撥爪排屑機控制系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）的主要內(nèi)容及要求:</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容</b></p><p><b>　　1． 熟悉工藝流程</b></p><p>　　2． 進行控制系統(tǒng)PLC硬件選型及硬件圖紙設(shè)計</p>

2、<p>　　3． 分析系統(tǒng)控制流程</p><p>　　4． 進行控制系統(tǒng)部分PLC的軟件編程</p><p>　　5． 實驗室離線調(diào)試</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計要求</b></p><p>　　1． 了解本次畢業(yè)設(shè)計任務(wù)及資料的收集、整理</p><p>　　2． 學習P

3、LC的基本知識，掌握S7-300PLC結(jié)構(gòu)與功能</p><p>　　3． 編寫PLC控制系統(tǒng)STEP7程序</p><p>　　4． 實驗室仿真調(diào)試</p><p>　　5． 有關(guān)英文資料的翻譯工作</p><p><b>　　6． 撰寫畢業(yè)論文</b></p><p>　　指導教師簽字：

4、 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著工業(yè)自動化技術(shù)的發(fā)展，新的控制需求的不斷提出，工業(yè)自動化控制技術(shù)和水平不斷提高。尤其是現(xiàn)場總線技術(shù)的應用給工業(yè)生產(chǎn)控制帶來巨大的變革。本課題名為《撥爪排屑機控制系統(tǒng)設(shè)計》即對生產(chǎn)產(chǎn)生的廢鐵屑予以清理回收，采用S7-300作控制主機構(gòu)

5、成的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)進行設(shè)計，在硬件選型、圖紙設(shè)計、軟件編程、仿真調(diào)試后以使其達到相關(guān)的控制要求。</p><p>　　撥爪排屑機系統(tǒng)有兩個液壓站，每個液壓站有兩個油泵電機，正常工作時，一臺油泵電機工作，一臺備用。在工作油泵出現(xiàn)電氣或液壓故障時，備用油泵自動投入工作。系統(tǒng)的工作動力機構(gòu)由液壓站和液壓缸組成，往復運動機構(gòu)包含鋼軌、框架和滾輪，框架由前段、中段和后段組成，前段與液壓缸推桿連接，框架沿著鋼軌運動。撥

6、爪機構(gòu)位于框架上，這樣，撥爪就可以起到排屑作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：撥爪排屑，西門子PLC，PROFIBUS-DP總線，STEP7編程</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　With the development of industrial automation technology, the n

7、ew control requirements have repeatedly stated, industrial automation and control technology and improved continuously. Bring huge changes to the application of field bus technology for industrial production control. Thi

8、s topic is called "dial claw Chip Conveyor control system design" to be the emptying of recycling scrap iron on production, the S7-300 control hosts a PROFIBUS network design, hardware selection, design drawing

9、s, soft</p><p>　　Dial claw Chip Conveyor system has two hydraulic stations, which has two pump motor. In normal working hours, a pump motor works, and the other one spare. In the working oil pump electrical

10、or hydraulic failure, the standby pump works automatically. The system working power institutions is composed of hydraulic station and the hydraulic cylinder. The reciprocating mechanism includes rail, frame and wheel. T

11、he frame consists of front-end, middle and rear section. The preceding of the frame is con</p><p>　　Keywords；The claw chip, Siemens PLC, PROFIBUS-DP bus ，STEP7programming </p><p><b>　　┊&l

12、t;/b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b&

13、gt;</p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b>&l

14、t;/p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　裝</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p&

15、gt;<p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　訂</b></p><p><b>　　┊</b></p>

16、<p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　線</b></p><p

17、><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p>&

18、lt;b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b&

19、gt;　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　┊</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　Abs

20、tractII</p><p><b>　　目 錄1</b></p><p><b>　　1．緒論1</b></p><p>　　1.1 課題介紹1</p><p>　　1.2 工業(yè)背景1</p><p>　　1.2.1 工業(yè)控制系統(tǒng)1</p>

21、<p>　　1.2.2 工業(yè)控制主機2</p><p>　　2．西門子S7-300PLC4</p><p>　　2.1 PLC的組成與原理4</p><p>　　2.1.1 可編程邏輯控制器的定義4</p><p>　　2.1.2 可編程邏輯控制器基本結(jié)構(gòu)4</p><p>　　2.1.

22、3 可編程邏輯控制器工作原理5</p><p>　　2.1.4 可編程邏輯控制器編程語言6</p><p>　　2.2 S7-300的硬件結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.3 S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)10</p><p>　　2.3.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述10</p><p>　　2.3.2 S7-300通

23、信網(wǎng)絡(luò)11</p><p>　　2.3.3 PROFIBUS—DP11</p><p>　　2.4 S7-300的指令系統(tǒng)11</p><p>　　2.5 S7-300的編程軟件12</p><p>　　2.5.1 S7-300的編程軟件簡介12</p><p>　　2.5.2 用戶程序結(jié)構(gòu)12&

24、lt;/p><p>　　2.5.3 啟用SIMATIC管理器13</p><p>　　2.5.4 S7-PLCSIM仿真軟件15</p><p>　　3．控制系統(tǒng)設(shè)計16</p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計16</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)工藝流程16</p><p>

25、;　　3.1.2 PLC硬件選型16</p><p>　　3.1.3 硬件圖紙設(shè)計17</p><p>　　3.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計18</p><p>　　3.2.1 系統(tǒng)控制流程18</p><p>　　3.2.2 STEP7軟件編程19</p><p>　　3.2.2.1 硬件配置19<

26、/p><p>　　3.2.2.2 編輯符號表20</p><p>　　3.2.2.3 程序設(shè)計24</p><p>　　3.2.3 離線仿真調(diào)試46</p><p><b>　　4．結(jié)論47</b></p><p><b>　　致謝48</b></p>

27、<p><b>　　參考文獻49</b></p><p><b>　　1.緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題介紹</b></p><p>　　本課題名為《撥爪排屑機控制系統(tǒng)》，是對一個實際的工程項目的研究設(shè)計。因此除了理論設(shè)計外，還要考慮工程實際。</p&g

28、t;<p>　　撥爪排屑機是一種用于清除堆積的工業(yè)半成品表面被擦除的毛糙狀廢鐵屑的自動化裝置。該系統(tǒng)的工作過程分為兩個階段:<1>撥爪排屑的過程：當左右兩個液壓站投入工作時，與1#，2#油泵電機相連的撥爪在推拉作用下做往復運動，將產(chǎn)生的廢鐵屑推送到中間的運輸鏈上。<2>鐵屑運輸?shù)倪^程，當運輸鏈電機啟動工作時，便將運輸皮帶上的鐵屑運出工作區(qū)處理。</p><p>　　該系統(tǒng)的意

29、義在于；一方面可及時排除生產(chǎn)工程中產(chǎn)生的廢鐵屑，不至于因長時間的堆積妨礙生產(chǎn)的正常進行，或者因需人工清理帶來的麻煩；另一方面可使產(chǎn)生的鐵屑不因隨意丟棄而造成污染與浪費，在鐵屑被運出后可對其進行壓縮處理，以便回收利用。</p><p><b>　　1.2 工業(yè)背景</b></p><p>　　1.2.1 工業(yè)控制系統(tǒng)</p><p>　　隨著

30、計算機技術(shù)，通信技術(shù)，自動控制理論的發(fā)展與在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用，近幾十年來工業(yè)自動化取得前所未有的發(fā)展。</p><p>　　工業(yè)自動化就是工業(yè)生產(chǎn)中的各種參數(shù)為控制目的，實現(xiàn)各種過程控制，在整個工業(yè)生產(chǎn)中,盡量減少人力的操作,而能充分利用動物以外的能源與各種資訊來進行生產(chǎn)工作,即稱為工業(yè)自動化生產(chǎn)，而使工業(yè)能進行自動生產(chǎn)之過程稱為工業(yè)自動化。而在“蒸汽時代”，“電氣時代”之后到來的“信息時代”給工業(yè)自動化帶來

31、又一次更大的革命性的發(fā)展，具體表現(xiàn)在計算機控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)以及與之相關(guān)的技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應用與普及。</p><p>　　計算機控制系統(tǒng)(Computer Control System，簡稱CCS)是應用計算機參與控制并借助一些輔助部件與被控對象相聯(lián)系，以獲得一定控制目的而構(gòu)成的系統(tǒng)。這里的計算機通常指數(shù)字計算機，可以有各種規(guī)模，如從微型到大型的通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C。輔助部件主要指輸入輸出接口、

32、檢測裝置和執(zhí)行裝置等。與被控對象的聯(lián)系和部件間的聯(lián)系，可以是有線方式，如通過電纜的模擬信號或數(shù)字信號進行聯(lián)系；也可以是無線方式，如用紅外線、微波、無線電波、光波等進行聯(lián)系。</p><p>　　計算機控制系統(tǒng)所采用的形式，與生產(chǎn)過程的復雜程度密切相關(guān)，不同的被控對象和不同的要求，應有不同的控制方案。計算機控制系統(tǒng)大致可分為以下幾種典型形式：</p><p>　　操作指導控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有

33、數(shù)據(jù)采集和處理功能，能夠為操作人員提供反應生產(chǎn)過程工況的各種數(shù)據(jù)，并相應地給出操作指導信息，供操作人員參考。其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，控制靈活和安全，缺點是要由人工操作，速度受到限制，不能控制多個對象。</p><p>　　直接數(shù)字控制（direct digital control, DDC）系統(tǒng),該系統(tǒng)計算機首先通過模擬量輸入通道和開關(guān)量輸入通道實時采集數(shù)據(jù)，然后按照一定的控制規(guī)律進行計算，最后發(fā)出控制信息，并通過模擬

34、量輸出通道和開關(guān)量輸出通道直接控制生產(chǎn)過程。其是計算機在生產(chǎn)過程中最普遍的以中應用方式，但因計算機直接承擔控制任務(wù)要求實時性好、可靠性高、和適應性強。</p><p>　　監(jiān)督控制（supervisory computer control, SCC）系統(tǒng)，該系統(tǒng)計算機根據(jù)原始工藝信息和其他參數(shù)，按照描述生產(chǎn)過程的數(shù)學模型或其他方法，自動地改變模擬調(diào)節(jié)器或以直接數(shù)字控制方式工作的微型機中的給定值，從而使生產(chǎn)過程始終

35、處于最優(yōu)工況{如保持高質(zhì)量、高效率、低消耗、低成本等}。從這個角度說，它的作用是改變給定值，所以又稱設(shè)定值控制（set point control, SPC）。</p><p>　　集散控制系統(tǒng)（distributed control system, DCS）也叫分布式控制系統(tǒng)，采用分散控制、集中操作、分級管理和綜合協(xié)調(diào)的方法，把系統(tǒng)從下到上分為分散過程控制級、集中操作監(jiān)控級、綜合信息管理級，形成分級分布式控制。

36、</p><p>　　現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(field bus control system ,FCS)是新一代分布式控制系統(tǒng)。DCS的結(jié)構(gòu)模式為:“操作站—控制站—現(xiàn)場儀表”三層結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)成本較高，而且各廠商的DCS有各自的標準，不能互聯(lián)。FCS與DCS不同，它的結(jié)構(gòu)模式為：“工作站—現(xiàn)場總線智能儀表”二層結(jié)構(gòu)，F(xiàn)CS用二層結(jié)構(gòu)完成了DCS中的三層結(jié)構(gòu)功能，降低了成本，提高了可靠性，可實現(xiàn)真正的開放式互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

37、</p><p>　　綜合自動化系統(tǒng)，目前，由企業(yè)資源信息管理系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)和生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)夠成的三層結(jié)構(gòu)，已成為綜合自動化系統(tǒng)的整體解決方案。綜合自動化系統(tǒng)主要包括制造業(yè)的計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）流程工業(yè)的計算機集成過程系統(tǒng)（CIPS）。</p><p>　　1.2.2 工業(yè)控制主機</p><p>　　在計算機控制系統(tǒng)中，可編程邏輯控制器、工控機、

38、單片機、DSP、智能調(diào)節(jié)器等，都是常用的控制器，適應不同的應用要求。在工程實際中，選擇何種控制器，應根據(jù)控制規(guī)模、工藝要求、控制特點和所完成的工作來確定。</p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）是“一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過

39、程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設(shè)計?！本哂锌煽啃愿摺⒕幊倘菀?、功能完善、擴展靈活、安裝調(diào)試簡單方便等特點。</p><p>　　工控機（IPC）是一種面向工業(yè)控制、采用標準總線技術(shù)和開放式體系結(jié)構(gòu)的計算機，具有豐富的外圍接口產(chǎn)品，如模擬量輸入輸出模板、數(shù)字量輸入輸出模板等。廣為流行的工控機總線有PC總線、ISA總線、PCI總線、STD總線、VME總線等。具有

40、可靠性高、可維修性好、環(huán)境適應性強、控制實時性強、I/O通道完善、軟件豐富等特點。</p><p>　　嵌入式系統(tǒng)是“控制、監(jiān)視或者輔助裝置、機器和設(shè)備運行的設(shè)備”，是軟件和硬件的綜合體，核心是嵌入式微處理器?？煞譃镸PU、MCU、EDSP、SoC等。具有體積小、成本低、可靠性高等優(yōu)點。</p><p>　　智能調(diào)節(jié)器是一種數(shù)字化的過程控制儀表。以微處理器和單片微型計算機為核心，具有數(shù)據(jù)通

41、信功能，能完成生產(chǎn)過程1~4個回路直接數(shù)字控制任務(wù)，在DCS分散過程控制級中得到了廣泛應用。</p><p>　　在工業(yè)自動控制系統(tǒng)的設(shè)計中，須在熟悉工藝流程與控制要求后選擇合理的控制系統(tǒng)與合適的主機。</p><p>　　2．西門子S7-300PLC</p><p>　　2.1 PLC的組成與原理</p><p>　　2.1.1 可編程

42、邏輯控制器的定義</p><p>　　國際電工委員會對PLC的定義是：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充功能的原則設(shè)計。”</p>

43、<p>　　2.1.2 可編程邏輯控制器基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC專為工業(yè)場合設(shè)計，采用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要是由CPU、存儲器、專門設(shè)計的輸入輸出接口電路、電源、底座與機架和編程器等組成：</p><p><b>　　一、CPU模塊</b></p><p>　　CPU模塊是PLC的核心，每套PLC至少有一個CPU模塊，

44、它按PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接受并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集現(xiàn)場輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源，PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序中逐條讀取指令，經(jīng)過分析再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應的控制信號去控制外部電路。</p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。&

45、lt;/p><p><b>　　二、存儲器</b></p><p>　　雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)PLC的工作原理，其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域：</p><p>　?。?）系統(tǒng)程序存儲區(qū)</p><p>　?。?）系統(tǒng)RAM存儲區(qū)（包括I/O映像區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）</p><

46、;p>　?。?）用戶程序存儲區(qū)</p><p>　　三、輸入輸出接口電路</p><p>　?。?）現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。</p><p>　?。?）現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控

47、制信號。</p><p><b>　　四、電源模塊</b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供電源，同時，有的還為輸入電路提供24V工作電源。電源的輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。</p><p><b>　　五、底板與機架</b></p

48、><p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板和機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上所有的模塊;機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。</p><p><b>　　六、其他設(shè)備</b></p><p><b>　　（1）編程設(shè)備</b></p><p>　　編程器是PL

49、C開發(fā)應用、檢測運行、檢查維護不可缺少的外部設(shè)備，用于編程、調(diào)試、系統(tǒng)設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。編程器分智能型和非智能型，非智能型是手持編程器，用于狀態(tài)檢測；智能型是一臺運行編程軟件的計算機，通過通信適配器與PLC通信完成編輯器功能。</p><p><b>　　（2）人機界面</b></p><p>　　最簡單的人機

50、界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應用越來越廣泛，有計算機（運行組態(tài)軟件）充當人機界面非常普及。</p><p><b>　?。?）輸入輸出設(shè)備</b></p><p>　　用于永久性的存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等。</p><p>　　2.1.3 可編程

51、邏輯控制器工作原理</p><p>　　當可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 　</p><p><b>　　一、輸入采樣階段</b></p><p>　　在輸入采樣階

52、段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　　二、用戶程序執(zhí)行階段</p>&

53、lt;p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。</p><

54、p>　　即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。</p><p>　　在程序執(zhí)行的過程中如果使用

55、立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。</p><p>　　三、 輸出刷新階段</p><p>　　當掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的

56、外設(shè)。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。</p><p>　　2.1.4可編程邏輯控制器編程語言</p><p>　　在可編程邏輯控制器中有多種程序設(shè)計語言，它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能模塊圖語言、功能表圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等。</p><p>　　梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單

57、的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器、完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其他的基本操作。</p><p>　　功能表圖語言和構(gòu)化語句描述語言是高級的程序語言，它們可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的打印和其他基本程序設(shè)計語言無法完成的功能。</p><p>　　功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的

58、控制功能，它不僅在可編程邏輯控制器中得到了廣泛的應用，在集散系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設(shè)計和應用人員所喜愛。</p><p>　　2.2 S7-300的硬件結(jié)構(gòu)</p><p>　　S7-300屬于模塊式PLC，主要由機架，CPU模塊，電源模塊，接口模塊，信號模塊，功能模塊，通信處理器和編程設(shè)備等組成。S7-300有350多條

59、指令，其編程軟件STEP7功能強大，可以使用多種編程語言，所有模塊和網(wǎng)絡(luò)參數(shù)都可用STEP7的軟件工具設(shè)置。</p><p>　　S7-300的CPU上帶有一個編程接口，使用西門子的MPI（Multi-point Interface）通信協(xié)議。有的CPU還帶有集成的現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP接口或PtoP(Point to Point)串行通信接口。因此S7-300不需要添加任何通信處理器就可以建立一個MPI

60、網(wǎng)絡(luò)或一個PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　S7-300的模塊都安裝在導軌上，各模塊用U形總線連接器連接，外部信號線接在模塊的前連接器上。除了電源模塊、CPU模塊、本地擴展接口模塊，其他任何模塊都可插在任何一個槽上。系統(tǒng)根據(jù)其自動分配地址。個機架最多能安裝8個信號模塊、功能模塊或通信模塊。</p><p>　　圖2-1西門子S7-300PLC</p><

61、;p><b>　　CPU模塊</b></p><p>　　S7-300有二十種不同型號的CPU，分別適用于不同規(guī)模及不同控制要求的項目：</p><p>　　緊湊型CPU：CPU312C，313C，313C-PtP，313C-2DP，314C-PtP和314-2DP。</p><p>　　標準型CPU：CPU312，CPU313,314,

62、315,315-2DP和316-2DP。</p><p>　　戶外型CPU：CPU312IFM，314IFM，314戶外型和315-2DP。</p><p>　　高端CPU：CPU317-2DP和318-2DP。</p><p>　　故障安全性CPU：CPU315F。</p><p>　　不同型號的CPU其接口類型，輸入輸出模塊點數(shù)或通道數(shù)，

63、計數(shù)器數(shù)目等不相同。</p><p>　　CPU內(nèi)的元件封裝在一個塑料殼內(nèi)，面板上有模式選擇開關(guān)、通信接口、狀態(tài)和故障選擇指示LED，存儲器插槽等。</p><p><b>　　模式選擇開關(guān)</b></p><p>　　RUN—P（運行—編程）：運行時可以讀出和修改用戶程序，改變運行方式；</p><p>　　RUN（運

64、行）：CPU執(zhí)行讀出用戶程序，但不能修改用戶程序；</p><p>　　STOP（停止）：不執(zhí)行用戶程序，可以讀出和修改用戶程序；</p><p>　　MRES（清除存儲器）:位置不能保持。在此位置松手時，鑰匙開關(guān)自動返回STOP位置。鑰匙開關(guān)從STOP位置轉(zhuǎn)換到MRES位置，可復位存儲器，使CPU回到初始狀態(tài)。</p><p>　　狀態(tài)與故障顯示LED</p

65、><p>　　SF（系統(tǒng)出錯/故障顯示，紅色）：指示CPU硬件故障或軟件故障；</p><p>　　BATF（電池故障，紅色）：指示電池電壓低或沒有電池；</p><p>　　BUSF（總線錯誤）：指示PROFIBUS—DP接口硬件或軟件故障，集成有DP接口的CPU才有此LED；</p><p>　　DC5V（+5V電源指示，綠色）：指示CPU和

66、總線5V電源正常；</p><p>　　FORCE（強制，黃色）：指示至少有一個I/O被強制；</p><p>　　RUN（運行方式，綠色）：CPU處于RUN狀態(tài)時亮；重新啟動時以2Hz的頻率閃爍；HOLD（單步、斷點）狀態(tài)時以0.5Hz的頻率閃爍；</p><p>　　STOP（停止方式，黃色）：指示CPU處于STOP、HOLD狀態(tài)或重新啟動。</p>

67、<p><b>　　微存儲器卡</b></p><p>　　微存儲器卡（MMC）可以擴展CPU的存儲容量，可以在斷電時保存用戶程序和數(shù)據(jù)。MMC讀寫直接在CPU內(nèi)進行。由于CPU31xC沒有集成的裝載存儲器，CPU上必須插上ＭＭＣ才能工作。ＭＭＣ是單獨定貨的，有多種容量規(guī)格的ＭＭＣ工選擇》只有在斷電或CPU處于STOP狀態(tài)下，才能取下MMC。</p><p&

68、gt;<b>　　通信接口</b></p><p>　　所有的CPU模塊都有一個多點接口MPI，有的CPU模塊還有一個PROFIBUS—DP接口。MPI用于PLC與PLC之間，PLC與ＰＧ／ＰＣ（編程器或個人計算機）之間，PLC與OP（操作員接口）之間的MPI網(wǎng)絡(luò)通信。PROFIBUS—DP是自動化系統(tǒng)中單元級控制設(shè)備與分布式I/O的通信協(xié)議，最高傳輸速率為12Mbit/s，通過CPU上的P

69、ROFIBUS—DP接口，可實現(xiàn)與其他帶DP接口的PLC、PG/PC、OP和其他DP主站和從站通信。</p><p><b>　　電源接線端子</b></p><p>　　電源模塊的L1、N端子接AC220電源，電源模塊的接地端子和M端子一般用短接片短接后接地，機架導軌也應接地。電源模塊上的L+和M端子分別是DC24V輸出電壓的正負極，用專用的電源連接器或?qū)Ь€連接電源

70、模塊和CPU模塊上的L+和M端子。</p><p>　　CPU模塊上的集成I/O</p><p>　　有些CPU模塊上有集成的數(shù)字量I/O，有些CPU還有集成的I/O。</p><p><b>　　存儲器</b></p><p>　　PLC使用的物理存儲器有RAM，ROM，F(xiàn)lash EPROM和EEPROM。</

71、p><p><b>　　二、電源模塊</b></p><p>　　PS307電源模塊將120/230V交流電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電源，為S7-300、傳感器和執(zhí)行器供電，輸出電流有2A、5A、或10A 3種。電源模塊安裝在導軌最左邊的插槽，在主機架上用電源聯(lián)接器連接到CPU上，在擴展機架上用電源連接器連接到IM361上。電源模塊除了給CPU供電，還可向I/O模塊提供DC24

72、V電源。模塊上的M端子一般是用短接片與接地端連接的。</p><p><b>　　三、輸入/輸出模塊</b></p><p>　　輸入/輸出模塊統(tǒng)稱信號模塊（SM），包括數(shù)字量（或稱開關(guān)量）輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊。</p><p>　　輸入輸出信號連接在前連接器上，前連接器插在SM前蓋后面的凹槽內(nèi)，不需要斷開前連接器的接線就可以迅速更

73、換模塊。</p><p>　　數(shù)字量模塊模塊的地址由地址標識符（I輸入Q輸出M存儲器）、地址字節(jié)部分（小數(shù)點前）和位部分（小數(shù)點后）組成。從0號機架的4號槽開始，每個槽位分配4個字節(jié)的地址，即32個I/O點。</p><p>　　模擬量模塊以通道為單位，一個通道占一個字的地址，由兩個字節(jié)地址組成。從IB256開始給每個模擬量模塊分配16個字節(jié)，即8個通道的地址。</p>&l

74、t;p>　?。?）數(shù)字量輸入模塊</p><p>　　數(shù)字量輸入模塊接受外部開關(guān)信號，開關(guān)信號主要來自按鈕、二線式光電開關(guān)、接近開關(guān)、低壓電器的觸點等。其將現(xiàn)場的開關(guān)信號電平轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部的信號電平。直流輸入模塊的操作電壓一般是24V，交流輸入模塊的操作電壓為AC120V或AC230V。SM321是S7-300的數(shù)字量輸入模塊。</p><p>　　（2）數(shù)字量輸出模塊</p

75、><p>　　數(shù)字量輸出模塊將PLC內(nèi)部信號電平轉(zhuǎn)換為控制過程所需要的外部信號電平，同時有隔離和功率放大作用。按負載回路的電源不同分為：直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流輸出模塊。按輸出開關(guān)器件的種類又可對應分為：晶閘管輸出方式、雙向晶閘管輸出方式、繼電器輸出方式。其中晶閘管型輸出響應速度快、頻率高，但承受過壓過流能力弱，繼電器型輸出響應慢、頻率低，但負載電壓范圍寬。要根據(jù)電壓的種類、大小、工作頻率和負載類型選擇數(shù)字

76、量輸出模塊，每一個輸出點的輸出電流、每一組輸出的最大電流也是數(shù)字量輸出模塊的重要指標。SM322是S7-300的數(shù)字量輸出模塊，SM323是數(shù)字量輸入/輸出模塊，即輸入和輸出集成在一個模塊上，有兩種型號可選擇：DC24V，8輸入/8輸出及DC24V，16輸入/16輸出。輸出為晶閘管型，輸出電流為0.5A。</p><p>　?。?）模擬量輸入模塊</p><p>　　模擬量輸入模塊將來自變

77、送器的模擬信號轉(zhuǎn)換成CPU處理的數(shù)字信號，即A/D轉(zhuǎn)換。SM331是S7-300的模擬量輸入模塊。</p><p>　?。?）模擬量輸出模塊</p><p>　　模擬量輸出模塊將PLC輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬信號（電壓、電流）去控制執(zhí)行機構(gòu)，其主要組成部分是D/A轉(zhuǎn)換器。SM332是S7-300的模擬量輸出模塊。</p><p><b>　　四、其他模塊&l

78、t;/b></p><p>　　其他還有前連接器，有20針和40針兩種；閉環(huán)控制模塊FM355；位置控制與檢測模塊，如FM353是步進電機定位模塊等；計數(shù)器模塊，如FM350-1等；模擬器模塊，SM347用于調(diào)試程序等。</p><p>　　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

79、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)。ET200是基于PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線的分布式I/O,可以與西門子的其他自動化系統(tǒng)協(xié)同運行，還能在經(jīng)過認證的非西門子公司的PROFIBUS—

80、DP主站協(xié)同運行，而ET200M模塊化的分布式I/O，采用S7-300全系列模塊，最多8個模塊。2.5S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　2.3 S7-300的通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　2.3.1 工業(yè)網(wǎng)絡(luò)概述</p><p>　　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。</p><p

81、><b>　?。?）現(xiàn)場設(shè)備層</b></p><p>　　現(xiàn)場設(shè)備層主要功能是連接現(xiàn)場設(shè)備，例如分布式I/O、傳感器、驅(qū)動器、執(zhí)行機構(gòu)和開關(guān)設(shè)備等，完成現(xiàn)場設(shè)備控制及設(shè)備間連鎖控制。</p><p><b>　　（2）車間監(jiān)控層</b></p><p>　　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

82、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。還有生產(chǎn)統(tǒng)計、生產(chǎn)調(diào)度等功能。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。</p><p><b>　?。?）工廠管理層</b></p><p>　　車間操作員工作站通過集線器與車間辦公管理網(wǎng)連接，車間管理網(wǎng)作為工廠主網(wǎng)的一個子網(wǎng)，連接到廠區(qū)骨干網(wǎng)，將車間數(shù)據(jù)集成

83、到工廠管理層。該層一般采用工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，即符合IEEE802.3標準。</p><p>　　圖2-2 現(xiàn)場總線應用示例</p><p>　　2.3.2 S7-300通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　?。?）通過多點接口（MPI）協(xié)議的數(shù)據(jù)通信</p><p>　　MPI是多點接口的簡稱，是一種適用于小范圍、少數(shù)站點間通信的網(wǎng)絡(luò)。MPI網(wǎng)絡(luò)能同時

84、連接運行STEP7的編程器、計算機、人機界面（HMI）和其他SIMATICS7、M7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。</p><p>　?。?）PROFIBUS</p><p>　　依據(jù)EN50170—1—2或IEC61158—2協(xié)議標準建立的PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)是應用于單元級和現(xiàn)場級的控制網(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

85、接入。</p><p><b>　?。?）工業(yè)以太網(wǎng)</b></p><p>　　工業(yè)以太網(wǎng)是一個用于工廠管理和單元層級的通信系統(tǒng)。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)。</p><p><b>　?。?）點對點連接</b></p><p>　　點對點連接可以連接S7-

86、300PLC和其他非西門子設(shè)備。通過CP340，CP341或CPU31xC—2DP集成的通信接口可建立點對點的連接。通信接口有20mA（TTY），RS—232C和RS—422A/RS—485。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）。</p><p>　　（5）通過AS—i網(wǎng)絡(luò)的過程通信</p><p>　　AS-i是執(zhí)行器—傳感器的接口簡稱

87、，AS-i網(wǎng)絡(luò)通過AS-i總線電纜連接最底層AS-i接口的現(xiàn)場設(shè)備，將信號傳輸至PLC。</p><p>　　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。</p><p>　　2.3.3 PROFIBUS—DP</p><p>　　PROFIBUS有三部分組成：PROFIBUS—DP（分布式外圍設(shè)備），PROFIBUS—PA（過程自動化

88、）和PROFIBUS—FMS（現(xiàn)場總線報文規(guī)范）。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。PROFIBUS—DP在PROFIBUS三個部分中應用最為廣泛，可以連接不同廠商符合PROFIBUS—DP協(xié)議的設(shè)備。單主站或者多主站系統(tǒng)可以由PROFIBUS—DP來實現(xiàn)。系統(tǒng)配置十分方便。</p><p>　　2.4 S7-300的指令系統(tǒng)</p>

89、;<p>　　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：</p><p>　?。?）指令表IL（Instruction list）：西門子稱為語句表STL.</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)文本ST（Structured text）：西門子稱為結(jié)構(gòu)化控制語言（SCL）。</p><p>　?。?）梯形圖LD（Ladd

90、er diagram）：西門子簡稱為LAD。</p><p>　?。?）功能塊圖FBD（Function block diagram）</p><p>　　（5）順序功能圖SFC（Sequential function chart）：對應西門子S7Graph.</p><p>　　標準的STEP7軟件包配備了三種編程語言：梯形圖（LAD）、語句表（STL）和功能塊圖

91、（FBD），這三種語言在STEP7中可以互相轉(zhuǎn)換。STEP7專業(yè)版的編程語言還包括S7—SCL，S7—Graph，S7—HiGraph和CFC，這四種語言對標準版是可選的，</p><p>　　梯形圖（LAD）是使用最多的PLC圖形編輯語言，，它與繼電器電路圖很相似，直觀易懂，電氣工作人員很容易理解并掌握，并且適用于數(shù)字量邏輯控制。</p><p>　　語句表（STL）是一種類似微機匯編語

92、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。</p><p>　　功能塊圖（FBD）適用類似于布爾代數(shù)的圖形邏輯符號來表示控制邏輯。</p><p>　　S7-300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

93、能和作用結(jié)合相關(guān)程序進行分析。</p><p>　　2.5 S7-300的編程軟件</p><p>　　2.5.1 S7-300的編程軟件簡介</p><p>　　STEP7標準工業(yè)軟件是西門子公司專為SIMATIC系列PLC（S7-300、M7、C7）和基于PC的WinAC研制的標準編程軟件，開發(fā)或設(shè)計一個SIMATIC系列應用系統(tǒng)，必須基于STEP7軟件包進

94、行組態(tài)和編程。</p><p>　　STEP7不是單一的應用程序，而是由一系列應用程序（工具）構(gòu)成的標準軟件包，其主要應用工具如下：</p><p>　?。?）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。在SIMATIC管理器環(huán)境中進行項目的編程和組態(tài)，每一個操作所需要的工具均由SIMATIC管理器自動運行，用戶無需分別啟動各個不同的工

95、具。</p><p>　?。?）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。使用這個工具生成的符號表是全局有效的，可以被其他工具使用。</p><p>　?。?）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)。</p><p>　　（4）通信組態(tài)：該工具用于組態(tài)通信

96、網(wǎng)絡(luò)連接，包括網(wǎng)絡(luò)連接的參數(shù)設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)中各個通信設(shè)備的參數(shù)設(shè)置。</p><p>　　（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。</p><p>　?。?）編程工具：該工具集成了梯形圖LAD、語句表STL和功能塊圖FBD三種編程語言的編輯和調(diào)試功能。編程設(shè)備可以是編程器或計算機，它通過編程電纜與PLC的CPU模塊相連。</p>

97、<p>　　2.5.2 用戶程序結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　一、用戶程序中的塊</b></p><p>　　用戶程序包含處理用戶特定的自動化任務(wù)所需要得所有功能。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。塊結(jié)構(gòu)顯著地增加了PLC程序的組織透明性、可理解性和易維護性。</

98、p><p>　?。?）組織塊（OB）</p><p>　　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，應用控制掃描循環(huán)和中斷程</p><p>　　的執(zhí)行、PLC的啟動和錯誤處理等。其中OB1用于循環(huán)處理，是用戶程序中的主程序。操作系統(tǒng)在每次循環(huán)中調(diào)用一次OB1。用戶程序的SFB、SFC、FB和FC需OB1調(diào)用才能執(zhí)行。</p><p>　

99、?。?）系統(tǒng)功能塊SFB和系統(tǒng)功能SFC</p><p>　　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。它們是操作系統(tǒng)的一部分，不占用戶程序空間。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。</p><p>　?。?）功能塊FB和功能FC</p><p>　　功能塊和功能都是用戶編寫程序常用的塊，不

100、同的是功能塊FB有自己的存儲區(qū)，需要背景數(shù)據(jù)塊DI，而功能FC沒有固定存儲區(qū)，不需要背景數(shù)據(jù)塊。</p><p><b>　　（4）系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊</b></p><p>　　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)。</p><p>　?。?）背景數(shù)據(jù)塊DI和共享數(shù)據(jù)塊DB</p><p>　　背景數(shù)據(jù)塊

101、是調(diào)用FB和SFB時用于傳遞參數(shù)的數(shù)據(jù)塊，在編譯過程中自動生成數(shù)據(jù)；而背景數(shù)據(jù)塊是存儲用戶程序的數(shù)據(jù)區(qū)域，供所有塊共享。</p><p><b>　　二 、程序設(shè)計方法</b></p><p>　　STEP7有3種程序設(shè)計方法：</p><p>　?。?）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。</p>&l

102、t;p>　?。?）模塊化編程：程序被分為不同的邏輯塊，每個塊包含完成某些任務(wù)的邏輯指令。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)化編程：將復雜的自動化任務(wù)分解為小任務(wù)，這些任務(wù)由相應的邏輯塊來表示，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。</p><p>　　2.5.3 啟用SIMATIC管理器</p><p>　　一、使用向?qū)?chuàng)建

103、項目</p><p>　　雙擊桌面上的STEP7圖標，打開SIMATIC管理器，在按照步驟選擇CPU、組織塊、編程語言之后即可新建項目。</p><p><b>　　二 、硬件組態(tài)</b></p><p>　　在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計初期，首先應根據(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

104、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。硬件組態(tài)的任務(wù)就是在STEP7中生成一個與實際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，為設(shè)計用戶程序打下基礎(chǔ)。在項目窗口中雙擊Hardware就可對其進行配置。</p><p><b>　　三、編輯符號表</b></p><p>　　在程序中可以用絕對地址訪問變量，但是使用符號地址可以使程序更容易閱讀理解。共

105、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“Symbols”后進入符號表窗口。</p><p><b>　　四、創(chuàng)建OB1塊</b></p><p>　　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。</p><p>　　五、對功能塊FB的編程</p>

106、<p>　?。?）創(chuàng)建并打開功能塊FB1</p><p>　　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“Function Blooks”，在隨后出現(xiàn)的對話框中定義新創(chuàng)建的功能塊為FB1。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。</p><p><b>　?。?）變量聲

107、明表</b></p><p>　　所有在組織塊和功能塊之間傳送的塊參數(shù)，必須作為輸入輸出參數(shù)在變量聲明表中列出，變量聲明只能使用字母、數(shù)字和下劃線，不能使用漢字。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。</p><p><b>　?。?）編寫控制程序</b></p>&l

108、t;p>　　可選用常用的梯形圖進行控制程序的編寫。</p><p>　?。?）生成背景數(shù)據(jù)塊</p><p>　　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），并輸入對應的功能塊的名稱為FB1，單擊“OK”

109、，則數(shù)據(jù)塊DB1添加到項目窗口中。若兩個控制程序僅數(shù)據(jù)上不同，可只編寫一個FB1功能塊，而生成兩個不同的數(shù)據(jù)塊DB1和DB2分別存儲兩組不同的預置值，以減少編程的工作量。</p><p>　?。?）在OB1中調(diào)用FB及相關(guān)的DB</p><p>　　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</p><p>　　六、對功能FC的編程&

110、lt;/p><p>　　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。</p><p><b>　　共享數(shù)據(jù)塊的編程</b></p><p>　　共享數(shù)據(jù)塊不附屬于任何邏輯塊，用戶程序中所有的邏輯塊都可以使用共享數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)。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 Bl

111、ock”，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。打開DB3對變量聲明表進行編輯。</p><p><b>　　使用多重背景編程</b></p><p>　　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。主要包括以下步驟：創(chuàng)建FB10；填寫變量聲明表；對FB10編程：創(chuàng)建DB10并調(diào)整

112、實際值；在OB1中調(diào)用FB10。</p><p><b>　　下載及在線調(diào)試</b></p><p>　　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)。需要完成：設(shè)置PG/PC接口；下載程序到CPU；用程序狀態(tài)測試程序；用變量表測試程序等。</p><p>　　2.5.4

113、 S7-PLCSIM仿真軟件</p><p>　　S7-PLCSIM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，S7-PLCSIM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。仿真步驟如下：</p><p>　?。?）在STEP7編程軟件中生成項目，配置硬件并編寫用戶程序。</p><p>　　（2

114、）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”。</p><p>　?。?）在仿真窗口中通過菜單或按鈕創(chuàng)建IB、QB、M等視圖對象‘</p><p>　　點擊CPU視圖中的RUN或RUN—P小框，將仿真PLC置于運行模式；在點擊OB1窗口中的監(jiān)視按鈕，可對所設(shè)置

115、的變量進行監(jiān)視。</p><p><b>　　3.控制系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)工藝流程</p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)工藝流程</p><p>　　3.1.2 PLC硬件選型</p><p>

116、　　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?？紤]到現(xiàn)場信號多為數(shù)字量，控制系統(tǒng)的可靠性和可維護性，系統(tǒng)設(shè)計的成本及工廠未來的發(fā)展。根據(jù)前面相關(guān)介紹，該控制系統(tǒng)的硬件選型圍繞S7-300作主控計算機構(gòu)成的PROFIBUS—DP現(xiàn)場總線系統(tǒng)進行選型。參考西門子S7-300硬件選型手冊，根據(jù)相關(guān)的控制要求，并考慮留有一定裕量，本控制系統(tǒng)的PLC硬件配置圖選擇如下：</p><p>　　圖3-2

117、 系統(tǒng)硬件配置圖</p><p>　　3.1.3 硬件圖紙設(shè)計</p><p>　　該控制系統(tǒng)的設(shè)計包括：運輸鏈電機、1#液壓站油泵電機、2#液壓站油泵電機的主電路和控制回路；油加熱器及油水電磁閥的控制；相關(guān)的交直流供電電源；供液系統(tǒng)主站、主控制柜、1#液壓站、2#液壓站PLC輸入輸出模塊及相關(guān)連鎖條件的設(shè)計。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。值得