【正文】 設(shè)計(jì)組件的裝配圖和接線圖，設(shè)計(jì)制作電氣控制柜，操作臺(tái)，進(jìn)行 PLC 的安裝和配線。PLC 的外圍電路包括 I/O 接口電路，電源電路，接地電路，執(zhí)行器的主電路和一些不進(jìn)入 PLC 的控制保護(hù)電路?？刂票Ｗo(hù)電路包括為了提高控制可靠性的原繼電器接觸器控制系統(tǒng)的一些互鎖，限位零壓，過(guò)載等控制與保護(hù)環(huán)節(jié)，以及一些由非繼電器組成的電路。在采用 PLC 控制后，原繼電器接觸器電路的大部分都要互鎖。采用 Protel99se 繪制縱拉部分電氣原理圖。見(jiàn)附圖一、二 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC 選用西門子 S7400。它的特點(diǎn)是運(yùn)算速度快，一個(gè)掃描周期小于 10ms；控制模板功能齊備、性能優(yōu)異、可擴(kuò)展性好、配件有保證。生產(chǎn)線中各種邏輯關(guān)系的運(yùn)算和控制以及壓力、張力、位置、溫度、拉伸比、速度鏈的控制均由 PLC 完成。 PLC 控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則（1）能夠滿足控制對(duì)象的工藝要求；（2）能夠照工藝流程的準(zhǔn)確并且可靠的工作；（3）能夠構(gòu)成簡(jiǎn)單、實(shí)用的系統(tǒng)；（4）系統(tǒng)易操作、調(diào)整、維護(hù)、檢修方便；（5）設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)、能夠充分發(fā)揮 PLC 的控制的優(yōu)點(diǎn)； 選用 PLC 的依據(jù)（1）現(xiàn)場(chǎng)處于工業(yè)環(huán)境，而又要求控制系統(tǒng)具有較高的可靠性；桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 18 頁(yè) 共 37 頁(yè)（2）控制對(duì)象的工藝流程比較復(fù)雜，邏輯控制部分采用繼電器控制難度大；（3）輸入、輸出量以開(kāi)關(guān)為主，也可以有部分模擬量；（4）總線點(diǎn)數(shù)達(dá) 10 點(diǎn)以上就可以考慮選用 PLC；（5）有較大的工藝變化或控制系統(tǒng)擴(kuò)展的可能性；圖 8 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟（6）系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，能夠在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行；（7）現(xiàn)場(chǎng)人員有條件掌握 PLC 技術(shù)； PLC 控制系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟（1）對(duì)控制系統(tǒng)對(duì)象進(jìn)行分析在對(duì)一個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)之前，先進(jìn)行調(diào)查，明確控制對(duì)象的工藝過(guò)程、工作特點(diǎn)，明確控制的各個(gè)階段的特點(diǎn)，以及各個(gè)階段之間的轉(zhuǎn)換條件。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 19 頁(yè) 共 37 頁(yè)（2）PLC 的選擇PLC 的選擇包括功能選擇、I/O 選擇和內(nèi)存估計(jì)三項(xiàng)內(nèi)容。①功能選擇當(dāng)前的 PLC 均能夠適合一般的控制系統(tǒng)要求。在選擇時(shí)，主要考慮 I/O 模板擴(kuò)展模塊 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊、計(jì)數(shù)模塊及指令功能、中斷功能和外設(shè)的通信功能。②I/O 點(diǎn)數(shù)的確定盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)、在可能的條件下應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)牧粲杏嗔?。③進(jìn)行內(nèi)存估計(jì)在縱拉部分 PLC 選用 CPU 3152 DP，溫度控制選用 FM355 溫度閉環(huán)控制功能模塊，數(shù)字輸入選用 DI32xDC24V，含有 32 點(diǎn) 24V 直流輸入，數(shù)字輸出選用 DO16xRel. AC120V/230V，模擬輸入選用 AI2x12Bit。 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)主要是根據(jù)控制要求，把工藝流程圖轉(zhuǎn)換成梯形圖。除將繼電器梯形圖直接轉(zhuǎn)換成 PLC 梯形圖，以及一些較常用的、典型的程序單元之外，較復(fù)雜的控制可以按照反映工藝流程的控制流程圖實(shí)現(xiàn)。 PLC 編程軟件 STEP7STEP7 軟件編程界面如下：圖 9 STEP7 軟件編程界面其中各個(gè)項(xiàng)目是分層管理的桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 20 頁(yè) 共 37 頁(yè)項(xiàng)目為針對(duì)ＰＬＣ網(wǎng)絡(luò)所指定的總體控制方案，它可以管轄多個(gè)站與ＭＰＩ網(wǎng)絡(luò)連接的節(jié)點(diǎn)，以組成ＰＬＣ網(wǎng)絡(luò)。站是組態(tài)硬件的起點(diǎn)。 代表機(jī)架的組態(tài)表本生產(chǎn)線縱拉部分的 PLC 控制模塊的排列為圖 11 PLC 控制模塊的排列通過(guò)組態(tài)，可以模擬出實(shí)際的硬件設(shè)備。在機(jī)架中，挨著 CPU 布置模塊，可以組圖 10桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 21 頁(yè) 共 37 頁(yè)態(tài)的機(jī)架的數(shù)目取決于所使用的 CPU。和在實(shí)際設(shè)備中的操作一樣，可以使用 STEP 7 排列模塊。區(qū)別在于，在 STEP 7中，機(jī)架是用組態(tài)表來(lái)表示的，該表的行數(shù)等于機(jī)架中用于插入模塊的插槽數(shù)。組態(tài)表對(duì)應(yīng)于所用的機(jī)架。STEP 7 會(huì)自動(dòng)將機(jī)架編號(hào)放到名字前面的括號(hào)中。如下：(0) UR 對(duì)應(yīng)中央機(jī)架(通用機(jī)架)編號(hào) 0。圖 12 組態(tài)結(jié)構(gòu) 組態(tài)的步驟在硬件目錄中選擇一個(gè)硬件組件，通過(guò)拖放操作，依次將機(jī)架，電源模塊，CPU 3152 DP 的 CPU 模塊，F(xiàn)M 355 S PID Control 溫度閉環(huán)控制模塊，DI32xDC24V 數(shù)字輸入模塊，將選定組 DO16xRel. AC120V/230V 數(shù)字輸出模塊，AI2x12Bit 模擬輸入模塊復(fù)制到站窗口中。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 22 頁(yè) 共 37 頁(yè)圖 13 硬件組態(tài)縱拉部分組態(tài)結(jié)構(gòu)為圖 14 縱拉部分組態(tài) 站窗口的布局所插入/選擇的機(jī)架的細(xì)節(jié)視圖顯示在站窗口的下部。還會(huì)以表單形式顯示模塊的訂貨號(hào)和地址。 裝有模塊的中央機(jī)架的表格結(jié)構(gòu)如下(詳細(xì)視圖)：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 23 頁(yè) 共 37 頁(yè)圖 15 組態(tài)的模塊屬性 PLC 程序各個(gè)部分是以塊的形式調(diào)用的，其中OB1 為主程序，F(xiàn)B為功能塊可以調(diào)用數(shù)據(jù)塊，DB為數(shù)據(jù)塊。圖 16 PLC的程序程序開(kāi)始執(zhí)行時(shí)，先執(zhí)行一次OB100，進(jìn)行復(fù)位，然后進(jìn)入主程序OB1 進(jìn)行運(yùn)行。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 24 頁(yè) 共 37 頁(yè)OB100：SET S ZL_T1_TEMP.COM_RST S ZL_T2_TEMP.COM_RST S ZL_T3_TEMP.COM_RST S ZL_T4_TEMP.COM_RST S ZL_T5_TEMP.COM_RST 從 FM355 中讀取溫度參數(shù)OB35 為溫度中斷程序，OB35 以 100us 的間隔采集溫度，中斷 OB1 主循環(huán)程序，當(dāng)溫度控制程序出現(xiàn)錯(cuò)誤，將支持 OB85 程序。程序見(jiàn)附錄一。本章介紹了薄膜生產(chǎn)線的上位機(jī) WINCC 監(jiān)控軟件，完成塑料薄膜雙向拉伸機(jī)組縱向拉伸機(jī)部分的軟件設(shè)計(jì) 硬件配置上位機(jī)選用DELL OPTIPLEX 755 服務(wù)器 兩臺(tái)；INTEL 酷睿雙核處理器；2G ECC DDR2 內(nèi)存；雙 250G SATA 硬盤；操作系統(tǒng)微軟Windows2022 server；19 寸液晶顯示器。 軟件配置服務(wù)器操作系統(tǒng)微軟Windows2022 server；微軟數(shù)據(jù)庫(kù) SQL SERVER 2022；配置軟件為西門子 8K變量運(yùn)行板；Plc編程軟件Step7。生產(chǎn)線中各種壓力、張力、位置、溫度、拉伸比、速度鏈的參數(shù)設(shè)置和監(jiān)控均在上位機(jī)完成。 主要特點(diǎn) 上位機(jī)系統(tǒng)作為人機(jī)界面，與PLC進(jìn)行通訊，對(duì)PLC中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)生產(chǎn)線的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行歸檔存儲(chǔ)，把整個(gè)生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)以圖形方式方便直觀的顯示在操作者的面前。上位機(jī)為 2 臺(tái)冗余模式，當(dāng)其中一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)另一臺(tái)還可對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控而不影響生產(chǎn)，故障計(jì)算機(jī)排除故障可以自動(dòng)進(jìn)行報(bào)警以及歸檔數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的同步，保證記錄的一致性。操作方便，在過(guò)程畫面中采用彈出窗口設(shè)計(jì)，右鍵單擊設(shè)定值彈出設(shè)定值輸入框，右鍵單擊實(shí)際值可彈出歸檔參數(shù)框，右鍵單擊按鈕彈出開(kāi)關(guān)輸入框。上位機(jī)系統(tǒng)選用西門子WINCC組態(tài)軟件，WINCC有標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口可通過(guò)以太網(wǎng)與整個(gè)工廠的生產(chǎn)管理系統(tǒng)連接，方便系統(tǒng)集成?？刂葡到y(tǒng)有兩條PROFIBUS總線，一條連接變頻器、遠(yuǎn)程I/O；另一條連接上位機(jī)。兩臺(tái)上位機(jī)互為冗余，其中一臺(tái)出問(wèn)題時(shí)通過(guò)另一臺(tái)可以對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線監(jiān)控而不影響生產(chǎn)。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 25 頁(yè) 共 37 頁(yè)圖 17 控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 26 頁(yè) 共 37 頁(yè) 人機(jī)對(duì)話界面概述運(yùn)行wincc軟件，對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)控編程軟件界面為圖 18 Wincc 軟件編程界面打開(kāi)圖形編輯器，編寫上位機(jī)軟件，按控制要求，選擇智能對(duì)象，添加需要監(jiān)控的變量，變量的地址應(yīng)該和Step7 編寫的程序的控制地址一至。完成軟件的設(shè)計(jì)。保存，點(diǎn)擊運(yùn)行出現(xiàn)如下的監(jiān)控界面。運(yùn)行監(jiān)控軟件對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)視調(diào)控。因?yàn)闆](méi)有輸入，各個(gè)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)顯示為 0。圖 19 運(yùn)行 Wincc 監(jiān)控軟件5. 總結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)三個(gè)月，是一次理論和實(shí)際相結(jié)合的設(shè)計(jì)，我在一邊實(shí)習(xí)的同時(shí)一邊準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)，通過(guò)這次經(jīng)歷提高了我的動(dòng)手能力，使我了解了工程上設(shè)計(jì)和桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 27 頁(yè) 共 37 頁(yè)課本上學(xué)習(xí)的是有很大的區(qū)別的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我學(xué)習(xí)和掌握了很多東西，對(duì)以后快速進(jìn)入工作狀態(tài)有很大的幫助。在找資料過(guò)程中，查閱了好多資料，擴(kuò)大了自己的知識(shí)面。對(duì)生產(chǎn)線有了整體的了解，掌握了縱拉部分的電氣控制的設(shè)計(jì)。同時(shí)熟悉了西門子變頻器、PLC的應(yīng)用，對(duì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速有了更加深刻的理解。學(xué)習(xí)了STEP7 編程方法，對(duì)組態(tài)有了一定的認(rèn)識(shí)。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中也遇到了很多的問(wèn)題：對(duì)西門子STEP7 編程語(yǔ)法在靈活運(yùn)用方面還是欠缺。 在以后的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我會(huì)借鑒本次設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)使薄膜雙向拉伸生產(chǎn)線整個(gè)電氣控制系統(tǒng)更加完善。桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 28 頁(yè) 共 37 頁(yè)謝 辭本系統(tǒng)從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)完成歷時(shí)近三個(gè)月，經(jīng)過(guò)張彤老師和賴自源工程師的關(guān)心、指導(dǎo)和幫助以及其他廣大老師、同學(xué)支持終于順利完成。本系統(tǒng)是以繪制電氣控制原理圖和可編程控制器的程序設(shè)計(jì)為主的。不僅要對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的流程有一定的了解，還要熟悉各個(gè)部分是如何協(xié)調(diào)工作的。需要可編程控制器，變頻調(diào)速，電器與控制方面的知識(shí)，在老師和師傅的指導(dǎo)下，通過(guò)自己的努力基本完成了縱拉部分的設(shè)計(jì)，給我以后的工作有了很大的鼓舞！最后，我要再次向所有在制作畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)我給以關(guān)心、支持和指導(dǎo)的老師、朋友和同學(xué)，特別是張彤老師和賴自源工程師表示真誠(chéng)的感謝！??！祝福他們桃李滿天下!!!桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 29 頁(yè) 共 37 頁(yè)參考文獻(xiàn)：[1] 黃賢武,：電子科技大學(xué)出版社 .1999[2] 王兆安,：[3] . 北京：[4] 王永章,杜君文,程國(guó)全. ：高等教育出版社 .2022[5] S7200 系列 PLC ：[6] 孟曉芳，李策，王釪。：[7] 、軟啟動(dòng)器及 PLC ：人民郵電出版社. 2022[8] 原魁，：冶金工業(yè)出版社 .1998[9] 胡斌. 電子線路基礎(chǔ)輕松入門[M]. 北京：人民郵電出版社 . 2022 [10] 馬寧， PLC 和 MM440 ：[11] ：[12] ：人民郵電出版社 .1999[13] ：冶金工業(yè)出版社，1998[14] ：[15] . Oppenheim, A. S. Willsky. Signal and System[M]. PrinticeHall, Inc. 1983桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 30 頁(yè) 共 37 頁(yè)附錄一PLC 控制程序如下：程序段 1：電源程序段 2：急停 1程序段 3：急停 2程序段 4：電機(jī)啟動(dòng)程序段 5：桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 31 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 6：程序段 7：程序段 8：變頻器啟動(dòng)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 32 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 9：程序段 10：程序段 11：程序段 12：穿片電機(jī)啟動(dòng)程序段 13：升降電機(jī) 1升桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 33 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 14：升降電機(jī) 1降程序段 15：升降電機(jī) 2升程序段 16：升降電機(jī) 2降桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 34 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 17：調(diào)用張力顯示OB35 程序：FC3 程序：程序段 1：溫度 1通道程序段 2：溫度 2通道桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 35 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 3：溫度 3通道程序段 4：溫度 4通道程序段 5：溫度 5通道桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 36 頁(yè) 共 37 頁(yè)FC30 程序：程序段 1：程序段 2：程序段 3：FC2 程序：縱拉張力檢測(cè)桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 第 37 頁(yè) 共 37 頁(yè)程序段 1：程序段 2：