拌膠機(jī)控制系統(tǒng)PLC方案設(shè)計(jì)書

1、拌膠機(jī)控制系統(tǒng)PLC設(shè)計(jì)摘要隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及國家與地方對(duì)高速公路、鐵路、及縣鄉(xiāng)公路、城市建設(shè)的 投資力度進(jìn)一步加大，隨著通鄉(xiāng)達(dá)村公路的大規(guī)模修建、小城鎮(zhèn)建設(shè)大規(guī)模改造，各型 混凝土攪拌機(jī)必將有廣闊的市場(chǎng)前景，為此作為設(shè)備制造單位如何提供質(zhì)優(yōu)價(jià)廉性能可 靠，節(jié)能環(huán)保，維護(hù)方便的混凝土攪拌機(jī)，應(yīng)用了西門子S7-300系列PLC完成該系統(tǒng)的控制。攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的刨花由螺旋給料機(jī)供給，壓力傳感器檢測(cè)刨花量。膠由膠泵 抽給，用電磁流量計(jì)檢測(cè)膠流量；刨花和膠要按一定的比率送到攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，然后將 混料供給下一道工序蒸壓成型。刨花量和膠流量恒定，并有一定的比例關(guān)系。雙軸攪拌 機(jī)采用雙軸對(duì)向攪拌，攪拌機(jī)

2、的噴膠器使膠呈霧狀噴射到刨花中。該系統(tǒng)配備的混膠器 可以使固化劑與膠在其中混合，而不是把固化劑加到調(diào)膠罐中。本系統(tǒng)具有攪拌均勻、 施膠量低等功能。調(diào)膠系統(tǒng)采用 PLC集中控制，PLC根據(jù)各部傳感器得到刨花的重量、 含水率，來調(diào)整施膠量的固體含量。使施膠后的刨花含水率控制在理想的狀態(tài)上。這樣 的優(yōu)點(diǎn)是在生產(chǎn)線臨時(shí)停機(jī)時(shí)，可以避免膠的浪費(fèi)。因此，為企業(yè)及國家節(jié)省了大量的 資金和生產(chǎn)原料。關(guān)鍵詞:PLC； PID； S7-300;變頻器Mix the Gum Machi neCon trol System Desig n Besed on PLCABSTRACTWith China's in

3、frastructure construction and the national and local to the highway, railway, highway, city and county and tow nship gover nment inv estme nt in the con structi on of the tow nship to in crease, with the large-scale con structi on of village highway con structi on of small tow ns, large scale tran s

4、formatio n, each con crete mixer will have broad market prospect, and therefore as equipme nt manu facturi ng unit how to provide high quality and reas on able price reliable performa nee, en ergy con servati on and en vir onmen tal protecti on, maintenance convenient the concrete mixer, the Siemens

5、 PLC application series s7-300 series to complete the system con trol PC. Mixer con trol system by two-stage spiral feeder supply pressure sen sor detect ion processes,qua ntity. By glue pumps to glue, glue with electromag netic flowmeter test flow; Particle and glue to at a certain rate to stir the

6、 mixer, and then will mixing supply a process un der autoclave to shape. Pari ng qua ntity and plastic flow, and a certa in con sta nt relati on ship of scale. Dual axle mixer used for mixing, ble nder to further the spray adhesive glue is an hazy spray into the particle. The rubber mixing system eq

7、uipped with the mach ine can make curi ng age nt and the rubber in the mix of, rather tha n the curi ng age nt added to the glue tank. This system has a stir well, glue low quantity function. Adjustable glue system USES PLC centralized control, PLC according to get the weight of each sensor pre-pres

8、s, moisture content, to adjust the amount of glue solid content. Make glue of moisture content in pre-press after con trol ideal state. Such adva ntages in producti on line is temporary, can avoid glue whe n stop waste. Therefore, the en terprise and gover nment to save a lot of money anrawmaterial.

9、key words : PLC ； PID ； S7-300; Frequency Converter目錄摘要 IAbstract I I1緒論 12拌膠機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 42.1控制系統(tǒng)的工藝過程及控制要求42.2系統(tǒng)的控制方案52.3基于PLC的拌膠機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn) 7施膠機(jī)具有如下主要特點(diǎn) 7拌膠機(jī)對(duì)比傳統(tǒng)拌膠系統(tǒng)特點(diǎn) 73PLC技術(shù)概述 83.1 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)8可編程控制器 83.1.2 PLC 的結(jié)構(gòu)93.1.3 PLC 的特點(diǎn)103.1.4 PLC的基本功能 113.1.5 PLC軟件系統(tǒng)123.1.6 PLC的發(fā)展趨勢(shì) 133.2西門子S7-300軟件概述13西門子S7-

10、300系列PLC的一般特性 13西門子S7-300系列PLC的基本硬件組成 153.2.3 STEP 7- V5.4（西門子 S7-300 編程軟件）174攪拌機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 194.1 PLC的選型194.2控制系統(tǒng)的儀表選用2.15攪拌控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 235.1可編程控制器在模擬量閉環(huán)控制中的應(yīng)用 23PID控制器的數(shù)字化 23回路輸入輸出變量的轉(zhuǎn)化與標(biāo)準(zhǔn)化 265.2攪拌機(jī)系統(tǒng)程序流程圖 27總結(jié) 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄：程序 311緒論刨花板又稱碎料板，是將木材加工剩余物、小徑木、木屑等物切削成一定規(guī)格的碎 片，經(jīng)過干燥，拌以膠料，硬化劑、防水劑等，在一定的溫度、壓力下壓制

11、成的一種人 造板。定向刨花板是刨花板新品種之一，刨花鋪裝成型時(shí)，將攪拌刨花板按其纖維方向 縱行排列，從而壓制成的刨花板。這種刨花板的形狀要求長寬比較大，而厚度比普通刨 花板的刨花略厚。定向鋪將的方法有機(jī)械定向和靜電定向。 前者適用于大刨花定向鋪裝， 后者適用于細(xì)小刨花定向鋪裝。定向刨花板表面覆以鋸末、碎屑等細(xì)料，芯部充以定向 刨花的結(jié)構(gòu)板材。該板為五層結(jié)構(gòu)：上下兩表層細(xì)料，中間兩層縱向定向刨花，芯層橫 向定向刨花。板坯可在連續(xù)式多頭成型機(jī)上一次鋪裝?？勺靼迨郊揖叩某休d構(gòu)件（側(cè)主 板、擱板等）。由于定向刨花板在某一方向具有較高強(qiáng)度的特點(diǎn)，可以按照膠合板的構(gòu) 成原理，使定向的表層刨花與定向的芯層刨

12、花互相垂直交錯(cuò)，形成三層以至五層結(jié)構(gòu)定 向刨花板。其性能與膠合板相似，常代替膠合板做結(jié)構(gòu)材使用。這是一種新型結(jié)構(gòu)板， 在充分利用小徑材、速生材，提高木材利用率等方面，有其廣闊的前景。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)化程度的要求越來越高，對(duì)工業(yè)控制的 方便性，高效性及準(zhǔn)確性提出了更高的要求。隨動(dòng)系統(tǒng)是生產(chǎn)過程中重要的控制環(huán)節(jié)， 所謂的隨動(dòng)系統(tǒng)是指當(dāng)某參數(shù)量的變化規(guī)律為無法預(yù)先確定的時(shí)間函數(shù)時(shí)，其被控量能夠以一定的精度跟隨參量變化的控制系統(tǒng)，它在化工、冶金、輕工等行業(yè)的控制系統(tǒng)中 廣泛存在。PC或PLC即可編程序控制器，是在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種 新型工業(yè)控制設(shè)備，具有功能

13、強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕 等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的支柱產(chǎn)品。近 年來，國內(nèi)在PC技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面的發(fā)展也很快，除許多從國外引進(jìn)的設(shè)備、 自動(dòng)化生產(chǎn)線外，國產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來越多的采用PC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)。國產(chǎn)化的小型PC性能也基本達(dá)到同類國外產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)。 目前PC 已廣泛用于冶金、化工、輕工、電力、建筑、交通、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)行業(yè)。隨著PLC功能模塊及控制指令的完善，在隨動(dòng)控制系統(tǒng)中替代了常規(guī)的繼電器件及儀表控制，使隨動(dòng) 系統(tǒng)更加準(zhǔn)確，靈活，且故障率低，因此以PLC為核心的隨動(dòng)系統(tǒng)到了越來越廣泛的應(yīng)用

14、。工剩余物、小徑木、木屑等切削成一定規(guī)格的碎片，經(jīng)過干燥、拌以膠料、硬化劑、 防水劑，在一定的溫度下壓制而成的一種人造板材。論文在簡(jiǎn)單介紹PLC的基礎(chǔ)上，通過分析控制系統(tǒng)的要求，采用了 PLC的功能模塊，設(shè)計(jì)了以PLC為核心的隨動(dòng)控制 系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制均采用可編程序控制器實(shí)現(xiàn)。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的PLC控制的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)2 o普通刨花板的強(qiáng)度沒有同規(guī)格的膠合板強(qiáng)度高，但制造膠合板所使用的原木質(zhì)量要求較高，并且木材利用率較低。因此，在刨花板生產(chǎn)中開辟了一個(gè)新的分支，這就是采 用特殊的加工工藝，用細(xì)徑劣質(zhì)材制造出具有定向結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度新型刨花板，即定向刨 花板。定向刨花板（Oriented Stra

15、nd Board縮寫OSB）是20世紀(jì)70年代在歐美發(fā)展起來 的一種新型木質(zhì)人造板材，它以小徑材、間伐材、木芯等為原料，通過專用設(shè)備加工成 長40mm 100mm、寬5mm20mm、厚0.3mm 0.7mm的長條刨花，再經(jīng)干燥、施膠、 鋪裝、熱壓成型的一種人造板。定向刨花板在我國生產(chǎn)和銷售約有十年時(shí)間，但發(fā)展速度比較緩慢，而在歐洲、北美、韓國、日本等地發(fā)展迅速，具有較大的市場(chǎng)。OSB的生產(chǎn)工藝過程為：小徑木運(yùn)入工廠-貯存于楞場(chǎng)-圓筒式剝皮機(jī)-金 屬探測(cè)-沖洗-刨片-濕刨花料倉-氣流式圓筒干燥機(jī)-圓綱篩選機(jī) - 面層和芯層干料倉定量秤滾筒式攪拌機(jī)定向鋪裝線（截?cái)啵z測(cè) 熱壓（截?cái)啵?（鋸邊）冷卻

16、 （砂光）檢驗(yàn)包裝入庫。定向刨花板的特點(diǎn)：1、原料來源廣，價(jià)格低定向刨花板的原料主要為軟質(zhì)針葉材、闊葉材的小徑木、撫育間伐材等，如桉樹、 杉木、楊木間伐材等，來源廣泛，價(jià)格一般在每立方米250-350元。在天然林資源日益匱乏、大徑材減少的情況下，人造板的原料將逐漸轉(zhuǎn)向依靠人工速生林以及對(duì)小徑材的 充分利用，定向刨花板符合這種趨勢(shì)。2、產(chǎn)品性能優(yōu)良定向刨花板保持了木材縱向強(qiáng)度大、尺寸穩(wěn)定性高的天然優(yōu)越性，同時(shí)克服了木材 的某些先天不足，如幅面小、有節(jié)疤缺陷等。定向結(jié)構(gòu)刨花板線膨脹系數(shù)小，穩(wěn)定性好， 握釘力較高，縱向抗彎強(qiáng)度比橫向抗彎強(qiáng)度高得多，可用作結(jié)構(gòu)材料。3、產(chǎn)品用途廣泛從加工性能、加工質(zhì)量

17、、使用壽命、經(jīng)濟(jì)效益等方面衡量，定向結(jié)構(gòu)刨花板是家具制造、室內(nèi)裝修的理想材料；在車船制造等方面，定向刨花板也能得到很好的使用，可用于車廂壁板、地板、隔板等；定向刨花板還可用于包裝板、音箱、箱包的內(nèi)襯板、工藝品等32攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案2.1控制系統(tǒng)的工藝過程及控制要求定向刨花板生產(chǎn)工藝：普通刨花板是以小徑木、枝椏材、木材加工剩余物、非木質(zhì)農(nóng)作物剩余物等為原料， 經(jīng)刨花制備、干燥、鋪裝成型熱壓等工段而制成的一種人造板。產(chǎn)品可用于家具、建筑、 包裝、車輛和船舶內(nèi)部裝修，以及經(jīng)二次加工可制作飾面刨花板等等。以下是各工段工藝流程的簡(jiǎn)單說明：1、備料工段刨花板生產(chǎn)線原料經(jīng)削片、篩選后送到木片料倉進(jìn)行

18、過渡儲(chǔ)存。木片經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到刨片機(jī)中進(jìn)行刨花制備，制備后的刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到濕刨花料倉中進(jìn)行過渡儲(chǔ)存。2、干燥分選打磨工段濕刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)送到轉(zhuǎn)子式刨花干燥機(jī)進(jìn)行干燥，經(jīng)過干燥的刨花通過刨花分選（篩選）合格的芯層干刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)被送往芯層干刨花料倉過渡儲(chǔ)存。過大的刨花經(jīng)打 磨機(jī)打磨后被送往表層干刨花料倉過渡儲(chǔ)存。3、調(diào)膠樹膠施膠工段合格的表芯層干刨花經(jīng)運(yùn)輸機(jī)、刨花計(jì)量料倉分別計(jì)量后送到拌膠機(jī)中，同時(shí)調(diào)供 膠工段將工藝所要求的膠液送到拌膠機(jī)中，刨花和膠液在表芯層拌膠機(jī)的充分?jǐn)嚢?下， 達(dá)到均勻混合充分施膠的效果。4、鋪裝熱壓成型工段（年產(chǎn)3萬以上生產(chǎn)線）施膠后的刨花經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)送至機(jī)械分級(jí)鋪裝機(jī)， 由機(jī)

19、械分級(jí)鋪裝機(jī)組鋪裝出均勻 平整的板坯。板坯經(jīng)永磁除 鐵器、預(yù)壓機(jī)、縱向鋸邊機(jī)、橫截鋸、加速運(yùn)輸機(jī)、稱 重運(yùn)輸機(jī)和儲(chǔ)存運(yùn)輸機(jī)、裝板運(yùn)輸機(jī)等工序送到裝板機(jī)的裝機(jī)吊籠中，由裝機(jī)吊籠將板坯送到多層熱壓機(jī)中進(jìn)行熱壓 成型，經(jīng)多層熱壓機(jī)熱壓成型的毛板同時(shí)由裝板小車托 盤推到卸板機(jī)中。5、后處理工段停留在卸板機(jī)中的毛板經(jīng)卸板運(yùn)輸機(jī)送至冷卻進(jìn)板運(yùn)輸機(jī)，由冷卻進(jìn)板運(yùn)輸機(jī)送到?jīng)霭鍣C(jī)中進(jìn)行冷卻。在涼板機(jī)中停留（冷卻）后的毛板由冷卻出板運(yùn)輸機(jī)送到縱橫裁邊 截?cái)鄼C(jī)進(jìn)行裁邊分割，最后經(jīng)干板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)至升降臺(tái)堆垛。6、后期加工主要包括對(duì)從熱壓機(jī)中取出的板材進(jìn)行冷卻、裁邊、砂光、檢驗(yàn)、分等、修補(bǔ)等加 工。冷卻處理可在封閉的裝置

20、內(nèi)采用強(qiáng)制通風(fēng)的方法，也可用自然通風(fēng)冷卻。目前常用 的冷卻設(shè)備是星形冷卻器。裁邊就是將毛邊板鋸成符合尺寸要求的成品，使用的設(shè)備多 為縱橫聯(lián)合鋸邊機(jī)。砂光能夠減少板的厚度公差，消除板面缺陷，使板面光潔，便于使 用和進(jìn)行表面裝飾。目前多用寬帶式砂光機(jī)進(jìn)行砂光處理。砂光后的板材經(jīng)過分等、檢 驗(yàn)，對(duì)裂縫、鼓泡等缺陷進(jìn)行修補(bǔ)后，就可送入成品倉庫。刨花由螺旋給料機(jī)供給，壓力傳感器檢測(cè)刨花量。膠由膠泵抽給，用電磁流量計(jì)檢 測(cè)膠流量；刨花和膠要按一定的比率送到攪拌機(jī)內(nèi)攪拌，然后將混料供給下一道工序蒸 壓成型。其工藝流程如圖2.1所示。系統(tǒng)要求刨花量和膠量恒定，并有一定的比例關(guān)系，即膠量隨刨花量的變化而變化,

21、精度要求小于3%。2.2系統(tǒng)的控制方案根據(jù)控制要求，刨花系統(tǒng)的特點(diǎn)是刨花形態(tài)的質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，刨削體積刨花的 單位能耗低，自動(dòng)化程度高，操作維修方便，安全可靠性高，是理想的高品質(zhì)刨花制備 設(shè)備。在PID控制中，積分控制的特點(diǎn)是：只要還有余差（即殘余的控制偏差）存在， 積分控制就按部就班地逐漸增加控制作用，直到余差消失。所以積分的效果比較緩慢， 除特殊情況外，作為基本控制作用，緩不救急。微分控制的特點(diǎn)是：盡管實(shí)際測(cè)量值還 比設(shè)定值低，但其快速上揚(yáng)的沖勢(shì)需要及早加以抑制，否則，等到實(shí)際值超過設(shè)定值再 作反應(yīng)就晚了，這就是微分控制施展身手的地方了。作為基本控制使用，微分控制只看 趨勢(shì)，不看具體數(shù)值

22、所在，所以最理想的情況也就是把實(shí)際值穩(wěn)定下來，但穩(wěn)定在什么 地方就要看你的運(yùn)氣了，所以微分控制也不能作為基本控制作用。比例控制沒有這些問 題，比例控制的反應(yīng)快，穩(wěn)定性好，是最基本的控制作用，積分、微分控制是對(duì)比例控 制起增強(qiáng)作用的，極少單獨(dú)使用。在實(shí)際使用中比例和積分一般一起使用，比例承擔(dān)主 要的控制作用，積分幫助消除余差。微分只有在被控對(duì)象反應(yīng)遲緩，需要在開始有所反 應(yīng)時(shí)，及早補(bǔ)償，才予以采用。只用比例和微分的情況很少見。刨花回路采用比例控制，膠回路采用 PI控制，其控制原理框圖如圖2.2所示。選擇 開關(guān)SA用于隨動(dòng)方式/膠設(shè)定方式的轉(zhuǎn)換。圖2.2控制原理框圖本文設(shè)計(jì)的攪拌控制系統(tǒng)采用的是電

23、磁流量計(jì)、壓力傳感器和智能電動(dòng)執(zhí)行器。電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉弟電磁感應(yīng)定律制成的一種測(cè)量導(dǎo)電性液體的儀表。電磁流量計(jì)有一系列優(yōu)良特性，可以解決其它流量計(jì)不易應(yīng)用的問題 ，如臟污流、腐蝕流的測(cè) 量。優(yōu)點(diǎn)：1測(cè)量通道是段光滑直管，不會(huì)阻塞，適用于測(cè)量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等；2、不產(chǎn)生流量檢測(cè)所造成的壓力損失，節(jié)能效果好；3、所測(cè)得體積流量實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的明顯 影響；4、流量范圍大，口徑范圍寬；5、可應(yīng)用腐蝕性流體。缺點(diǎn)：1不能測(cè)量電導(dǎo)率很低的液體，如石油制品；2、不能測(cè)量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體；3、不能用于較咼溫度。2.3基于PLC的

24、拌膠機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)施膠機(jī)具有如下主要特點(diǎn)1采用螺旋進(jìn)料，保證先進(jìn)料先施膠，后進(jìn)料后施膠，避免有些刨花重復(fù)施膠；2、改進(jìn)了冷卻系統(tǒng)，上、下殼體和中軸無不流動(dòng)死角，冷卻均勻；3、低速攪拌，不使刨花破損；4、改進(jìn)了注膠位置和方式，保證施膠均勻；設(shè)備特別適用于施膠量少的麥秸桿生產(chǎn)線和保證刨花形態(tài)的定向刨花板生產(chǎn)線， 原刨花生產(chǎn)線也可以做到在保證同等物理力學(xué)性能的基礎(chǔ)上，施膠量降低 8% 拌膠機(jī)對(duì)比傳統(tǒng)拌膠系統(tǒng)特點(diǎn)1、樹脂消耗量減少58%;2、對(duì)比前一代攪拌機(jī)有更好的板子技術(shù)性能；3、穩(wěn)定的技術(shù)指標(biāo)；4、一周清理一次攪拌機(jī)；5、減小邊緣速度使得機(jī)器磨損減少 50% ；6、幾乎不因?yàn)榛旌隙茐呐倩ㄐ螒B(tài)。

25、3 PLC技術(shù)概述3.1 PLC的基礎(chǔ)知識(shí)可編程控制器可編程控制器簡(jiǎn)稱PC（英文全稱：Programmable Controller），是計(jì)算機(jī)家族中的 一員。于上個(gè)世紀(jì)中后葉被發(fā)明后，在機(jī)床、各種流水線的輸送機(jī)械、發(fā)電、化工、電 子等行業(yè)工藝設(shè)備的電氣控制方面得到了廣泛的應(yīng)用。它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC可編程序順序控制器 PSC、可編程序邏輯控制器 PLC （英文全稱：Programmable Logic Controller）和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）相區(qū)別， 現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個(gè)老名字。1987年國際電工委員會(huì)（International

26、Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案 中對(duì)PLC做了如下定義：“ PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用 可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算 術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或 生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)便等許多優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)于傳統(tǒng)的繼電器電路來說， 它難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯功能和數(shù)字式控制，而且要實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的邏輯控制功能不僅設(shè)計(jì) 繁瑣，難以實(shí)現(xiàn)升級(jí)，

27、而且易發(fā)故障，維修復(fù)雜，現(xiàn)在已被大中型設(shè)備的控制系統(tǒng)所拋 棄。隨著科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展，PLC也不斷得到完善和強(qiáng)大，同時(shí)它的功能也大大超過 了邏輯控制的范圍，如聯(lián)網(wǎng)通信功能和自診斷功能等。因此今天這種裝置被我們稱作可 編程控制器，不過我們還是習(xí)慣簡(jiǎn)稱這種裝置為PLCo國際電工委員會(huì)（IEC）在1987年2月通過了對(duì)它的定義：“可編程控制器是一種數(shù) 字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用 于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指 令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 可編程控制器及其 有關(guān)外部設(shè)備，

28、都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”3.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)1、中央處理單元（CPU）PLC的CPU與通用微機(jī)的CPU 一樣，是PLC的核心部分，它按PLC中系統(tǒng)程序 賦予的功能，接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；用掃描方式查詢現(xiàn)場(chǎng)輸入裝 置的各種信號(hào)狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入過程狀態(tài)寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中；診斷電源及 PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等；在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉 有關(guān)的控制電路；分時(shí)、分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等動(dòng)作， 完成用戶程序

29、中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的 狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，再由輸出狀態(tài)寄存器的位狀態(tài)或數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印、數(shù)據(jù)通信等功能。以上這些都是在CPU的控制下完成的。PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。2、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存），用來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)或程序。它包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（ RAM ）和只 讀存儲(chǔ)器（ROM）。一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲(chǔ)器型號(hào)和容量，均是指用戶程序存儲(chǔ) 器。PLC配有系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器，分別用以存儲(chǔ)系統(tǒng)程序和用戶程序。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來存儲(chǔ)監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序和各種系

30、統(tǒng)參數(shù)等，一般使 用EPROM用戶程序存儲(chǔ)器用作存放用戶編制的梯形圖等程序，一般使用RAM若程序不經(jīng)常修改，也可寫入到EPRO中;存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)為單位。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器的內(nèi) 容不能由用戶直接存取。因此一般在產(chǎn)品樣本中所列的存儲(chǔ)器型號(hào)和容量，均是指用戶 程序存儲(chǔ)器。3、PLC電源PLC電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。無論是小型的PLC，還是中、大型的PLC其電源的性能都是一樣的，均能對(duì) PLC內(nèi)部的所有器件提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的直流 電源。一般交流電壓波動(dòng)在正負(fù)10%（15%）之間，因此可以直接將PLC接入到交流電網(wǎng) 上去。4、輸入/輸出（I/O）模塊I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其他外

31、部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種 操作電平和輸出驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊供用戶選用。I/O模塊要求具有抗干擾性能，并與 外界絕緣因此，多數(shù)都采用光電隔離回路、消抖動(dòng)回路、多級(jí)濾波等措施。5、編程器編程器用作用戶程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視，還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它經(jīng)過接口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話。編程器分簡(jiǎn)易型和智能型兩種。簡(jiǎn)易型編程器只能在線編程，它通過一個(gè)專用接口與PLC連接智能型編程器即可在線編程又可離線編程，還以遠(yuǎn)離PLC插到現(xiàn)場(chǎng)控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程。智能型編程器有許多不同的應(yīng)用程序軟件包，功能齊全，適應(yīng)的編程語言和 方法也較多。圖3.1

32、PLC結(jié)構(gòu)圖3.1.3 PLC的特點(diǎn)1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器， 僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量 硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減 少。2、硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、 系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行 系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器， 可以用于各種規(guī)模的

33、工業(yè)控制場(chǎng)合，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC滲透到了 位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面 技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語 言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接 近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大 減少了控制設(shè)備

34、外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得 容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品 種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。5、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm,僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器 的大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的 1/21/10。它的重量小于150g,功耗僅數(shù) 瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備 4。3.1.4 PLC的基本功能1、邏輯控制功能邏輯控制功能實(shí)際上就是位處理功能，是PLC的最基本功能之一。PLC設(shè)置有“與” （AND ）、“或”（OR）、“非”（NOT）

35、等邏輯指令，利用這些指令，根據(jù)外部現(xiàn)場(chǎng)（開 關(guān)、按扭或其他傳感器）的狀態(tài)，按照指定的邏輯進(jìn)行運(yùn)算處理后，將結(jié)果輸出到現(xiàn)場(chǎng) 的被控對(duì)象（電磁閥、電機(jī)等）。2、定時(shí)控制功能定時(shí)控制功能是PLC的最基本的功能之一。PLC中有許多可供用戶使用的定時(shí)器， 其功能類似于繼電器線路中的時(shí)間繼電器。3、計(jì)數(shù)控制功能計(jì)數(shù)控制功能是PLC的最基本功能之一。PLC為用戶提供了許多計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)到某一數(shù)值時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)（計(jì)數(shù)值到），利用該狀態(tài)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作 的計(jì)數(shù)控制。4、數(shù)據(jù)處理功能PLC大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù) 移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼編碼等操作。5、回路控

36、制功能有些PLC具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，可以方便地完成對(duì)模擬量的控制和調(diào)節(jié)。6、監(jiān)控功能PLC設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能。利用編程器或監(jiān)視器，操作人員可對(duì) PLC有關(guān)部分 的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。利用編程器，可以調(diào)整定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可 以根據(jù)需要改變PLC內(nèi)部邏輯信號(hào)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)試和維護(hù)提供了 極大的方便。7、停電記憶功能PLC內(nèi)部的部分存儲(chǔ)器所使用的 RAM設(shè)置了停電保持器件（如備用電池等），以 保證斷電后這部分存儲(chǔ)器中的信息能夠長期保存。利用某些記憶指令，可以對(duì)工作狀態(tài) 進(jìn)行記憶，以保持PLC斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變。PLC電源恢復(fù)后，可以在原工作基礎(chǔ) 上繼續(xù)工作

37、。8故障診斷功能PLC可以對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成、某些硬件狀態(tài)、指令的合法性等進(jìn)行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況， 發(fā)出報(bào)警并顯示錯(cuò)誤類型，如屬嚴(yán)重錯(cuò)誤則自動(dòng)中止運(yùn)行。 PLC的故障自診斷功能，大 大提高了 PLC控制系統(tǒng)的安全性和可維護(hù)性。3.1.5 PLC軟件系統(tǒng)PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合。它包括系統(tǒng)程序和用戶程序。1、系統(tǒng)程序系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序等。監(jiān)控程序又稱為管理程序，主要 用于管理全機(jī)。編譯程序用來把程序語言翻譯成機(jī)器語言。診斷程序用來診斷機(jī)器故障。 系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家提供，并固化在EPROM中，用戶不能直接存取，故也不需要 用戶干預(yù)。2、用戶程序用戶程序

38、是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制的需要，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序，用以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。用戶程序由用戶用編程器鍵入到PLC內(nèi)存。小型PLC的用戶程序比較簡(jiǎn)單，不需要分段，而是順序編制的。大中型PLC的用戶程序很長，也比較復(fù)雜， 為使用戶程序編制簡(jiǎn)單清晰，可按功能結(jié)構(gòu)或使用目的將用戶程序劃分成各個(gè)程序模 塊。按模塊結(jié)構(gòu)組成的用戶程序，每個(gè)模塊用來解決一個(gè)確定的技術(shù)功能，能使很長的 程序編制得易于理解，還使得程序的調(diào)試和修改變得很容易。3.1.6 PLC的發(fā)展趨勢(shì)由于工業(yè)生產(chǎn)對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)需求的多樣性，PLC的發(fā)展方向如下：1、產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展大：I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、

39、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃 描速度高速化。小:由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2、 PLC在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛。3、不斷加強(qiáng)通訊功能。4、 新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有 帶處理器的EPRO或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。5、編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標(biāo)準(zhǔn)化，有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜 的編程器及軟件，用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。6、發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。7、追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。3.2西門子S7-

40、300軟件概述西門子S7-300系列PLC的一般特性S7-300由多種模塊部件組成，各種模塊能以不同方式組合在一起，從而可使控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)更加靈活，滿足不同的應(yīng)用需求。S7-300有各種不同性能檔次的CPU可供使用。 S7-300的指令集包含350多條指令，包括了位指令，比較指令，定時(shí)指令，計(jì)數(shù)指令， 整點(diǎn)和浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算指令等。S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng) 用。1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)繼電.接觸器控制系統(tǒng)使用大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連接線路比較繁雜，且觸點(diǎn)通斷時(shí)有 可能產(chǎn)生電弧和機(jī)械磨損，影響其壽命，可靠性差。PLC中采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，比機(jī)械觸點(diǎn)繼電器的可靠性要高。

41、 在硬件和軟件設(shè)計(jì)中都采用了先進(jìn)技術(shù)以提高可靠性 和抗干擾能力。比如，用軟件代替?zhèn)鹘y(tǒng)繼電.接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器和時(shí)間繼電器，只剩下少量的I/O硬件，將觸點(diǎn)因接觸不良造成的故障大大減小，提高了可靠 性；所有磯）接口電路都采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路進(jìn)行電氣隔離；增加自診斷、糾錯(cuò)等功能，使其在惡劣工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的可靠性、抗干擾能力提 咼了。2、靈活性好，擴(kuò)展性強(qiáng)繼電-接觸器控制系統(tǒng)由繼電器等低壓電器采用硬件接線實(shí)現(xiàn)，連接線路比較繁雜，而且每個(gè)繼電器的觸點(diǎn)數(shù)目有限，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時(shí)，需改變線路的連接，所以繼 電.接觸器控制系統(tǒng)的靈活性、擴(kuò)展性差；而由PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)

42、，只需在PLC的端 子上接入相應(yīng)的控制線即可，減少了接線，當(dāng)控制系統(tǒng)功能改變時(shí)，有時(shí)只需編程器在 線或離線修改程序，就能實(shí)現(xiàn)其控制要求。PLC內(nèi)部有現(xiàn)成大量的編程元件，能進(jìn)行邏 輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，若元件 不夠時(shí)，只需加上相應(yīng)的擴(kuò)展單元即可，因此 PLC控制系統(tǒng)的靈活性好，擴(kuò)展性強(qiáng)。3、控制速度快，穩(wěn)定性強(qiáng)繼電-接觸器控制系統(tǒng)是依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)控制的，其觸點(diǎn)的動(dòng)斷速度一 般在幾十毫秒，影響控制速度，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)，響應(yīng)速度快，一般執(zhí)行一條用戶指令只需幾微秒，PLC內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，不

43、會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。4、延時(shí)調(diào)整方便，精度較高繼電-接觸器控制系統(tǒng)的延時(shí)控制是通過時(shí)間繼電器來完成的，而時(shí)間繼電器的延 時(shí)調(diào)整不方便，且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，延時(shí)精度不高。PLC控制系統(tǒng)的延時(shí)是通過內(nèi)部時(shí)間元件來完成的，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，定時(shí)元件的延時(shí)時(shí)間只需改 變定時(shí)參數(shù)即可調(diào)整，因此其定時(shí)精度較高。5、系統(tǒng)設(shè)計(jì)安裝快，維修方便繼電-接觸器實(shí)現(xiàn)一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長，維 修比較麻煩。PLC使用軟件編程取代繼電.接觸器中的硬件接線而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，使安 裝接線工作量減小，現(xiàn)場(chǎng)施工與控制程序的設(shè)計(jì)還可同時(shí)進(jìn)行，周期短、調(diào)試快。PLC具有完善的自診斷、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及

44、監(jiān)視功能，對(duì)于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、異常狀態(tài) 和I/O點(diǎn)的狀態(tài)均有顯示，若控制系統(tǒng)有故障時(shí)，工作人員通過它即可迅速查出故障原 因，及時(shí)排除故障322西門子S7-300系列PLC的基本硬件組成1、S7-300系統(tǒng)硬件主要包括以下幾個(gè)部分：(1) 、信號(hào)處理模塊；(2) 、接口模塊；(3) 、功能模塊；(4) 、CPU 中央處理器；(5) 、通訊處理器；(6) 、通訊網(wǎng)卡；(7) 、工程師、操作員站和操作屏 。2、硬件詳細(xì)介紹(1) 信號(hào)處理模塊信號(hào)處理模塊主要分為四類：開關(guān)量輸入DI、開關(guān)量輸出DO、模擬量輸入AI、模擬量輸出AO(2) 接口模塊接口模塊主要用于連接多機(jī)架的 PLC系統(tǒng)，即一

45、個(gè)S7-300 PLC系統(tǒng)的信號(hào)模 塊如果超過8塊，就必須配置接口模塊進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)常使用的接口模塊名稱和性能IM360/IM361接口模塊是最為理想的擴(kuò)展方案；IM360插入到CR (中央機(jī)架，CPU所在的機(jī)架)；IM361插入到ER (擴(kuò)展機(jī)架，擴(kuò)展信號(hào)模塊所在的機(jī)架)；使用IM360/IM361接口模塊最多可以擴(kuò)展 3個(gè)機(jī)架，既一個(gè)傳統(tǒng)的PLC系統(tǒng)最 多處理32個(gè)信號(hào)模塊；(3) 功能模塊計(jì)數(shù)器模塊：可直接連接增量編碼器，實(shí)現(xiàn)連續(xù)、單向和循環(huán)記數(shù)；步進(jìn)電機(jī)控制模塊：和步進(jìn)電機(jī)配套使用，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的定位任務(wù)；PID控制模塊：實(shí)現(xiàn)溫度、壓力和流量等的死循環(huán)控制。(4) CPU中央處理器S7-30

46、0總共有多種不同的CPU ；CPU312 IFM，帶集成的數(shù)字輸入/輸出的緊湊型；CPU,用于帶或不帶模擬量的小系統(tǒng)，最多 8個(gè)模塊；CPU313用于有更多程序設(shè)計(jì)要求的小型設(shè)備；CPU314IFM，帶有集成的數(shù)字和模擬輸入/輸出的緊湊型CPU；CPU 314用于安裝中等規(guī)模的程序以及中等指令執(zhí)行速度的程序；CPU 315/315-2DP用于要求中到大規(guī)模的程序和通過 PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式 配置的設(shè)備；CPU316用于有大量程序設(shè)計(jì)要求的設(shè)備；CPU318-2用于有要求極大規(guī)模的程序和通過 PROFIBUS-DP進(jìn)行分布式配置的設(shè) 備最新推出的313C等。（5）通訊處理器常用的通訊

47、處理器包括：PROFIBUS-DP處理器、PROFIBUS-FMS處理器和工業(yè)以 太網(wǎng)處理器；PROFIBUS-DP 處理器名稱：CP342-5；用于連接SIEMENS S7-300和PROFIBUS-DP的主/從的接口模塊；通過PROFIBUS簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編程；支持的通訊協(xié)議：PROFIBUS-DP、S7通訊功能、PGOP通訊；傳輸率：9 .612 Mbit/s自由選擇；主要用于和ET200子站配合,組成分布式I/O系統(tǒng)；PROFIBUS-FMS 處理器名稱：CP343-5；用于連接 SIEMENS S7-300和PROFIBUS-FMS的接口模塊；通過PROFIBUS簡(jiǎn)單的進(jìn)行配置和編

48、程；支持的通訊協(xié)議：PROFIBUS-FMS、S7通訊功能、PGOP通訊；傳輸率：9 .61.5Mbit/s自由選擇；主要用于和操作員站的連接；工業(yè)以太網(wǎng)處理器名稱：CP343-1 ；用于連接 SIEMENS S7-300和工業(yè)以太網(wǎng)接口模塊；10/100M bit/s全雙工,自動(dòng)切換。接口連接：RJ45 AUI 。支持的通訊協(xié)議：ISO、TCP/IP通訊協(xié)議；和S7通訊、PGOP通訊，主要用于和 操作員站的連接。（6）通訊網(wǎng)卡PC-ADAPTER用于PC的串口和 PLC的MPI 口直接連接；CP5611通訊卡,支持 MPI協(xié)議、PROFIBUS-DP協(xié)議、S7 connections用于工程

49、 師站；操作員站和PLC的多點(diǎn)連接；CP5613通訊卡，支持 MPI協(xié)議、PROFIBUS-DP協(xié)議、S7 connections用于工程 師站；操作員站和PLC的多點(diǎn)連接；CP1613通訊卡，支持ISO協(xié)議、TCP/IP協(xié)議、S7 connections；用于工程師站 操作；員站和PLC的多點(diǎn)連接；CP5412 A2通訊卡，支持 PROFIBUS FMS協(xié)議；用于工程師站 操作員站和PLC的多點(diǎn)連接；（7）工程師站、操作員站和操作屏一臺(tái)裝有STEP 7軟件的PC我們就稱之為工程師站，其主要完成系統(tǒng)硬件和組態(tài)、符；號(hào)編輯以及程序編程等任務(wù)；硬件配置：用于對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和模塊進(jìn)行參數(shù)設(shè)置；網(wǎng)絡(luò)通訊

50、：用于配置 MPI、PROFIBUS或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸；符號(hào)編輯：用于定義符號(hào)名稱、數(shù)據(jù)類型和注釋，將物理地址名稱化；程序編程：三種編程語言可供選用；語句表（STL）、梯形圖（LAD ）、功能塊圖（FBD）； 一臺(tái)裝有WINCC軟件的PC我們就稱之為操作員站，其主要完成操作員站畫面 組態(tài)、變量連接、系統(tǒng)報(bào)警、變量曲線生成等功能 o3.2.3 STEP 7- V5.4（西門子 S7-300編程軟件）使用STEP7軟件可對(duì)S7-300進(jìn)行編程。而且，能簡(jiǎn)單方便地將 S7-300全部功能 加以利用。STEP7包含了自動(dòng)化項(xiàng)目中從項(xiàng)目的啟動(dòng)，實(shí)施到測(cè)試以及服務(wù)，每一階段 所需的全部功能。1、硬

51、件要求能夠運(yùn)行所需操作系統(tǒng)的編程器 （PG）或者PC。PG是專門為在工業(yè)環(huán)境中使用而 設(shè)計(jì)的PC機(jī)。它已經(jīng)預(yù)裝了包括 STEP7在內(nèi)的，用于SIMATIC PLC組態(tài)，編程所需 的軟件。CPU:主頻600MHz以上。RAM : 256MB 內(nèi)存（推薦 512MB）。剩余硬盤空間：300-600MB （視安裝選項(xiàng)不同而定）。顯示設(shè)備：XGA，支持1024*768分辨率，16bit以上彩色深度。2、軟件要求STEP 7 -V5.4可以安裝在下列操作系統(tǒng)平臺(tái)上；Microsoft Windows 2000 （至少需 SP3）Microsoft Windows XP （至少需 SP1）上訴操作系統(tǒng)需要

52、安裝 Microsoft In ternet Explorer 6.0 （或以上）版本。3、STEP 7- V5.4軟件界面圖 3.2STEP 7-V5.44攪拌機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 PLC的選型由于整個(gè)系統(tǒng)涉及的基本上是開關(guān)量，并且數(shù)量不多，攪拌機(jī)控制系統(tǒng)的按扭輸入 信號(hào)有3個(gè)，其中用于啟動(dòng)、停止、隨動(dòng)選擇的 4個(gè)比例開關(guān)為開關(guān)量信號(hào)，數(shù)字開關(guān) 量12個(gè)指示燈。6個(gè)模擬信號(hào)，刨花設(shè)定、壓力傳感器、膠設(shè)定、流量計(jì)信號(hào) 4個(gè)為模 擬輸入量信號(hào)；用于驅(qū)動(dòng)可控硅調(diào)速裝置及螺旋給料機(jī)驅(qū)動(dòng)器，均為2個(gè)模擬量輸出信號(hào)。所以用了西門子S7-300系列PLC CPU-313C（圖4.1）作為控制器，并配置了數(shù)

53、字量 輸入/輸出模塊作為擴(kuò)展模塊。表4.1攪拌機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PLC數(shù)字量輸入/輸出統(tǒng)計(jì)名稱地址輸入/輸出數(shù)據(jù)類型注釋顯示燈1Q0.0輸出BooL啟動(dòng)標(biāo)志顯示燈顯示燈2Q0.1輸出BooL停止標(biāo)志顯示燈顯示燈3Q0.2輸出BooL膠設(shè)定標(biāo)志顯示燈顯示燈4Q0.3輸出BooL膠隨動(dòng)標(biāo)志顯示燈顯示燈5Q0.4輸出BooL比例1標(biāo)志顯示燈顯示燈6Q0.5輸出BooL比例2標(biāo)志顯示燈顯示燈7Q0.6輸出BooL刨花設(shè)定標(biāo)志顯示燈顯示燈8Q0.7輸出BooL膠設(shè)定標(biāo)志顯示燈顯示燈9Q1.0輸出BooL比例3標(biāo)志顯示燈顯示燈10Q1.1輸出BooL比例4標(biāo)志顯示燈故障燈1Q1.2輸出BooL故障1標(biāo)志顯示燈故

54、障燈2Q1.3輸出BooL故障2標(biāo)志顯示燈啟動(dòng)I0.0輸入BooL啟動(dòng)按扭停止I0.1輸入BooL停止按扭轉(zhuǎn)換I0.2輸入BooL轉(zhuǎn)換按扭比例1I0.3輸入BooL比例1按扭比例2I0.4輸入BooL比例2按扭比例3I0.5輸入BooL比例3按扭比例4I0.6輸入BooL比例4按扭根據(jù)I/O信號(hào)的數(shù)量、類型以及控制要求，選擇CPU-313C主機(jī)，4通道模擬量輸入/2通道。這樣共有8個(gè)開關(guān)量輸入點(diǎn)，8個(gè)開關(guān)量輸出點(diǎn)，4個(gè)模擬量輸入通道，2 個(gè)模擬量輸出通道，滿足控制要求。所以用了西門子 S7-300系列PLC CPU-313C作為 控制器，并配置了模擬量輸入/輸出模塊作為擴(kuò)展模塊，詳細(xì)的地址定義

55、如 4.2表。表4.2攪拌機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的PLC模擬量輸入/輸出統(tǒng)計(jì)名稱地址輸入/輸出數(shù)據(jù)類型刨花設(shè)定PAIW300輸入INT膠設(shè)定PIW302輸入INT流量計(jì)PIW304輸入INT壓力計(jì)PIW306輸入INT電動(dòng)執(zhí)行器1PQW304輸出INT電動(dòng)執(zhí)行器2PQW306輸出INTCPU- 313C 特點(diǎn): 本機(jī)集成14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，2輸入/1輸出共3個(gè)模擬量I/O點(diǎn)，可 連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展值至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或38路模擬量I/O點(diǎn)。表4.3攪拌機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的模塊統(tǒng)計(jì)表sJ Module.0.F 二卅I addressQ addressComment1；11FS SOT 2ABEST2CPU 313CBESTVI . 022.1皿“如124 . 136124. . . 12$2.：AI5/AO2花2781?52 . ?SS2. <Cpan t768. . 783陽日二78334BI16xDC24VBEST0. 15D016xDC24V/0.5ABEST4. .56jAI8xl3Bit6ES