【導讀】非常重要的環(huán)節(jié)之一，子S7-200系列PLC進行該控制系統(tǒng)的設計。塞棒，以實現對鋼水的流量控制，保證結晶器內鋼水液位穩(wěn)定。

　　

【正文】 8 4 轉換開關（手動） 5 測試報警裝置 表 CPU輸出地址分配 序號 輸出地址 作用 1 驅動數碼管顯示器 2 3 4 5 6 7 8 9 10 選 用的模擬量擴展模塊是 EM235 CN，其訂貨號： 6ES7 2350KD220XA8，模擬量擴展模塊 EM235 CN 輸入輸出特性如表 。輸入輸出口地址分配如表 。 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 表 模擬量擴展模塊 EM235 CN輸入輸出特性 模擬量的輸入點數 4 輸入范圍 電極（單極性） 0～ 10V 0～ 5V 0～ 1V 0～ 500mV 0～ 100mV 0～ 50mV 電極（雙極性））177。 10V 177。 5V 177。 177。 1V 177。 500mV 177。 250mV 177。 100mV 177。 50mV 177。 25mV 電 流 0～ 20mA 數據字格式 雙極性全量程范圍 32021～ +32021 單極性全量程范圍 0～ 32021 分辨率 12 位 A/D 轉換器 模擬量輸出特性 模擬量輸出點數 1 信號范圍 電壓輸出177。 10V 電流輸出 0～ 20mA 數據字格式 電壓 32021～ +32021電流 0～ 32021 分辨率電流 電壓 12 位電流 11 位 表 輸入輸出口地址分配 序號 輸入地址 名稱 1 AIW4 主 傳感器液位高度信號 2 AIW6 主傳感器溫度信號 3 AIW8 備用傳感器液位高度信號 4 AIW10 備用傳感器溫度信號 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 選用數字量擴展模塊 EM222 數字量輸出模塊配置信息如表 。 EM222 數字量輸出模塊地址分配如表 。 表 EM222輸出模塊配置信息 EM222數字量輸出模板 訂貨號 DC輸出 6ES7 2221BD220XA0 物理尺寸 外形尺寸（寬 x高 x深） 重量 46x80x62 120g 輸出特點 輸出點數 額定電壓 電壓范圍 邏輯 1（最?。? 邏輯 0（最大） 4 24 VDC ~ VDC 20 VDC VDC 表 EM222數字量輸出模塊地址分配 序號 輸出地址 作用 1 數碼管顯示器驅動 2 驅動器脈沖信號 3 驅動器方向信號 4 5 上限報警 6 下線報警 7 8 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 開關按鈕 本系統(tǒng)使用到兩種開關器件，一種是控制按鈕，一種是轉換開關。 控制按鈕簡稱按鈕，是一種結構簡單且使用廣泛的手動開關，在控制電路中用于手動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等?？刂瓢粹o一般由按鈕帽、復位彈簧、觸電和外殼等部分組 成，其結構如圖 。 圖 控制按鈕原理圖 按鈕中觸電的形式和數量根據需要可以裝配成 1常開 1常閉到 6常開 6常閉的形式。接線時，也可以只接常開或常閉觸電。當按下按鈕時，先斷開常閉觸點，而后接通常開觸點。按鈕釋放后，在復位彈簧的作用下使觸點復位。本系統(tǒng)選用的按鈕型號是XB7EVB1LC。該型號開關的實際效果如圖 。 圖 XB7EVB1LC 按鈕外形 轉換開關又稱組合開關，與刀開關的操作不同，它是左右旋轉的平面操作。轉換開關具有多觸點、多位置、體積小、性能可靠、操作方便、安裝靈活等優(yōu)點 ，多用于機床 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 電氣控制線路中電源的引入開關，起著隔離電源作用，還可作為直接控制小容量異步電動機不頻繁起動和停止的控制開關。轉換開關同樣也有單極、雙極和三極。本系統(tǒng)使用的是轉換開關型號 LW516 YH3/3 如圖 。 圖 轉換開關 LW516 YH3/3 外形 LED 數碼顯示器 LED 數碼顯示管由 7 個條狀二極管芯片按照一定的方法排列而成，可以實現數字 0到 9的顯示，其具體的結構有反射罩式、條形 7段式及單片集成多位數字式。本系統(tǒng)選用 CL5461AS,管腳圖如圖 ，它將四個數碼管的 a~g 及小數點 dp管腳并聯在一起，作為數據輸入端；分別引出各個數碼管的陰極 A1~A4。只要在 A1~A4 管腳上輪流加低電平其頻率大于 40Hz，可實現數碼管同時被點亮的視覺效果。在點亮不同數碼管同時輸入不同的數據，即可在數碼管上同時顯示四位不同的數字。例如：四個數碼管要顯示 9876數字。第一個數碼管 A1 加低電平，其余的 A A A4 高電平，同時數碼管輸入和 8對應的數據；然后第三個數碼管 A3 加低電平，其余 A A A4高電平，同時數碼管輸入和 7對應的數據；然后在第四個數碼管 A4 加低電平，其余 A A A3高電 平，同時數碼管輸入和 6對應的數據；周而復始上述過程，四個數碼管就顯示 9876 數字。 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 圖 CL5461AS 電氣接線圖 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 5 程序設計 編程軟件 STEP7 Miro/WIN 的簡單介紹 西門子于 2021 年 2月正式推出 S7200 新版編程軟件 STEP 7Micro/WIN SP5，它是目前的最新版本。 S7200 CN CPU 必須配合 STEP 7Micro/WIN SP3 或以上版使用。 STEP 7Micro/WIN SP3 配合 S7200 CN 使用時，必須設置語言環(huán)境為中文才能正常工作。 STEP 7Micro/WIN 編程軟件為用戶開發(fā)、編輯和監(jiān)控自己的應用程序提供了良好的編程環(huán)境。它簡單、易學，能夠解決復雜的自動化任務。 系統(tǒng)程序流程圖 本系統(tǒng)程序的主要控制任務為 :將測定的鋼水液位的高度與設定值進行比較，保證結晶器內鋼水液面高度的穩(wěn)定，同時檢查渦流傳感器的溫度，以保證傳感器測量值的準確性，最后將測得的實際液位高度與渦流傳感器的溫度信息在數碼管顯示器進行顯示，以供工作人員參考。 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 系統(tǒng)總程序流程圖 : 是否為自動模式 自動調節(jié)程序 手動調節(jié)程序 設定高度參量 數碼管顯示 開始 N Y 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 手動調節(jié)程序流程圖： 自動調節(jié)程序流程圖： 子程序開始 檢查主傳感器溫度 是否正常 PID 調節(jié)子程序 返回到主程序 檢查主傳感器溫度 是否正常 N Y 子程序開始 檢查按動上升還是下降 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 PID 流程圖 其他用戶程序 Y N N 改變參數設定值 結果送 D/A 計算 )()1( kUkU II ?? 計算 )1()()( ??? kUkeKkU III 流量給定信號輸入 數字濾波 采樣時間剩余否 計算)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ??)()()( kckrke ?? )()()( kckrke ?? 計算 )()( keKkU pp ? 計算 )]1()([)1( ???? kekeKkU DD 計算 )()1( kUkU DD ?? 計算 )()()()( kUkUkUnu DIP ??? 改變設定值？ Y 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 結 論 通過本次畢業(yè)設計，使我對所學的可編程控制器（ PLC）知識有了更深入的認識，而且也學會了許多軟件的應用，我學會了 STEP7 的編程功能，另外也掌握了 Word 中許多不常用功能的應用，這些都是我們在以往沒能掌握的技能。在畢業(yè)設計中所得到的成果有： 、連鑄機構和結晶器有了深刻的認識。 PLC、電渦流傳感器、數碼顯示器、光電隔離電路及脈沖控制步進電機工作原理。 3．將結晶器內的鋼水的液位狀態(tài)和傳感器的溫度狀況清晰的反映在顯示器上，十分直觀。 4. 實現了電機的自動控制，根據渦流傳感器的與設定值的大小比較自行調節(jié)旋轉方向。 5. 認識的學習課本上的知識是不夠的，只有學會了運用才算真的學到知識，才能將所學的東西變成自己的。 經過此次畢業(yè)設計，不僅使我對 PLC 知識有了更為深刻的了解，更讓我對完成一個設計需要付出的巨大努力有了更多的認識。進一步加強了我 運用專業(yè)知識的能力，從實踐中學習遠比在課本上學習更加深刻。從中我學習到如何完善和改變自己的設計方案，特別是深刻體會到了理論和實踐結合的重要性。本次畢業(yè)設計具有十分重要的意義，不僅增加了我們的知識量，更增強了我們的實踐和設計能力。 本科畢業(yè)設計 第 Ⅰ 頁 共 Ⅰ 頁 致 謝 歷經兩個多月的努力，傾注了我們大量時間和經歷，最終能夠順利完成設計，首先，我要感謝于靜老師對我的悉心指導，在設計期間老師幫助我理清設計思路，對我所做的設計提出十分重要的意見建議。老師為人和藹，知識淵博誨人不倦、對解決問題精益求精的精神讓我受益匪淺。最初定題目只 是自己一個偶然的想法，并沒有對所設計的內容有太多的構思，當真正開始做設計的時候才發(fā)現自己的知識面實在太窄了。剛開始做畢業(yè)設計的時候，感覺難度很大，以前所學的知識只停留在課本上，沒有真正的運用自己所學的知識，所以剛開始的設計時一頭霧水，為此我也走了不少彎路，但在導師和專業(yè)課老師的悉心指導下，最終成功構思好整個設計的方案和初期的學習目標。為之后順利完成設計打好了基礎。在此，再一次向于靜老師及關心幫助我的老師表示最誠摯的謝意。 然后，我還要感謝同學們在畢業(yè)設計過程中對我的關心與支持。同時也要感謝身邊朋友的幫助，由 于知識面有限，我不得不總是去打擾和麻煩你們，你們不但沒有對我的打擾表現出厭煩，反倒耐心的給我講解我知識誤區(qū)和盲區(qū)，因為有了你們的關心與幫助，所以我才能夠順利做好此次畢業(yè)設計。一個人的知識永遠是有限的，但眾人的力量是無窮的，幾名好朋友能在自己非常忙碌的情況下給我提供積極的幫助，在這里再次向他們表示感謝。