (1)概述 西門(mén)子 S7300 可編程序控制器是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展，能滿足中等性能要求。 S7300通過(guò)分布式的主機(jī)架 (CR)和 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 (ER)，可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。 SIMATIC 人機(jī)界面 ((HMI)從 S730O 中取得數(shù)據(jù)， S7300按用戶指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。 ③ 多點(diǎn)接口 (MPI)集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、 PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他 SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 （ 2）存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。為防止外部高壓電源因誤操作而引入 PLC，對(duì)輸入和輸出 信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。 CPU 響應(yīng)哪個(gè)事件，操作系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用該事件的組織塊 OB。它可以裝載中等規(guī)模的程序，并具有中等的指令執(zhí)行速度。 A/D 轉(zhuǎn)換部件是模塊的核心，其轉(zhuǎn)換原理采用積分方法。 S7300 模擬輸入模塊的輸入測(cè)量值范圍很寬，可直接輸入電壓、電流、電阻、熱電偶等信號(hào)。在輸出電壓時(shí)，可以采用 2線回路和 4線回路兩種方式與負(fù)載相連。 圖 11為 PS307 2A模塊端子接線圖。其選擇準(zhǔn)則是電源模塊的輸出功率必須大于 CPU 模塊與所有 I/0 模塊之和。 ② 采用總線結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。 ⑨ 開(kāi)放性好，兼容性好，吸收了 PC 機(jī)的全部功能，可直接運(yùn)行 PC機(jī)的各種應(yīng)用軟件。其主要特點(diǎn)是：工作溫度 0600C；裝有“看門(mén)狗”計(jì)時(shí)器；低功耗，最大時(shí)為 5V/。它包括：模擬量輸入通道（ AI） , 開(kāi)關(guān)量輸入通道（ DI），模擬量輸出通道（ AO）和開(kāi)關(guān)量輸出通道（ DO）。 （ 5） 通信設(shè)備 規(guī)模較大的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，其控制和管理也較復(fù)雜，往往需用幾臺(tái)或幾十臺(tái)微機(jī)才能分級(jí)完成控制和管理任務(wù)。實(shí)時(shí)日歷鐘在電源掉電時(shí)仍應(yīng)正常工作。 首先，將 MPI網(wǎng)卡 CP5613插入 PC 機(jī)上并不固定好，然后，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，在 PC機(jī)的控制面板中雙擊 “Setting PG/PC interface” 圖表，彈出窗口中就會(huì)顯示已安裝的網(wǎng)卡 。 河北 聯(lián)合 大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 第 22 頁(yè) 共 42 頁(yè) ③ 國(guó)內(nèi)老牌工控機(jī)廠商： 主要有康拓、華控、同維、華遠(yuǎn)等，機(jī)型及性能略顯落后，市場(chǎng) 定位低。 ⑥ 顯卡 常配 PCI4M , 若顯示要求高時(shí)也可選配 PCI8M,16M 顯卡。此機(jī)箱包括一個(gè)通用 14 槽無(wú)源底板、帶 PFC（功率因數(shù)補(bǔ)償）電源的高效 300 W ATX 和易于維護(hù)的 雙冷卻風(fēng)扇。隨著這些系統(tǒng)能力的增強(qiáng)，作為信息采集系統(tǒng)的前端單元，傳感器的作用越來(lái)越重要。成形后的信號(hào)隨后轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，并輸入到微處理器。傳感器可以直接接觸被測(cè)量對(duì)象，也可以不接觸。 稱重傳感器 （ 1） 稱重傳感器的介紹 稱重傳感器是皮帶秤力與電轉(zhuǎn)換的核心部件，稱重傳感器按變換原理分類。對(duì)于一般衡器來(lái)講，在計(jì)算稱重傳感器最大稱量值時(shí)可以不考慮承載器的自重值，因?yàn)槠湔己馄骺傒敵鲂盘?hào)量的一小部河北 聯(lián)合 大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 第 27 頁(yè) 共 42 頁(yè) 分，平均到每個(gè)傳感器上就更少了。衡器的每個(gè)檢定分度值輸出信號(hào)大于稱重儀表最高輸入靈敏度時(shí)，衡器能夠正常工作。 稱重傳感器準(zhǔn)確度是由許多指標(biāo)構(gòu)成的，當(dāng)最終確定一只傳感器為某一個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí)，是按許多測(cè)試結(jié)果中最大的誤差值，作為此傳感器的準(zhǔn)確度等級(jí)的依據(jù)，而其他測(cè)試項(xiàng)目的誤差可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于該等級(jí)的值。 但對(duì)于一些特殊衡器，稱重量占總輸出信號(hào)的一小部分時(shí)就不得不考慮承載器自重值。 電阻應(yīng)變式稱重傳感器是基于這樣一個(gè)原理：彈性體（彈性元件，敏感梁）在外力作用下產(chǎn)生彈性變形，使粘貼在他表面的電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）也隨同產(chǎn)生變形，電阻應(yīng)變片變形后，它的阻 值將發(fā)生變化（增大或減?。瑢?shí)驗(yàn)證明，在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對(duì)變化與應(yīng)變成正比，再經(jīng)相應(yīng)的測(cè)量電路把這一電阻變化轉(zhuǎn)換為便于利用的電信號(hào)（電壓或電流），電橋測(cè)量電路是進(jìn)行這種變換的常用方法，從而完成了將外力變換為電信號(hào)的過(guò)程。物理傳感器應(yīng)用的是物理效應(yīng)，諸如壓電效應(yīng)，磁致伸縮現(xiàn)象，離化、極化、熱電、光電、磁電等效應(yīng)。按這種理解，傳感器還包含了信號(hào)成形器的電路部分。 最廣義地來(lái)說(shuō)，傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號(hào)的器件。帶有兩個(gè)高 CFM 風(fēng)扇的先進(jìn)冷卻系統(tǒng)能夠提供充足的氣流來(lái)冷卻系統(tǒng)的主要部件。 ⑧ 功能卡 Ⅰ Moxa 卡 實(shí)現(xiàn)串口通訊， RS232 方式為近距離通訊（理論 15 米）， RS422/485 方式可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊（ 不加中繼）， PCI/ISA 總線接口，可選 4/8 端口。 ⑤ 其他國(guó)外品牌： 主要有美國(guó) ICS、德國(guó)西門(mén)子、日本康泰克等、產(chǎn)品可靠性好、市場(chǎng)定位高。 （ 3）在 Wincc 通訊連接參數(shù)設(shè) 選擇 MPI通訊協(xié)議并按右鍵選擇“ System parameter”進(jìn)入系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置界面 （ 4） 在 WINCC 上建立通訊連接 選擇 MPI 通訊驅(qū)動(dòng)并按右鍵選擇 “New driver connection” 建立一個(gè)連接，如果連接多個(gè) CPU，每連接一個(gè) CPU 就需要建立一個(gè)連接，所能連接的 CPU的數(shù)量與上位機(jī)所用網(wǎng)卡有關(guān)，例如 CP5611 所能支持的最大連接數(shù)是 8 個(gè)，網(wǎng)卡的連接數(shù)可以在手冊(cè)中查找。 MPI 是多點(diǎn)接口（ Multi Point Interface ）的簡(jiǎn)稱， MPI 的物理層是 RS485，通過(guò) MPI 能同時(shí)連接運(yùn)行 STEP 7 的編程器、計(jì)算機(jī)、人機(jī) 界面 (HMI)及其他 SIMATIC S7， M7 和 C7。為此，由通信設(shè)備將系統(tǒng)中的微機(jī)互連起來(lái)，構(gòu)成控制與管理網(wǎng)絡(luò)。操作設(shè)備一般由 CRT顯示器（或其他顯示器）、鍵盤(pán)、開(kāi)關(guān)和指示燈等構(gòu)成。 IPC 的硬件組成 微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)硬件主要有主機(jī)，過(guò)程輸入輸出通道（設(shè)備），常規(guī)外部設(shè)備，通信設(shè)備，操作設(shè)備，系統(tǒng)支持設(shè)備的組成?？刹捎脽o(wú)源母板（底板），方便系統(tǒng)升級(jí)。 ③ 機(jī)箱內(nèi)裝有雙風(fēng)扇，正壓對(duì)流排風(fēng)，并裝有濾塵網(wǎng)用以防塵。 考慮到電源應(yīng)留有一定 的余量，所以電源模塊應(yīng)選 PS307 (2A) [4]。在組建 S7300應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，考慮每塊模塊的電流耗量和功率損耗是非常必要的 . 河北 聯(lián)合 大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 第 17 頁(yè) 共 42 頁(yè) 一個(gè)實(shí)際的 S7300 PLC系統(tǒng)，確定所有的模塊后，要選擇合適的電源模塊，所選定的電源模塊的輸出功率必須大于 CPU模塊、所有 I/O模塊、各種智能模塊等總消耗功率之和，并且要留有 30％左右的裕量。 模擬量輸出 (簡(jiǎn)稱模出 (AO))模塊 SM332目前有三種規(guī)格型號(hào)，即 4AO l2位模 塊、 2AO 12位模塊和 4AO l6位模塊，分別為 4通道的 12位模擬量輸出模塊、 2通道的 12位模擬量輸出模塊、 4通道的 16位模擬量輸出模塊。模塊上需接 24VDC 的負(fù)載電壓 L+，有反接保護(hù)功能。積分時(shí)間越長(zhǎng)，被測(cè)值的精度越高。 PLC 數(shù)字量輸入 /輸出模塊的選型與線路連接 在皮帶秤配料自動(dòng)控制系統(tǒng)中，由于 PLC 的 CPU 本身沒(méi)有輸入輸出接口，需要使擴(kuò)展模塊作為系統(tǒng)的 I/O 口。128 個(gè)功能調(diào)用 FC (0127)。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 PLC 的選型要點(diǎn) 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 ⑤ 診斷功能 :CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件 (例如 :超時(shí)，模塊更換，等等 )。 （ 3） S7300 的類型 CPUPS SM SM SM SM SMSMSM SM河北 聯(lián)合 大學(xué) 學(xué)士學(xué)位論文 第 11 頁(yè) 共 42 頁(yè) ① 標(biāo)準(zhǔn)型 :溫度范圍從 0℃到 60 ℃ ②環(huán)境條件擴(kuò)展型 :溫度范圍從 25℃ 到 +60℃更強(qiáng)的耐 受振動(dòng)和污染特性。 S7300 組成如圖 7 所示。一個(gè)周期等于自診斷、通訊、輸入 采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間之和。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器 ③ 電源 PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。本章對(duì)配料系統(tǒng)中的可編程控制器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，并對(duì)可編程控制器 S7300 的各個(gè)模塊進(jìn)行了細(xì)致的選型及設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)控制流程的方式主要分兩種： (1)通過(guò) STEP7 編寫(xiě)好的程序由 PLC 按照設(shè)定的值進(jìn)行 PID 控制。每一路上料的實(shí)際多少是由稱重傳感器測(cè)量，將測(cè)得的數(shù)據(jù)送到 PLC 由預(yù)先使用 STEP7 編寫(xiě)好的程序進(jìn)行處理，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是相乘的關(guān)系，這樣可以得到每一路每一個(gè)小時(shí)下料的噸位。 所以，基于以上優(yōu)點(diǎn)，我們用 PLC 實(shí)現(xiàn) 皮帶秤 配料系統(tǒng)是非常必要的?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便。 落后的配料設(shè)備不僅效率低，而且配料不準(zhǔn)，手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進(jìn)一步提高。有高級(jí)語(yǔ)言支持，編程效率高，可移植性好的優(yōu)點(diǎn)。 電子皮帶秤，由秤架，測(cè)速傳感器，高精度測(cè)重傳感器，電子皮帶秤控制顯示儀表等組成，能對(duì)固體物料進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)計(jì)量 皮帶秤 配料控制系統(tǒng)可以分為三種實(shí)現(xiàn)形式： （ 1）以繼電器，接觸器等電器設(shè) 備來(lái)完成每一步的順序控制。對(duì)每一測(cè)量周期進(jìn)行累計(jì)，即可得到皮帶上連續(xù)通過(guò)的物料總量。 滾輪皮帶秤 由重力傳遞系統(tǒng)、滾輪、計(jì)數(shù)器和速度盤(pán)組成。leather belt steelyard 第 I 頁(yè) 共 42 頁(yè) 目 錄 摘 要 ....................................................................................................................................... I Abstract ......................................................................................................................................II 引 言 .......................................................................................................................................... 1 1 緒 論 ...................................................................................................................................... 2 皮帶秤配料自動(dòng)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 ......................................................................................... 2 問(wèn)題的提出及解決方案 ................................................................................................... 3 2 皮帶秤配料系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 5 ................................................................................................. 5 系統(tǒng)整體工作框圖 .......................................................................................................... 5 3 皮帶秤配 料系統(tǒng)中的