【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 到 CPU； （ 2） 接收溫度傳感器、壓強(qiáng)傳感器、液位傳感器輸入的溫度、壓力、液位數(shù)據(jù)， 對(duì)加熱爐的整套實(shí)施控制。 送料控制模塊：采集液位、壓力、時(shí)間 信息輸送到 CPU 并進(jìn)行需要的控制 。 加熱反應(yīng)過程控制模塊：采集溫度、時(shí)間 信息輸送到 CPU 并進(jìn)行需要的控制。 泄放控制模塊：采集液位、壓力 信息輸送到 CPU 并進(jìn)行需的控制。 S7200 PLC CPU 222 送料控制 泄放控制 加熱反應(yīng)過程控制 電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 第二章 硬件設(shè)計(jì) 功能模塊設(shè)計(jì) 芯片介紹 微控制器 CPU 的選擇 選擇西門子 S7200系列 PLC作為 加熱爐 控制系統(tǒng)的控制主機(jī)。在西門子 S7200系列 PLC 中有 CPU22 CPU22 CPU22 CPU226 等。 加熱爐 控制系統(tǒng)總共有 6 個(gè)數(shù)字量輸入， 5 個(gè)數(shù)字量輸出，共需 11個(gè) I/O 口，根據(jù) I/O 口數(shù)及程序容量，選擇西門子系列中具有 8 個(gè)數(shù)字量輸入， 6個(gè)數(shù)字量輸出的 CPU222作為本控制系統(tǒng)的主機(jī)。 壓力傳感器 力學(xué)傳感器的種類繁多，如電阻應(yīng)變片壓力傳感器、半導(dǎo)體應(yīng)變片壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器、諧振式壓 力傳感器及電容式 微控制器 S7200 PLC CPU 222 溫度采集 壓力采集 液位采集 按鈕輸入 驅(qū)動(dòng)輸出 負(fù)載 電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 加速度傳感器等。但應(yīng)用最為廣泛的是壓阻式壓力傳感器，它具有極低的價(jià)格和較高的精度以及較好的線性特性 。 壓阻式壓力傳感器是利用單晶硅材料的壓阻效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可以轉(zhuǎn)變?yōu)榱Φ淖兓钠渌锢砹浚ㄈ缫何弧⒓铀俣?、重量、?yīng)變、流量、真空度）的測(cè)量和控制 。 選擇力學(xué)傳感器中 壓阻式壓力傳感器作為本控制系統(tǒng)的壓力采集 溫度傳感器 溫度傳感器有四種主要類型熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測(cè)器 RTD 和 IC溫度傳感器。 IC 溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字 輸出兩種類 ，工作方式有接觸和非接觸兩種， 接觸式溫度傳感器的檢測(cè)部分與被測(cè)對(duì)象有良好的接觸又稱溫度計(jì)； 非接觸式溫度傳感器它的敏感元件與被測(cè)對(duì)象互不接觸， 又稱非接觸式測(cè)溫儀表 。 非接觸測(cè)溫優(yōu)點(diǎn)： 測(cè)量上限不受感溫元件耐溫程度的限制， 因而對(duì)最高可測(cè)溫度原則上沒有限制。對(duì)于 1800℃以上的高溫主要采用非接觸測(cè)溫方法。隨著紅外技術(shù)的發(fā)展輻射測(cè)溫逐漸由可見光向紅外線擴(kuò)展 700℃以下直至常溫都已采用 且分辨率很高 。本設(shè)計(jì) 要對(duì)溫度上下數(shù)據(jù)采集 ， 采用 非 接觸式溫度傳感器。 液位傳感器 液位傳感器可分為兩大類： 第 一類為接觸式： 包括單法蘭靜壓 /雙法蘭差壓液位變送器，浮球式液位變送器，磁性液位變送器，投入式液位變送器，電動(dòng)內(nèi)浮球液位變送器，電動(dòng)浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁致伸縮液位變送器，侍服液位變送器等。 第二類為非接 觸式： 分為超聲波液位變送器，雷達(dá)液位變送器等 。本設(shè)計(jì)由于 要對(duì) 上下液位的 數(shù)據(jù) 采集 采用接觸式 電容式液位變送 傳感器 。 電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) I/O 地址 分配 加熱爐加熱 控制設(shè)計(jì)中，需要 6 個(gè)輸入點(diǎn)和 5個(gè)輸出點(diǎn)，其輸入 /輸出分配表如 表 23所示 表 23 輸入 /輸出分配表 輸入 輸出 功能 元件 PLC 地址 功能 元件 PLC 地址 啟動(dòng)按鈕 SB1 排氣閥 Y1 停止按鈕 SB2 進(jìn)氣閥 Y2 高液位 SL1 氮?dú)忾y Y3 低液位 SL2 泄放閥 Y4 溫度傳感器 ST 加熱器 EH 壓力傳感器 SP I/O 接線圖 加熱爐運(yùn)動(dòng)控制的 I/O 接線圖如圖 24所示 電氣控制與可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 第三章 程序設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)思路 程序包括主程序若干子程序，系統(tǒng)每一 個(gè)相應(yīng)的功能都對(duì)應(yīng)有一個(gè)子程序，在編寫程序時(shí)每一功能都分開編寫，通過主程序的調(diào)用使它們串聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)其功能。在編寫程序前先畫出其流程圖，然后根據(jù)流程圖寫出其源程序。 程序設(shè)計(jì)工具簡(jiǎn)介 STEP 7 MicroWIN SP6 的功能和操作 簡(jiǎn)介 STEP7 編程軟件的使用 STEP7 編程軟件是專為西門子公司 S7200 系列小型機(jī)而設(shè)計(jì)的編程工具軟件，使用該軟件可根據(jù)控制系統(tǒng)的要求編制控制程序并完成與 PLC 的實(shí)時(shí)通信，進(jìn)行程序的下載與 上傳及在線監(jiān)控 。 ． STEP7Micro/WIN 的窗口組件 1. 操作欄顯示編程特性的按鈕控制群組： “視圖”：選擇該類別，為程序塊、符號(hào)表，狀態(tài)圖，數(shù)據(jù)塊，系統(tǒng)塊，交叉參考及通訊顯示按鈕控制。 “工具”：選擇該類別，顯示指令向?qū)?、文本顯示向?qū)?、位置控制向?qū)А?EM 253 控制面板和調(diào)制解調(diào)器擴(kuò)展向?qū)У陌粹o控制。 注釋：當(dāng)操作欄包含的對(duì)象因?yàn)楫?dāng)前窗口大小無法顯示時(shí)，操作欄顯示滾動(dòng)按鈕，使您能向上或向下移動(dòng)至其他對(duì)象 。 2. 指令樹 提供所有項(xiàng)目對(duì)象和為當(dāng)前程序編輯器（ LAD、 FBD 或 STL）提供的所有指令的樹型視圖。用戶可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“項(xiàng)目”部分的文件夾，插入附加程序組織單元（ POU）；也可以用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊單個(gè) POU，打開、刪除、編輯其屬性表，用密碼保護(hù)或重命名子程序及中斷例行程序?？梢杂檬髽?biāo)右鍵點(diǎn)擊樹中“指令”部分的一個(gè)文件夾或單個(gè)指令，以便隱藏整個(gè)樹。一旦打開指令文件夾，就可以拖放單個(gè)指令或雙擊，按照需要自動(dòng)將所選指令插入程序編輯器窗口中的光標(biāo)位置?？梢詫⒅噶钔戏旁凇捌谩彪姎饪刂婆c可編程控制器課程設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 文件夾中，排列經(jīng)常使用的指令。 交叉參考 允許 用戶檢視程序的交叉參考和組件使用信息。 數(shù)據(jù)塊 允許用戶顯示和編輯數(shù)據(jù)塊內(nèi)容。 狀態(tài)圖窗口 允許用戶將程序輸入、輸出或變量置入圖表中，以便追蹤其狀態(tài)。您可以建立多個(gè)狀態(tài)圖，以便從程序的不同部分檢視組件。每個(gè)狀態(tài)圖在狀態(tài)圖窗口中有自己的標(biāo)簽。 符號(hào)表／全局變量表窗口 允許用戶分配和編輯全局符號(hào)（即可在任何 POU 中使用的符號(hào)值，不只是建立符號(hào)的 POU）。您可以建立多個(gè)符號(hào)表?？稍陧?xiàng)目中增加一個(gè) S7200 系統(tǒng)符號(hào)預(yù)定義表。 輸出窗口 在用戶編譯程序時(shí)提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，可 雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。當(dāng)您編譯程序或指令庫(kù)時(shí)，提供信息。當(dāng)輸出窗口列出程序錯(cuò)誤時(shí)，您可以雙擊錯(cuò)誤信息，會(huì)在程序編輯器窗口中顯示適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)。 狀態(tài)條 提供用戶在 STEP 7Micro/WIN 中操作時(shí)的操作狀態(tài)信息。 程序編輯器窗口 包含用于該項(xiàng)目的編輯器（ LAD、 FBD 或 STL）的局部變量表和程序視圖。如果需要，用戶可以拖動(dòng)分割條，擴(kuò)展程序視圖，并覆蓋局部變量表。當(dāng)您在主程序一節(jié)（ MAIN）之外，建立子程序或中斷例行程序時(shí)，標(biāo)記出現(xiàn)在程序編輯器 窗口的底部?？牲c(diǎn)擊該標(biāo)