【正文】 40 附 錄 ? 自動(dòng)灌裝生產(chǎn)線項(xiàng)目的符號(hào)表 41 。 [4] 西門子公司 . STEP7 編程手冊。 [2] 西門子公司 . S7300CPU 安裝操作指導(dǎo)。 感謝各位老師的批評(píng)指導(dǎo)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次系統(tǒng)的對(duì)自己所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用過程，畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，這也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。 在本論文的寫作過程中，我的指導(dǎo)導(dǎo)師楊國偉老師傾注了大量的心血，從 選題到開 題報(bào)告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此我表示衷心感謝。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步 38 致 謝 通過這一階段的努力，我的畢業(yè)論文《飲料灌裝生產(chǎn)流水線的 PLC 控制》終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。我相信其中的酸甜苦辣最終都會(huì)化為甜美的甘泉。 雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很完善，還有一些不足之處，但我可以自豪的說，這里面的每一段程序，都是自己不懈努力成果。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受，從對(duì) PLC 控制自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)所需技術(shù)和知識(shí)很不了解的狀態(tài)，我開始了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使自己非常稚嫩的作品一步步完善起來，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都是對(duì)我不斷努力的肯定。 37 結(jié)束語 經(jīng)過了這一段的學(xué)習(xí)和工作，我終于完成了《飲料灌裝生產(chǎn)流水線的 PLC 控制》的論文。 圖 616 將采集到的模擬量轉(zhuǎn) 換成實(shí)際液位值 36 在 FC70 中編寫模擬量液位值的處理程序 在 FC70 中編寫模擬量液位值的處理程序，控制進(jìn)料閥門的打開和關(guān)閉，如圖 617 所示。 35 圖 614 OB100 啟動(dòng)組織塊 在硬件組態(tài)中定義 500ms 執(zhí)行一次循環(huán)中斷組織塊 OB35 在硬件組態(tài)中定義 500ms 執(zhí)行一次循環(huán)中斷組織塊 OB35，如圖 615所示。 34 圖 613 蜂鳴器整點(diǎn)響 5S 的程序 在 OB10 中觸發(fā)蜂鳴器，在 OB1 中用接通延時(shí)定時(shí)器控制蜂鳴器響 5S。 圖 612 硬件組態(tài) OB10 的參數(shù) 在 OB10 和 OB1 編寫相應(yīng)的程序，使蜂鳴器每到整點(diǎn)響 5S。 蜂鳴器整點(diǎn)響 5S 的程序 如圖 612所示利用日期時(shí)間中斷組織塊（ OB10）使蜂鳴器到整點(diǎn)響 5S 報(bào)時(shí)。 只有在手動(dòng)模式下（ =1）才允許電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)，調(diào)用電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)程序 FC20。按下控制面板上的故障應(yīng)答按鈕 以后，如果故障已消失，則故障指示燈熄滅；如果故障依然存在，則故障指示燈常亮。 圖 69 計(jì)數(shù)值清零程序 只需對(duì) MD30 做清零操作即可清空空瓶數(shù) MW滿瓶數(shù) MW32 和廢品率 MD36。滿瓶數(shù)除以 24 得到的包裝箱數(shù)是整數(shù)格式，若要在數(shù)碼管上顯示，需要轉(zhuǎn)換成 BCD 碼格式 。用比較指令實(shí)現(xiàn)廢品率超過 2%時(shí)傳送帶終止指示燈亮報(bào)警程序。由于廢 品數(shù)是實(shí)數(shù)，因此，要先將廢品數(shù)和空瓶數(shù)轉(zhuǎn)換成實(shí)數(shù)，在做除法運(yùn)算。 圖 66所示為計(jì)算廢品率的程序。加脈沖輸入端 CU具有捕捉上升沿的功能，當(dāng)瓶子經(jīng)過接近開關(guān)時(shí)，計(jì)數(shù)器加 1。 計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì) 空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì) 圖 65 所示為統(tǒng)計(jì)空瓶數(shù)和滿瓶數(shù)的程序 。 急停處理（ FC10） 急停處理程序如圖 64 所示 圖 64 急停處理子程序 圖 63 手動(dòng)運(yùn)行 26 圖 64 急停處理子程序 當(dāng)生產(chǎn)線在運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題時(shí)，按下急停按鈕使各執(zhí)行部件立即停止動(dòng)作，維持在當(dāng)前的狀態(tài)。 為了防止電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)頻繁切換造成 負(fù)載變化太大，電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)方向改變要有時(shí)間限制，切換時(shí)間間隔要在 2秒鐘以上。 當(dāng)傳送帶上已經(jīng)沒有瓶子時(shí)，傳送帶停止運(yùn)行。 到達(dá)灌裝位置開始灌 裝，灌裝閥門打開（ =1），灌裝時(shí)間 5 秒。 21 設(shè)置手動(dòng) /自動(dòng)模式 調(diào)用模擬量處理程序 FC70 調(diào)用手動(dòng)程序 FC20 調(diào)用自動(dòng)程序 FC30 調(diào)用模擬量處理程序 FC70 調(diào)用調(diào)用自動(dòng)程序FC30 調(diào)用模擬量處理程序 FC70 自動(dòng)程序 FC30 調(diào)用故障處理程序 FC51 手動(dòng) /自動(dòng)模式？ 調(diào)用急停處理程序 FC10 圖 46 主程序 OB1 的程序結(jié)構(gòu)流程圖 手動(dòng) 自動(dòng) 22 編寫生產(chǎn)線自動(dòng)運(yùn)行程序（ FC30） /停止 生產(chǎn)線啟動(dòng) /停止控制： 按下控制面板上的啟動(dòng)按鈕 ，控制生產(chǎn)線設(shè)備啟動(dòng) =1. 按下控制面板上的停機(jī)按鈕 ，控制生產(chǎn)線設(shè)備停止 =0 注意： 為抱枕按下停機(jī)按鈕能夠可靠停機(jī)，停機(jī)按鈕是接在常閉觸點(diǎn)上的。 ? 模擬量處理 FC70 采集灌裝液罐的液位傳感器的數(shù)值，進(jìn)行處理。 ? 計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì) FC42 統(tǒng)計(jì)空瓶數(shù)、滿瓶數(shù)、廢品數(shù)、包裝箱數(shù)、計(jì)算廢品率等。 ? 手動(dòng)運(yùn)行 FC20 電動(dòng)機(jī)點(diǎn) 動(dòng)正 /反轉(zhuǎn)，計(jì)數(shù)器清零，上位 /下位控制模式選擇。參數(shù)化編程設(shè)計(jì)有利于對(duì)常用功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，減少重復(fù)勞動(dòng)。 ，提高編程的速度； ，可節(jié)約掃描周期的時(shí)間，提高 PLC 的響應(yīng)速度。 在程序設(shè)計(jì)時(shí)采用模塊化編程方法，模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是： ，可讀性強(qiáng)，容易理解； 、擴(kuò)充或刪節(jié)，可改性好； ，特別是一些功能程序，如實(shí)現(xiàn) PID 算法的程序等 。 這種方式不利于 多人合作和程序調(diào)試，適合一個(gè)人完成的小項(xiàng)目。 （ 4）系統(tǒng)功能（ SFC,System Function） SFC 是已經(jīng)固化在 CPU 中的預(yù)先編好的帶形參的函數(shù)，提供一些系統(tǒng)級(jí)的調(diào)用功能，調(diào)用時(shí)，需要生成相應(yīng)的背景數(shù)據(jù)塊。 （ 3）功能塊（ FB， Function Block） FB 是由用戶自己編寫的子程序塊或帶形參的函數(shù)，可以被其他程序塊（ OB、 FC和 FB）調(diào)用。除 OB1外，還有其他處理中斷或錯(cuò)誤的組織塊。 S7 程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 程序塊類型 （ 1）組織塊（ OB, Organization Block） OB 是操作系統(tǒng)與用戶之間的接口，只有在 OB 中編寫的指令或調(diào)用的程序塊才能被 CPU 的操作系統(tǒng)執(zhí)行。盒中的符號(hào)表示功能（例如： amp。 STL 語句表即匯編語言，適用于熟悉計(jì)算機(jī)編程語言的程序員。 LAD 梯形圖和電路圖很相似，采用諸如觸點(diǎn)和線圈的符號(hào)。 序號(hào) 地址區(qū)間 用途 1 MB10 時(shí)鐘信號(hào) 2 MB20~MB24 故障處理 3 MB30~MB49 計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì) 4 MB50 上位控制 5 MB60~MB63 灌裝時(shí)間控制 6 MB70~MB91 模擬量處理 18 圖 44 數(shù)字量輸出模塊 32DO 的接線 數(shù)字量輸入 /輸出模塊 8DI/8DO 的接線圖 數(shù)字量輸入 /輸出混合模塊 8DI/8DO 的接線圖如圖 45所示。 I/O 分配表 飲料灌裝自動(dòng)化生產(chǎn)線 I/O 地址分配表見表 41 CPU 內(nèi)部位存儲(chǔ)器地址分配表見表 42 圖 38 S7300 AI/AO 多層機(jī)架的地址 16 表 41 I/O 分布表 序號(hào) 名稱 類型 端口地址 備注 1 啟動(dòng)按鈕 DI 2 停止按鈕 DI 3 正轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕 DI 4 反轉(zhuǎn)點(diǎn)動(dòng)按鈕 DI 5 手動(dòng)、自動(dòng)選擇開關(guān) DI 6 下位、上位控制選擇開關(guān) DI 7 計(jì)數(shù)清零按鈕 DI 8 故障源 1 信號(hào) DI 9 故障源 2 信號(hào) DI 10 故障源 3 信號(hào) DI 11 故障復(fù)位按鈕 DI 116 12 急停按鈕 DI 13 終端位置接近開關(guān) DI 14 空瓶位置接近開關(guān) DI 15 灌裝位置接近開關(guān) DI 16 滿瓶位置接近開關(guān) DI 17 系統(tǒng)運(yùn)行指示燈 DO 18 手動(dòng)模式指示燈 DO 19 自動(dòng)模式指示燈 DO 20 下為控制指示燈 DO 21 上位控制指 示燈 DO 22 故障 1 報(bào)警指示燈 DO 23 故障 2 報(bào)警指示燈 DO 24 故障 3 報(bào)警指示燈 DO 25 急停指示燈 DO 26 4 位數(shù)碼顯示 DO QW6 27 進(jìn)料閥門 DO 28 灌裝閥門 DO 29 終端指示燈 DO 30 電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn) DO 31 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn) DO 32 蜂鳴器 DO 33 灌裝罐液位傳感器 AI PIW304 17 表 42 位存儲(chǔ)器地址分配表 I/O 接線圖 32DI 的接線圖 數(shù)字量輸入模塊 32DI 的接線圖，如圖 43 所示。 信號(hào)模塊 根據(jù)輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)的要求并考慮預(yù)留一定的容量，配置一塊數(shù)字量輸入模塊 32DI、一塊數(shù)字量輸出模塊 32DO、一塊數(shù)字量輸入 /輸出混合模塊 8DI/8DO、一塊模擬量輸入模塊 2AI。對(duì)于信號(hào)模塊、功能模塊和通訊處理器沒有插槽限制，也就是說它們可以安裝到除 3以外的 任何一個(gè)槽位。 3. 2 S7300 的擴(kuò)展能力 S7 系列 314 及以上型號(hào)的 CPU 最大擴(kuò)展能力為 32 個(gè)模塊如圖 36 所示，每個(gè)機(jī)架（層）最多安裝 8個(gè)模塊（不含電源和 CPU 模塊），最多擴(kuò)展 3層機(jī)架。CPU 模塊 所在的機(jī)架稱為中央機(jī)架，如果一個(gè)機(jī)架不能容納控制系統(tǒng)的全部模塊，可以增設(shè)一個(gè)或多個(gè)擴(kuò)展機(jī)架。 S7300/400 的功能模塊主要有高速計(jì)數(shù)器模塊、定位模塊、步進(jìn)電機(jī)控制模塊，伺服電機(jī)控制模塊，PID 控制器模塊等。常用的通 信處理器有用于分布式現(xiàn)場總線 PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)的 CP3425 和 CP4435 擴(kuò)展型，用于工業(yè)以太網(wǎng)的 CP3431 和CP4431，用于 ASi網(wǎng)絡(luò)的 CP3432等。前連接器如圖 27 所示 。 (7) 前連接器 信號(hào)模塊在使用前需要配備前連接器，傳感器和執(zhí)行器的信號(hào)通過前連接器接入模塊。 (6) 模擬量輸入 /輸出模塊 AI/AO S7300 系列 PLC 配有模擬量輸入 /輸出模塊，即將輸入 /輸出通道集成在同一個(gè)模塊上。 (4) 模擬量輸入模塊 AI 模擬量輸入模塊按輸入通道數(shù)分為 AI AI AI16 等幾種類型，按傳感器輸入信號(hào)的性質(zhì)分為測電壓、測電流、測電阻、測溫度等多種類型。 (3) 數(shù)字量輸入 /輸出模塊 DI/DO S7300 系列 PLC 配有數(shù)字量輸入 /輸出模塊，即將輸入 /輸出端子集成在同一個(gè)模塊上。 （ 1）數(shù)字量輸入模塊 DI 數(shù)字量輸入模塊按輸入點(diǎn)數(shù)分為 DI3 DI16 和 DI8 三種類型，按輸入電壓等級(jí)分為 DC24V、 DC48~125V、 AC120/230V 等多種規(guī)格。 信號(hào)模塊 信號(hào)模塊（ SM， Signal Module）如圖 34 所示，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備與 CPU 模塊的橋梁。 S7300系列 PLC除了標(biāo)準(zhǔn) CPU外還提供了緊湊型 CPU ，型號(hào)為 CPU31xC （早期型號(hào)為CPU31xIFM）。 (7) PtP 接口 部分 CPU 集成了點(diǎn)到點(diǎn)通訊接口（ PtP， Point to Point）， CPU 型號(hào)為 CPU31X2PtP或 CPU41X2PtP，表明該 CPU 有 2 個(gè)接口，除了 MPI 接口外，另 1個(gè)為 PtP 接口。 (6) DP 接口 部分 CPU 集成了 DP 通訊接口， CPU 型號(hào)為 CPU31X2DP 或 CPU41X2DP，表明該 CPU有