【正文】 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)控制 流程 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 18 圖 33 油泵電機主電路 以 1液壓站主油泵電機為例，當主接觸器 1KA0 閉合時，控制接觸器 1KA4 閉合，油泵電機星行啟動；經(jīng)過一段定時后，當控制接觸器 1KA2 閉合，油泵電機三角形啟動。系統(tǒng)的相關(guān) 圖紙 在程序 設(shè)計 中體現(xiàn) ，其采用工程上常用的 autoCAD 進行繪制。根據(jù)前面相關(guān)介紹，該控制系統(tǒng)的硬件選型圍繞 S7300 作主控計算機構(gòu)成的油泵電機啟動工作 液壓缸推桿往復(fù)運動撥爪工作 工藝流程及故障等信息監(jiān)測（ MP277） 運輸鏈電機啟動接受廢鐵屑 排屑開始 監(jiān)測信息處理 結(jié)束 液壓站啟動工作 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 17 PROFIBUS— DP 現(xiàn)場總線系統(tǒng)進行選型。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 16 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)工藝流程 圖 31 系統(tǒng)工藝流程 PLC 硬件選型 該控制系統(tǒng)的設(shè)計主體是對運輸鏈電機、 1液壓站和 2液壓站的控制。 （ 2） 點擊“ Simulation on/off”打開仿真窗口，在 CPU 視圖對象中點擊 STOP 小框；再選擇 Download 命令，將要模擬的程序下載到仿真 PLC 中，對問題回答“ Yes”。 S7PLCSIM 仿真軟件 S7PLCSIM 用仿真 PLC 來模擬實際的 PLC 運行，用戶程序的調(diào)試是通過視圖對象來進行的， S7PLCSIM 提供了多種 視圖對象，用它們來實現(xiàn)仿真 PLC 內(nèi)的各種變量、計數(shù)器、定時器的監(jiān)視和修改。 九、 下載及在線調(diào)試 在 PG/PC 上完成的硬件組態(tài)和用戶程序必須通過編程電纜下載到 PLC 中，并且經(jīng)過軟硬件的調(diào)試才能夠最終實現(xiàn)自動控制任務(wù)。 八、 使用多重背景編程 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 15 在用戶程序中使用多重背景可以減少背景數(shù) 據(jù)塊數(shù)量。在項目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時彈出屬性對話框，填入 DB 的名稱、符號名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為共享數(shù)據(jù)塊（ Share），則數(shù)據(jù)塊 DB 添加到項目窗口中。 （ 5） 在 OB1 中調(diào)用 FB 及相關(guān)的 DB 在項目窗口中打開 OB1，在編程元件目錄了找到 FB1 插入梯形圖后命名符號即可 六 、 對功能 FC 的編程 與對功能塊 FB 的編程相比之少了一步生成背景數(shù)據(jù)塊。 （ 4） 生成背景數(shù)據(jù)塊 在項目窗口中右擊“ Blocks”，在出現(xiàn)的下拉菜 單中選擇“ Insert New Object”，再選擇“ Data Block”，此時彈出屬性對話框，填入 DB 的名稱、符號名和注釋，選擇數(shù)據(jù)塊類型為背景數(shù)據(jù)塊（ Instance），并輸入對應(yīng)的功能塊的名稱為 FB1，單擊“ OK”，則數(shù)據(jù)塊 DB1 添加到項目窗口中。在程序中使用的局部變量，操作系統(tǒng)會自動加上 標記，對于在整個程序中都可調(diào)用的全局變量，操作系統(tǒng)自動加上“”標記。重新回到項目窗口，會看見新創(chuàng)建的 FB1 圖標，雙擊即可打開功能塊 FB1 進行編輯。 四、 創(chuàng)建 OB1 塊 在項目窗口中雙擊 OB1，打開程序編輯器窗口，打開“ View”菜單設(shè)定編程語言為 LAD，即可開始具體程序編寫。共享符號在符號表中定義，可供程序中所有的塊使用。在項目窗口中雙擊 Hardware 就可對其進行配置。 二 、硬件組態(tài) 在 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計初期，首先應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的輸入輸出信號的性質(zhì)和點數(shù)，以及對控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的硬件配置，例如 CPU 模塊與電源模塊的型號，需要哪些輸入輸出模塊，功能模塊、通信模塊以及它們的型號和數(shù)量等。 （ 3） 結(jié)構(gòu)化編程：將復(fù)雜的自動化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應(yīng)的邏輯塊來表示，程序運行時所需的大量數(shù)據(jù)和變量存儲在數(shù)據(jù)塊中，調(diào)用時將“實參”賦值給形參。 二 、程序設(shè)計方法 STEP7 有 3 種程序設(shè)計方法： （ 1） 線性化編程：整個用戶程序放在循環(huán)控制組織塊 OB1（主程序）中。 （ 4） 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊 系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊包含系統(tǒng)組態(tài)數(shù)據(jù)，例如硬件模塊參數(shù)和通信連接參數(shù)。 SFB 有存儲功能，其變量保存在指定給它的背景數(shù)據(jù)塊中， SFC 沒有存儲功能。 （ 2） 系統(tǒng)功能塊 SFB 和系統(tǒng) 功能 SFC 系統(tǒng)功能塊和系統(tǒng)功能是為用戶提供的已經(jīng)編好程序的塊，可以被程序調(diào)用但不能被修改。操作系統(tǒng)在每次循環(huán)中調(diào)用一次 OB1。 （ 1） 組織塊（ OB） 組織塊是操作系統(tǒng)與用戶程序的接口，由操作系統(tǒng)調(diào)用，應(yīng)用控制掃描循環(huán)和中斷程 的執(zhí)行、 PLC 的啟動和錯誤處理等。用戶程序和所需要的數(shù)據(jù)放置在塊中，使程序部件標準化，用戶程序結(jié)構(gòu)化，可以簡化程序組織，使程序易于修改、差錯和調(diào)試。編程設(shè)備可以是器或計算機，它通過電纜與 PLC的 CPU 模塊相連。 （ 5） 硬件診斷：用于提供 PLC 的工作狀態(tài)概況，快速瀏覽 CPU 數(shù)據(jù)和用戶程序在運行中的故障原因。 （ 3） 硬件組態(tài)工具：可以利用這個工具對 PLC 機架上的各種 硬件模塊進行配置，設(shè)置各種模塊的參數(shù)，例如 CPU 參數(shù)和分布式 I/O 參數(shù)。 （ 2） 符號編輯器：用于定義符號名稱、數(shù)據(jù)類型和注釋全局變量，管理所有共享符號。 STEP7 不是單一的應(yīng)用 程序，而是由一系列應(yīng)用程序（工具）構(gòu)成的標準軟件包，其主要應(yīng)用工具如下： （ 1） SIMATIC 管理器：用于集中管理一個自動化控制項目，提供 STEP7 標準軟件包的集成、統(tǒng)一的界面。 S7300 的指令系統(tǒng)包括位邏輯指令、定時器指令、計數(shù)器指令、數(shù)據(jù)處理指令、數(shù)據(jù)運算指令和控制指令六大類，其中部分指令會在下一章的 STEP7 軟件編程中用到，具體功能和作用結(jié)合相關(guān)程序進行分析。 語句表（ STL）是一種類似微機匯編語言的文本語言，多條語句組成一個程序段，語句表指令比梯形圖和功能塊圖指令豐富，可以實現(xiàn)梯形圖和功能塊圖不能實現(xiàn)的一些功能。 （ 4） 功能塊圖 FBD（ Function block diagram） （ 5） 順序功能圖 SFC（ Sequential function chart）：對應(yīng)西門子 S7Graph. 標準的 STEP7 軟件包配備了三種編程語言：梯形圖（ LAD）、語句表（ STL）和 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 12 功能塊圖（ FBD），這三種語言在 STEP7 中可以互相轉(zhuǎn)換。 S7300 的指令系統(tǒng) IEC61131— 3 規(guī)定了 PLC 編程語言的語法和語義，標準中定義了 5 種編程語言： （ 1） 指令表 IL（ Instruction list）：西門子稱為語句表 STL. （ 2） 結(jié)構(gòu)文本 ST（ Structured text）：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（ SCL）。單主站或者多主站系統(tǒng)可以由 PROFIBUS— DP 來實現(xiàn)。 PROFIBUS 采用主站（ Master）之間的令牌（ Token）傳遞方式和主站與從站之間的主 — 從方式。 故障 SIMATIC NET 網(wǎng)絡(luò)可以單獨運行，也可以結(jié)合其他系統(tǒng)同時運行。點對點連接支持的通信協(xié)議有 ASCII 驅(qū)動器、 3964（ R）和 RK512（只適用于 CPU）。通過 CP340， CP341 或CPU31xC— 2DP 集成的通信接口可建立點對點的連接。工業(yè)以太網(wǎng)適用于長距離傳輸大量數(shù)據(jù)，可以通過網(wǎng)關(guān)設(shè)備來連接遠程網(wǎng)絡(luò)。 PROFIBUS 具有開放性，符合該標準的各廠商生產(chǎn)的設(shè)備都可接入。 MPI網(wǎng)絡(luò)能同時連接運行 STEP7 的編程器、計算機、人機界面（ HMI）和其他 SIMATICSM7 和 C7，并且可以用全局通信的方式實現(xiàn)網(wǎng)上 CPU 之間少量數(shù)據(jù)的交換 。該層一般采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，即符合 標準。車間監(jiān)控層可采用 PROFIBUS— FMS 或工業(yè)以太網(wǎng)，該層要求能傳送大容量的信息，對傳送速率要求不高。 （ 2） 車間監(jiān)控層 車間監(jiān)控層又稱單元層，用來完成車間主生產(chǎn)設(shè)備之間的連接，包括生產(chǎn)設(shè)備狀態(tài)的在線監(jiān)控、設(shè)備故障報警及維護等。 的通信網(wǎng)絡(luò) S7300 的通信網(wǎng)絡(luò) 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述 一個典型的工廠自動化系統(tǒng)一般是三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 分別是現(xiàn)場設(shè)備層、車間監(jiān)控層和工廠管理層。 當因 I/O 點過多使模塊數(shù)量多于 8 個且距離在 10 米之內(nèi)，可以采用擴展機架，用本地擴展接口模塊 IM 來實現(xiàn)，除了帶 CPU 的中央機架（ CR），最多可以擴展三個擴展機架（ ER），每個機架可以插 8 個模塊（不包括電源、 CPU、接口模塊 IM），四個機架最多可插 32 個，模塊；當因距離過遠（ 1500 米以內(nèi)）或者 I/O 點過多 ，可以 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 10 采用 ET200 分布式 I/O 來實現(xiàn)， PROFIBUS 是為全集成自動化定制的開放的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，有 FMS、 DP 和 PA 三種行規(guī)。 SM332 是 S7300 的模擬量輸出模塊