【正文】 畢設(shè)真的讓我成長(zhǎng)了不少，是我大學(xué)最后一門課程，不僅授予我的是知識(shí)，也教會(huì)了如何踏入社會(huì)、如何從事工作，我以后一定會(huì)治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，不忘重慶大學(xué)的各位老師的哺育。希望以后有機(jī)會(huì)從事工控自動(dòng)化行業(yè)的相關(guān)工作的話能夠加入你們的行伍。由于使用的是西門子公司的PLC，這里也很感謝西門子公司完善的客服體系，各種工程應(yīng)用學(xué)習(xí)視頻讓我受益匪淺。在這之中宋凱師兄也給予了我關(guān)于PLC的相關(guān)資料以及在PLC應(yīng)用中的一些疑難解答。參考文獻(xiàn)[1] 《西門子PLC應(yīng)用與設(shè)計(jì)教程》 柳春生編著. —北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [2] 《模擬量與通信控制應(yīng)用實(shí)踐》 李金城編著. —北京：電子工業(yè)出版社， [3] 《西門子人機(jī)界面（觸摸屏）組態(tài)與應(yīng)用技術(shù)》 廖常初主編.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[4] 《煤礦機(jī)械PLC控制技術(shù)》 欒振輝，. 01[5] 《PLC and Configuration Software Based Supervisory and Control System for Oil TanksArea》 Xi CHEN1 ,Yanbo CHE1 , CHENG2 . 2009 3rd International Conference on Power Electronics Systems and Applications[6] 《現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)》 第2版 劉澤祥，李媛主編. —北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[7] 《電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)》 劉永華，姜秀玲主編.—北京：北京航空航天大學(xué)出版社，[8] 《西門子PLC開發(fā)入門與典型實(shí)例》 （修訂版）海心，馬銀忠，劉樹海編著.—北京：人民郵電出版社，[9] 《圖解西門子S7300/400 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)快速入門》 張還主編.—北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[10] 《機(jī)床電氣自動(dòng)控制》 (修訂版) 陳遠(yuǎn)齡 主編.—重慶：重慶大學(xué)出版社，[11] 《S7200/300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)》 （提高篇）龔仲華 編著.—北京：人民郵電出版社，[12] 《機(jī)械潤(rùn)滑與潤(rùn)滑油》 ，[13] 《Consumer international 2000/2001/researched by Euromonitor plc》 London. Euromonitor plc, [14] 《Consumer Europe 2002/03/Euromonitor international PLC》 London Architectural Design Editions,1986[15] 《From sensor to web using PLC with embedded web server for remote monitoring of processes》 sensors , of IEEE. Mylvaganam,S. .[16] Cortvriendt, L, From Sensor to Web, Master Thesis,Telemark University College, 2002. 致 謝以上是我的畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，最后能夠順利完成除了我自己的努力之外，真的要好好感謝在這之中給與我?guī)椭娜藗?。另外在設(shè)計(jì)過程中還遇到過例如時(shí)間繼電器SD和SS的區(qū)別，程序中出現(xiàn)死循環(huán)時(shí)，在利用PLCSIMA仿真時(shí)，在電子狗監(jiān)視的時(shí)間內(nèi)一切功能都能實(shí)現(xiàn)，但是過了這個(gè)時(shí)間后CPU就自動(dòng)停止工作了等問題。首先得去了解A/D、D/A的轉(zhuǎn)換原理，然后就是為了讓PLC得到符合標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào)這又涉及到各種傳感器以及變送器的選擇。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，油站的功能分析還是比較簡(jiǎn)單，最主要的問題集中在2處，一個(gè)是對(duì)西門子的產(chǎn)品的熟悉，例如它的基本性能硬件選型、各個(gè)功能模塊的作用、PLC的指令系統(tǒng)、它的通訊協(xié)議、STEP7編程軟件的熟悉等；另外一個(gè)就是關(guān)于模擬量的處理。學(xué)會(huì)了西門子的各類產(chǎn)品的應(yīng)用場(chǎng)合和選型。這里一共組建了7個(gè)畫面，一個(gè)菜單頁、一個(gè)控制頁面、一個(gè)參數(shù)設(shè)置頁、一個(gè)實(shí)時(shí)模擬量變化趨勢(shì)圖頁面、一個(gè)模擬量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示頁面、報(bào)警視圖頁面以及一個(gè)傳感器失效顯示頁面，另外這里組態(tài)了中英文的語切換和用戶權(quán)限的設(shè)置。我們就可以看到Step7中的變量。 2).在Wincc flexible 中使用STEP7中的變量組態(tài)畫面在STEP7軟件中打開站SIMATIC HMI Station，依次打開“Communication”→“Connection”。插入HMI設(shè)備后，接下來點(diǎn)擊工具欄上的 按鈕，在接下的窗口中將S7300和HMI站與MPI網(wǎng)絡(luò)連接。 程序設(shè)計(jì) 程序的設(shè)計(jì)流程如下所示: 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)1).在STEP7中集成Wincc flexible，建立項(xiàng)目的連接。 （3）對(duì)模擬量通道進(jìn)行設(shè)置通道組0~3設(shè)置為溫度輸入通道，輸入信號(hào)類型設(shè)置為Pt100std，通道組4設(shè)置為壓力、流量輸入通道，輸入信號(hào)類型為4~20mA的電流，其傳感器或者變送器的連接方式采用2線制接法，對(duì)于模擬量輸入模塊SM331 212bit，該模擬量輸入模塊只有一個(gè)通道組，將其設(shè)置為電流測(cè)量值輸入通道，由于傳感器輸出信號(hào)類型為電壓，所以這里輸入信號(hào)類型設(shè)置為1~5V的電壓。 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 程序設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備（1）利用STEP7對(duì)硬件進(jìn)行組態(tài)將前面選好的PLC硬件模塊依次插入金屬導(dǎo)軌中，第一槽插入電源、第二槽插入CPU、第三槽空著（由于沒有進(jìn)行機(jī)架擴(kuò)展）、第四槽插入模擬量量輸入模塊、第5槽插入數(shù)字量輸入模塊、第六槽插入數(shù)字量輸出模塊。經(jīng)過查CPU的參數(shù)表得CPU3152DP所提供的背板電流為1200mA,其功耗為8W，另外查表可知之前我們選擇的模塊所需背板電流，以及功耗見下表所列： ：15+110+50+50=225mA，對(duì)于CPU的背板電流則明顯滿足要求。那么再算上裕量，按照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得所需存儲(chǔ)器容量為：（~）（1610+248+6100+32+1300）/1024=(~)KB，這里我們選擇的CPU 3152DP，其存儲(chǔ)器大小為256KB滿足要求，另外一個(gè)主要原因是它可以面向?qū)ο缶幹?，即更改其地址分配。其具體的通道分配如下圖所示： SM331 812bit 接線圖 SM331 212bit接線圖 CPU的選型 （1）.PLC存儲(chǔ)器容量的估算由前面我統(tǒng)計(jì)過開關(guān)量輸入有16路、開關(guān)量輸出有24路、模擬量輸入有6路、3個(gè)定時(shí)器。 DO3224V DC/ 接線框圖 DO3224V DC/ 模擬量輸入模塊選型 由前面分析可知該系統(tǒng)有6路模擬量輸入，而且涵蓋有溫度、電阻、電壓、電流的輸入。故數(shù)字量輸出模塊型號(hào)選定為：SM322 DO3224V ，訂貨號(hào)為6ES7 3221BL000AA0。由于驅(qū)動(dòng)的是直接接觸器和電磁閥和指示燈，因此近一步確定了選用晶體管輸出。具體的地址分配如下： 電源開關(guān)、 堵塞壓力發(fā)訊器信號(hào)、 泵1熱繼電器信號(hào)、 泵2熱繼電器信號(hào)、 冷卻電機(jī)1熱繼電器信號(hào)、 冷卻電機(jī)2熱繼電器信號(hào)、 調(diào)整泵電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)、 泵1啟動(dòng)、 泵1停止、 油泵電機(jī)2啟動(dòng)、 油泵電機(jī)2停止、 主軸電機(jī)啟動(dòng)、 主軸電機(jī)停止、 電磁閥啟動(dòng)、 星三角時(shí)序錯(cuò)誤、 液壓計(jì)信號(hào)。表中列舉了各個(gè)類型數(shù)字量輸入模塊的屬性。我們已知數(shù)字量輸入總共有15路，再留20%~30%的裕量的話則需要接近20路數(shù)字量輸入接點(diǎn)。 2）開關(guān)量輸出開關(guān)量輸出量即控制執(zhí)行器的開關(guān)量有：加熱器運(yùn)行、油泵1運(yùn)行、泵2運(yùn)行、冷卻電機(jī)1高速、冷卻電機(jī)1低速、冷卻電機(jī)2高速、冷卻電機(jī)2低速、主機(jī)運(yùn)行、主機(jī)啟動(dòng)中、主軸上升、主軸下降、報(bào)警器、油箱溫度傳感器失效、出油口溫度傳感器失效、回油口溫度傳感器失效、壓力傳感器失效、流量傳感器失效、互感電流傳感器失效、流量低指示燈、過濾器堵塞指示燈、時(shí)序錯(cuò)誤指示、液位低指示、電源指示、主機(jī)運(yùn)行指示。5%V的電壓。由于要實(shí)現(xiàn)對(duì)以上模擬量的控制首先得通過傳感器和變送器將其實(shí)時(shí)值送入PLC中進(jìn)行處理，由此可知模擬量輸入即為以上所列總共6路。 磁平衡式霍爾電流傳感器電參數(shù)這里我們根據(jù)實(shí)際情況要求選擇了CSM010SY型號(hào)的磁平衡霍爾電流傳感器。根據(jù)來自公司的指標(biāo)，主電機(jī)電流經(jīng)過電流互感器得來的互感電流不超過10A，因此綜合考慮這里選擇了閉環(huán)式的霍爾電流傳感器。 磁平衡式霍爾電流傳感器電路原理由于閉環(huán)式霍爾電流傳感器采用了磁平衡原理其響應(yīng)速度相對(duì)來說比較快且精度較高。從磁場(chǎng)失衡到再次平衡，所需的時(shí)間理論上不到1μs，這是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。一旦磁場(chǎng)失去平衡，霍爾器件就有信號(hào)輸出。當(dāng)Ip變化時(shí)，平衡受到破壞，霍爾器件有信號(hào)輸出，即重復(fù)上述過程重新達(dá)到平衡。這一電流再通過多匝繞組產(chǎn)生磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)與被測(cè)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)正好相反，因而