PLC在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè) 高等教育自學(xué)考試畢 業(yè) 論 文學(xué)生姓名： 考籍號： 專業(yè)年級： 工業(yè)自動化工業(yè)自動化 題 目： PLC 在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用在配料生產(chǎn)線上的應(yīng)用 指導(dǎo)教師： 評閱教師： 2010 年4 月精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)目錄精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)摘 要PLC 的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對 PLC 的定義是：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)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的

2、指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)本文基于可編程序控制器 PLC 和組態(tài)軟件設(shè)計(jì)自動配料系統(tǒng)的控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。首先，利用德國 Siemens 公司的 S7-200 系列 PLC 對自動配料系統(tǒng)進(jìn)行控制。運(yùn)用與之相配的 STEP7 編程，通過 LAD 編程語言編制了下位機(jī)的控制程序，從而使該配料系統(tǒng)可以按要求完成自動配料，裝料全過程。其次，自動配料系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)則實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。關(guān)鍵詞：可編程序控制器；配料；監(jiān)控精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)ABST

3、RACTProgrammable Logic Controller (PLC) is widely used in industry for its high reliability and performance/price ratio. The configuration software also enjoys fast development due to the popularization of personal computer, and is recognized of the value originated from the merits such as real-time

4、 multitasking, openness, flexibility, versatility, and reliability.Based on PLC and configuration software, the control system and supervisory system of automatic ingredient system are designed in this paper. First, the Siemens PLC S7-200 is used to control automatic proportion system. The proportio

5、ning system included the requirements of automatic proportioning, weighing, and loading. Next the ZuTaiWang software is used to build the real-time supervisory system. The system can realize the real-time data-logging, as well as various visual.Papers contents mainly include that the industrial cont

6、rol system development and present situation outline. The ingredient system principle of work and the ingredient control systems design, described with emphasis including the hardware design, the programming environment and software design SIMENS PLC in ingredient systems application some details, t

7、he configuration software configuration king and in the host computer supervisory system some basic designs, as well as communication between PLC and host computer.Keywords: Programmable controller ；ingredients；monitoring 精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)1 概述1.1 PLC 在國內(nèi)外研究動態(tài)20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)

8、模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了 PLC 的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的 CF 系列、杭州機(jī)床電器

9、廠生產(chǎn)的 DKK 及 D 系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的 S 系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的 YZ 系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC 在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。1.2 PLC 的發(fā)展趨勢可編程序控制器，英文稱 Programmable Logic Controller，簡稱 PC。但由于 PC 容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們習(xí)慣地用 PLC 作為可編程序控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電

10、子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC 的程序編制，不需要專門的計(jì)算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶在購到所需的

11、 PLC 后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序的編制工作，就可靈活方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)及編程簡單精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料，在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。現(xiàn)代可編程序控制器有兩個(gè)方面的發(fā)展趨勢。1.2.1 微小型 PLC發(fā)展微小型 PLC，使其體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)、價(jià)格更低、配置更加靈活。由于自動控制系統(tǒng)規(guī)模的不同，小型化、低成本的 PLC 將廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，其組成由整體結(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，例如 SIEM

12、ENS 公司的 S7-200 的最小配置為 CPU221，主機(jī)有 6DI/4DO（數(shù)字量輸入/數(shù)字量輸出） ，而CPU224 主機(jī)可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊，最大達(dá) 94DI/74DO，16AI/16AO（模擬量輸入/模擬量輸出） ，可滿足比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)的要求。1.2.2 大型 PLC發(fā)展大型 PLC，使其具有大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性、多性能、良好的兼容性等特點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)化和強(qiáng)化通信能力是 PLC 發(fā)展的一個(gè)重要方面，向上與以太網(wǎng)、MAP 網(wǎng)等相連，向下通過現(xiàn)場總線（如 PROFIBUS）將多個(gè) PLC 與遠(yuǎn)程 I/O 等相連，構(gòu)成整個(gè)工廠的自動化控制系統(tǒng)。近年來各公司陸續(xù)推出各種智能模塊，大大增強(qiáng)了 P

13、LC 的控制功能。智能模塊是以微處理器為基礎(chǔ)的功能部件，其 CPU 與 PLC 的 CPU 并行工作，能夠獨(dú)立完成某些控制功能，如通信控制、高速計(jì)數(shù)、模擬量輸入輸出等，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試時(shí)間減少，控制精度提高。好的兼容性是 PLC 深層次應(yīng)用的重要保證，SIEMENS公司的 S7 系列 PLC 與通用微機(jī)兼容，可運(yùn)行 DOS/Windows 程序，PLC 的編程語言STEP7 可運(yùn)行在 Windows 環(huán)境下，提供了很強(qiáng)的梯形圖、語句表的編程、調(diào)試和診斷等功能，體現(xiàn)了現(xiàn)代 PLC 的特點(diǎn)。2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)本自動配料系統(tǒng)的硬件采用的西門子 S7-200，運(yùn)用與之相配的 STEP 7 編程軟件，采用

14、 LAD 編制了下位機(jī)的控制程序。以下將對硬件設(shè)計(jì)的過程進(jìn)行詳細(xì)的介紹。2.1 S7-200 系統(tǒng)概述西門子公司的 SIMATIC S7-200 系列屬于小型可編程序控制器，可用于代替繼電器的簡單控制場合，也可以用于復(fù)雜的自動化控制系統(tǒng)。S7-200 系列 PLC 共有 5 種基本型號的 CPU 模塊，即 CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226 XM，控制點(diǎn)數(shù)可以從 10 點(diǎn)擴(kuò)展到 248 點(diǎn)。其中，CPU 221 無擴(kuò)展功能，適于用做小點(diǎn)數(shù)的微型控制器，CPU 222 有擴(kuò)展功能，CPU 224 是具有較強(qiáng)控制功能的控制器，CPU 226 和CPU 2

15、26 XM 適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。所有型號的 CPU 在內(nèi)部都集成了 1 個(gè)（CPU 221、CPU 222、CPU 224）或 2 個(gè)（CPU 226、CPU 226 XM）通訊口，該通訊精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)口為標(biāo)準(zhǔn)的 RS485 口，可在三種方式下工作，即 PPI 方式、MPI 方式和自由通訊口方式。另外，S7-200 可通過增加 EM277 模塊接入 Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)，通過 CP243-1 通訊模塊連入工業(yè)以太網(wǎng)，通過 CP243-2 模塊使其成為 AS-i 主站。2.1.1 系統(tǒng)功能概述S7-200 PLC 系統(tǒng)是緊湊型可編程控制器。系統(tǒng)的硬件構(gòu)

16、架由組成系統(tǒng)的 CPU 模塊和豐富的擴(kuò)展模塊組成。它能夠滿足各種設(shè)備的自動化控制需求。S7-200 除具有 PLC基本的控制功能外，更在如下方面有獨(dú)到之處。1 功能強(qiáng)大的指令集指令內(nèi)容包括位邏輯指令、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算指令、PID 指令、字符串指令、時(shí)鐘指令、通訊指令以及和智能模塊配合的指令等。2 豐富強(qiáng)大的通訊功能S7-200 提供了近 10 種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從簡單的 S7-200 之間的通訊到 S7-200 通過 Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到 S7-200 通過以太網(wǎng)通訊。在互聯(lián)網(wǎng)需求已日益成為必需的今天。強(qiáng)大的通訊無疑會使 S7-200 為更多的用戶

17、服務(wù)。可以說，S7-200 的通訊功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了小型 PLC 的整體通訊水平。3 編程軟件的易用性STEP7-Micro/WIN32 編程軟件為用戶提供了開發(fā)、編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán)境。全中文的界面、中文的在線幫助信息、Windows 的界面風(fēng)格以及豐富的編程向?qū)В苁褂脩艨焖龠M(jìn)入狀態(tài)，得心應(yīng)手。2.1.2 PLC 的基本結(jié)構(gòu)PLC 的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異，通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。1 CPU 模塊CPU 模塊主要由微處理器和存儲器組成。在 PLC 控制系統(tǒng)中，CPU 模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟，它不

18、斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù)。2 I/O 模塊輸入模塊和輸出模塊簡稱為 I/O 模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和 CPU 模塊的橋梁。(1)輸入模塊輸入電路中設(shè)有 RC 濾波電路，以防止由于輸入觸點(diǎn)抖動或外部干擾脈沖引起錯(cuò)誤的輸入信號。S7-200 的濾波電路延遲時(shí)間可以用編程軟件中的系統(tǒng)塊設(shè)置。(2)輸出模塊S7-200 的 CPU 模塊的數(shù)字量輸出電路的功率元件有驅(qū)動直流負(fù)載的場效應(yīng)晶體管和小型繼電器，后者既可以驅(qū)動交流負(fù)載又可以驅(qū)動直流負(fù)載，負(fù)載電源由外部提精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)供。輸出電流的額定值與負(fù)載的

19、性質(zhì)有關(guān)，例如 S7200 的繼電器輸出電路可以驅(qū)動2A 的電阻性負(fù)載，但是只能驅(qū)動 200W 的白熾燈。輸出電路一般分為若干組，對每一組的總電流也有限制。2.2 自動配料系統(tǒng)2.2.1 控制要求系統(tǒng)啟動后，配料裝置能自動識別貨車到位情況及對貨車進(jìn)行自動配料，當(dāng)車裝滿時(shí)，配料系統(tǒng)自動關(guān)閉。本設(shè)計(jì)的突出點(diǎn)是故障檢測部分的設(shè)計(jì)，首先，當(dāng)某一節(jié)傳送帶發(fā)生故障時(shí)，該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會立即停止，該節(jié)之后的傳送帶會在一定的延時(shí)后停止。其次，當(dāng)某節(jié)傳送帶上的物體過重時(shí)，該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會立即停止，并且數(shù)碼顯示電路會顯示發(fā)生故障的電機(jī)的號碼，該節(jié)之后的傳送帶會在一定的延時(shí)后停止。2.2.2

20、自動配料系統(tǒng)控制圖1 自動配料系統(tǒng)圖自動配料的模擬面板如圖 2.1 所示，從圖中可以看出四節(jié)傳送帶是本次設(shè)計(jì)的核心電路，PLC 編程也是圍繞此面板進(jìn)行的圖 2.1 自動配料系統(tǒng)圖精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)自動配料系統(tǒng)的功能是利用四節(jié)傳送帶為小車自動配料，重物通過傳送帶進(jìn)行傳輸，發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)自動停機(jī)。自動配料實(shí)驗(yàn)面板與 PLC 接線控制對應(yīng)關(guān)系如表 2.1所示。表 2.1 輸入/輸出接線列表面板SB1SB2S1SQ1SQ2D1PLCI0.0I0.1I0.2I0.4I0.5Q0.0面板D2D3D4L1L2M1PLCQ0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6面板M2M3M4A

21、BCPLCQ0.7Q1.0Q1.1I0.6I0.7I1.0面板DI1.2I1.3I1.4I1.5PLCI1.1I1.2I1.3I1.4I1.5 1 數(shù)碼顯示電路LED 數(shù)碼顯示電路如圖 2.2 所示。此電路在整個(gè)電路中起輔助性作用，即當(dāng)四節(jié)傳送帶中的某一節(jié)發(fā)生故障時(shí)，LED 顯示有故障一節(jié)的編號，用戶可以清楚的看到。圖 2.2 LED 數(shù)碼顯示電路LED 數(shù)碼顯示面板與 PLC 控制端口對應(yīng)關(guān)系如表 2.2 所示。表 2.2 LED 數(shù)碼顯示電路精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)面板ABCDEFGPLCQ2.0Q2.1Q2.2Q2.3Q2.4Q2.5Q2.62.2.3 I/O 地址表輸

22、入地址表（如表 2.3 所示）表 2.3 輸入地址表編號地址說明功能1I0.0按鈕 SB1啟動2I0.1按鈕 SB2停止3I0.2信號 S1 接入S1 料斗滿信號4I0.3信號 SQ1 接入SQ1 車未到位信號5I0.4信號 SQ2 接入SQ2 車裝滿信號輸出地址表（如表 2.4 所示）表 2.4 輸出地址表編號地址說明功能編號地址說明功能1Q0.0接指示燈 D1車裝滿 D1 亮6Q0.5接指示燈 L2車到位 L2 亮2Q0.1接指示燈 D2料斗下口下料 D2 亮7Q0.6接指示燈 M1控制電動機(jī) M1 轉(zhuǎn)3Q0.2 接指示燈 D3料斗滿 D3 亮8Q0.7接指示燈 M2控制電動機(jī) M2 轉(zhuǎn)4

23、Q0.3接指示燈 D4料斗上口下料 D4 亮9Q1.0接指示燈 M3控制電動機(jī) M3 轉(zhuǎn)5Q0.4接指示燈 L1車未到位 L1 亮10Q1.1接指示燈 M4控制電動機(jī) M4 轉(zhuǎn)2.2.4 配料過程分析1 初始狀態(tài)系統(tǒng)啟動后，紅燈 L2（Q0.5）滅，綠燈 L1（Q0.4）亮，車未到位，表明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口 D2 關(guān)閉，若料位傳感器 S1（I0.2）置為“0” （料斗中的物料不滿） ，進(jìn)料閥開啟進(jìn)料，D4（Q0.3）亮。當(dāng) S1 置為“1” （料斗中的物料已滿） ，則停止進(jìn)料（D4 滅） 。電動機(jī) M1、M2、M3 和 M4 均為“0” 。2 裝車過程裝車過程中，當(dāng)汽車開進(jìn)裝車位置時(shí)

24、，限位開 SQ1（I0.3）置為“1” ，紅燈信號燈L2（Q0.5）亮，綠燈 L1（Q0.4）滅，車到位；同時(shí)啟動電動機(jī) M4（Q1.1） ，經(jīng)過 3s后，再啟動 M3（Q1.0） ，再經(jīng) 3s 后啟動 M2（Q0.7） ，再經(jīng)過 2s 最后啟動 M1（Q0.6） ，再經(jīng)過 3s 后才打開出料閥，D2（Q0.1）亮，物料經(jīng)料斗出料。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)當(dāng)車裝滿時(shí)，限位開關(guān) SQ2（I0.4）為“1” ，D1（Q0.0）亮，料斗關(guān)閉（Q0.1 復(fù)位） ，3s 后 M1 停止，M2 在 M1 停止 3s 后停止，M3 在 M2 停止 3s 后停止，M4 在 M3停止 3s 后

25、停止，同時(shí)紅燈 L2 滅，綠燈 L1 亮，表明汽車可以開走。3 故障控制當(dāng)某一節(jié)傳送帶發(fā)生故障時(shí)，該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會立即停止，該節(jié)之后的傳送帶會在一定的延時(shí)后停止。例如，當(dāng) M2 發(fā)生故障時(shí)，M2、M1 會立即停止，M3 會在 M2 和 M1 停止后 5s 后停止，M4 在 M3 停止 5s 后停止。其次，當(dāng)某節(jié)傳送帶上的物體過重時(shí)，該節(jié)傳送帶和其前面的傳送帶會立即停止，該節(jié)之后的傳送帶會在一定的延時(shí)后停止。例如，當(dāng) M1 上有重物時(shí)，M1 會立即停止，同時(shí)數(shù)碼顯示電路會顯示“1” ，M2 在 M1 停止 5s 后停止，M3 在 M2 停止 5s 后停止，M4 在 M3 停止 5s

26、后停止。4 停機(jī)控制按下停止按鈕 SB2，自動配料裝車的整個(gè)系統(tǒng)終止運(yùn)行。3 自動配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1 PLC 編程軟件 STEP7 及其應(yīng)用3.1.1 PLC 的工作原理PLC 通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化的工作。為了使 PLC 的輸出及時(shí)地響應(yīng)各種輸入信號，初始化后反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，如圖 3.1 所示。這種周而復(fù)始的循環(huán)工作模式稱為掃描工作模式。圖 3.1 掃描過程1 讀取輸入精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)在 PLC 的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入過程映像寄存器和輸出過程映像寄存器。CPU 以字節(jié)為單位來讀取

27、輸入/輸出過程映像寄存器。在讀取輸入階段，PLC 把所有外部數(shù)字量輸入電路的 1/0 狀態(tài)讀入輸入過程映像寄存器。外接的輸入電路閉合時(shí)，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器為 1 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開。外接的輸入電路斷開時(shí)，對應(yīng)的輸入過程映像寄存器為 0 狀態(tài)，梯形圖中對應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。2 執(zhí)行用戶程序PLC 的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按順序排列。在 RUN 工作模式的程序執(zhí)行階段，在沒有跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，CPU 從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行指令時(shí)，從 I/O 映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其 0/1 狀態(tài)，并

28、根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像寄存器中，因此，各映像寄存器的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入過程映像寄存器的狀態(tài)也不會隨之而變，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時(shí)，對輸入/輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實(shí)際的 I/O點(diǎn)，這樣做有以下好處：（1） 程序執(zhí)行階段的輸入值是固定的，程序執(zhí)行完后再用輸出過程映像寄存器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。（2）用戶程序讀寫 I/O 映像寄存器比讀寫 I/O 點(diǎn)快得多，這樣可以提高程序的執(zhí)行速度。3 通信處理在通信請求處理階段，CPU

29、處理從通信接口和智能塊接收到的信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候信息傳送給通信請求方。4 CPU 自診斷測試自診斷測試包括定期檢查 CPU 模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。5 改寫輸出CPU 執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像寄存器的 0/1 狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時(shí)，對應(yīng)的輸出過程映像寄存器為 1 狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工作。若梯形圖中輸出點(diǎn)的線圈“斷電” ，對應(yīng)的輸出過程映像寄存器中存放的二

30、進(jìn)制數(shù)為 0，將它送到繼電器型輸出模塊，對應(yīng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開觸點(diǎn)斷開，外部負(fù)載斷電，停止工作。當(dāng) CPU 的工作模式從 RUN 變?yōu)?STOP 時(shí)，數(shù)字量輸出被置為系統(tǒng)塊中的輸出表定義的狀態(tài)，或保持當(dāng)時(shí)的狀態(tài)。6 定時(shí)器定時(shí)器相當(dāng)于繼電器系統(tǒng)中的時(shí)間繼電器。S7200 有三種定時(shí)器，它們的時(shí)基增量分別為 1ms、10ms、100ms。定時(shí)器的當(dāng)前值寄存器是 16 位有符號整數(shù)，用于存儲定時(shí)器累計(jì)的時(shí)基增量值(132767)3.2 自動配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動配料系統(tǒng)的控制是采用 PLC 實(shí)現(xiàn)的，本小節(jié)主要介紹的是 PLC 部分程序的實(shí)現(xiàn)過程。自

31、動配料的流程圖如圖 3.2 所示。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)否否是否是否開始料斗配料料斗是否裝滿？是啟動開關(guān) SQ1啟動M3啟動M2啟動M1啟動 D2是否有故障？是否停機(jī)？車是否裝滿？M2 停止M3 停止M4 停止LED 數(shù)碼顯示M1 停止結(jié)束是同時(shí)啟動 M4圖 3.2 自動配料流程圖3.2.1 啟動程序啟動時(shí)首先按下啟動開關(guān) SB1，進(jìn)入初使?fàn)顟B(tài)，表明允許汽車開進(jìn)裝料。料斗出料口 D2 關(guān)閉，若料位傳感器 S1 置為 OFF（料斗中的物料不滿） ，進(jìn)料閥開啟進(jìn)料（D4） 。當(dāng) S1 置為 ON（料斗中的物料已滿）則停止進(jìn)料（D4 滅） 。料斗裝滿后開始啟動傳送帶，首先啟動最末

32、一條皮帶機(jī)(D)，經(jīng) 3 秒延時(shí)，再依次啟動其它皮帶機(jī),即DCBA，最后 D2 亮，表示開始裝車。程序如表 3.1 所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)表 3.1 啟動程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.0SB1 自保持22LRD1OM0.023AT372ANI0.124SQ1.0，1M3 啟動3=M0.025TONT38，+30延時(shí) 3 秒4LDM0.026LRD讀棧5LPS入棧27AT386ANI0.228SQ0.7，1M2 啟動7=Q0.3D4 亮29TONT38，+30延時(shí) 3 秒8LRD讀棧30LRD讀棧9AI0.231AT3910=Q0.2D3 亮32S

33、Q0.6，1M1 啟動11LRD讀棧33TONT40，+30延時(shí) 3 秒12ANI0.434LRD讀棧13=Q0.4L1 亮35AT4014LRD讀棧36=Q0.115AI0.437LPP出棧16=Q0.5L2 亮38AI0.518LRD讀棧39RQ0.1，119AI0.440=Q0.020S Q1.1，1M4 啟動41=M0.121TONT37，+30延時(shí) 3 秒3.2.2 正常時(shí)停止程序停止時(shí)先停止最前一條皮帶機(jī)(A)，待料運(yùn)送完畢后再依次停止其它皮帶機(jī)，即ABCD。程序如表 3.2 所示：表 3.2 正常時(shí)停止程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-

34、專業(yè)步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.1按下停止按鈕10LDT421OM0.211RQ0.7，1M2 停機(jī)2ANI0.012TONT43，+30延時(shí) 3 秒3=M0.213LDT434LDM0.114RQ1.0，1M3 停止5OM0.215TONT44，+30延時(shí) 3 秒6TONT41，+30延時(shí) 3 秒停機(jī)16LDT447LDT4117RQ1.1，1M4 停止8RQ0.6，1M1 停止18RQ0.5，19TONT42，+30延時(shí) 3 秒19=M0.33.2.3 有故障時(shí)停止程序某條傳送帶發(fā)生故障時(shí)，該皮帶機(jī)及其前面的傳送帶立即停止，而傳送帶以后的傳送帶待運(yùn)完后才停止。例如，M1

35、 有故障時(shí)，M1 立即停止，經(jīng)過 3 秒后，M2 停，再過 3 秒 M3 停，再過 3 秒 M4 停。部分程序如表 3.3 所示：表 3.3 有故障停止程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.6M1 有故障8TONT47，+50定時(shí) 5 秒1RQ0.6，1M1 停止9LDT472=M0.410RQ1.0，1M3 停止3LDM0.4啟動定時(shí)11LDT47啟動定時(shí)4TONT46，+50定時(shí) 5 秒12TONT48，+50定時(shí) 5 秒5LDT4613LDT486RQ0.7，1M2 停止14RQ1.1，1M4 停止7LDT46啟動定時(shí)3.2.4 有重物時(shí)停止程序當(dāng)某條皮帶機(jī)上有重物時(shí)，該皮

36、帶機(jī)前面的皮帶機(jī)停止，該皮帶機(jī)運(yùn)行 5 秒以后的皮帶機(jī)待料運(yùn)完后才停止。例如，M3 上有重物，M1、M2 立即停，經(jīng)過 5 秒，M3停，再過 5 秒，M4 停。部分程序如表 3.4 所示：精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)表 3.4 有重物時(shí)停止程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI1.4M3 有重物8RQ0.7，1M2 停止1LDNI1.39T59，+50定時(shí) 5 秒2ANI1.210LDT593LDT5211RQ1.0，1M3 停止4AT56啟動定時(shí)12TONT60，1定時(shí) 5 秒5OLD13LDT606ALD14RQ1.1，1M4 停止7RQ0.6，1M1 停止如果存在

37、幾個(gè)皮帶機(jī)上都有重物時(shí)，則存在優(yōu)先級問題，即前面的優(yōu)先級高于后面的。例如，M2 與 M3 上同時(shí)有重物，在停機(jī)時(shí)應(yīng)按 M2 上有重物進(jìn)行處理。3.2.5 LED 數(shù)碼顯示及復(fù)位程序當(dāng)四節(jié)傳送帶出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)碼電路會顯示出現(xiàn)故障皮帶機(jī)的編號，故障排除后顯示消失。例如，當(dāng) M2 出現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)碼電路會顯示 2，故障排除后數(shù)碼 2 消失。部分程序如表 3.5、3.6 和 3.7 所示：表 3.5 LED 數(shù)碼顯示主程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDI0.7M2 有故障4ANI0.7復(fù)位按鈕1ANI0.1互鎖5ANI1.0復(fù)位按鈕2CALLSBR-1調(diào)用6ANI1.1復(fù)位按鈕續(xù)表 3.5

38、LED 數(shù)碼顯示主程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明3LDNI0.6復(fù)位按鈕7CALLSBR-4調(diào)用表 3.6 顯示數(shù)字 2 子程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LNDM0.74SQ2.3，1置 11SQ2.0，1置 15SQ2.4，1置 12SQ2.1，1置 16RQ2.5，1置 0精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)步序指令器件號說明步序指令器件號說明3RQ2.2，1置 07SQ2.6，1置 1表 3.7 復(fù)位子程序步序指令器件號說明步序指令器件號說明0LDNM0.74RQ2.3，1置 01RQ2.0，1置 05RQ2.4，1置 02RQ2.1，1置 06RQ2.5，1

39、置 03RQ2.2，1置 07RQ2.6，1置 03.2.6 系統(tǒng)調(diào)試輸入程序，編譯無誤后，運(yùn)行程序。依次按表 3.8 中的順序按下各按鈕記錄觀察到的現(xiàn)象。表 3.8 系統(tǒng)測試結(jié)果輸入輸出現(xiàn)象按下啟動按鈕 SB1D4 亮，L1 亮表示系統(tǒng)啟動按下開關(guān) S1D4 滅，D3 亮，表示料倉裝滿可以開始裝車按下開關(guān) SQ1L2、M4 同時(shí)亮，M3、M2、M1 依次啟動最后 D2 亮，開始裝車按下 M1 有故障按鈕（A）M1 燈立即滅，LED 顯示 1，之后 M2、M3、M4 間隔 5 秒滅按下 M2 有故障按鈕（B）M1、M2 立即滅，LED 顯示 2，之后 M3、M4 間隔 5 秒滅續(xù)表 3.8 系

40、統(tǒng)測試結(jié)果輸入輸出現(xiàn)象按下 M3 有故障按鈕（C）M1、M2、M3 立即滅，LED 顯示 3，然后間隔 5 秒 M4 滅按下 M4 有故障按鈕（D）M1、M2、M3、M4 立即滅，LED 顯示 4按下 M1 有重物按鈕（I1.2）M1、M2、M3、M4 每間隔 5 秒滅一個(gè)按下 M2 有故障按鈕（I1.3）M1 立即滅，之后 M2、M3、M4 每間隔 5 秒滅一個(gè)按下 M3 有故障按鈕（I1.4）M1、M2 立即滅，之后 M3、M4 每間隔 5 秒滅一個(gè)按下 M4 有故障按鈕（I1.5）M1、M2、M3 立即滅，5 秒后 M4 滅按下停止按鈕（SB2）M1、M2、M3、M4 每隔 5 秒滅一個(gè)

41、燈重復(fù)上步驟觀察經(jīng)過多次觀察，測試結(jié)果同上得到的測試結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目的，設(shè)計(jì)總體來說比較成功。精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)4 系統(tǒng)改進(jìn)與完善 在自動配料系統(tǒng)中，如果想隨時(shí)檢查系統(tǒng)運(yùn)行狀況而且能在發(fā)生故障且自動報(bào)警，那么必須要有一套監(jiān)控系統(tǒng)與 plc 進(jìn)行結(jié)合，于是就考慮設(shè)計(jì)一套自動配料的監(jiān)控系統(tǒng)。4.1 監(jiān)控系統(tǒng)的功能介紹運(yùn)行方式：手動操作。用戶界面：界面美觀易于操作。實(shí)時(shí)監(jiān)控：界面動態(tài)跟隨硬件的運(yùn)行過程，每一步都可以完整的顯示在組態(tài)王的界面上，并可以實(shí)現(xiàn)手動控制。報(bào)警功能：系統(tǒng)有自動報(bào)警功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，監(jiān)控畫面會跟隨 PLC 自動實(shí)現(xiàn)停機(jī)操作。4.2 前配料監(jiān)控系統(tǒng)的控

42、制過程4.2.1 自動稱料自動稱料控制單元主要為 l0 臺稱重控制儀表，PLC 作為輔助控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)人機(jī)界面顯示配比參數(shù)（配方）及監(jiān)控記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在自動控制方式下，單擊前配工藝畫面中自動配料“啟動”按鈕，或前配控制柜“啟動”按鈕，稱重控制儀表就按設(shè)定好的配方打開 10 臺秤的稱料閥。如果系統(tǒng)檢測到某臺秤配料閥未關(guān)，會發(fā)生報(bào)警并進(jìn)入暫停狀態(tài)。每臺秤根據(jù)稱料快慢設(shè)有提前量，當(dāng)控制儀表檢測到秤稱料重量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，會減去提前量，控制儀表則關(guān)閉進(jìn)料閥。提前量可人為修正或自動修正，使控制儀表控制配料秤每次配料精度達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值。4.2.2 自動配料自動配料是將已經(jīng)稱好的原料按一定的順序投放到攪拌

43、鍋中，同時(shí)開啟攪拌和加熱。這一控制過程由溫控儀表與 PLC 共同完成。溫控儀表控制溫度上限，加熱由 PLC控制完成。自動配料有固定順序和可編程序兩種控制方式。在固定順序方式下，各種原料的放料順序是固定的，不可改變。在可編程序方式下，各種原料的放料順序可根據(jù)配方在人機(jī)界面上人為設(shè)定。4.3 監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警控制過程4.3.1 報(bào)警事件自動稱料開始時(shí)，如果某個(gè)放料閥未關(guān)，或系統(tǒng)檢測不到放料閥關(guān)閉信號，系統(tǒng)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)會發(fā)出報(bào)警聲響，暫停稱重儀表的稱料過程，并使運(yùn)行指示燈閃爍。出現(xiàn)報(bào)警，自動放料不會進(jìn)行，待消除故障或認(rèn)為產(chǎn)生的報(bào)警原因不影響放料，按復(fù)位按鈕后，再按“放料”按鈕，則繼續(xù)放料。4.3.2 切換報(bào)警自動放料開始時(shí)，系統(tǒng)首先檢查每種原料切換是否到位，如果切換不到位或切換不一致，報(bào)警系統(tǒng)開始報(bào)警，自動放料就不能進(jìn)行。通過檢查，認(rèn)為可以放料，按復(fù)位按鈕后，再按“放料”按鈕，則開始放料。4.3.3 配料鍋滿報(bào)警如果配料鍋中已配原料漿未放出，仍往該鍋放料，產(chǎn)生報(bào)警信號，自動放料就不能啟動