基于PLC的飲料自動(dòng)罐裝系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目： 自動(dòng)化生產(chǎn)線中的飲料灌裝系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書題目： 自動(dòng)化生產(chǎn)線中的飲料灌裝系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 學(xué)院： 設(shè)計(jì)起止日期： 題目性質(zhì)一： 實(shí)際工程 設(shè)計(jì)項(xiàng)目 科學(xué)研究 理論研究 其他題目性質(zhì)二： 真題 模擬題目 其他技術(shù)要求及原始數(shù)據(jù)： 系統(tǒng)基于PLC-200，主要功能完成飲料灌裝生產(chǎn)過(guò)程，明確裝瓶，傳送，蓋蓋，檢測(cè)過(guò)程，并可以啟動(dòng)，移位，復(fù)位按鈕進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，自動(dòng)全過(guò)程。 主要任務(wù)： 1、繪制工作流程圖或順序功能圖； 2、編寫全程序T型圖

2、或指令表； 3、運(yùn)用程序進(jìn)行調(diào)試； 4、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書； 學(xué) 生 （簽 字）： 系主任（簽字）： 指導(dǎo)教師（簽字）： 院 長(zhǎng) （簽字）： 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)學(xué)生姓名 專業(yè)班級(jí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 自動(dòng)化生產(chǎn)線中的飲料灌裝系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 指導(dǎo)老師評(píng)語(yǔ)： 指導(dǎo)教師（簽字） 年 月 日 評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)： 評(píng)閱人（簽字） 年 月 日答辯組評(píng)語(yǔ)： 答辯組組長(zhǎng)（簽字） 年 月 日摘 要隨著工業(yè)自動(dòng)化水平日益提高，眾多工業(yè)企業(yè)均面臨著傳統(tǒng)生產(chǎn)線的改造和重新設(shè)計(jì)問(wèn)題。PLC（可編程序控制器）是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起，近年來(lái)在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一

3、體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到普遍應(yīng)用。作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍，在世界工業(yè)控制中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。在飲料行業(yè)，自動(dòng)化生產(chǎn)線的生產(chǎn)方式是推廣的最普及的一種生產(chǎn)模式，它促使灌裝的速度大幅提升，同時(shí)也使得灌裝精度更高，給企業(yè)帶來(lái)了不可小覷的生產(chǎn)力。鑒于此，設(shè)計(jì)者利用PLC的功能和特點(diǎn)設(shè)計(jì)出了一款飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。 本文所涉及的飲料灌裝自動(dòng)化生產(chǎn)線采用PLC控制，流量計(jì)計(jì)量，確保了灌裝的速度和精度。本文詳細(xì)論述了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，通過(guò)對(duì)灌裝機(jī)系統(tǒng)的充分了解，以行業(yè)現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合其他行業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用情況，提出了基于PLC的

4、飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中完成了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的硬件的配置和軟件方面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了飲料灌裝機(jī)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高，對(duì)飲料的質(zhì)量和產(chǎn)量的提高都具有深遠(yuǎn)的意義。利用PLC控制飲料灌裝生產(chǎn)過(guò)程，可有效提高灌裝生產(chǎn)效率，并顯著增加控制系統(tǒng)的可靠性和柔性。 關(guān)鍵詞：可編程控制器；自動(dòng)化；灌裝；生產(chǎn)線AbstractWiththeincreasinglevelofindustrialautomation,many industrialenterprisesarefacedwiththetransformationoftraditionalproductionlinean

5、dre-designproblem.PLC(programmablelogiccontroller)isamicroprocessorasthecoreofindustrialcontroldevices,itwillrelaythetraditional controlsystemcombinedwithcomputertechnologyinrecentyearsinindustrialautomation,mechanicalandelectricalintegration,thetransformation oftraditionalindustriessuchasgenerallya

6、pplied.Asageneral-purposeindustrialcontrolcomputer,therealizationofindustrialcontrolwiringlogicalleapinlogictostorage,industrialcontrol intheworldisplayinganincreasinglyimportantrole.Inbeverageindustry,automatedproductionlinemodeofproductionistopromotethemostpopularakindofproductionmode,itcausesthef

7、illingspeedincreases,butmakethefillingahigherprecision,tobringenterprisecannotsmall gazeofproductivity.Inviewofthis,thedesignersoftheuseofPLCfunctionsandfeaturesdesignedabeveragefillingproductionlinecontrolsystem.Thispaperinvolvesthedrinksfillingautomationproductionline adoptsPLCcontrol,flowmetermet

8、ering,insurethefillingspeedandprecision.Thispaperdescribesindetailthecontrolsystemofthedrinksfillingmachinedesignsteps,abriefintroductionofthedrinksfillingmachinecontrolsystemandbaseontheself-industryandtheapplicationoftheothertradeonauto-controltechnique,proposedtheframeofthecontrolsystembasedonpro

9、grammablelogicalcontroller.Thisdesigncompletesthedrinksproductionlinehardwareconfigurationandsoftwaredesign,toachievetheautomationofthecarbonateddrinksfillingmachine.Notonlyimprovethelaborproductivity,butalsohasfar-reachingsignificanceoftheimprovementofqualityandyield.PLCcontroloftheuseofbeveragefil

10、lingproductionprocess,whichcaneffectivelyimprovetheproductionefficiencyoffilling,andsignificantlyincreasethereliabilityofcontrolsystemsandflexible.Keywords:Programmablecontroller；Automation；Filling；Productionline第一章 可編程控制器概述1.1 PLC的定義:可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC（Programmable logic Controller）,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。

11、在1987年國(guó)際電工委員會(huì)（International 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(lái)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(guò)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(guò)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)?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)，它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，但可編程控

12、制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用、配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。1.2 PLC的組成:PLC的基本組成可歸為四大部件：1中央處理單元（CPU板）控制器的核心；2. 輸入部件 （I/O部件）連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與CPU之間的接口電路；3. 輸出部件 送出PLC運(yùn)算后得出的控制信息；4. 電源部件 為PLC內(nèi)部電路提供能源。另外，還必須有編程器將用戶程序?qū)戇M(jìn)規(guī)定的存儲(chǔ)器內(nèi)。PLC的基本組成框圖如圖1-1所示： 圖 1-11.3 可編程控制器的分類和發(fā)展:1.3.1分類按I/O點(diǎn)數(shù)可分為大、中、小型三大類，通?？梢远x為：小型：I/O點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下；中

13、型：I/O點(diǎn)數(shù)在2561024點(diǎn)之間大型：I/O點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上。1.3.2可編程序控制器及其網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史1968年，美國(guó)通用汽車公司（GM）根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)與生產(chǎn)發(fā)展的需要，提出了“多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號(hào)”的戰(zhàn)略。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)戰(zhàn)略決策，依靠原有的工業(yè)控制裝置顯然不行，而必須有一種新的工業(yè)控制裝置，它可以隨著生產(chǎn)品種的改變，靈活方便地改變控制方案以滿足對(duì)控制的不同要求。1969年，著名的美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)GM的功能要求，研制出了這種新的工業(yè)控制裝置，并在GM公司的一條汽車自動(dòng)化生產(chǎn)線上首次運(yùn)行取得成功。根據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置可以通過(guò)編程改變控制方案這一特點(diǎn)，以及專門

14、用于邏輯控制的情況，稱這種新的工業(yè)控制裝置為可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡(jiǎn)稱PLC。從1968年到現(xiàn)在，PLC經(jīng)歷了四次換代：第一代PLC大多用一位機(jī)開發(fā)，用磁芯存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，只有邏輯控制功能。在第二代PLC產(chǎn)品中換成了8位微處理器及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，PLC產(chǎn)品開始系列化。第三代PLC產(chǎn)品隨著高性能微處理器及位片式CPU在PLC中大量使用，PLC的處理速度大大提高，從而促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通信方向發(fā)展。第四代PLC產(chǎn)品不僅全面使用16位、32位高性能微處理器，高性能位片式微處理器，RISC（Reduced instruction set comput

15、er）精簡(jiǎn)指令系統(tǒng)CPU等高級(jí)CPU，而且在一臺(tái)PLC中配置多個(gè)處理器，進(jìn)行多通道處理。同時(shí)生產(chǎn)了大量?jī)?nèi)含微處理器的智能模板，使得第四代PLC產(chǎn)品成為具有邏輯控制功能、過(guò)程控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、數(shù)據(jù)處理功能、聯(lián)網(wǎng)通信功能的真正名符其實(shí)的多功能控制器。同一時(shí)期，由PLC組成的PLC網(wǎng)絡(luò)也得到飛速發(fā)展。PLC與PLC網(wǎng)絡(luò)成為工廠企業(yè)中首選的工業(yè)控制裝置，由PLC組成的多級(jí)分布式PLC網(wǎng)絡(luò)成為CIMS（computer-integrated manufacturing system）系統(tǒng)不可或缺的基本組成部分。人們高度評(píng)價(jià)PLC及其網(wǎng)絡(luò)的重要性，認(rèn)為它是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一。 1.3.3發(fā)

16、展方向發(fā)展方向分小型化和大型化兩個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。小型PLC有兩個(gè)發(fā)展方向，即?。ㄎⅲ┬突蛯I(yè)化。大型化指的是大中型PLC向著大容量、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，使之能與計(jì)算機(jī)組成集成控制系統(tǒng)，對(duì)大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的自動(dòng)控制。1.4 PLC的功能1. 邏輯控制；2. 定時(shí)控制；3. 計(jì)數(shù)控制；4. 步進(jìn)(順序)控制；5. PID 控制；6. 數(shù)據(jù)控制，PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力；7. 通信和聯(lián)網(wǎng)；8. 其它PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如定位控制模塊、CRT 模塊。1.5 PLC的應(yīng)用范圍目前，在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及

17、文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：（1）開關(guān)量邏輯控制利用PLC最基本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最基本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。（2）運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。（3）過(guò)程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊

18、和PID控制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應(yīng)堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。（4）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制（CNC）設(shè)備，進(jìn)行處理。第二章 任務(wù)及相關(guān)設(shè)計(jì)方案2.1任務(wù)的分析近年來(lái)，飲料工業(yè)發(fā)展迅猛，碳酸飲料、果汁飲料、蔬菜汁飲料、含乳飲料、瓶裝飲用水、茶飲料等品種不斷豐富，產(chǎn)量上的“飄紅”使得對(duì)設(shè)備市場(chǎng)的需求也呈

19、“牛市”。因此，這方面的計(jì)術(shù)還要進(jìn)一步發(fā)展和完善，以適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)的需要。 本次設(shè)計(jì)的任務(wù)是以s7-200系列PLC作為處理核心，用行程開關(guān)、傳感器將生產(chǎn)過(guò)程中的信號(hào)（如空瓶的運(yùn)行的位置、飲料瓶的大小等等）處理后送給PLC處理器，由PLC對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，然后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)（如接觸器、電磁閥等等）來(lái)完成飲料罐裝生產(chǎn)過(guò)程的流水線操作。該系統(tǒng)的總體思路：此生產(chǎn)線為全自動(dòng)控制的，生產(chǎn)線一旦上電，PLC將通過(guò)軟件對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行自動(dòng)控制：通過(guò)輸出繼電器控制傳送帶的停轉(zhuǎn)和對(duì)飲料瓶灌裝的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)的顯示，并且通過(guò)PLC內(nèi)部的計(jì)數(shù)器對(duì)所生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行計(jì)數(shù)。傳統(tǒng)的飲料罐裝生產(chǎn)線的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)是傳統(tǒng)的繼電器

20、接觸器控制方式,在使用的過(guò)程中，生產(chǎn)工效低，人機(jī)對(duì)話靠指示燈+按鈕+訊響器的工作方式，響應(yīng)慢，故障率高，可靠性差，系統(tǒng)的工作狀態(tài)、故障處理、設(shè)備監(jiān)控與維護(hù)只能憑經(jīng)驗(yàn)被動(dòng)的去查找故障點(diǎn)。且在生產(chǎn)過(guò)程中容易產(chǎn)生二次污染，造成合格率低，生產(chǎn)成本增加。而自動(dòng)化生產(chǎn)線在眾多領(lǐng)域應(yīng)用得非常廣泛，其控制部分常常采用PLC 控制，它使自動(dòng)化生產(chǎn)線運(yùn)行更加平穩(wěn)，定位更加準(zhǔn)確，功能更加完善，操作更加方便。為適應(yīng)發(fā)展，故提出下面的PLC控制技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)線。本文介紹了德國(guó)西門子PLCS7- 200 在自動(dòng)化飲料罐裝生產(chǎn)線控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并從硬件和軟件兩方面進(jìn)行了分析和研究。文章探討了如何利用德國(guó)西門子PLC S

21、7-200 進(jìn)行飲料灌裝生產(chǎn)流水線的控制，重點(diǎn)分析了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)部分，并給出了系統(tǒng)硬件接線圖、PLC 控制I/O 端口分配表以及整體程序流程圖等，實(shí)現(xiàn)了飲料灌裝的自動(dòng)化，提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。2.2硬件設(shè)計(jì)方案飲料的灌裝是采用了飲料灌裝機(jī)，飲料灌裝機(jī)將灌裝裝置以及封蓋裝置集合在一起，使飲料的灌裝穩(wěn)定、高效的完成。對(duì)于飲料瓶大小的區(qū)別是通過(guò)反射式光電傳感器工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用輔助繼電器對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行正電平觸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)所生產(chǎn)產(chǎn)品的計(jì)數(shù)。2.3 飲料灌裝結(jié)構(gòu)圖如圖2-1，圖2-2，圖2-3所示 圖 2-1 圖2-2 圖 2-3系統(tǒng)的工作原理：系統(tǒng)一旦上電，傳送帶驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，待空飲料瓶行至

22、行程開關(guān)，行程開關(guān)閉合，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，灌裝設(shè)備通過(guò)閥門的關(guān)斷來(lái)控制飲料灌裝的時(shí)間，待飲料灌裝過(guò)程完畢后電動(dòng)機(jī)恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，如此循環(huán)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線上的自動(dòng)控制。對(duì)于傳送帶上的飲料瓶大小的區(qū)分，是通過(guò)所在位置的反射式光電傳感器工作來(lái)實(shí)現(xiàn)的。2.4 項(xiàng)目目標(biāo)整個(gè)流水線由主傳送帶（M1）、次品傳送帶（M2）、灌裝裝置、次品推動(dòng)裝置、光電傳感器（定位）、壓力傳感器等組成。流水線的實(shí)時(shí)監(jiān)控，由傳感器檢測(cè)。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，灌裝裝置的灌裝，次品的檢測(cè)、推動(dòng)和計(jì)數(shù)由PLC控制。2.5 生產(chǎn)流程按下啟動(dòng)按鈕后，生產(chǎn)線進(jìn)入自動(dòng)工作狀態(tài)，具備工作條件后，瓶子隨著傳送帶進(jìn)入灌裝工序，灌裝完成后傳送帶繼續(xù)啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)瓶子隨著主

23、傳送帶平穩(wěn)的進(jìn)入灌裝架時(shí)，灌裝架的光電傳感器信號(hào)送給PLC，主傳送帶停止1秒，并且夾瓶裝置固定，一秒后，罐裝架的電磁閥打開，汽缸啟動(dòng)并罐飲料，罐裝到5S（及罐滿）后自動(dòng)停止，灌裝過(guò)程中有報(bào)警提示，罐裝結(jié)束后，主傳送帶開始啟動(dòng)，通過(guò)壓力傳感器檢測(cè)是否滿瓶，沒裝滿的由推桿推入次品傳送帶。檢測(cè)滿瓶過(guò)程中計(jì)數(shù)（正品與次品分別計(jì)數(shù)）。2.6軟件設(shè)計(jì)方案PLC軟件方案設(shè)計(jì)的方法有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，邏輯設(shè)計(jì)法等。2.6.1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法梯形圖的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法是比較廣泛的一種方法。這種方法沒有普遍的規(guī)律可以遵循,具有很大的試探性很隨意性,最后的結(jié)果不是唯一的。該方法的核心是輸出線圈。以下是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的基本步驟：1.了解

24、和熟悉被控設(shè)備的工藝過(guò)程和機(jī)械的動(dòng)作情況。2.確定PLC的輸入信號(hào)和輸出負(fù)載，畫出PLC的外部接線圖。3.確定與繼電器電路圖的中間繼電器，時(shí)間繼電器對(duì)應(yīng)的梯形圖中的輔助繼電器（M）和定時(shí)器（T）的元件號(hào)。4.根據(jù)前面的對(duì)應(yīng)關(guān)系畫出梯形圖。2.6.2邏輯設(shè)計(jì)方法邏輯設(shè)計(jì)法的理論基礎(chǔ)是邏輯代數(shù)。而繼電器控制系統(tǒng)的本質(zhì)是邏輯線路?？匆粋€(gè)電氣控制線路都會(huì)發(fā)現(xiàn),線路的接通和斷開,都是通過(guò)繼電器等元件的觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,故控制線路的種種功能必定取決于這些觸點(diǎn)的開，合兩種狀態(tài)。因此電氣控制電路從本質(zhì)上說(shuō)是一種邏輯線路,它符合邏輯運(yùn)算的基本規(guī)律。2.7具體控制要求2.7.1 M1主傳送帶電動(dòng)機(jī)（1）功能：帶動(dòng)主傳

25、送帶運(yùn)行。（2） 控制要求： 一旦啟動(dòng)，M1主傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)并保持到停止開關(guān)動(dòng)作或者灌裝設(shè)備下的傳感器檢測(cè)到一個(gè)瓶子時(shí)停止，瓶子裝滿飲料后，傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)M1必須自動(dòng)啟動(dòng)，并保持到又檢測(cè)到一個(gè)瓶子或停止開關(guān)動(dòng)作。 通過(guò)交流接觸器實(shí)現(xiàn)失壓。欠壓保護(hù)。通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載，欠相保護(hù)。2.7.2 M2次品傳送帶電動(dòng)機(jī)（1） 功能：帶動(dòng)次品傳送帶運(yùn)行（2） 控制要求：一旦啟動(dòng)，則M2次品傳送帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)，并保持到停止開關(guān)動(dòng)作。通過(guò)交流接觸器實(shí)現(xiàn)失壓。欠壓保護(hù)。通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載，欠相保護(hù)。2.7.3 M3灌裝電動(dòng)機(jī) （1） 功能：保持料箱液位 （2） 控制要求：當(dāng)料箱中下陷位傳感器動(dòng)作時(shí)，M3

26、啟動(dòng)給飲料注入原料，當(dāng)上限位傳感器動(dòng)作時(shí)，M3停止。通過(guò)熔斷器實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。通過(guò)交流接觸器實(shí)現(xiàn)失壓。欠壓保護(hù)。通過(guò)熱繼電器實(shí)現(xiàn)過(guò)載，欠相保護(hù)。 2.7.4 灌裝機(jī) （1） 功能：在設(shè)定時(shí)間里定量灌裝。 （2） 控制要求： 當(dāng)瓶子定位在灌裝設(shè)備下時(shí)，停頓1S，灌裝設(shè)備開始工作，灌裝過(guò)程為5S，灌裝過(guò)程應(yīng)有報(bào)警顯示，5S后停止灌裝并不再顯示報(bào)警。保護(hù) （3）實(shí)現(xiàn)方法：電磁閥灌裝：電磁閥灌裝閥的開關(guān)由電磁閥控制，灌裝精度更高，計(jì)時(shí)恒壓定量灌裝原理，可使灌裝的誤差在千分之五以下。電動(dòng)定量灌裝系統(tǒng)及電磁閥控制計(jì)量裝置，可進(jìn)行精確灌裝，減少浪費(fèi)。在恒壓儲(chǔ)液罐灌液中，里面有上限位和下限位傳感器，他們被淹沒時(shí)

27、是1狀態(tài)。液面低于下陷位液面是恒壓儲(chǔ)液罐為空。飲料通過(guò)進(jìn)液電磁閥流入恒壓儲(chǔ)液罐，液面到達(dá)上限位時(shí)進(jìn)液電磁閥斷電關(guān)閉，使液位保持穩(wěn)定。恒壓儲(chǔ)液罐下面是灌裝頭部分，夾瓶裝置由汽缸1驅(qū)動(dòng)下降，下降到位后，夾瓶裝置由汽缸2加緊定位，定位夾緊后，灌裝頭由汽缸3驅(qū)動(dòng)下降，到位后灌裝頭電磁閥打開，開始灌裝，延時(shí)5秒電磁閥關(guān)閉，灌裝頭上升，夾瓶裝置放松上升，傳送帶電機(jī)啟動(dòng)。2.7.5 質(zhì)量檢測(cè)與次品的分離（1）功能：檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量，將次品分離。第三章 元器件的選擇3.1 PLC的選擇S7200PLC的選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。S7-200系列PLC是西門子公司20世紀(jì)90年代推出的

28、整體式小型可編程控制器。早些時(shí)候稱為CPU21X，其后的改進(jìn)型稱為CPU22X。其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。S7-22X系列PLC可提供5種不同的基本單元和多種規(guī)格的擴(kuò)展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成除基本單元、擴(kuò)展單元外，還有編程器、存儲(chǔ)卡、寫入器、文本顯示器等。表3-1給出了22X系列CPU的基本配置。從表中可以看出，22X系列CPU具有很強(qiáng)的功能，如自帶高速計(jì)數(shù)器、通訊口、具有脈沖輸出功能、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、能進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算等。此外，S7-200系列PLC允許在程序中立即讀寫輸入、輸出口，允許在程序中使用中斷，允許設(shè)定通訊任務(wù)的處理時(shí)間，允許設(shè)置停止模式數(shù)字量輸出狀態(tài)

29、，可以由用戶自己定義存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)區(qū)，可以允許數(shù)字量時(shí)間，允許設(shè)置停止模式數(shù)字量輸出狀態(tài)，可以由用戶自己定義存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)區(qū)，可以允許數(shù)字量及模擬量輸入加濾波器，還具有窄脈沖捕捉功能，為復(fù)雜的工業(yè)控制提供了方便。表3-1 22X系列CPU的基本配置特性CPU221CPU222CPU224CPU226CPU226XM外型尺寸/mmmmmm908062908062120.5806219080621908062程序存儲(chǔ)區(qū)2048字2048字4096字4096字8192字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)1024字1024字2560字2560字5120字掉電保持時(shí)間/h5050190190190本機(jī)I/O6入/4出8入/

30、6出14入/10出24入/16出24入/16出擴(kuò)展模塊數(shù)量02777高速計(jì)數(shù)器單相雙相4路30KHZ2路20KHZ4路30KHZ2路20KHZ6路30KHZ4路20KHZ6路30KHZ4路20KHZ6路30KHZ4路20KHZ脈沖輸出（DC）2路20KHZ2路20KHZ2路20KHZ2路20KHZ2路20KHZ模擬電位器11222實(shí)時(shí)時(shí)鐘配置時(shí)鐘卡配置時(shí)鐘卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置通訊口1RS-4851RS-4851RS-4852RS-4852RS-485在飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)中我們只用了11個(gè)輸入8個(gè)輸出,和簡(jiǎn)單的邏輯和計(jì)數(shù)功能，配置基本單元就可以滿足要求，即選用CPU224的西門子S7-200系

31、列PLC作為控制器構(gòu)成飲料灌裝生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)描述：S7-200 CPU將一個(gè)微處理器、一個(gè)集成電源和數(shù)字量I/O點(diǎn)集成在一個(gè)緊湊的封裝中，從而形成了一個(gè)功能強(qiáng)大的小型可編程邏輯控制器。CPU結(jié)構(gòu)如圖3-1所示： 圖 3-13.2 電機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)M1型號(hào)為Y132M-4，額定電壓為交流380V，額定電流為15A， 頻率為50HZ，功率為7.5KW，轉(zhuǎn)速為1440r/min。 銘牌：型號(hào)：Y132M-4 功率：7.5KW 頻率：50HZ 電壓：380V 電流：16.4A 接法： 轉(zhuǎn)速：1440r/min 電機(jī)上一般有這樣的銘牌，用來(lái)表示電機(jī)參數(shù)。介紹一下Y132M-4，Y表示三相異步

32、電動(dòng)機(jī)；132表示機(jī)座中心高；M機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)（分為SML短中長(zhǎng)），4為磁極個(gè)數(shù)（2P磁極對(duì)數(shù)）。如表2-2所示表3-2 電機(jī)磁極個(gè)數(shù)及轉(zhuǎn)速磁極個(gè)數(shù)2極4極6極8極P（磁極對(duì)數(shù)）1234轉(zhuǎn)速300015001000750 銘牌所標(biāo)的為磁極個(gè)數(shù)，即幾極電機(jī)，對(duì)應(yīng)對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)速。 p電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的極對(duì)數(shù)。（實(shí)際上，由于轉(zhuǎn)差率的存在，電機(jī).實(shí)際轉(zhuǎn)速略低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速） 電機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率的公式n=60f/p上式中n電機(jī)的轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）；60每分鐘（秒）；f電源頻率（HZ）；在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，根據(jù)公式n=60f/p可知：改變頻率f就可改變轉(zhuǎn)速降低頻率f，轉(zhuǎn)速就變?。杭?60 f / p = n增加頻率f，轉(zhuǎn)速

33、就加大： 即 60 f / p = n表3-3 物理量與單位物理量符號(hào)基本單位單位符號(hào)公式功W焦耳（焦）JW=Fs=Pt功率P瓦特（瓦）WP=W/t=Fv電流I安培（安)AI=U/R=W/R電壓U伏特（伏）VU=IR 電阻R歐姆（歐）R=U/I=W/II 電功W焦耳（焦）JW=UIt=Wt電功率P瓦特（瓦）WP=W/t=UI=IIR電動(dòng)機(jī)M2型號(hào)為Y90S-4，額定電壓為交流380V，額定電流為2.8A，頻率為50HZ，功率為1.1KW，轉(zhuǎn)速為1440r/min。電動(dòng)機(jī)M3選與電動(dòng)機(jī)M2一樣的型號(hào)即可。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速要盡量小，設(shè)計(jì)要求轉(zhuǎn)速為盡量小，綜合考慮到工作環(huán)境以及經(jīng)濟(jì)效益方面，暫選電動(dòng)機(jī)為

34、Y90S-4.轉(zhuǎn)速1400r/min ,效率為78%，功率1.1kw，質(zhì)量23kg.我們采用三角形的接法，接法如圖3-2所示 圖 3-23.3 傳感器的選擇本設(shè)計(jì)需要用多個(gè)傳感器，有檢測(cè)空瓶的光電傳感器，檢測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的壓力傳感器與檢測(cè)飲料罐液位的液位傳感器。3.3.1 光電傳感器TCRT5000傳感器的工作原理與一般的紅外傳感器一樣,一傳一感.TCRT5000具有一個(gè)紅外發(fā)射管和一個(gè)紅外接收管.當(dāng)發(fā)射管的紅外信號(hào)經(jīng)反射被接收管接收后,接收管的電阻會(huì)發(fā)生變化,在電路上一般以電壓的變化形式體現(xiàn)出來(lái)。電阻的變化起取于接收管所接收的紅外信號(hào)強(qiáng)度,常表現(xiàn)在反射面的顏色和反射面接收管的距離兩二方面.3.3

35、.2 壓力傳感器選用稱重傳感器DJWX-08，DJWX-08這個(gè)型號(hào)的稱重傳感器外形結(jié)構(gòu)是單點(diǎn)式的，是目前用于稱重使用行業(yè)最多的一種結(jié)構(gòu)其測(cè)量精度等級(jí)較高，可以達(dá)到0.02%的，特點(diǎn)及外形如圖3-3所示。其在使用安裝方式屬于一端固定一端受力，這樣安裝方式也叫適應(yīng)于稱重的整體結(jié)構(gòu)以上是稱重傳感器的選型原因。生產(chǎn)廠家：上海狄佳傳感科技有限公司根據(jù)我們飲料的重量以及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性等綜合考慮選用： 圖3-33.3.3 液位傳感器選用的佳樂(lè)VP03EP，工作方式如圖3-4所示 圖3-43.3.4 接近開關(guān)1、接近開關(guān)有兩線制和三線制之區(qū)別，三線制接近開關(guān)又分為NPN型和PNP型，它們的接線是不同的。2、兩線

36、制接近開關(guān)的接線比較簡(jiǎn)單，接近開關(guān)與負(fù)載串聯(lián)后接到電源即可。3、接近開關(guān)的負(fù)載可以是信號(hào)燈、繼電器線圈或可編程控制器PLC的數(shù)字量輸入模塊。4、SN04-Y交流二線式方形接近開關(guān)，感應(yīng)距離4mm,交流90250V供電。請(qǐng)見圖3-5所示： 圖3-5接近開關(guān)接線圖 2.5 原件明細(xì)表符號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量M1主傳送帶電動(dòng)機(jī)Y132M-41M2次品傳送帶電動(dòng)機(jī)Y90S-41M3灌裝裝置電動(dòng)機(jī)Y90S-41FR1-3熱繼電器JR10-103QF1-5斷路器NS100N5PLC可編程控制器CPU 224 CN AC/DC/RLY1X1光電傳感器EDA-2DNA-YL2X2稱重傳感器DJWX-081X3液位傳感

37、器VP03EP2X4電磁閥VT317-4G-022X5直線氣缸NSAL 32*1253X6氣爪NHZA2-16S1HL指示燈AD161 表3-4 原件明細(xì)表第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)原理圖系統(tǒng)原理圖如圖4-1 圖4-1 系統(tǒng)原理圖4.2系統(tǒng)流程圖 4.3 I/O分配表表4-1 I/O分配表輸出輸出符號(hào)地址備注符號(hào)地址備注SB1I0.0啟動(dòng)KA1Q0.0M1電機(jī)SB2I0.1停止KA2Q0.1M2電機(jī)SB3I0.2手動(dòng)清零KA3Q0.2M3電機(jī)、電磁閥1KS1I0.3光電傳感器KA4Q0.3汽缸1KS2I0.4上限位液位傳感器KA5Q0.4汽缸2KS3I0.5下限位液位傳感器KA6Q0.5

38、汽缸3KPI0.6壓力傳感器KA7Q0.6灌水電磁閥、指示燈KS4I0.7位置傳感器1KA8Q0.7汽缸4KS5I1.0位置傳感器2KS6I1.1位置傳感器3KS7I1.2光電傳感器2注：汽缸1，2，3分別控制夾緊裝置的下降，夾緊，灌裝頭下降，汽缸4控制次品推動(dòng)裝置。飲料灌裝生產(chǎn)流水線的操作方式分為手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式。自動(dòng)操作方式主要指連續(xù)操作方式。手動(dòng)操作是指用開關(guān)對(duì)系統(tǒng)的操作模式進(jìn)行設(shè)置。例如，當(dāng)選擇自動(dòng)操作模式時(shí)，啟用連續(xù)操作方式。連續(xù)操作是指從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)將自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，系統(tǒng)將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止

39、。4.4 編程軟件STEP 7 Micro/WIN324.4.1TEP 7 Micro/WIN32編程軟件的主界面STEP 7 Micro/WIN32是HYPERLINK /subjectActivities2.htmlS7-200的專用編程軟件，它工作在Windows平臺(tái)下，其主界面如下圖所示。 圖 4-14.4.2 項(xiàng)目（Project）主界面的標(biāo)題是STEP 7 Micro/WIN32-Project1。項(xiàng)目包含的基本組件為：（1） 程序塊（Program Block）程序塊由可執(zhí)行的代碼和注釋組成，可執(zhí)行的代碼由主程序（OB1）、子程序（可選）、中斷服務(wù)程序（可選）組成。代碼被編譯并下

40、裝到PLC，而程序注釋則被忽略。（2） 符號(hào)表（Symbol Table）為便于記憶和理解，編程人員可通過(guò)符號(hào)表編寫符號(hào)地址。程序編譯后下裝到PLC時(shí)所有的符號(hào)地址被轉(zhuǎn)換成絕對(duì)地址。（3） 狀態(tài)表（Status Chart）在程序執(zhí)行時(shí)，可通過(guò)狀態(tài)表監(jiān)控指定的內(nèi)部變量的狀態(tài)。狀態(tài)表并不下裝到PLC中，它只是用于監(jiān)控用戶程序運(yùn)行情況的工具。（4） 數(shù)據(jù)塊（Data Block）數(shù)據(jù)塊由數(shù)據(jù)（存儲(chǔ)器的初始值和常數(shù)值）和注釋組成，只有數(shù)據(jù)被編譯并下裝到PLC中。（5） 系統(tǒng)塊（System Block）系統(tǒng)塊用于設(shè)置系統(tǒng)的組態(tài)參數(shù)，常用的系統(tǒng)組態(tài)包括設(shè)置數(shù)字量輸入濾波、模擬量輸入濾波，設(shè)置脈沖捕捉，

41、配置數(shù)字量輸出表，定義存儲(chǔ)器保持范圍，設(shè)置CPU密碼，設(shè)置通信參數(shù)，設(shè)置模擬電位器，設(shè)置高速計(jì)數(shù)器，設(shè)置高速脈沖輸出等。系統(tǒng)塊的信息需要下裝到PLC中，如無(wú)特殊要求，可采用系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)值，如果不需要設(shè)置CPU密碼，可選擇“全部特權(quán)（1級(jí)）”。（6） 交叉引用表（Cross Reference）交叉引用表用于索引用戶程序中所用的各個(gè)操作數(shù)的位置和指令的助記符。還可以使用交叉引用表查看存儲(chǔ)器的哪些區(qū)域已經(jīng)被使用，是作為位使用還是作為字節(jié)使用。在運(yùn)行模式下編輯程序時(shí)，可以查看當(dāng)前正在使用的跳變信號(hào)的地址。交叉引用表不下裝到PLC中，但只有在編譯程序成功后，才能使用交叉引用表。在交叉引用表中雙擊某個(gè)

42、操作數(shù)，可以顯示包含該操作數(shù)的那一部分程序。（7） 通信（Communications）當(dāng)計(jì)算機(jī)與PLC建立在線連接后，就可以對(duì)PLC進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置。上裝或下裝用戶程序時(shí)，都是通過(guò)通信方式完成的。4.4.3 使用PC/PPI電纜建立通信連接及設(shè)置通信參數(shù)（1） PC/PPI電纜的安裝與設(shè)置用計(jì)算機(jī)作為編程器時(shí)，計(jì)算機(jī)與PLC之間的連接一般是通過(guò)PC/PPI電纜進(jìn)行通信的。PC/PPI電纜帶有RS-232/RS-485轉(zhuǎn)換器，將標(biāo)有“PC”的RS-232端連接到計(jì)算機(jī)的RS-232通信接口，將標(biāo)有“PPI”的RS-485端連接到PLC的通信接口。在用PC/PPI電纜上的DIP開關(guān)設(shè)置波特率時(shí)應(yīng)

43、與編程軟件中設(shè)置的波特率相同，默認(rèn)值為9 600bps,DIP開關(guān)的第4位用于選擇10位或11位通信模式，第5位用于選擇將RS-232口設(shè)置為數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）模式或數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）模式。在編程軟件STEP 7 Micro/EIN32中設(shè)置通信參數(shù)時(shí)，可用鼠標(biāo)單擊“通信”圖標(biāo)“ ”，或從菜單欄中選擇“檢視（View）”,在彈出的下拉菜單中選擇“通信（Communications）”，出現(xiàn)“通信連接（Communications Links）”對(duì)話框，在對(duì)話框中雙擊PC/PPI電纜圖標(biāo)“ ”，再單擊對(duì)話框中“屬性（Properties）”按鈕，出現(xiàn)“PC/PPI電纜屬性”對(duì)話框后，即可

44、進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置。（2） 建立計(jì)算機(jī)與PLC的在線連接如果在“通信連接”對(duì)話框中，顯示為尚未建立通信連接，雙擊對(duì)話框中的“刷新”圖標(biāo)“ ”，編程軟件將檢查所有可能與計(jì)算機(jī)連接的S7-200 CPU站，并在對(duì)話框中顯示已建立起連接的每個(gè)站的CPU圖標(biāo)、CPU型號(hào)和站地址。（3） 設(shè)置和修改通信參數(shù)在“通信連接”對(duì)話框中，雙擊PC/PPI電纜圖標(biāo)，在對(duì)話框中單擊“屬性（Properties）”按鈕，出現(xiàn)“PC/PPI電纜屬性”對(duì)話后，即可進(jìn)行通信參數(shù)設(shè)置。STEP 7 Micro/WIN32的默認(rèn)設(shè)置為多主站PPI協(xié)議，此協(xié)議允許STEP 7 Micro/WIN32與其它主站（TD200等）在網(wǎng)絡(luò)

45、中同為主站。在屬性對(duì)話框中選中多主站網(wǎng)絡(luò)（Multiple Master Network），即可啟動(dòng)多主站PPI協(xié)議。未選擇時(shí)為單主站協(xié)議。設(shè)置PPI參數(shù)的步驟如下：1 在“PC/PPI電纜屬性”對(duì)話框中，單PPI按鈕，在站參數(shù)區(qū)（Station Parameter）的地址（Address）框中，設(shè)置站地址。運(yùn)行編程軟件STEP 7 Micro/WIN32的計(jì)算機(jī)的默認(rèn)地址為0,網(wǎng)絡(luò)中第一臺(tái)PLC的默認(rèn)地址為2。2 在超時(shí)（Time-out）框中設(shè)置通信設(shè)備建立聯(lián)系的最長(zhǎng)時(shí)間，默認(rèn)值為1s。3 如果使用多主站PPI協(xié)議，選中“多主網(wǎng)絡(luò)”（Multiple Master Network）。使用調(diào)

46、制解調(diào)器或Windows NT4.0時(shí),不支持主站網(wǎng)絡(luò)。4 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)通信的波特率。5 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備數(shù)據(jù)選擇最高站地址，這是STEP 7 Micro/WIN32停止尋找網(wǎng)絡(luò)中其它主站的地址。6 單擊“本機(jī)連接（Local Connection）”按鈕，選擇連接PC/PPI電纜的計(jì)算機(jī)的通信口，以及是否使用調(diào)制調(diào)解器。7 單擊“確定”（OK）按鈕，完成通信參數(shù)設(shè)置。（4） 讀取PLC的信息如果想知道PLC的型號(hào)與版本、工作方式、掃描速度、I/O模式設(shè)置以及CPU和I/O模板的錯(cuò)誤，可選擇菜單欄中的“PLC”，在下拉菜單欄中選擇“信息（Information）后，將是示出PLC的RUN/STOP

47、狀態(tài)，以ms為單位的掃描速度、CPU的版本|錯(cuò)誤的情況及各個(gè)模板的信息。4.4.4 程序的編寫與下裝操作（1）程序編寫的操作步驟1 創(chuàng)建項(xiàng)目：在為控制系統(tǒng)編寫應(yīng)用程序前，首先應(yīng)當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目（Project）?？捎貌藛蚊睢拔募陆ā被虬垂ぞ邨l中“新建項(xiàng)目”按鈕，創(chuàng)建一個(gè)新的項(xiàng)目。使用菜單命令“文件另存為”，可修改項(xiàng)目的名稱和項(xiàng)目文件所在的目錄。2 打開一個(gè)已有的項(xiàng)目：使用菜單命令“文件打開”，可打開一個(gè)已有的項(xiàng)目。如果最近在某個(gè)項(xiàng)目上工作過(guò)，它將在文件菜單的下部列出，可直接選擇。項(xiàng)目存放在*.mwp的文件中。3設(shè)置與讀取PLC的型號(hào)：在給PLC編程前，為防止創(chuàng)建程序時(shí)發(fā)生編程錯(cuò)誤，應(yīng)正確地設(shè)

48、置PLC的型號(hào)。使用菜單命令“PLC類型”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中，選擇PLC的型號(hào)。在建立了通信連接后，單擊對(duì)話框中的“讀PLC”按鈕，可讀取PLC的型號(hào)與硬件版本。4 選擇編程語(yǔ)言和指令集：使用菜單命令“工具（Tools）選項(xiàng)（Options）”，就彈出選項(xiàng)對(duì)話框，單擊“通用（General）”按鈕，可選擇SIMATIC指令集或IEC1131-3指令集。還可以選擇程序編輯器（LAD、FBD及STL）的類型。5 確定程序結(jié)構(gòu)：數(shù)字量控制程序一般只有主程序，系統(tǒng)較大，功能復(fù)雜的程序，還可能有子程序、中斷程序和數(shù)據(jù)塊。主程序（在HYPERLINK /subjectActivities2.htmlS7-

49、200中為OB1）在每個(gè)掃描周期被順序執(zhí)行一次。子程序的指令存放在獨(dú)立的程序塊中，僅在被別的程序調(diào)用時(shí)才執(zhí)行。中斷程序也被存放在獨(dú)立的程序塊中，用于處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件。中斷程序不由主程序調(diào)用，在中斷事件發(fā)生時(shí)由操作系統(tǒng)調(diào)用。6 編寫符號(hào)表：為便于記憶和理解，可采用符號(hào)地址編程，通過(guò)編寫符號(hào)表，可以用符號(hào)地址代替編程元件的地址。7 編寫數(shù)據(jù)塊：數(shù)據(jù)塊用于對(duì)變量寄存器V進(jìn)行初始數(shù)據(jù)賦值，數(shù)字量控制程序一般不需要數(shù)據(jù)塊。8 編寫用戶程序：用選擇的程序編輯器（編程語(yǔ)言）編寫用戶程序。使用梯形圖語(yǔ)言編程時(shí)，單擊工具欄中的觸點(diǎn)圖標(biāo)，可在矩形光標(biāo)的位置上放置一個(gè)觸點(diǎn)，在與新觸點(diǎn)同時(shí)出現(xiàn)的窗口中，可選擇觸

50、點(diǎn)的類型。單擊觸點(diǎn)上面或下面的紅色問(wèn)號(hào)，可設(shè)置該觸點(diǎn)的地址或其他參數(shù)。用相同的方法可在梯形圖中放置線圈和功能框。單擊工具條中帶箭頭的線段，可在矩形光標(biāo)處連接觸點(diǎn)間的連線。雙擊梯形圖中的網(wǎng)絡(luò)編號(hào)，在彈出的窗口中可輸入網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)題和網(wǎng)絡(luò)的注釋。9 編譯程序：用戶程序編寫完成后，要進(jìn)行程序編譯。使用菜單命令“HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC編譯（Compile）”或“HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC全部編譯（Compile All）”，或按工具條中的編譯按鈕、全部編譯按鈕，進(jìn)行程序編譯。編譯后在屏幕下部的輸出窗口顯示語(yǔ)

51、法錯(cuò)誤的數(shù)量、各條語(yǔ)法錯(cuò)誤的原因和產(chǎn)生錯(cuò)誤的位置。雙擊輸出窗口中的某一條錯(cuò)誤，程序編輯器中的光標(biāo)會(huì)自動(dòng)移到程序中產(chǎn)生錯(cuò)誤的位置。必須改正程序中所有的錯(cuò)誤，且編譯成功后，才可能下裝到PLC中。10 程序的下裝、上裝及清除：當(dāng)計(jì)算機(jī)與PLC建立起通信連接，且用戶程序編譯成功后，可以進(jìn)行程序的下裝操作。下裝操作需在HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC的運(yùn)行模式選擇開關(guān)處于STOP的位置時(shí)才能進(jìn)行，如果運(yùn)行模式選擇開關(guān)不在STOP位置，可將CPU上的運(yùn)行模式選擇開關(guān)撥到STOP位置。或者單擊工具條中的停止按鈕，或者選擇菜單命令“PLC停止（STOP）”，也可以使P

52、LC進(jìn)入到STOP工作模式。單擊工具欄中的下裝按鈕，或者選擇菜單命令“文件下裝（Download）”，將會(huì)出現(xiàn)下裝對(duì)話框。在對(duì)話框中可以分別選擇是否下裝程序塊、數(shù)據(jù)塊和系統(tǒng)塊。單擊“確定”按鈕后開始將計(jì)算機(jī)中的信息下裝到PLC中。下裝成功后，確認(rèn)框顯示“下裝成功”。如果在編程軟件中設(shè)置的HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC型號(hào)與實(shí)際型號(hào)不符，將出現(xiàn)警告信息，應(yīng)在修改HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC的型號(hào)后再進(jìn)行下裝操作。也可以將HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC中的程序塊、數(shù)

53、據(jù)塊、系統(tǒng)塊上裝到運(yùn)行編程軟件的計(jì)算機(jī)中。上裝前應(yīng)在STEP 7 Micro/WIN32中建立或打開一個(gè)項(xiàng)目，最好新建一個(gè)空的項(xiàng)目，用于保存從HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC中上裝的塊。單擊工具欄的上裝按鈕，或者選擇菜單命令“文件上裝”，在上裝對(duì)話框中選擇需要上裝的塊后，單擊“確定”按鈕。（2）程序編寫及下裝舉例下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制系統(tǒng)鼠籠型電動(dòng)機(jī)串電阻進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)的控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。按下啟動(dòng)按鈕SB1后，電動(dòng)機(jī)的定子接觸器KM1串聯(lián)啟動(dòng)電阻進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)，設(shè)啟動(dòng)時(shí)間為5s，啟動(dòng)結(jié)束后，短接接觸器KM2將啟動(dòng)電阻短接，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。按下停止按鈕

54、SB2后，電動(dòng)機(jī)停車。該系統(tǒng)具有熱繼電器FR做過(guò)載保護(hù)，過(guò)載后FR的動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，也會(huì)使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。首先在斷電的狀態(tài)下，用PC/PPI電纜連接好計(jì)算機(jī)與HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC，然后為計(jì)算機(jī)與HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC通電，打開編程軟件STEP 7Micro/WIN32，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目（Project）。用菜單命令“PLC類型（Type）”設(shè)置PLC的型號(hào)，如CPU222。用菜單命令“工具（Tools）選項(xiàng)（Options）”，在彈出的對(duì)話框中單擊“通用（Genenal）” 按鈕，選擇SIMAT

55、IC編程模式和梯形圖編輯器。由于這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的數(shù)字量控制程序，可以沒有子程序、中斷程序和數(shù)據(jù)塊，不使用局部變量表L，全部程序都在主程序中。一般的數(shù)字量控制程序通常都采用這種程序結(jié)構(gòu)，圖4-3為此實(shí)例的PLC梯形圖。HYPERLINK /showpic.html#blogid=658981160100zklf&url=/orignal/65898116tbfab1265fb17圖 4-2 串電阻降壓?jiǎn)?dòng)的原理圖及PLC外部接線圖圖 4-3 串電阻降壓?jiǎn)?dòng)的PLC梯形圖 圖 4-4 顯示符號(hào)地址的梯形圖由于控制系統(tǒng)對(duì)CPU和輸入/輸出特性沒有特殊的要求，可以全部采用系統(tǒng)塊的默認(rèn)值。為了使程序有良

56、好的可讀性，且便于高調(diào)試，可以使用符號(hào)表編程，尤其是當(dāng)系統(tǒng)的控制規(guī)模較大時(shí)，一般都要采用符號(hào)表編程。在此例中，編寫的符號(hào)表如下表所示。符號(hào)表 元件符號(hào)編程元件地址 編程符號(hào) 注 釋 SB1I0.0啟動(dòng)啟動(dòng)按鈕的動(dòng)合觸點(diǎn)SB2I0.1停止停止按鈕的動(dòng)合觸點(diǎn)FRI0.2過(guò)載熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)KM1Q0.0電源接通交流電源的接觸器KM2Q0.1短接短接啟動(dòng)電阻的接觸器 T37啟動(dòng)延時(shí)延時(shí)5s 編寫控制程序時(shí)，可以輸入編程元件的符號(hào)地址，也可以輸入編程元件的絕對(duì)地址。使用編程元件的絕對(duì)地址時(shí)，會(huì)被自動(dòng)轉(zhuǎn)換為符號(hào)地址，在梯形圖程序中也將顯示符號(hào)地址。在下裝操作進(jìn)行之前，應(yīng)設(shè)置好計(jì)算機(jī)與PLC的的通信參數(shù)

57、。在確認(rèn)控制程序正確的前提下，即用戶程序全部編譯成功后，在STOP的工作模式下，使用菜單命令“文件下裝（Download）”，將計(jì)算機(jī)中的的信息下裝到PLC中。初次下裝時(shí)，可選擇下裝程序代碼塊和系統(tǒng)塊。下裝成功后，可進(jìn)行模擬調(diào)試。1 將I0.2端子與DC24V的L+端連接，模擬熱繼電器的動(dòng)斷觸點(diǎn)在正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)。2 將I0.0端子與DC24V的L+端連接一下并隨即斷開，模擬按下啟動(dòng)按鈕又松開,觀察Q0.0的LED燈是否為ON。3 5s后，觀察Q0.1的LED燈是否為ON。4 將I0.1端子與DC24V的L+端連接一下并隨即斷開，模擬按下停止按鈕又松開，觀察Q0.0、Q0.1的LED燈是否為O

58、FF。5 再次將I0.0端子與DC24V的L+端連接,模擬系統(tǒng)再次啟動(dòng)，觀察啟動(dòng)過(guò)程是否正常。6 斷開I0.2端子與DC24V的L+端的連接，模擬熱繼電器過(guò)載動(dòng)作，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開，觀察Q0.0、Q0.1的LDE燈是否為OFF。（3）數(shù)據(jù)塊的使用1在數(shù)據(jù)塊中對(duì)地址和數(shù)據(jù)賦值數(shù)據(jù)塊用于對(duì)變量寄存器V賦初值，可用字節(jié)、字或者雙字賦值。數(shù)據(jù)塊中的典型行包括起始地址以及一個(gè)以上的數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)塊中的第一行必須包含明確的地址，以后的行可不包括明確的地址。如果在單地址后面鍵入多個(gè)數(shù)據(jù)，或者鍵入只包含數(shù)據(jù)值的行時(shí)，由程序編輯器根據(jù)前面的地址和數(shù)據(jù)長(zhǎng)度（字節(jié)、字、雙字），自動(dòng)進(jìn)行地址賦值。數(shù)據(jù)塊編輯器接收大小寫字母

59、，并允許用逗號(hào)、制表符或空格作為地址和數(shù)據(jù)的分隔符號(hào)，例如，一個(gè)從VB3到VB13數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)如下：VB3 -25 從VB3開始的字節(jié)數(shù)據(jù)（只占用VB3一個(gè)字節(jié)）VD4 100.5 從VD4開始的雙字實(shí)數(shù)數(shù)值(占用VB4VB7的4個(gè)字節(jié))VW8 3，4，56 從VW8開始的3個(gè)字?jǐn)?shù)值（占用VB8VB13的6個(gè)字節(jié)）2輸入錯(cuò)誤的顯示與處理如果數(shù)據(jù)塊位于激活窗口，可以用菜單命令“HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC編譯”進(jìn)行編譯，如果數(shù)據(jù)塊不在當(dāng)前激活窗口，可以用菜單命令“HYPERLINK /subjectActivities2.htmlPLC全部編譯”進(jìn)

60、行編譯。在對(duì)數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編譯時(shí)，如果編譯器發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，將在輸出窗口顯示錯(cuò)誤。雙擊錯(cuò)誤信息，則在數(shù)據(jù)塊窗口顯示有錯(cuò)誤的行。如果在對(duì)數(shù)據(jù)塊賦值過(guò)程中，某行出現(xiàn)輸入錯(cuò)誤，當(dāng)在行尾鍵入回車鍵后，將在錯(cuò)誤行的左邊出現(xiàn)一個(gè)叉號(hào)，顯示輸入錯(cuò)誤。改正后還要重新進(jìn)行編譯，直到改正所有的錯(cuò)誤。4.4.5 用編程軟件監(jiān)視與調(diào)試程序（1）用狀態(tài)表監(jiān)視與調(diào)試程序打開和編輯狀態(tài)表在程序運(yùn)行時(shí),可以用狀態(tài)表來(lái)讀、寫、強(qiáng)制和監(jiān)視PLC的內(nèi)部編程元件。單擊指令樹中的狀態(tài)表圖標(biāo)，或者用菜單命令“檢視（View）狀態(tài)表（Status Chart）”均可打開已有的狀態(tài)表，并可以進(jìn)行編輯。如果一個(gè)項(xiàng)目中有多個(gè)狀態(tài)表，可以用狀態(tài)表底部的標(biāo)簽