【正文】 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) III 參考文獻(xiàn) ................................................................. 22 附錄 ..................................................................... 23 致謝 ..................................................................... 33 基于 S7300PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 1 1 引言 過程控制通常是指石油，化工，電力，冶金，輕工，建材，核能等工業(yè)生產(chǎn)中連續(xù)的或按一定周期程序進(jìn)行的生產(chǎn)工程自動控制，它是自動化技術(shù)的重要組成部分。 S7300PLC。 亞當(dāng) 模塊 。實(shí)驗(yàn)臺和控制對象配合在一起，可以滿足過程控制實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)的需要，設(shè)計(jì)出的工程圖紙和技術(shù)文檔可以作為自動化教學(xué)科研的學(xué)習(xí)資料。還包括實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械臺架設(shè)計(jì)、交直流供電設(shè)計(jì) 、端子排設(shè)計(jì)、防干燒聯(lián)鎖設(shè)計(jì)等工程設(shè)計(jì)。 南 陽 理 工 學(xué) 院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 學(xué)院（系）： 電子與電氣工程 學(xué)院 專 業(yè)： 自動化 學(xué) 生： 指導(dǎo)教師： 完成日期 2021 年 5 月 南陽理工學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 S7300 PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) Process Control Workbench Design Based on the S7300PLC and ADAM Module 總 計(jì)： 33 頁 表 格： 1 個 插 圖： 23 幅 南 陽 理 工 學(xué) 院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 基于 S7300 PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) Process Control Workbench Design Based on the S7300PLC and ADAM Module 學(xué) 院 （系）： 電子與電氣工程系 專 業(yè)： 自動化 學(xué) 生 姓 名： 張?zhí)禊i 學(xué) 號： 096108015 指 導(dǎo) 教 師（職稱）： 殷華文 （副教授） 評 閱 教 師： 完 成 日 期： 南陽理工學(xué)院 Nanyang Institute of Technology 基于 S7300PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) I 基于 S7300 PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 自動化專業(yè) 張?zhí)禊i [摘 要 ] 本課題是用 S7300 PLC和 ADAM模塊對模擬工程現(xiàn)場的壓力、溫度、流量、液位四大參數(shù)進(jìn)行控制，主要完成控制實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)。用 S7300PLC、 ADAM模塊、智能儀表等做控制器，用變頻器、調(diào)節(jié)閥、電加熱絲做執(zhí)行器，設(shè)計(jì)過程控制單雙回路控制系統(tǒng)。設(shè)計(jì)過程按照過程控制工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的方法、步驟和內(nèi)容，最后繪制出完整的工程圖紙和儀表數(shù)據(jù)表。 [關(guān)鍵詞 ] 實(shí)驗(yàn)臺 ； S7300PLC。 過程控制 Process Control Workbench Design Based on the S7300PLC and ADAM Module Automation Specialty ZHANG Tianpeng Abstract: This task uses the s7300 and ADAM module to control the pressure, temperature,flow,level four parameters on the simulation project site,major designing workbench. Using S7300PLC,ADAM modules, intelligent instruments, as controller, inverter, control valves, heating wire as the actuator, design process control of single and doubleloop control mechanical rig design, AC and DC power supply design, terminal design, antidry interlocking design process in accordance with the methods, procedures and content of the design of process control projects, and finally draw a plete engineering drawings and instrument data and the control objects can meet the process control experiment, curriculum design, graduate design drawings and technical documentation can be used as learning materials for automated teaching and research. Key words: Workbench。 ADAM module 。在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程中，過程控制技術(shù)正在為實(shí)現(xiàn)各種最優(yōu)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，提高經(jīng)濟(jì)效益和勞動生產(chǎn)率，改善勞動條件 ，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面起著越來越大的作用。隨著工藝流程由簡單過程向大型化、連續(xù)化、復(fù)雜化方向發(fā)展 ,控制系統(tǒng)由簡單控制系統(tǒng)發(fā)展為復(fù)雜控制系統(tǒng)。過程控制系統(tǒng)已成為工業(yè)生產(chǎn)過程必不可少的裝備，為保證現(xiàn)代企業(yè)安全、優(yōu)質(zhì)、低消耗和高效益生產(chǎn)提供了有效的技術(shù)手段。 本課題是用 S7300 PLC和 ADAM模塊對模擬工程現(xiàn)場的壓力、溫度、流量、液位四大參數(shù)進(jìn)行控制，主要完成控制實(shí)驗(yàn)臺的設(shè)計(jì)。還包括實(shí)驗(yàn)臺機(jī)械臺架設(shè)計(jì)、交直流供電設(shè)計(jì)、端子排設(shè)計(jì)、防干燒聯(lián)鎖設(shè)計(jì)等工程設(shè)計(jì)。 涉及過程控制工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的工作方法， 工作內(nèi)容，工作步驟。設(shè)計(jì)時力求與工業(yè)現(xiàn)場保持一致?；腥卿撏ㄟ^人工截取和固定組建而成，主要為控制臺提供支撐。上面固定一塊等大的 PV塑料板。控制面板長、寬，分別為 100cm、 75cm。 基于 S7300PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 2 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備的安裝 為完成控制要求本實(shí)驗(yàn)臺主要選用的設(shè)備有 S7300PLC、 ADAM 模塊、變頻器、智能儀表、空開開關(guān)、按鈕等。右下方安裝 ADAM 模塊。左下方安裝空氣開關(guān)和開關(guān)指示燈。其中一號開關(guān)控制變頻器、磁力驅(qū)動泵，二號開關(guān)控制兩個 QS 電動調(diào)節(jié)閥、兩個電磁流量傳感器、兩個溫度變送器，三號開關(guān)控制 S7300PLC、 ADAM 模塊、壓力傳感器、 24V 直流電源，四號開關(guān)控制接觸器、加熱絲。這樣做的好處是各個設(shè)備及對象單獨(dú)供電，減少了因某個開關(guān)的損壞造成的影響，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性。同時又提高了設(shè)備的 安全性能。 端子排設(shè)計(jì) 電力電子配接線中 ,凡屏內(nèi)設(shè)備與屏外設(shè)備相連接時 ,都要通過一些專門的接線子 ,這些接線端子組合起來 ,便稱為端子排。有了端子排，使得接線美觀，維護(hù)方便，在遠(yuǎn)距離線之間的聯(lián)接時主要是牢靠，施工和維護(hù)方便。一共分上中下三排。端子排圖見附錄。其中，微型的有 SIMATIC S7200 系列，最小配置為8DI/6DO，可擴(kuò)展 27個模塊，最大 I/O 點(diǎn)數(shù)為 64DI/DO； 12AI/4AO。 SIMATIC S7 系列 PLC 都采用了模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于用戶掌握等特點(diǎn)，使得 S7 系列 PLC 成為各種從小規(guī)模到中等性能要求以及在規(guī)模應(yīng)用的首選產(chǎn)品。其中， S7300 由于其系統(tǒng)的優(yōu)良特性，近年來，被廣泛應(yīng)用于專用機(jī)床、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、通用機(jī)械工程應(yīng)用、控制系統(tǒng)、機(jī)床、樓宇自動化、電器制造工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)等諸多領(lǐng)域。 S7300 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 中央處理單元（ CPU）。這里使用的是 CPU 3152。 模塊 SM 使不同的過程信號電平和 S7300 的內(nèi)部信號相匹配，主要有 SM321 數(shù)字量輸入模塊、 SM322 數(shù)字量輸出模塊、 SM322 模擬量輸出模塊。特別指出的是其模擬量輸入可以接入熱電偶、熱電阻、 420mA 電流、 010V 等 18種不同的信號，輸入量程范圍很寬。 用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對點(diǎn)連接，例如，具有 RS232C 接口的 CP340，CP5412 等。 用于高速計(jì)數(shù)、定位操作（開環(huán)或閉環(huán)控制）和閉 環(huán)控制。 接口模塊（ IM）。 S7300通過分布式的主機(jī)架（ CR）和 3個擴(kuò)展機(jī)架（ ER），可以操作達(dá) 32個模塊。 電源模塊。 PS 305電源模塊是直流供電， PS 307是交流供電。 對于某些 CPU，單元配置和數(shù)量不同。每執(zhí)行 1000條二進(jìn)制指令約需，最大擴(kuò)展 1024點(diǎn)數(shù)字量或 128個模擬量通道，最大可配置 4個機(jī)架、 32個模塊。它為所有通道都提供了可編程的輸入范圍，這些模塊為工業(yè)測量和監(jiān)控的應(yīng)用中提供很好的性價比；而且它的模擬量輸入通道和模塊之間還提供了 3000V 的電壓隔離，這樣就有效的防止模塊在受到高壓沖擊時而損壞。如果測試電流信號，需在該通道的輸入端口并聯(lián)一 125 歐姆的精密電阻。各通道可獨(dú)立設(shè)置其輸入范圍，同時在模塊右側(cè)使用了一個撥碼開關(guān)來設(shè)置 INT 和正常工作狀態(tài)的切換， 4017+還增加了 4~20mA 的輸入范圍，測量電流時，不需要外接電阻，只需打開盒蓋，設(shè)置跳線到△即可。 圖 1 ADAM4017+ ADAM4017/4017+通訊連接如圖 2所示。注意在模塊 /板卡的 Vin+和 Vin并聯(lián) 250ohm 電阻。 基于 S7300PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 5 圖 3 ADAM4017+ 8通道模擬量輸入模塊接線圖 ADAM4021(4024)模塊簡介 ADAM4021 是 1路模擬量輸出通道，分辨率為 12位，輸出范圍 0~20mA， 4~20mA，010V。用戶可以通過配置軟件配置電壓或電流的建立速率和啟動輸出。 圖 4 ADAM4024 （ 2） ADAM4021（ 4024）通訊連接如圖 5 所示。 基于 S7300PLC 和 ADAM 模塊的過程控制實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì) 6 圖 6 ADAM4021(4024)模塊簡單控制接線圖 ADAM4055 模塊簡介 ADAM4055 帶 LED 顯示 的 16 路隔離數(shù)字量輸入 /輸出模塊，提供 8通道數(shù)字輸入和8通道隔離數(shù)字輸出。主要特點(diǎn)： ● I/O 類型： 8DO/8DI ● 輸入電壓電平： 10~50Vdc ● 集電極開路 40Vdc ● 支持 modbus/RTU 協(xié)議 ADAM4520 模塊簡介 ADAM4520 隔離轉(zhuǎn)換器可以將 RS232 信號轉(zhuǎn)換為隔離 RS422 或 RS485信號。傳輸速率最高可達(dá) 。 本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（ IGBT）作為功率輸出器件。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動機(jī)運(yùn)行的噪聲。 (1)實(shí)際接線 模擬量輸入：選用端子 4 “ ADC1+”和端子 4“ ADC1”向變頻器傳送信號 。而 9兩端子表示電機(jī)的復(fù)位作用。 南陽理工學(xué)院變頻實(shí)驗(yàn)室PXD 3材料數(shù)量比例制圖校核啟動復(fù)位恒壓供水壓力變送器輸出至電機(jī)輸入三