【導(dǎo)讀】尤其是現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用給工業(yè)生產(chǎn)控制帶來巨大的變革。真調(diào)試后以使其達(dá)到相關(guān)的控制要求。在工作油泵出現(xiàn)電氣或液壓故障時，備用油泵自動投入工。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。爪機構(gòu)位于框架上，這樣，撥爪就可以起到排屑作用。

　　

【正文】 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。編程設(shè)備可以是器或計算機，它通過電纜與 PLC的 CPU 模塊相連。 用戶程序結(jié)構(gòu) 一、用戶程序中的塊 用戶程序包含處理用戶特 定的自動化任務(wù)所需要得所有功能。用戶程序和所需要的數(shù)據(jù)放置在塊中，使程序部件標(biāo)準(zhǔn)化，用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡化程序組織，使程序易于修改、差錯和調(diào)試。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(hù)性。 （ 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。其中 OB1 用于循環(huán)處理，是用戶程序中的主程序。操作系統(tǒng)在每次循環(huán)中調(diào)用一次 OB1。用戶程序的 SFB、 SFC、 FB 和 FC 需OB1 調(diào)用才能執(zhí)行。 （ 2） 系統(tǒng)功能塊 SFB 和系統(tǒng) 功能 SFC 系統(tǒng)功能塊和系統(tǒng)功能是為用戶提供的已經(jīng)編好程序的塊，可以被程序調(diào)用但不能被修改。它們是操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。 SFB 有存儲功能，其變量保存在指定給它的背景數(shù)據(jù)塊中， SFC 沒有存儲功能。 （ 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。 （ 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)。 （ 5） 背景數(shù)據(jù)塊 DI 和共享數(shù)據(jù)塊 DB 背景數(shù)據(jù)塊是調(diào)用 FB 和 SFB 時用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，在編譯過程中自動生成數(shù)據(jù)；而背景數(shù)據(jù)塊是存儲用戶程序的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有塊共享。 二 、程序設(shè)計方法 STEP7 有 3 種程序設(shè)計方法： （ 1） 線性化編程：整個用戶程序放在循環(huán)控制組織塊 OB1（主程序）中。 （ 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。 （ 3） 結(jié)構(gòu)化編程：將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的邏輯塊來表示，程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中，調(diào)用時將“實參”賦值給形參。 啟用 SIMATIC 管理器 一 、使用向?qū)?chuàng)建項目 雙擊桌面上的 STEP7 圖標(biāo)，打開 SIMATIC 管理器，在按照步驟選擇 CPU、組織塊、編程語言之后即可新建項目。 二 、硬件組態(tài) 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計初期，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出信號的性質(zhì)和點數(shù)，以及對控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的硬件配置，例如 CPU 模塊與電源模塊的型號，需要哪些輸入輸出模塊，功能模塊、通信模塊以及它們的型號和數(shù)量等。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)。在項目窗口中雙擊 Hardware 就可對其進(jìn)行配置。 三、 編 輯符號表 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 14 在程序中可以用絕對地址訪問變量，但是使用符號地址可以使程序更容易閱讀理解。共享符號在符號表中定義，可供程序中所有的塊使用。在項目窗口中雙擊“ Symbols”后進(jìn)入符號表窗口。 四、 創(chuàng)建 OB1 塊 在項目窗口中雙擊 OB1，打開程序編輯器窗口，打開“ View”菜單設(shè)定編程語言為 LAD，即可開始具體程序編寫。 五、 對功能塊 FB 的編程 （ 1） 創(chuàng)建并打開功能塊 FB1 在項目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Function Blooks”，在隨后 出現(xiàn)的對話框中定義新創(chuàng)建的功能塊為 FB1。重新回到項目窗口，會看見新創(chuàng)建的 FB1 圖標(biāo)，雙擊即可打開功能塊 FB1 進(jìn)行編輯。 （ 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。在程序中使用的局部變量，操作系統(tǒng)會自動加上 標(biāo)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(biāo)記。 （ 3） 編寫控制程序 可選用常用的梯形圖進(jìn)行控制程序的編寫。 （ 4） 生成背景數(shù)據(jù)塊 在項目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜 單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時彈出屬性對話框，填入 DB 的名稱、符號名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為背景數(shù)據(jù)塊（ Instance），并輸入對應(yīng)的功能塊的名稱為 FB1，單擊“ OK”，則數(shù)據(jù)塊 DB1 添加到項目窗口中。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。 （ 5） 在 OB1 中調(diào)用 FB 及相關(guān)的 DB 在項目窗口中打開 OB1，在編程元件目錄了找到 FB1 插入梯形圖后命名符號即可 六 、 對功能 FC 的編程 與對功能塊 FB 的編程相比之少了一步生成背景數(shù)據(jù)塊。 七、 共享數(shù)據(jù)塊的編程 共享數(shù)據(jù)塊不附屬于任何邏輯塊，用戶程序中所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。在項目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時彈出屬性對話框，填入 DB 的名稱、符號名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為共享數(shù)據(jù)塊（ Share），則數(shù)據(jù)塊 DB 添加到項目窗口中。打開DB3 對變量聲明表進(jìn)行編輯。 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。主要包括以下步驟：創(chuàng)建FB10；填寫變量聲明表；對 FB10 編程：創(chuàng)建 DB10 并調(diào)整實際值；在 OB1 中調(diào)用FB10。 九、 下載及在線調(diào)試 在 PG/PC 上完成的硬件組態(tài)和用戶程序必須通過編程電纜下載到 PLC 中，并且經(jīng)過軟硬件的調(diào)試才能夠最終實現(xiàn)自動控制任務(wù)。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。 S7PLCSIM 仿真軟件 S7PLCSIM 用仿真 PLC 來模擬實際的 PLC 運行，用戶程序的調(diào)試是通過視圖對象來進(jìn)行的， S7PLCSIM 提供了多種 視圖對象，用它們來實現(xiàn)仿真 PLC 內(nèi)的各種變量、計數(shù)器、定時器的監(jiān)視和修改。仿真步驟如下： （ 1） 在 STEP7 編程軟件中生成項目，配置硬件并編寫用戶程序。 （ 2） 點擊“ Simulation on/off”打開仿真窗口，在 CPU 視圖對象中點擊 STOP 小框；再選擇 Download 命令，將要模擬的程序下載到仿真 PLC 中，對問題回答“ Yes”。 （ 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(jìn)行監(jiān)視。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 16 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)工藝流程 圖 31 系統(tǒng)工藝流程 PLC 硬件選型 該控制系統(tǒng)的設(shè)計主體是對運輸鏈電機、 1液壓站和 2液壓站的控制?？紤]到現(xiàn)場信號多為數(shù)字量，控制系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性，系統(tǒng)設(shè)計的成本及工廠未來的發(fā)展。根據(jù)前面相關(guān)介紹，該控制系統(tǒng)的硬件選型圍繞 S7300 作主控計算機構(gòu)成的油泵電機啟動工作 液壓缸推桿往復(fù)運動撥爪工作 工藝流程及故障等信息監(jiān)測（ MP277） 運輸鏈電機啟動接受廢鐵屑 排屑開始 監(jiān)測信息處理 結(jié)束 液壓站啟動工作 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 17 PROFIBUS— DP 現(xiàn)場總線系統(tǒng)進(jìn)行選型。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。系統(tǒng)的相關(guān) 圖紙 在程序 設(shè)計 中體現(xiàn) ，其采用工程上常用的 autoCAD 進(jìn)行繪制。值得注意的是油泵電機的電路設(shè)計，因其功率過大不能直接啟動，這里選用星 /三角降壓啟動。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 18 圖 33 油泵電機主電路 以 1液壓站主油泵電機為例，當(dāng)主接觸器 1KA0 閉合時，控制接觸器 1KA4 閉合，油泵電機星行啟動；經(jīng)過一段定時后，當(dāng)控制接觸器 1KA2 閉合，油泵電機三角形啟動。啟動結(jié)束后油泵電機正常 運行。 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)控制 流程 畢業(yè)設(shè)計（論文）說