【導(dǎo)讀】布袋除塵器作為一種高效率除塵設(shè)備，目前在各種工業(yè)部門廣泛應(yīng)用。器相應(yīng)地出現(xiàn)相當(dāng)大的生產(chǎn)量增長(zhǎng),它的種類也在不斷增加。隨著現(xiàn)代的生產(chǎn)技。和資源方面同樣具有十分重大的經(jīng)濟(jì)意義。本文系統(tǒng)地介紹了工業(yè)布袋除塵系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的一系列過程。本文用西門子S7-300PLC控。利用PLC性能穩(wěn)定功能強(qiáng)大的特點(diǎn)及相應(yīng)軟件的仿真功能使除塵器更。加容易操控調(diào)試，從而高效能地運(yùn)行。

　　

【正文】 可編程控制器逐條 掃描用戶程序 梯形圖的時(shí)候 ，一般都是 先 對(duì)位于梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行 掃描 ，然后對(duì)由觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路 嚴(yán)格按照先左 邊 后右 邊 和 先上面 后下 面 的順序進(jìn)行 相應(yīng)的邏輯運(yùn)算， 當(dāng) 邏輯運(yùn)算的結(jié)果 一 出來 以 后 ， 系統(tǒng) 就 會(huì) 自動(dòng) 刷新 系統(tǒng) 靜態(tài)存儲(chǔ)區(qū)里面相應(yīng)的 邏輯線圈 對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者 刷新 輸入輸出映象區(qū)里面 該輸出線 圈相應(yīng)位的狀態(tài)；或者進(jìn)行 確定 該梯形圖所規(guī)定的某些特殊功能指令是不是 要 開始 執(zhí)行。 在 了解這些過程以后可明白 在用戶程序執(zhí)行過程 里面 ， 僅僅 只有輸入點(diǎn)在 輸入和輸出映象區(qū)里面天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 的 數(shù)據(jù)與狀態(tài) 并 不會(huì)發(fā)生改變 ，但 對(duì)于 軟設(shè)備以及 輸出點(diǎn) 在 輸入輸出映象區(qū)或者 系統(tǒng) 靜態(tài) 存儲(chǔ)區(qū)里面 的 數(shù)據(jù)和狀態(tài) 都有可能發(fā)生 相應(yīng)的 變化。 而且 凡是用到排在上面的梯形圖線圈或 數(shù)據(jù) 排在下面的的梯形圖 ，上面的梯形圖的 程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì) 它們起到 控制作用 ；反之 ， 順序排在下面的梯形圖， 在 被刷新 動(dòng)作 以后 的邏輯線圈的 狀態(tài)與 數(shù)據(jù) 只有在到了下一個(gè)掃描周期以后才會(huì)對(duì)上面的梯形圖起到控制作用。 3. 輸出刷新階段 在結(jié)束了掃描用戶程序以 后， 可編程邏輯控制器接下來就會(huì)進(jìn)行 輸出 狀態(tài)與數(shù)據(jù) 刷新階段。在這個(gè) 階段 CPU 會(huì) 按照 輸入和輸出映象區(qū)里面 對(duì)應(yīng)的 各個(gè) 狀態(tài) 和數(shù)據(jù) 依次順序 刷新所有的輸出鎖存電路 狀態(tài) ，然后通過 一些 輸出電路 相應(yīng) 驅(qū)動(dòng) 所連接的 外 接設(shè)備以及若干 負(fù)載。這時(shí) 才算是 完成 PLC 的真正輸出 。 對(duì)于程序編寫來說，同樣的很多條梯形圖排列順序不近相同的話 ， 其 執(zhí)行的結(jié)果也 是 不同 的 。另外， 如果不能忽略掃描周期對(duì)整個(gè)運(yùn)行時(shí)間的影響，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果和采用繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果還是有點(diǎn)不相同。當(dāng)然 如果可以忽略，那么二者之間區(qū)別 就幾乎沒有 了。 總的來說 ， 可編程邏輯控制器的掃描周期包含 自 動(dòng) 診斷 時(shí)間 和通訊 時(shí)間 等 等 ， 也 就是說一個(gè)掃描周期 時(shí)間 等于自 動(dòng) 診斷 時(shí)間 、通訊 時(shí)間 加上 輸入采樣 階段時(shí)間 、用戶程序執(zhí)行 階段時(shí)間 、輸出刷新 時(shí)間 等所有時(shí)間的總和 時(shí)間 。 西門子 S7300 PLC S7300 的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) S7300 PLC 是 中小型的 模擬式 可編程邏輯控制器 ， 它的 電源、 CPU 和其他模塊都是 相對(duì)獨(dú)立的，一般 會(huì)在西門子 S7300 的標(biāo)準(zhǔn)軌道上 用 U 形總線把電源（ PS 模塊 ）、 CPU 模塊 與其他模塊緊密固定 ， 每個(gè)模塊都會(huì)相應(yīng)配著 一個(gè)總線連接器，總線連接器 應(yīng)該 插在各模塊的背后。電源模塊總是安裝在機(jī)架的最左邊， 硬件組態(tài)時(shí)放在槽 2， CPU 模塊是挨近 電源模 塊的，電源模塊放在槽 的右邊是可以選擇的 IM 接口模塊，如果 沒有使用擴(kuò)展支架只用主架導(dǎo)軌就 可以不選擇 IM 接口模塊。 S7 編程軟件 在 組態(tài)主架導(dǎo)軌硬件 的時(shí)候 ，電源 模塊 ，CPU 模塊 和 IM 模塊要按次序 分別放在導(dǎo)軌的 1 號(hào)槽、 2 號(hào)槽以及 3 號(hào)槽里 。一條導(dǎo)軌 上面總 共有 11 個(gè)槽 ： 1 號(hào)槽到 11 號(hào)槽，其中 4 號(hào)槽到 11 號(hào)槽可以自由 放置除 了 電源 模塊 、 IM 模塊、 CPU 模塊 以外的其他 信號(hào)模塊，比 如 說 ： 數(shù)字量輸入模塊 DI 和 數(shù)字量輸出 模塊 DO、模擬量輸入 模塊 AI、模擬量輸出 模塊 AO、 功能 模塊 FM 以及 通信 的 模塊 模塊 CP 等 。 西門子 S7300模塊 分類 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 CPU 模塊 確實(shí)是可編程控制器 控制系統(tǒng)的核心 組成部分，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的中央任務(wù)處理 ， 還有存儲(chǔ)以及 執(zhí)行程序 的任務(wù) ， 可以 實(shí)現(xiàn)通信 的 功能，為 U 形 的 總線 電源幅值 提高 5 伏， CPU有 可以操作 4 種既定 模式： STOP 表示停機(jī)模式 ， STARTUP 表示啟動(dòng)模式 ， RUN 表示運(yùn)行狀態(tài)以及 HOLD 表示保持狀態(tài)。在所有的模式里面，都能夠 通過 MPI 接口和 其他設(shè)備 進(jìn)行相應(yīng)的 通信 連接 ， S7300 PLC 的 CPU 模塊大體上 可以分為下面的 幾類： （ 1） 6 種緊湊型 CPU 帶有集成的功能和 I/O： CPU 312C、 313C、 313CPtP、 313C2DP、314CPtP 和 314C2DP。 （ 2） 革新的標(biāo)準(zhǔn)型 CPU CPU 31 314 和 3152DP。 （ 3） 5 種標(biāo)準(zhǔn)的 CPU CPU 31 31 31 3152DP 和 3162DP。 （ 4） 戶外型 CPU CPU 312 IFM、 314 IFM、 314 戶外型和 3152DP。 大容量高端型CPU： 3172DP 和 CPU 3182DP。 （ 5） 主從接口安全型 當(dāng)要應(yīng)用到有需要編寫中到大量大規(guī)模的程序以及有要求 通過PROFIBUSDP 接口來 進(jìn)行分布式配置 設(shè) 備時(shí)可以使用 CPU 315F2DP CPU 模塊 。在本次設(shè)計(jì)中我們采用 CPU3152DP 模塊。 PLC 輸入輸出 模塊 S7300 PLC 的信號(hào)模塊包含 數(shù)字輸出模塊，數(shù)字輸入模塊，數(shù)字 輸入輸出 模塊，模擬量輸入輸出模塊等 等 （ 1） S7300 數(shù)字量輸入 DI 模塊 數(shù)字量輸入模塊對(duì) 數(shù)字輸入信號(hào)進(jìn)行光電隔離和濾波 以 后， 接著送到緩沖區(qū)域 等待 CPU采樣 的進(jìn)行，采樣完成以后 進(jìn)入輸入映像區(qū)。 SM321 數(shù)字 量 輸入模塊 DI 的技術(shù)特性型號(hào) 如下 ： DI16XDC24V DI32XDC24V DI8XAC120/230V DI16XAC120V 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 表 數(shù)字量輸入模塊 SM321的 技術(shù)資料 表 SM321 digital quantity input module technical data 直流 32 點(diǎn)數(shù)字量輸入模板的端子接線圖和框圖如圖 所示，在本次設(shè)計(jì)中由于輸入點(diǎn)數(shù)比較多 ，在清灰 的 過程中對(duì) 各除塵室 汽缸閥和脈沖電磁閥的控制 采用直流 32 點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊 和直流 32 點(diǎn)數(shù)字量輸出模塊 。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 圖 32點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊 端子 的連線 圖 Dc 32 digital variable input terminal wiring diagram of the template (2) S7300 數(shù)字量輸出 DO 模塊 數(shù)字量輸出模板 DO 的作用 是 將 S7300 里面 的 電平 信號(hào) 轉(zhuǎn)變 成為實(shí)際工作 所需要 的外界電 平 信號(hào) ，然后就可以直接驅(qū)動(dòng)微型電動(dòng)機(jī)或者電磁閥線圈或者接觸器線圈、 指示燈等 一些負(fù)載， 數(shù)字量輸出模塊 SM322 的 主要技術(shù)特性如圖 所示， 根據(jù)負(fù)載回路使用電源的要求，數(shù)字量輸出模板有： 直流 輸出模板，它是通過晶體管輸出的，交流輸出模板，它是由晶閘管輸出的 ， 交 流直流兩用輸出模板采用繼電器輸出方式。 SM322 數(shù)字 量 輸出模塊的技術(shù)特性 以及 型號(hào) 如下所示： DO8XDC24V/(8 點(diǎn)晶體管型輸出 ) DO32XDC24V/(32 點(diǎn)晶體管型輸出 ) DO16XDC24V/(16 點(diǎn)晶體管型輸出 ) DO32XAC230V/1A(32 點(diǎn)晶閘管型輸出 ) DO16XAC230V/(16 點(diǎn)晶閘管型輸出 ) DO16XAC230V/2A(16 點(diǎn)繼電器型輸出 ) DO8XAC230V/2A(8 點(diǎn)繼 電器型輸出 ) 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 圖 SM322數(shù)字量輸出模塊主要技術(shù)特性 The main technical features SM322 digital output module 32 點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模板的端子接線圖和框圖如圖 所示。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 圖 32點(diǎn)數(shù)字量晶閘管輸出模板端子的連線 圖 point digital thyristor output terminal wiring diagram of the template (3)模擬量輸入（ AI）模板 SM331 在系統(tǒng) 控制過程 中 如果 輸入 了 模擬信號(hào)的時(shí)候 ， 可以 使用 模擬量輸入 模板， 數(shù)字量輸入模板的組成有： AD 信號(hào) 轉(zhuǎn)換器、補(bǔ)償電路、 切換開關(guān)、恒流源、光隔離器和 邏輯電路， 數(shù)字量輸入模塊的功能就是 將控制過程里面 用到 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變 為 可編程邏輯控制器 內(nèi)部 可以處理 的數(shù)字信號(hào) 輸入 。它的主要功用 有： A 分辨率 是 可以變化的，支持 從 9 到 15 位 并且?guī)Х?hào)位 B AD 的轉(zhuǎn)換器是運(yùn)用積分的原理 積分法， 共有 4 檔積分時(shí)間 、 、 20 以及 100ms C 測(cè)量范圍十分寬廣 電流 還有 電壓 傳感器、 電阻式溫度計(jì)、熱電偶或者熱 電阻 都能夠作為傳感器和模擬量輸入模塊 連接 在一起 。 D 配備有中斷診斷還有極限值診斷 。 S7300 PLC 模擬量輸入模塊 AI 有很多的規(guī)格種類 ： 2AI*12 位、 8AI*12 位、 8AI*16 位 、8AI*TC 、 8AI*RTC，輸入的模擬信號(hào)可以分為電流型、 電壓型、 熱電偶型、熱電阻型 。輸入信號(hào)范圍：電壓： 177。5V、 1~5V、 177。10V； 電流： 0~20mA、 177。 20mA、 4~20Ma,熱電偶 TC、熱電 阻 R、 412 位 AI 模塊的端子接線圖以及 框圖如圖 所示 ： 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 圖 模擬量輸入模板的端子接線圖 Analog input terminal wiring diagram template 此次布袋除塵器用到的 雙線的變送器與 AI 812 位模擬量輸入模塊 的連接 方式 如圖 所示： 圖 模擬量輸入模板與 兩 線變送器的連接圖 Analog input template and 2 line transmitter connection diagram (4) 模擬量輸出（ AO）模板 SM332 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 模擬量輸出（ AO）模板 SM332 其主要功能有： 分辨率 從 12 位到 15 位。模擬量輸出通道 的各個(gè)通道的最大轉(zhuǎn)換時(shí)間大概是 ～ 之間 ， 每個(gè)通道建立時(shí)間只需要 ～ 毫秒，激活所有的 AO 通道所用的轉(zhuǎn)換時(shí)間加上建立各個(gè)通道所用時(shí)間的總和就是模板的循環(huán)時(shí)間就是；模塊 輸出的 電壓范圍和 電 流范圍是 可改變的，各個(gè) 通道 可以使用參數(shù)化軟件來分別設(shè)置相互不同 的調(diào)節(jié)范圍， 模擬量輸出模塊 具有 自我診斷的功能 ， 當(dāng)診斷出來某些信息時(shí)能夠把這 些診斷信息輸?shù)?CPU 里面 ， 同時(shí)它還有 中斷 的功能，如果 發(fā)生 運(yùn)行或某些錯(cuò)誤狀態(tài)的時(shí)候，就會(huì)自動(dòng)把極限中斷值以及診斷信息 送到 CPU 里面 。 SM 374 SM374 是 仿真模塊 ， 16 點(diǎn)輸入、 16 點(diǎn)輸出、 8 點(diǎn)輸入、 8 點(diǎn)輸出的數(shù)字量模塊 它都能夠進(jìn)行仿真，但是需要注意的是 S7 組態(tài)工具的模塊目錄里面并沒有 仿真模塊 ，也就是說仿真模塊的工作方式?jīng)]有被 S7 PLC 里面的 結(jié)構(gòu)承認(rèn) ，不過我們?cè)谝M(jìn)行組態(tài)的時(shí)候是能夠填上 仿真模塊的 對(duì)應(yīng)代號(hào)。比如說 ， 我們?cè)诮M態(tài)時(shí)候如果想要用 SM374 對(duì) 16 點(diǎn)輸入 的模塊進(jìn)行 仿真 ，我們只要 填入 16 點(diǎn)數(shù)字量輸入模塊相應(yīng)的 代號(hào) :6ES73211BH000AA00，對(duì)應(yīng)的 SM374面板上 就帶 16 個(gè)開關(guān) ，用于 設(shè)置每個(gè) 輸入狀態(tài)的 ，旁邊還有 16 個(gè)綠色 發(fā)光二極管用來顯示對(duì)應(yīng)開關(guān)信號(hào)輸入狀態(tài) 。 所以說 使用 仿真模塊 SM374 以后可以讓可編程邏輯控制器 系統(tǒng)的模擬調(diào)試變得 非常 簡(jiǎn)便 和 快捷 。 接口模塊 的用途就是當(dāng) S7300 插入的信號(hào)模塊已經(jīng)超過 8 塊，我們一定得用接口模塊對(duì)PLC 進(jìn)行模塊擴(kuò)展，接口模塊 主要 是起到 連接多 個(gè) 機(jī)架的 PLC 系統(tǒng) 作用 ， 我們一般通常 使用的接口模塊 有 IM360/IM361 接口模塊，相對(duì)來說 IM360/IM361 是非常理想有效的擴(kuò)展方式， IM360 必須插進(jìn) CR 也就是中央機(jī)架（ CPU 所在的 那個(gè)機(jī)架）， IM361 要插進(jìn) ER 也就是擴(kuò)展機(jī)架（擴(kuò)展信號(hào)模塊 在的 那個(gè)機(jī)架）， 用 IM360 接口模塊或者 IM361 接口模塊至多只能 擴(kuò)展3 個(gè)機(jī)架， 容易了解一般傳統(tǒng) 的 PLC 系統(tǒng)至多可以對(duì) 32 個(gè)信號(hào)模塊進(jìn)行 處理