【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)相當大的生產(chǎn)量增長,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)定功能強大的特點及相應(yīng)軟件的仿真功能使除塵器更。加容易操控調(diào)試，從而高效能地運行。

　　

【正文】 可編程控制器逐條 掃描用戶程序 梯形圖的時候 ，一般都是 先 對位于梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路進行 掃描 ，然后對由觸點構(gòu)成的控制線路 嚴格按照先左 邊 后右 邊 和 先上面 后下 面 的順序進行 相應(yīng)的邏輯運算， 當 邏輯運算的結(jié)果 一 出來 以 后 ， 系統(tǒng) 就 會 自動 刷新 系統(tǒng) 靜態(tài)存儲區(qū)里面相應(yīng)的 邏輯線圈 對應(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)計說明書 17 的 數(shù)據(jù)與狀態(tài) 并 不會發(fā)生改變 ，但 對于 軟設(shè)備以及 輸出點 在 輸入輸出映象區(qū)或者 系統(tǒng) 靜態(tài) 存儲區(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)果會對 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) 只有在到了下一個掃描周期以后才會對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進行 輸出 狀態(tài)與數(shù)據(jù) 刷新階段。在這個 階段 CPU 會 按照 輸入和輸出映象區(qū)里面 對應(yīng)的 各個 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 所連接的 外 接設(shè)備以及若干 負載。這時 才算是 完成 PLC 的真正輸出 。 對于程序編寫來說，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整個運行時間的影響，采用掃描用戶程序的運行結(jié)果和采用繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果還是有點不相同。當然 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 診斷 時間 和通訊 時間 等 等 ， 也 就是說一個掃描周期 時間 等于自 動 診斷 時間 、通訊 時間 加上 輸入采樣 階段時間 、用戶程序執(zhí)行 階段時間 、輸出刷新 時間 等所有時間的總和 時間 。 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 相對獨立的，一般 會在西門子 S7300 的標準軌道上 用 U 形總線把電源（ PS 模塊 ）、 CPU 模塊 與其他模塊緊密固定 ， 每個模塊都會相應(yīng)配著 一個總線連接器，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架的最左邊， 硬件組態(tài)時放在槽 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 號槽、 2 號槽以及 3 號槽里 。一條導(dǎo)軌 上面總 共有 11 個槽 ： 1 號槽到 11 號槽，其中 4 號槽到 11 號槽可以自由 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)計說明書 18 CPU 模塊 確實是可編程控制器 控制系統(tǒng)的核心 組成部分，負責(zé)系統(tǒng)的中央任務(wù)處理 ， 還有存儲以及 執(zhí)行程序 的任務(wù) ， 可以 實現(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 表示停機模式 ， STARTUP 表示啟動模式 ， RUN 表示運行狀態(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） 革新的標準型 CPU CPU 31 314 和 3152DP。 （ 3） 5 種標準的 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 進行分布式配置 設(shè) 備時可以使用 CPU 315F2DP CPU 模塊 。在本次設(shè)計中我們采用 CPU3152DP 模塊。 PLC 輸入輸出 模塊 S7300 PLC 的信號模塊包含 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 數(shù)字輸入信號進行光電隔離和濾波 以 后， 接著送到緩沖區(qū)域 等待 CPU采樣 的進行，采樣完成以后 進入輸入映像區(qū)。 SM321 數(shù)字 量 輸入模塊 DI 的技術(shù)特性型號 如下 ： DI16XDC24V DI32XDC24V DI8XAC120/230V DI16XAC120V 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 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)計中由于輸入點數(shù)比較多 ，在清灰 的 過程中對 各除塵室 汽缸閥和脈沖電磁閥的控制 采用直流 32 點數(shù)字量輸入模塊 和直流 32 點數(shù)字量輸出模塊 。 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖 32點數(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 轉(zhuǎn)變 成為實際工作 所需要 的外界電 平 信號 ，然后就可以直接驅(qū)動微型電動機或者電磁閥線圈或者接觸器線圈、 指示燈等 一些負載， 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 如下所示： DO8XDC24V/(8 點晶體管型輸出 ) DO32XDC24V/(32 點晶體管型輸出 ) DO16XDC24V/(16 點晶體管型輸出 ) DO32XAC230V/1A(32 點晶閘管型輸出 ) DO16XAC230V/(16 點晶閘管型輸出 ) DO16XAC230V/2A(16 點繼電器型輸出 ) DO8XAC230V/2A(8 點繼 電器型輸出 ) 天津理工大學(xué) 2021屆本科畢業(yè)設(shè)計說明書 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)計說明書 22 圖 32點數(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 模擬信號的時候 ， 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 轉(zhuǎn)換器、補償電路、 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 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栁? B AD 的轉(zhuǎn)換器是運用積分的原理 積分法， 共有 4 檔積分時間 、 、 20 以及 100ms C 測量范圍十分寬廣 電流 還有 電壓 傳感器、 電阻式溫度計、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，輸入的模擬信號可以分為電流型、 電壓型、 熱電偶型、熱電阻型 。輸入信號范圍：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 的各個通道的最大轉(zhuǎn)換時間大概是 ～ 之間 ， 每個通道建立時間只需要 ～ 毫秒，激活所有的 AO 通道所用的轉(zhuǎn)換時間加上建立各個通道所用時間的總和就是模板的循環(huán)時間就是；模塊 輸出的 電壓范圍和 電 流范圍是 可改變的，各個 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 ， 當診斷出來某些信息時能夠把這 些診斷信息輸?shù)?CPU 里面 ， 同時它還有 中斷 的功能，如果 發(fā)生 運行或某些錯誤狀態(tài)的時候，就會自動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 點輸入、 16 點輸出、 8 點輸入、 8 點輸出的數(shù)字量模塊 它都能夠進行仿真，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 ，不過我們在要進行組態(tài)的時候是能夠填上 仿真模塊的 對應(yīng)代號。比如說 ， 我們在組態(tài)時候如果想要用 SM374 對 16 點輸入 的模塊進行 仿真 ，我們只要 填入 16 點數(shù)字量輸入模塊相應(yīng)的 代號 :6ES73211BH000AA00，對應(yīng)的 SM374面板上 就帶 16 個開關(guān) ，用于 設(shè)置每個 輸入狀態(tài)的 ，旁邊還有 16 個綠色 發(fā)光二極管用來顯示對應(yīng)開關(guān)信號輸入狀態(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 簡便 和 快捷 。 接口模塊 的用途就是當 S7300 插入的信號模塊已經(jīng)超過 8 塊，我們一定得用接口模塊對PLC 進行模塊擴展，接口模塊 主要 是起到 連接多 個 機架的 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，相對來說 IM360/IM361 是非常理想有效的擴展方式， IM360 必須插進 CR 也就是中央機架（ CPU 所在的 那個機架）， IM361 要插進 ER 也就是擴展機架（擴展信號模塊 在的 那個機架）， 用 IM360 接口模塊或者 IM361 接口模塊至多只能 擴展3 個機架， 容易了解一般傳統(tǒng) 的 PLC 系統(tǒng)至多可以對 32 個信號模塊進行 處理