【正文】 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 38 周期 /時鐘存儲器 ,周期 /時鐘存儲器頁面主要包含以下參數(shù)設置。 B、冷啟動：啟動時所有存儲器被清除， CPU 會自動調(diào)用 OB100 一次，然后開始循環(huán)執(zhí)行 OB1。單擊 “ 屬性 ” 按鈕會彈出 MPI 通訊的屬性設置界面，在這里可以設置 MPI 通訊的速率等參數(shù)。 參數(shù)配置： 雙擊機架中的 CPU，打開 CPU 屬性對話框，在這里可以配置 CPU的各類參數(shù)，不同型號的 CPU 參數(shù)不盡相同，在應用時應注意 。當硬件目錄中的一個模塊被選中時，機架中 允許插入該模塊的槽會變成綠色，而不允許該模塊插入的槽顏色無變化。例如圖 715在主機架中添加了一個數(shù)字 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 36 量輸入模塊和一個數(shù)字量輸出模塊。 插入主機架后，分別向機架中的 1號插槽添加電 源、 2 號插槽添加 CPU。 2 硬件組態(tài)程序 打開前面建立的項目 example71，在項目的根接點下插入一個 “SIMATIC 300 站點 ” ，將站點命名為 S7300PLC，選中左邊窗口的 “S7300PLC” ，在右邊窗口可以 看到 “ 硬件 ” 的圖標 雙擊 “ 硬件 ” 圖標，就可以打開硬件組態(tài)界面 3 配置主機架 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 35 在 STEP7 中，可以通過簡單的拖放操作來完成主機架的配置。這里，我們不使用 “ 新建項目 ” 向?qū)А?Van Gemert, Paul. Design and implementation of a plc continuous casting control system [R]. New [21]. 楊公源 . 可編程控制器 (PLC)原理與應用 [M].北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020 [22]. 劉鍇，周海 . 深入淺出西門子 S7300PLC[M].北京 : 北京航空航天大學出版社 , 2020 [23]. Wilks, James G.。 *****歷史悠久，人才輩出，在這片成長的熱土上，我已經(jīng)求學近四個年頭了， “我以 ****為榮”，這是每一個 ****學子應當感受到的，也應當為母校的振興與繁盛努力奮斗。在近四年的求學即將結(jié)束，謹在此向?qū)熤乱哉\摯的感謝和深深的敬意。張老師 從無論從論文的選題、論證和研究方案的制定，乃至具體問題都給予了詳細而又耐心的指導。另外，本次設計過程中涉及的系統(tǒng)設備聯(lián)動控制技術(shù)在很多工業(yè)領(lǐng)域有借鑒意義，以后要深入對這方面的學習。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 30 結(jié)束語 本文詳盡地敘述了 如何以 SIEMENS S7300 PLC 為控制中心，使用 SIMATIC可編程邏輯控制器的 STEP7 組態(tài)和編程標準軟件包，實現(xiàn)了以 SIEMENS S7300 PLC 為控制中心，在掌握 SIEMENS S7300 可編程邏輯控制器工作原理的基礎上，采用在 STEP7 編程環(huán)境實現(xiàn)來設計防砂模擬試驗控制系統(tǒng)的軟、硬件設計方法。 加砂罐液位調(diào)節(jié)至正常范圍 ? ?1000900， ，各電機速度恢復初始值，如圖 513 513 調(diào)節(jié)加砂罐液位值為偏高值 1101，如圖 514 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 28 514 可以看出計量泵 2 和絞龍電機速度在初始值基礎上減慢，泥漿泵電機速度在初始值基礎上加快，調(diào)節(jié)加砂罐液位至正常值 ,如圖 515 515 調(diào)節(jié)加砂罐液位至危險上限 3000，各電機停止轉(zhuǎn)動，速度為 0，如圖 516 圖 516 經(jīng)手動調(diào)節(jié)后，加砂罐液位回復正常范圍 ? ?1000900， ，各電機恢復初始值，系統(tǒng)重新運行，見圖 517 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 29 圖 518 以上是防砂模擬控制系統(tǒng)加砂罐液位變化在 PLCSIM 環(huán)境下的仿真調(diào)節(jié)過程，經(jīng)程序仿真，證明控制系統(tǒng)的設計是有效的，由于篇幅限制，配液罐液位、系統(tǒng)管道壓力和系統(tǒng)管道溫度的仿真調(diào)節(jié)略。 梯形圖程序 S7300 即可以通過梯形圖和 STL 語句來實現(xiàn)程序的編寫，由于梯形圖結(jié)構(gòu)清晰且易于讀懂，所以下面以 防砂模擬試驗控制系統(tǒng)的傳感器采集 信號預處理程序為例，編寫它的梯形圖 [19]。硬件配置工具和試驗工作方式的切換設備 (經(jīng)過按鈕 )以及指令集，指令集的指令是如此豐富，即使是非常復雜的功能也能簡便地編程?？墒褂萌魏我环N編程語言 :STL, FBD 和 LADDER；可從一種語言切換到另一種。 原有程序和新程序可一起使用 :己有 STEP 5 或 TISOFT 寫的程序，轉(zhuǎn)換程序可將原有程序立即轉(zhuǎn)換到 STEP7。 相同用戶接口的統(tǒng)一 :STEP7 有中央數(shù)據(jù)存儲器和完全匹配的工具。它是用于流程 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 20 控制，過程控制或需要高級語言 編程的編程工具。編程軟件基于用標準工具 STEP7 軟件實現(xiàn) SIMATIC 工業(yè)軟件功能，并能應用所有新的 S7 硬件的優(yōu)勢 [15]。 圖 51 PLC 硬件配置 另外我們還要在 STEP7 軟件中對硬件進行相應的配置，各模塊在 STEP7 中的位置要與實 際中的位置相一致，否則軟件將會報錯。 根據(jù)以上分析，這里采用了 S7300系列的 PLC，各模塊的具體型號如下 :CPU為 314C2 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 19 DP；數(shù)字量輸入模塊為 SM321；模擬量輸出模塊為 SM332；電源模塊為 PS307 10A。一是擴展方式選擇， S7300 PLC 有多種擴展方式，實際選用時，可通過控制系統(tǒng)接口模塊擴展機架、 PROFIBUSDP 現(xiàn)場總線、通信模塊、遠程 I/O 及PLC 子站等多種方式來擴展 PLC或預留擴展口；二是 PLC 的聯(lián)網(wǎng)，包括 PLC與計算機聯(lián)網(wǎng)和 PLC 之間相互聯(lián)網(wǎng)兩種方式。注意當系統(tǒng)有模擬量信號存在或要進行大量數(shù)據(jù)處理時，其存儲容量應選大一些。這是確定 PLC 規(guī)模的一個重要依據(jù)，一定要根據(jù)實際情況留出適當余量和擴展余地。選型時具體注 意以下幾個方面 : (1)有關(guān)參數(shù)確定 [6]。各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合以用于擴展。 I/O 點數(shù)的確定 [11] 根據(jù)第三章的 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 工藝流程和控制要 求，列出該 機械防砂模擬 實驗系統(tǒng) 具體的 I/O 點數(shù)如下 : (1) 數(shù)字量輸入 3 個； (2) 模擬量輸入量 4個； (3) 模擬量輸出量 8個； PLC 選型 S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應用。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 17 本章小結(jié) 本章 根據(jù)防砂模擬 實驗系統(tǒng) 的工藝， 主要分析了 防砂模擬試驗控制系統(tǒng) 主要的控制邏輯，并就主要的控制關(guān)系設計了相應算法，為后面在 STEP7 編程環(huán)境下的系統(tǒng)編程設計提供了理論依據(jù)。設定系統(tǒng)傳輸管道參考溫度為 R 0 , 傳輸管道實際溫度為 C,兩者之差（ R0 C）產(chǎn)生一級控制值 E， E 與原二級控制值 R 相加產(chǎn)生新二級控制值 R， R再與控制系數(shù) H相乘產(chǎn)生控制輸 M1 作用于被控對象 G1 ，即栓塞泵電機及溫度控制單元，使得系統(tǒng)傳輸管道溫度變化，返回設定值R0 附近，完成閉環(huán)控制，維持系統(tǒng)溫度處于穩(wěn)定狀態(tài)。經(jīng)過若干時間，系統(tǒng)返回正常狀態(tài)， adjust 復位為 0,系統(tǒng)不再需要調(diào)節(jié)，保持自動運行，一旦 jas 和 pre 某個崗位參數(shù)超出正常范圍， adjust 置位為 1，算法 (1)重新有效，調(diào)節(jié)再次進行，通過這樣的方式維持系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。_ ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? (4) 由 (1)， (2)， (3)， (4)式 得出泥漿泵電機速度 傳遞系數(shù) 1: k1_nj， 泥漿泵電機速度傳遞系數(shù) 2: k2_nj, 由于三者呈線形關(guān)系，結(jié)果滿足： 2 ___22 ___12 __ hj a slj a snjkhj a slj a snjkhnjlnj ??????? ?? ? ???? (5) (5)式說明了 jas、 pre 的允許范圍的中間值，就是系統(tǒng) 正常運行狀態(tài)值與 nj 的允許中間值對應。 PLC 輸出泥漿泵電機速度（以下簡稱 nj），加沙攪拌罐液位（以下簡稱 jas），泵出管道壓力值（以下簡稱 pre），假定三者關(guān)系如下： nj =? ? a d ju s tp r enjkja snjk ???? _2_1 ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? (1) (1) nj允許范圍 ? ? ? ? ? ?hnjhinjhinjlinjlinjlnj _,__,__,_ ?? ； ? ?hinjlinj _,_ 是其正常范圍； (2) jas 允許范圍 ? ? ? ? ? ? ? ?hj ashij ashj ashij ashij aslij aslij aslj as _,__,__,__,_ ???； ? ?hijaslijas _,_ 是其正常范圍； (3) pre 允許范圍 ? ? ? ? ? ?hp r ehip r ehip r elip r elip r elp r e _,__,__,_ ??； ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 16 ? ?hiprelipre _,_ 是其正常范圍； 假設系統(tǒng)已經(jīng)偏離正常狀態(tài)， adjust 值為 1，此時 a式為： ? ?pr enjkjasnjknj ???? _2_1 ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ???? (2) jas 為允許范圍最高值 jas_h， pre 為允許范圍最低值 pre_l的時候，需要 nj 調(diào)節(jié)速度至最大 nj_h，對應關(guān)系為： ? ? hnjlp r ehja s __amp。對應控制要求是：溫度傳感器的檢測值超過安全值，通過 PLC 控制中心調(diào)節(jié)柱塞泵加速抽水速度，熱交換器中的熱交換過程變快使得溫度降低 [7]。 2．柱塞泵電機的調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)傳輸管道溫度。 1．泥漿泵電機的調(diào)節(jié)關(guān)聯(lián)泵出管道壓力和加砂攪拌罐的液位，泵出管道壓力和加砂攪拌罐的液位要求保持在一定范圍。 ******************本科生畢業(yè)設計 (論文 ) 15 第四章 主要算法設計 控制模型分析 經(jīng)過對 防砂模擬 PLC 控制系統(tǒng)