現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)設(shè)計方案(編輯修改稿)
2025-06-10 06:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 32個橙色指示燈為實驗對象。燈和按鈕信號連接到2個數(shù)字I/O模塊SM323中，每個SM323模塊包含16路DI和16路DO。SM331和分布式I/O模塊ET200M直接相連，ET200M掛接到PROFIBUSDP總線上，PROFIBUSDP總線上掛接有控制器CPU3152 DP（CPU3152 DP為PROFIBUSDP總線上的DP主站），從而實現(xiàn)現(xiàn)場離散I/O信號與CPU之間的信號傳輸。32個按鈕按從上到下，從左到右的順序，～、～、～、～；32個指示燈按從上到下，～、～、～、～。 設(shè)計的基本目標(biāo)是通過PROFIBUSDP總線實現(xiàn)走廊燈的控制，即兩個開關(guān)可以對一盞燈的亮滅進行控制。 具體要求為應(yīng)用STEP 7軟件進行系統(tǒng)硬件組態(tài)，并采用梯形圖語言編程；應(yīng)用WINCC組態(tài)軟件對系統(tǒng)進行界面組態(tài)設(shè)計。（WINCC軟件的使用說明參見附錄二）四、設(shè)計內(nèi)容與步驟分析PROFIBUS 離散I/O控制系統(tǒng)的工作原理和組成，確定硬件配置。確定軟件控制策略，分配變量。依次接通控制系統(tǒng)各電源。啟動STEP 7軟件，新建項目。在STEP 7中完成硬件組態(tài)。過程和實驗一相同在STEP 7中編寫“走廊燈控制系統(tǒng)”的梯形圖程序。下裝硬件組態(tài)和程序到PLC控制器中。啟動WINCC軟件，新建項目。在WINCC軟件中完成組態(tài)界面的設(shè)計及變量定義。此過程參考實驗一即可功能測試及修改。3. PROFIBUS液位監(jiān)控界面設(shè)計一、實驗?zāi)康恼莆誔ROFIBUS液位控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成。了解過程控制人機界面設(shè)計的主要內(nèi)容和方法。掌握監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC的基本組態(tài)方法。掌握使用WinCC的模擬器測試項目的基本方法。二、實驗設(shè)備1. THPCAT2型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗裝置。2. 計算機及監(jiān)控組態(tài)軟件WinCC。3. 萬用電表一只。三、實驗原理 實驗要求選取液位控制工程為實驗項目，通過分析實驗裝置組成，用WinCC軟件建立監(jiān)控界面，并用模擬器測試項目的運行狀況。WinCC軟件的使用說明參見附錄二。實現(xiàn)的基本功能應(yīng)包括過程畫面顯示、儀器儀表的名稱或符號文本顯示、液位測量值、設(shè)定值、以及輸出參數(shù)指示?？蛇x功能包括實時曲線、歷史曲線、數(shù)據(jù)報表、報警設(shè)置等。四、實驗內(nèi)容與步驟系統(tǒng)分析，確定界面設(shè)計內(nèi)容。啟動WinCC軟件，新建項目。添加通信驅(qū)動程序。建立WinCC內(nèi)部變量。建立過程變量（外部變量）。建立并編輯過程畫面。編輯過程畫面中對象的屬性。啟動軟件變量模擬器測試項目。五、實驗報告內(nèi)容要求實驗的目的、內(nèi)容及目標(biāo)。實驗原理及結(jié)構(gòu)框圖。變量定義表。設(shè)計畫面及參數(shù)、屬性設(shè)置。設(shè)計步驟。測試現(xiàn)象及問題分析。4. 交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計一、設(shè)計目的掌握通過PROFIBUSDP總線讀取/控制開關(guān)量的原理與方法。掌握PROFUBUS開關(guān)量I/O系統(tǒng)的硬件配置方案。掌握STEP 7軟件的編程應(yīng)用流程。熟悉基本的PLC梯形圖編程語言。 掌握WINCC軟件的使用方法。二、實驗設(shè)備1. THPCAT2型現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)實驗裝置（控制柜內(nèi)部分）。2. 計算機及編程軟件STEP WINCC。3. 萬用電表一只。三、設(shè)計題目及要求 如右圖所示,選取現(xiàn)場總線控制柜中的32個綠色按鈕和32個橙色指示燈為實驗對象。燈和按鈕信號連接到2個數(shù)字I/O模塊SM323中，每個SM323模塊包含16路DI和16路DO。SM331和分布式I/O模塊ET200M直接相連，ET200M掛接到PROFIBUSDP總線上，PROFIBUSDP總線上掛接有控制器CPU3152 DP（CPU3152 DP為PROFIBUSDP總線上的DP主站），從而實現(xiàn)現(xiàn)場離散I/O信號與CPU之間的信號傳輸。32個按鈕按從上到下，從左到右的順序，～、～、～、～；32個指示燈按從上到下，～、～、～、～。 設(shè)計的目標(biāo)是通過PROFIBUSDP總線實現(xiàn)用指示燈來模擬交通燈的運行，具體功能可自定義，比如紅綠燈各亮幾秒等。 本設(shè)計要求應(yīng)用STEP 7軟件，采用梯形圖語言編程，WINCC軟件設(shè)計交通燈界面圖。四、設(shè)計內(nèi)容與步驟分析PROFIBUS 離散I/O控制系統(tǒng)的工作原理和組成，確定硬件配置。確定軟件控制策略，分配變量。依次接通控制系統(tǒng)各電源。啟動STEP 7軟件，新建項目。在STEP 7中完成硬件組態(tài)。在STEP 7中編寫“交通控制系統(tǒng)”的梯形圖程序。下裝硬件組態(tài)和程序到PLC控制器中。WINCC軟件編寫界面，組態(tài)紅綠燈，功能測試及修改。這個程序的思想和我第一實驗的思想很想，也是用到了延時器和定時器，只是延時和定時的時間有所改變。附錄一：編程軟件STEP 7應(yīng)用介紹控制系統(tǒng)的下位機編程軟件采用SIEMENS公司的下位編程軟件STEP 7。一、STEP 7簡介STEP 7是用于SIMATIC S7300/400站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語句表。它是SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。STEP 7以其強大的功能和靈活的編程方式廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，總體說來，它有如下功能特性：216。 可通過選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進行擴展216。 為功能摸板和通信處理器賦參數(shù)值216。 強制和多處理器模式216。 全局?jǐn)?shù)據(jù)通信216。 使用通信功能塊的事件驅(qū)動數(shù)據(jù)傳送216。 組態(tài)連接二、STEP 7的安裝將STEP 7 CD放入PC機的CDROM驅(qū)動器，安裝程序?qū)⒆詣訂?，根?jù)安裝程序界面的提示即可安裝完畢。如果安裝程序沒有自動啟動，可在CDROM的以下路徑中找到安裝程序〈驅(qū)動器〉：/Step 7/Disk1/.一旦安裝完成并已重新啟動計算機，“SIMATIC Manager(SIMATIC管理器)” 的圖標(biāo)將顯示在Windows桌面上。三、STEP 7的硬件配置和程序結(jié)構(gòu) 一般來說，要在STEP 7中完成一個完整自動控制項目的下位機程序設(shè)計，要經(jīng)過設(shè)計自動化任務(wù)解決方案、生成項目、組態(tài)硬件，生成程序、傳送程序到CPU并調(diào)試等步驟，其流程圖如圖13所示。圖13 程序設(shè)計流程圖從其流程圖來看，設(shè)計自動化任務(wù)解決方案是首要的，它是根據(jù)實際項目的要求進行設(shè)計，本實驗指導(dǎo)書對此不做過多地闡述。在生成項目和傳送程序到CPU并調(diào)試步驟之間，有先組態(tài)硬件后生成程序和先生成程序后組態(tài)硬件兩種方案可供選擇，兩種方案本質(zhì)都是一樣的，設(shè)計者可根據(jù)具體情況和自己的習(xí)慣來選擇其中一種。下面，我們就選擇第一種方案，從生成項目開始，逐步介紹如何完成一個自動化控制項目的下位機程序設(shè)計。（一）生成項目1．雙擊桌面上的“SIMATIC Manager”圖標(biāo)，則會啟動STEP 7管理器及STEP 7新項目創(chuàng)建向?qū)鐖D14所示。圖14 STEP 7新項目創(chuàng)建向?qū)?．按照向?qū)Ы缑嫣崾荆c擊“NEXT”，選擇好CPU型號，本示例選擇的CPU型號為CPU3152DP，設(shè)置CPU的MPI 地址為2，點擊“NEXT”，在出現(xiàn)的界面中選擇好你所熟悉的編程語言（有梯形圖、編程指令、流程圖等可供選擇），點擊“FINISH”，項目生成完畢，啟動后STEP 7管理器界面如圖15所示。圖15 STEP 7管理器界面（二）組態(tài)硬件硬件組態(tài)的主要工作是把控制系統(tǒng)的硬件在STEP 7管理器中進行相應(yīng)地配置，并在配置時對模塊的參數(shù)進行設(shè)定。1．鼠標(biāo)左鍵單擊STEP 7管理器左邊
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