【正文】 祝愿母校的將來(lái)更美好！參考文獻(xiàn)[1]胡松濤，自動(dòng)控制原理，北京：國(guó)防工業(yè)出版社，1994[2]孫優(yōu)賢,褚健，工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)方法篇，北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006. [3]魏克新，自動(dòng)控制綜合應(yīng)用技術(shù)[M]，北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.[4]Sudhir of control :機(jī)械工業(yè)出版社,2004.[5]高欽和，可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M]，北京:人民郵電出版社,2004.[6]鄒金慧，可編程控制器及其系統(tǒng)[M]，重慶:重慶大學(xué)出版社,2002.[7]柴瑞娟,陳海霞，西門子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用，北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[8]郁漢琪，電氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)，南京:東南大學(xué)出版社2003.第 49 頁(yè)。畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程給了我這樣一個(gè)鍛煉的機(jī)會(huì)，使我加深了對(duì)以前知識(shí)的理解和鞏固，拓寬了知識(shí)面，也提高了我對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。最后，我要感謝我的母?！幽蠙C(jī)電高等專科學(xué)校。另外，張老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和為人給了我很大的教育，這些將使我終身受益。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，張老師在大局上指導(dǎo)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的每一進(jìn)程，還在百忙中抽空為我答疑解難，幫我分析講解畢業(yè)設(shè)計(jì)中所遇到的問(wèn)題。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成意味著我的大學(xué)學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束，在此，我衷心地感謝所有在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間幫助過(guò)我的人。 致 謝不知不覺(jué)，畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)結(jié)束了。對(duì)USS協(xié)議作了很深入的研究，將兩者之間的通信部分設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化，可以在多個(gè)項(xiàng)目中直接應(yīng)用。(3)利用工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)和西門子公司提供的其工業(yè)控制產(chǎn)品所支持的通訊方式和通訊協(xié)議，設(shè)計(jì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的通信方式。通過(guò)上述設(shè)計(jì)，本論文的主要工作和結(jié)論是：(1)涵蓋了目前基礎(chǔ)自動(dòng)化和過(guò)程自動(dòng)化中的典型自動(dòng)控制技術(shù)手段或裝置，可編程序控制器技術(shù)、變頻器技術(shù)、觸摸屏和組態(tài)軟件技術(shù)。該通信設(shè)計(jì)通過(guò)調(diào)試，能達(dá)到預(yù)期的要求，很好的實(shí)現(xiàn)了PLC對(duì)變頻器的控制，并且其通信方式在項(xiàng)目應(yīng)用相當(dāng)廣泛，通信程序的編寫也達(dá)到了預(yù)期的目的。整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)測(cè)試，調(diào)整了各部分之間的差距，達(dá)到了預(yù)期效果。實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)了以后，我們實(shí)測(cè)到速度的變化，在變頻器中修改參數(shù)，使速度的誤差減小到最小，滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。 變頻器、編碼器和電動(dòng)機(jī)的通信測(cè)試速度控制的關(guān)鍵所在，從變頻器到電機(jī)之間的傳輸必須保證速度的一致性。測(cè)試以后，數(shù)據(jù)變化不是太大，我們?cè)诔绦蚶镒隽艘幌挛⑿〉恼{(diào)整，整個(gè)數(shù)據(jù)從PLC中傳輸?shù)阶冾l器中誤差可以滿足實(shí)際需要?？紤]控制柜里有很多的高壓器件，干擾問(wèn)題，基于這些問(wèn)題，我們專門做了測(cè)試。由于可編程控制器和變頻器在一個(gè)柜子里，柜子里還有其它的高壓器件，所以抗干擾問(wèn)題尤其嚴(yán)重。 PLC和變頻器的通信PLC到變頻器之間用通訊電纜連接，利用兩臺(tái)PG/PC可以監(jiān)控PLC能夠順利地讀取和寫入變頻器的通信數(shù)據(jù)，在PLC上的PG/PC中寫入數(shù)據(jù)，在變頻器的P701的16個(gè)字節(jié)中可以讀取，相反PLC和TP270上能讀取變頻器的控制字和狀態(tài)字，及報(bào)警信息。這時(shí)將PG/PC與PLC連接，在狀態(tài)表中寫入輸入/輸出域的數(shù)據(jù)，在觸摸屏中顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)；在觸摸屏中寫入數(shù)據(jù)，狀態(tài)表中可以看到寫入的數(shù)據(jù)。PG/PC的通信參數(shù)應(yīng)與TP270的參數(shù)保持一致，這樣兩者可以通信了，將畫面下載到TP270中。進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。在此項(xiàng)目中觸摸屏與PLC通過(guò)EM277模塊連接的，通信方式可以選擇MPI或者ProfibusDP協(xié)議，用DP線將TP270的DP接口和EM277的通訊接口連接起來(lái)。這就說(shuō)明PLC之間的通信可以實(shí)現(xiàn)了。主、從站的PLC程序分別下載好了以后，就可以進(jìn)行PLC的調(diào)試工作了，在STEP7Micro/WIN 32中監(jiān)控，動(dòng)作時(shí)可以看到電氣柜中PLC的I/O點(diǎn)的燈亮和滅以及繼電器和接觸器等元件的接通和斷開。下載程序時(shí)需要建立PG/PC與PLC之間的通信連接，這時(shí)PG/PC是主站，在STEP 7Micro/WIN 32中先搜索到從站即PLC。：通信屬性設(shè)置對(duì)話框 系統(tǒng)通信按照電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，生產(chǎn)主機(jī)、牽引、左收線和右收線等控制柜，并安裝好各類電器元，如接觸器、中間繼電器、空氣開關(guān)以及PLC和變頻器，然后根據(jù)通信設(shè)計(jì)用通信電纜接好各通信端口（其中部分接口用帶編程口的DP頭），將PLC的控制程序和用Protool編寫的畫面程序分別下載到PLC和TP270中，并根據(jù)前面章節(jié)提供的通信參數(shù)的設(shè)置方法設(shè)置好通信參數(shù)后就，就可以進(jìn)行通信調(diào)試了。：“Install/Remove Interfaces”對(duì)話框：安裝“PC/PPI cable”對(duì)話框安裝好硬件后，需要設(shè)置通信的屬性。再單擊“Install”按鈕,“PC/PPIcable”就出現(xiàn)在右邊的“Installed”列表框（也可用相反的操作方式將“Installed”列表框中的硬件“Uninstall”）。：“Set PG/PC Interface”對(duì)話框在“Set PG/PC Interface”對(duì)話框中單擊“select”按鈕出現(xiàn)“Install/Remove Interfaces”對(duì)話框，可進(jìn)行硬件的安裝和卸載。選擇菜單命令“檢視”“通信”，或單擊STEP 7Micro/WIN 32屏幕上的通信圖標(biāo)，進(jìn)入通信設(shè)定對(duì)話框。安裝和刪除通信接口可以在STEP7Micro/WIN 32軟件中設(shè)置，也可以在PG/PC的控制面板中設(shè)置，其他的設(shè)置都在STEP7Micro/WIN 32軟件中設(shè)置，要達(dá)到通信的目的必須選擇選擇相同的協(xié)議和波特率以及各個(gè)通信設(shè)備的地址不能沖突。 通信參數(shù)設(shè)置要實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)通信需要對(duì)各個(gè)通信設(shè)備進(jìn)行通信參數(shù)的設(shè)置，包括監(jiān)控編程機(jī)的參數(shù)設(shè)置，TP270的通信參數(shù)設(shè)置（參見(jiàn)第4章），PLC的通信參數(shù)設(shè)置和變頻器的通信參數(shù)設(shè)置。S7200 CPU在MPI網(wǎng)中作為從站，它們之間不能通信。內(nèi)置接口可以是CPU的通信口，也可以是EM277擴(kuò)展通信模塊。網(wǎng)絡(luò)上的所有S7200 CPU都作為從站。在這個(gè)協(xié)議中，主站（其他CPU、西門子編程器或TD200）給從站發(fā)送申請(qǐng)，從站響應(yīng)?？梢酝ㄟ^(guò)兩芯屏蔽雙絞線進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。只要數(shù)據(jù)傳輸率相同，兩個(gè)協(xié)議可以在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中同時(shí)運(yùn)行，而不相互影響。 PPI和MPI協(xié)議這兩種協(xié)議都是通過(guò)令牌環(huán)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，令牌環(huán)網(wǎng)遵守歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50170中的過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)，是異步、基于字符的協(xié)議，帶有起始位、8位數(shù)據(jù)、偶校驗(yàn)和一個(gè)停止位。下面是LAD編寫的通信程序：子程序SBR2//COM_mini，空緩沖內(nèi)存，設(shè)置通信端口，波特率：SBR5//TAL_Xmt，根據(jù)USS協(xié)議的字符格式制作TAL，指定發(fā)送中斷事件：INT1//SED_Over，發(fā)送中斷：以上的各段子程序是按照USS通信字符格式和S7200的指令規(guī)定設(shè)計(jì)的通信程序，它由主程序OB1調(diào)用，調(diào)用程序在主程序中編寫。：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的定義按照S7200支持的通信協(xié)議，將PLC1的通信端口1設(shè)置成自由口模式通過(guò)USS協(xié)議的報(bào)文格式與變頻器的USS端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。根據(jù)U協(xié)議的字符格式和實(shí)際工程中一般要求將報(bào)文長(zhǎng)度設(shè)置成20字節(jié)，數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)度為16，始地址為VB4201。通信程序的設(shè)計(jì)思路是利用發(fā)送指令XMT啟動(dòng)自由端口模式下數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL的數(shù)據(jù)發(fā)送，通過(guò)指定的通信端口，發(fā)送存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中的信息；接收指RCV初始化或中止接收信息的服務(wù)，通過(guò)指定的通信端口，接收信息并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖（TBL）中。 設(shè)計(jì)通信程序在系統(tǒng)中有7臺(tái)西門子的變頻調(diào)速裝置，其中與PLC1連接著3臺(tái)，與PLC2連接著4臺(tái)，因此在PLC1和PLC2的程序中都有與變頻調(diào)速裝置的通信程序。(2)接收指令接收指令RCV（Receive）初始化或中止接收信息的服務(wù)，通過(guò)指定的通信端口（PORT接收信息并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（TBL）中。XMT指令可以送1~255個(gè)字符如果有中斷程序連接到發(fā)送結(jié)束事件上，在發(fā)送完緩沖區(qū)中的最后一個(gè)符時(shí)，端口0會(huì)產(chǎn)生中斷事件9，端口1會(huì)產(chǎn)生中斷事件26。采用間接尋址的編程方式，可大大節(jié)省CPU的程序空間。以防止因干擾而接收到錯(cuò)誤數(shù)據(jù)而使PLC做出錯(cuò)誤的判斷和控制e)對(duì)各從站的控制應(yīng)采取輪詢方式，輪詢程序同樣也是后臺(tái)工作方式工作的?？刹捎弥袛囗憫?yīng)的方式，也可用查詢相應(yīng)標(biāo)志位的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。同一時(shí)刻，只能有一個(gè)發(fā)送指令或接收指令被激活。用戶程序通過(guò)改變USS報(bào)文中的STW及HSW的值，來(lái)控制變頻器的啟停及改變?cè)O(shè)定頻率值。：數(shù)據(jù)塊格式其中：PKW域——參數(shù)值域，由參數(shù)識(shí)別碼、子參數(shù)號(hào)和參數(shù)值構(gòu)成，參數(shù)個(gè)數(shù)根據(jù)設(shè)備的定義最大可有124個(gè)字；PZD域——過(guò)程控制數(shù)據(jù)域，包括控制字/狀態(tài)字，設(shè)定值/實(shí)際值，不同的驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品定義不同，最多可有16個(gè)字符；PKE——參數(shù)標(biāo)識(shí)碼，PNU（bit0bit10）表示參數(shù)號(hào)，SP（bit11）為參數(shù)改變標(biāo)志，由從站設(shè)置；AK（bit12bit15）為報(bào)文類型，主站從站和從站主站各有16種不同的報(bào)文類型；IND——用來(lái)指定某些數(shù)組型設(shè)備參數(shù)號(hào)的子參數(shù)號(hào)。在一幀內(nèi)完成過(guò)程控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，可以通過(guò)指定參數(shù)號(hào)完成設(shè)備控制參數(shù)的讀寫。數(shù)據(jù)報(bào)文最大長(zhǎng)度位256個(gè)字節(jié)，它包括3字節(jié)的頭部、一字節(jié)的校驗(yàn)碼和主數(shù)據(jù)塊，數(shù)據(jù)塊按照字的方式組織，高字節(jié)在前。利用這些CPU的RS485串行口的通訊功能，由用戶程序完成USS協(xié)議功能，可實(shí)現(xiàn)與SIEMENS傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)單而可靠的通訊連接。如果在通訊距離很近，波特率較低或點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊的情況下，可不用終端電阻。，通訊速率只與通訊距離有關(guān)，與干擾沒(méi)有直接關(guān)系。屏蔽線必須連接到機(jī)箱接地點(diǎn)或9針連接的插針1。，把具有不同電位參考點(diǎn)的設(shè)備互連會(huì)在互連電纜中產(chǎn)生不應(yīng)有的電流，從而造成通訊口的損壞。它采用與PROFIBUS相似的操作模式，總線結(jié)構(gòu)為單主站、主從存取方式。數(shù)字化的信息傳遞，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平及運(yùn)行37的可靠性，解決了模擬信號(hào)傳輸所引起的干擾及漂移問(wèn)題。對(duì)于有十個(gè)調(diào)速器，每個(gè)調(diào)速器有6個(gè)過(guò)程數(shù)據(jù)需要刷新的系統(tǒng)，PLC的典型掃描時(shí)間周期為幾百毫秒。使用USS協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)：，減少了設(shè)備之間的布線。西門子的S7200提供USS協(xié)議的指令，用戶使用指令可以方便地實(shí)現(xiàn)對(duì)變頻器的控制，常常適用于規(guī)模較小的自動(dòng)化系統(tǒng)。USS協(xié)議是主從結(jié)構(gòu)的協(xié)議，規(guī)定了在USS總線上可以有一個(gè)主站和最多30個(gè)從站；總線上的每個(gè)從站都有一個(gè)站地址（在從站參數(shù)中設(shè)定），主站依靠它識(shí)別每個(gè)從站；每個(gè)從站也只對(duì)主站發(fā)來(lái)的報(bào)文做出響應(yīng)并回送報(bào)文，從站之間不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。這些字節(jié)配置各自的通訊端口，進(jìn)行自由口操作，并提供自由口或系統(tǒng)協(xié)議支持選擇。通信程序編程中需要利用寄存器SMB30和SMB130進(jìn)行S7200 PLC CPU的通訊端口、通信協(xié)議以及波特率的設(shè)置，寄存器SMB30控制端口0的自由通訊；SMB130控制端口1的自由口通訊。西門子S7200 .TBL：緩沖區(qū)首地址,操作數(shù)為字節(jié)；PORT：操作端口，CPU226可為0或1，其他CPU只能為0:網(wǎng)絡(luò)讀/網(wǎng)絡(luò)寫指令格式 通信程序的設(shè)計(jì)在該項(xiàng)目中，按照通信方式的設(shè)計(jì)模式選擇PLC1的端口0與PLC2的端口0作為兩個(gè)PLC之間的通道進(jìn)行3個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸。將觸摸屏TP270和帶有STEP7Micro/WIN32的PC機(jī)作為主站，采用多主站的方式，站地址分別設(shè)為0和1，兩個(gè)PLC設(shè)為2和3，帶EM277模塊設(shè)為2與主站 通信，并作為PLC之間通信的主站。此外，S7200還可以通過(guò)