基于PLC的加熱爐自動上料限制系統(tǒng)摘要可編程邏輯限制器是集微處理器，存儲器，輸入輸出接口與中斷系統(tǒng)于一體的器件，已經(jīng)被廣泛應用于機械制造，冶金，化工，能源，交通等各個行業(yè)。PLC具有較強的邏輯運算實力，可以實現(xiàn)各種開關量從簡潔到困難的邏輯限制，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，有很多連續(xù)變更的模擬量，如溫度，壓力，流量，液位等，可編程邏輯限制器可實現(xiàn)對模擬量的限制。本次設計針對加熱爐自動上料限制系統(tǒng)，考慮到生產(chǎn)實際工程，以工業(yè)生產(chǎn)中常見的加熱爐為主體，分析并設計它的自動上料限制系統(tǒng)。限制運料小車在生產(chǎn)軌道上的動作，生產(chǎn)軌道上設有行程開關，可以讓小車自動發(fā)出信號，限制爐門的開閉，同時小車前進后退與卸料過程都可以自動實現(xiàn)。這次設計完成了主電路，協(xié)助電路的設計。另外設計出了限制系統(tǒng)對應的梯形圖，通過PLC編程程序，用STEP-7軟件和S7-200聯(lián)機調(diào)試，勝利地仿真了整個生產(chǎn)工程，運行良好，達到了設計的目標。通過組態(tài)王軟件和S7-200聯(lián)機調(diào)試，模擬加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的生產(chǎn)現(xiàn)場，也取得了很好的效果。關鍵詞：S7-200PLC，加熱爐，自動上料，STEP-7PLC-BASEDAUTOMATICFEEDINGOFTHEFURANCECONTROLSYSTEMABSTRACTProgrammablelogiccontrollerisamicroprocessor,memory,input-outputinterfacewiththeinterruptionofthesysteminonedevice,hasbeenwidelyusedinmachinebuilding,metallurgy,chemicalindustry,energy,transportationandotherindustries.PLClogicwithstrongcomputingpower,canachieveavarietyofswitchfromthesimpletothecomplexlogiccontrol,intheprocessofmodernindustrialproduction,therearemanyanalogcontinuouschange,suchastemperature,pressure,flow,level,etc.,Programmablelogiccontrollercanberealizedontheanalogcontrol.Thedesignforthefurnacecontrolsystemforautomaticfeeding,takingintoaccounttheproductionoftheactualworkstothecommonindustrialproductionforthemainfurnace,analysisanddesignofitscontrolsystemforautomaticfeeding.Thecontrolledcartrackintheproductionoftheaction,theproductionontrackwithtripswitch,sothatcarscanautomaticallysendasignaltocontroltheopeningandclosingdoor,atthesametimedischargingcarforwardandbackwardprocesscanbeself-fulfilling.Thedesigniscompletedthemaincircuit,auxiliarycircuitdesign.Inadditiontodesignacontrolsystemcorrespondstotheladder,throughthePLCprogrammingprocedures,theSTEP-7softwareandS7-200onlinedebugging,thesuccessfulsimulationoftheentireproductionengineering,agoodrun,reachingthedesigngoals.KingviewthroughS7-200softwareandonlinedebugging,simulationfurnaceautomaticcontrolsystemfortheproductionofmaterialsatthescene,butalsoachievedgoodresults.KEYWORDS:S7-200PLC,furnace,automaticfeeding,STEP-7目錄摘要ABSTRACT前言第1章可編程限制器概述1.1可編程限制器的產(chǎn)生背景1.2繼電器限制系統(tǒng)與PLC限制系統(tǒng)的比較1.3可編程限制器的綜述與發(fā)展趨勢可編程限制器的特點可編程限制器的分類1.3.3可編程限制器的發(fā)展趨勢第2章可編程限制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)2.2PLC的掃描工作原理2.3S7-200系列PLCS7-200系列PLC的主要功能S7-200系列的組網(wǎng)2.4PLC的基本編程元件第3章可編程限制器的設計技巧3.1可編程限制器的編程可編程限制器的編程原則和技巧可編程限制器限制系統(tǒng)的設計步驟3.2可編程限制器應用中常見的問題第4章加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的設計4.1設計的具體過程設計任務設計意義設計方案的選擇設計流程圖4.2加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的方案實施分析生產(chǎn)過程并確定I/O點數(shù)合理安排I/O端口并制表4.3繪制電路圖與梯形圖繪制主電路圖繪制協(xié)助電路接線圖畫出梯形圖4.4用STEP-7軟件與S7-200聯(lián)機調(diào)試第4章組態(tài)王工程的建立與仿真5.1組態(tài)主畫面的建立組態(tài)畫面的建立定義IO設備構(gòu)造數(shù)據(jù)庫5.2建立動畫連接5.3組態(tài)王軟件與S7-200聯(lián)機模擬生產(chǎn)過程致謝參考文獻附錄外文資料譯文前言可編程序邏輯限制器（ProgrammableLogicController）通常稱為可編程限制器，英文縮寫為PLC，是以微處理器為基礎，綜合計算機技術(shù)，自動限制技術(shù)和通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動限制裝置。它具有體積小、功能強、程序設計簡潔、敏捷通用、維護便利等優(yōu)點，特殊是它的高牢靠性和較強的惡劣工業(yè)環(huán)境適應實力更是得到用戶的好評。它將傳統(tǒng)的繼電器限制技術(shù)和現(xiàn)代計算機信息處理技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，成為工業(yè)自動化領域中最重要，應用最多的限制設備。目前已廣泛應用于冶金、能源、化工、交通、電力等行業(yè)，并已躍居現(xiàn)代工業(yè)限制三大支柱（PLC，機器人和CAD/CAM）的首位?？删幊滔拗破髟诠I(yè)限制領域中應用特別廣泛，用繼電器限制的系統(tǒng)中，要完成一個任務，須要有導線接入設備（按鈕、限制開關、限位開關、傳感器等）與用若干中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的具有肯定邏輯功能的限制電路相連接，然后通過輸出設備（接觸器、電磁閥等執(zhí)行系統(tǒng)）去限制被控對象的動作或運行。這種限制系統(tǒng)稱作接線限制系統(tǒng)，所實現(xiàn)的邏輯稱為布線邏輯，即輸入對輸出的限制作用是通過“接線程序”來實現(xiàn)的。這種限制系統(tǒng)的設備體積大、耗電多、牢靠性差、壽命短、運行速度不高、通用性和敏捷性差，已不能滿意現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝困難多變的限制要求。傳統(tǒng)的繼電器—接觸器限制模式，它是由接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等組成的限制系統(tǒng)。尤其是它在協(xié)助電路方面的設計較為困難，接線繁多。另外它的運用具有單一性，即一臺限制裝置是針對某一固定程序的設備而設計，當程序變更是，就須要重新配線。PLC以微處理器為核心的新興工業(yè)限制器。它把計算機的功能完備、敏捷性、通用性好等優(yōu)點和繼電器接觸器限制系統(tǒng)的操作便利、價格低、簡潔易懂等優(yōu)點結(jié)合起來，成為一種適應工業(yè)環(huán)境的通用限制裝置，并獨具一格地采納以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使編程方法和程序輸入更加簡捷，即使不熟識計算機的人員也能很快駕馭其運用技術(shù)。對于工業(yè)生產(chǎn)尤其是車床或生產(chǎn)流水線的限制采納PLC限制，很簡潔實現(xiàn)，另外它的成本低，通用性和耐用性都很強.在國外，可編程限制器產(chǎn)生于20世紀60年頭末期，當時美國的汽車工業(yè)競爭特別激烈，各生產(chǎn)廠家為適應市場需求，不斷更新汽車型號，要求相應的加工生產(chǎn)線隨之變更，整個繼電器—接觸器依次限制系統(tǒng)也要重新設計和配置。這樣不但造成設備的奢侈，而且新系統(tǒng)的接線也特別費時。為了盡可能削減重新設計繼電器限制系統(tǒng)和接線所需的成本和時間，1968年美國最大的汽車制造商—通用汽車公司（GM）向全球招標開發(fā)研制新型的工業(yè)限制裝置以取代繼電器限制裝置，特定10項招標的技術(shù)要求：（1）編程簡潔便利，可在現(xiàn)場修改程序。（2）硬件維護便利，采納插件式結(jié)構(gòu)。（3）牢靠性要高于繼電器限制裝置。（4）體積小于繼電器限制裝置。（5）可將數(shù)據(jù)干脆送入管理計算機。（6）成本上可與繼電器限制裝置競爭。（7）輸入可以是溝通115V。（8）輸出溝通115V、2A以上，能干脆驅(qū)動電磁閥。（9）擴展時，原有系統(tǒng)只需做很小的改動。(10)用戶程序存儲器的容量至少可以擴展到4KB。1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）依據(jù)通用汽車公司（GM）向全球招標的技術(shù)要求，研制了第一臺可編程邏輯限制器，投入通用汽車公司的生產(chǎn)線過程限制系統(tǒng)中，取得了極佳的效果。1971年，日本從美國引進了這項技術(shù)，并很快研制成了日本第一臺可編程限制器。隨后德國，法國也研制了自己的可編程限制器并在工業(yè)領域起先運用。我國從1974年起先研制，并與1977年起先工業(yè)應用。20世紀70年頭末到80年頭初，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，微處理技術(shù)日趨成熟，使可編程限制器的處理速度大為提高，同時增加了很多特殊的功能：數(shù)值運算、函數(shù)運算、查表等，使得可編程限制器不僅可以進行邏輯限制，而且還可以對模擬量進行限制。進入20世紀80年頭后，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展，以16位和32位微處理器構(gòu)成的微機化可編程限制器得到了驚人的發(fā)展，使之在概念、設計、性價比等方面有了重大突破?？删幊滔拗破骶哂辛烁咚儆嫈?shù)、中斷技術(shù)、PID限制等功能，同時聯(lián)網(wǎng)通信實力也得到了加強，這些都使得可編程限制器的應用范圍和領域不斷擴大。近10年來，我國的PLC研制、生產(chǎn)、應用也發(fā)展很快。特殊是在應用方面，在引進一些成套設備的同時，也配套引進不少PLC。如上海寶剛第一期工程，就采納了250臺，其次期也采納了108臺。又如天津化纖廠、秦川電站、北京吉普車生產(chǎn)線、西安的彩電和冰箱生產(chǎn)線等等都采納了PLC限制。第1章可編程限制器概述1.1可編程限制器的產(chǎn)生背景在20世紀60年頭以前，工廠里實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動限制的設備主要是以繼電器為主要元件的限制裝置，困難的限制系統(tǒng)可能要運用成百上千個各種各樣的繼電器，用成千上萬根導線連接起來。在當時，這種限制裝置在生產(chǎn)上取得了廣泛的成果。但是它本身固有的缺陷也大大限制了它的應用范圍。比如，由于它是采納大量的繼電器作為主要元件，機械觸點過多，特殊是困難的限制系統(tǒng)，假如某一個繼電器損壞，甚至某一對觸點接觸不良都會影響整個系統(tǒng)的正常運行，因此牢靠性不高；當系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，要進行檢查和解除又特別困難，因此，不便與維護；一個困難的限制裝置的安裝、接線的工作量極大，采納繼電器元件過多，因此，價格昂貴；當工藝要求發(fā)生變更時，限制裝置須要重新設計、安裝、調(diào)試，因此可移植性差。隨著現(xiàn)代社會生產(chǎn)的發(fā)展和技術(shù)進步，人們迫切須要一種新的限制裝置，使限制系統(tǒng)工作更牢靠、更便于維護、可移植性更強。社會的呼聲越來越高，在這種狀況下，1969年研制出第一臺可編程限制器，并投入通用汽車公司的生產(chǎn)線限制中，取得了極佳的效果，從今開創(chuàng)了可編程限制器的新紀元?？删幊绦蛳拗破骱喎QPLC，是20世紀60年頭以來發(fā)展極為快速、應用面極為廣泛的工業(yè)限制裝置，是現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱之首。它采納可編程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數(shù)字或模擬的輸入/輸出，完成確定的邏輯、依次、定時、計數(shù)、運算和一些確定的功能，來限制各種類型的機械設備或生產(chǎn)過程。當今PLC吸取了微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的最新成果，以單機自動化到整條生產(chǎn)線的自動化乃至整個工廠的自動化；從柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人到大型分散限制系統(tǒng)，PLC均擔當著重要角色。1.2繼電器限制系統(tǒng)與PLC限制系統(tǒng)的比較一、繼電器限制系統(tǒng)限制邏輯采納硬件接線，利用繼電器-接觸器的觸點串聯(lián)或并聯(lián)組成限制系統(tǒng)，連線多，體積大，觸點數(shù)量有限。系統(tǒng)一旦設計勝利之后，變更或增加功能特別困難。PLC采納計算機技術(shù)，限制邏輯以程序的方式存放在存儲器中，采納“軟繼電器”的概念，實質(zhì)上是存儲器單元的狀態(tài)，因此軟繼電器的觸點是無限的，要變更或增加功能，只需變更程序即可，與外部的硬件接線關系不大，并且系統(tǒng)連線少，體積小，功耗少。二、繼電器限制電路采納并行的工作方式，電源接通后，電路中全部的繼電器都處于受制約的狀態(tài)，該吸合的繼電器吸合，不該吸合的繼電器受制約不能吸合。PLC采納串行工作方式，循環(huán)掃描，受同一條件制約的各個繼電器動作次序確定于程序掃描依次。三、繼電器限制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作來實現(xiàn)限制，機械觸點簡潔出現(xiàn)抖動，工作頻率低。PLC通過程序指令限制，程序指令執(zhí)行的時間通常以微秒級累加的，因此“軟繼電器”不存在抖動的問題。四、繼電器限制系統(tǒng)采納大量的機械觸點，存在機械磨損和電弧燒傷的問題，壽命短，系統(tǒng)連線多，牢靠性和可維護性差。PLC限制系統(tǒng)開關動作由無觸點的半導體電路完成，其壽命長，牢靠性高，患有自診斷功能，自動查出故障顯示給工作人員，為現(xiàn)場維護和調(diào)試供應了便利?？紤]到上述的區(qū)分，本次對加熱爐限制系統(tǒng)的設計采納PLC編程，有很大的優(yōu)勢和應用前景。1.3可編程限制器的綜述與發(fā)展趨勢可編程限制器的特點一、牢靠性高，抗干擾實力強工業(yè)生產(chǎn)對限制設備的牢靠性要求：①平均故障間隔時間長，②故障修復時間（平均修復時間）短。任何電子設備產(chǎn)生的故障，通常為兩種：①偶發(fā)性故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件復原正常，系統(tǒng)也隨之復原正常。但對PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲的信息可能被破壞。②永久性故障。由于元器件不行復原的破壞而引起的故障。假如能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，假如能使PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使PLC在惡劣條件消逝后自動復原正常，這樣就能提高平均故障間隔時間；假如能在PLC上增加一些診斷措施和適當?shù)膼圩o手段，在永久性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障限制在局部，就能降低PLC的平均修復時間。為此，各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面實行了多種措施，使PLC除了本身具有較強的自診斷實力，能剛好給出出錯信息，停止運行等待修復外，還使PLC具有了很強的抗干擾實力。二、通用性強，限制程序可變，運用便利PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿意各種要求的限制系統(tǒng)，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程變更或生產(chǎn)設備更新的狀況下，不必變更PLC的硬設備，只需改編程序就可以滿意要求。因此，PLC除應用于單機限制外，在工廠自動化中也被大量采納。三、功能強，適應面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、依次限制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可限制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可限制一個生產(chǎn)過程。四、編程簡潔，簡潔駕馭目前，大多數(shù)PLC仍采納繼電限制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)限制線路的清楚直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖的習慣與編程水平，所以特別簡潔接受和駕馭。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器限制電路原理圖相當接近。通過閱讀PLC的用戶手冊或短期培訓，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工能夠很快就能學會用梯形圖編制限制程序。同時還供應了功能圖、語句表等編程語言。五、削減了限制系統(tǒng)的設計及施工的工作量由于PLC采納了軟件來取代繼電器限制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，限制柜的設計安裝接線工作量大為削減。同時，PLC的用戶程序可以在試驗室模擬調(diào)試，更削減了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使修理也極為便利。六、體積小、重量輕、功耗低、維護便利PLC是將微電子技術(shù)應用于工業(yè)設備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅實，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強抗干擾實力，易于裝入設備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的志向限制設備。七、對生產(chǎn)工藝變更適應性較強，可進行柔性生產(chǎn)?？删幊滔拗破鞯姆诸愐弧⑿⌒蚉LC小型PLC的I/O點數(shù)一般在128點以下，其特點是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個硬件融為一體，除了開關量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應用指令。二、中型PLC中型PLC采納模塊化結(jié)構(gòu)，其I/O點數(shù)一般在256~1024點之間。I/O的處理方式除了采納一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采納干脆處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，干脆讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。三、大型PLC一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通訊網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。大型PLC還可以采納三CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器的牢靠性更高?？删幊滔拗破鞯膽梅秶?.開關邏輯限制2.模擬量限制3.依次（步進）限制4.定時計數(shù)限制5.閉環(huán)過程限制6.數(shù)據(jù)處理7.通信和聯(lián)網(wǎng)可編程限制器的發(fā)展趨勢一、向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理實力，要求PLC具有更好的響應速度和更大的存儲容量。目前，有的PLC的掃描速度可達0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要的一特性能指標。在存儲容量方面，有的PLC最高可達幾十兆字節(jié)。為了擴大存儲容量，有的公司已運用了磁泡存儲器或硬盤。二、向超大型、超小型兩個方向發(fā)展當前中小型PLC比較多，為了適應市場的多種須要，今后PLC要向多品種方向發(fā)展，特殊是向超大型和超小型兩個方向發(fā)展。現(xiàn)已有I/O點數(shù)達14336點的超大型PLC，其運用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲器，功能強。小型PLC由整體結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，使配置更加敏捷，為了市場須要已開發(fā)了各種簡易、經(jīng)濟的超小型微型PLC，最小配置的I/O點數(shù)為8～16點，以適應單機及小型自動限制的須要，如三菱公司α系列PLC。三、PLC大力開發(fā)智能模塊，加強聯(lián)網(wǎng)通信實力為滿意各種自動化限制系統(tǒng)的要求，近年來，不斷開發(fā)出很多功能模塊，如高速計數(shù)模塊、溫度限制模塊、遠程I/O模塊、通信和人機接口模塊等。這些帶CPU和存儲器的智能I/O模塊，既擴展了PLC功能，又運用敏捷便利，擴大了PLC應用范圍。加強PLC聯(lián)網(wǎng)通信的實力，是PLC技術(shù)進步的潮流。PLC的聯(lián)網(wǎng)通信有兩類：一類是PLC之間聯(lián)網(wǎng)通信，各PLC生產(chǎn)廠家都有自己的專有聯(lián)網(wǎng)手段；另一類是PLC與計算機之間的聯(lián)網(wǎng)通信，一般PLC都有專用通信模塊與計算機通信。為了加強聯(lián)網(wǎng)通信實力，PLC生產(chǎn)廠家之間也在協(xié)商制訂通用的通信標準，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡系統(tǒng)，PLC已成為集散限制系統(tǒng)（DCS）不行缺少的重要組成部分。四、增加外部故障的檢測與處理實力依據(jù)統(tǒng)計資料表明：在PLC限制系統(tǒng)的故障中，CPU占5%，I/O接口占15%，輸入設備占45%，輸出設備占30%，線路占5%。前二項共20%故障屬于PLC的內(nèi)部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實現(xiàn)檢測、處理；而其余80%的故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測外部故障的專用智能模塊，進一步提高系統(tǒng)的牢靠性。五、編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不斷提高。除了大多數(shù)PLC運用的梯形圖語言外，為了適應各種限制要求，出現(xiàn)了面對依次限制的步進編程語言、面對過程限制的流程圖語言、與計算機兼容的高級語言（BASIC、C語言等）等。多種編程語言的并存、互補與發(fā)展是PLC進步的一種趨勢。長期以來，PLC始終處于工業(yè)自動化限制領域的主戰(zhàn)場，為各種各樣的自動化限制設備供應了特別牢靠的限制應用。其主要緣由，在于它能夠為自動化限制應用供應平安牢靠和比較完善的解決方案，適合于當前工業(yè)企業(yè)對自動化的須要。另一方面，PLC還必需依靠其他新技術(shù)來面對市場份額漸漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來的沖擊。PLC須要解決的問題依舊是新技術(shù)的采納、系統(tǒng)開放性和價格。六、加強PLC通信聯(lián)網(wǎng)的信息處理實力在信息時代的今日，幾乎全部PLC制造商都留意到了加強PLC通信聯(lián)網(wǎng)的信息處理實力這一點。小型PLC都有通信接口，中、大型PLC都有特地的通信模塊。隨著計算機網(wǎng)絡技術(shù)的飛速發(fā)展，PLC的通信聯(lián)網(wǎng)能使其與PC和其它智能限制設備很便利地交換信息，實現(xiàn)分散限制和集中管理。也就是說，用戶須要PLC與PC更好地融合，通過PLC在軟技術(shù)上幫助改善被控過程的生產(chǎn)性能，在PLC這一級就可以加強信息處理實力。七、PLC向開放性發(fā)展早期的PLC缺點之一是它的軟、硬件體系結(jié)構(gòu)是封閉而不是開放的，如專用總線、通信網(wǎng)絡及協(xié)議、I/O模塊更互不通用，甚至連機架、電源模板亦各不相同，編程語言之一的梯形圖名稱雖一樣，但組態(tài)、尋址、語言結(jié)構(gòu)均不一樣，因此，幾乎各個公司的PLC均互不兼容。目前，PLC在開放性方面已有實質(zhì)性突破。十多年前PLC被攻破的一個重要方面就是它的專有性，現(xiàn)在狀況有了極大改觀，不少大型PLC廠商在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采納了各種工業(yè)標準，如IEC

61131-3、IEEE

802.3以太網(wǎng)、TCP/IP、UDP/IP等。例如，AEG

Schneider集團已開發(fā)以PLC機為基礎，在Windows平臺下，符合IEC

61131-3國際標準的全新一代開放體系結(jié)構(gòu)的PLC實現(xiàn)高度分散限制，開放度高。高度分散限制是一種全新的工業(yè)限制結(jié)構(gòu)，不但限制功能分散化，而且網(wǎng)絡也分散化，所謂高度分散化限制，就是限制算法常駐在該限制功能的節(jié)點上，而不是常駐在PLC上或PC上，凡掛在網(wǎng)絡節(jié)點上的設備，均處于同等的位置，將“智能”擴展到限制系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，從傳感器、變送器到I/O模塊，乃至執(zhí)行器，無處不采納微處理芯片，因而產(chǎn)生了智能分散系統(tǒng)（SDS）。八、軟PLC出現(xiàn)所謂軟PLC，實際就是在PC機的平臺上，在Windows操作環(huán)境下，用軟件來實現(xiàn)PLC的功能，也就是說，軟PLC是一種基于PC機開發(fā)結(jié)構(gòu)的限制系統(tǒng)，它具有硬PLC的功能、牢靠性、速度、故障查找等方面的特點，利用軟件技術(shù)可以將標準的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換全功能的PLC過程限制器。軟PLC綜合了計算機和PLC的開關量限制、模擬量限制、數(shù)學運算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡通信等功能，通過一個多任務限制內(nèi)核，供應強大的指令集、快速而精確的掃描周期，牢靠的操作和可以連接各種I/O系統(tǒng)及網(wǎng)絡的開放式結(jié)構(gòu)。軟PLC具有硬PLC的功能，同時又供應了PC環(huán)境的各種優(yōu)點。GE

Fanuc公司推出了一種外形類似筆記本電腦的PC以Windows為操作系統(tǒng)，可實現(xiàn)PLC的CPU模塊的功能，通過以太網(wǎng)和I/O模塊、通信模塊用于工廠的現(xiàn)場限制。在美國底特律汽車城，大多數(shù)汽車裝配自動生產(chǎn)線、熱處理工藝生產(chǎn)線等都已由傳統(tǒng)PLC限制改為軟件PLC限制，可以說，高性能價格比的軟PLC將成為今后高檔PLC的發(fā)展方向。第2章可編程限制器的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理2.1PLC的硬件結(jié)構(gòu)PLC的實質(zhì)就是工業(yè)限制計算機，屬于過程限制計算機的一個分支?？删幊滔拗破鞯闹鳈C由中心處理器，存儲器，輸入輸出模塊，外設IO接口，IO通道接口編程器及電源部分等組成。PLC硬件構(gòu)成如圖2-1所示。PLC內(nèi)的各部分模塊間均通過總線進行信息交換?？偩€依據(jù)其功能可分為電源總線，限制總線，地址總線和數(shù)據(jù)總線。依據(jù)實際應用中的工藝要求，配備不同的外部設備，可構(gòu)成不同限制功能的PLC限制系統(tǒng)。圖2-1PLC硬件構(gòu)成2.2PLC的掃描工作原理PLC的工作過程如下：一、公共操作二、信號輸入/輸出狀態(tài)刷新PLC輸入/輸出狀態(tài)刷新如圖2-2所示。圖2-2數(shù)據(jù)輸入/輸出狀態(tài)刷新示意圖三、執(zhí)行用戶程序四、執(zhí)行外設指令1.PLC的掃描技術(shù)當PLC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，PLC的CPU以肯定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。(1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入全部輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內(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)生變更，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會變更。因此，假如輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必需大于一個掃描周期，才能保證在任何狀況下，該輸入均能被讀入。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的依次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)成的限制線路，并按先左后右、先上后下的依次對由觸點構(gòu)成的限制線路進行邏輯運算，然后依據(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映像區(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。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變更，而其他輸出點和軟設備在I/O映像區(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)生變更，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。(3)輸出刷新階段當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU依據(jù)I/O映像區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新全部的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。梯形圖是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)限制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。2.PLC的I/O響應時間為了增加PLC的抗干擾實力，提高其牢靠性，PLC的每個開關量輸入端都采納光電隔離等技術(shù)。為了能實現(xiàn)繼電器限制線路的硬邏輯并行限制，PLC采納了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術(shù))。以上兩個主要緣由，使得PLC得I/O響應比一般微型計算機構(gòu)成的工業(yè)限制系統(tǒng)滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。所謂I/O響應時間指從PLC的某一輸入信號變更起先到系統(tǒng)有關輸出端信號的變更所需的時間。其最短的I/O響應時間與最長的I/O響應時間。PLC則采納循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后依次存放。CPU從第一條指令起先執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件限制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序進行運算處理，然后依次向輸出點發(fā)出相應的限制信號。整個過程分為五個階段：自診斷、與編程器等的通信、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新。PLC是從繼電器限制系統(tǒng)發(fā)展而來的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相像，梯形圖中一些編程元件也沿用了繼電器這一名稱。如輸入繼電器、輸出繼電器、協(xié)助繼電器、狀態(tài)繼電器、時間繼電器、記數(shù)器等。這種用計算機內(nèi)部資源描述成繼電器，事實上是一種“軟繼電器”與繼電器系統(tǒng)中的物理繼電器在功能上有相像之處。由于以上緣由，在介紹PLC工作原理之前，首先介紹物理繼電器和其他常用電器元件的結(jié)構(gòu)和工作原理。a.按鈕按鈕是手動開關，在自動限制系統(tǒng)中，它常常被用來作為起先啟動或最終停止的吩咐。由于這種吩咐一般由操作人員發(fā)出，故做成手動開關。按鈕一般分為常開按鈕、常閉按鈕及復合按鈕等幾種形式。常開按鈕：平常觸點是分開的，手動按下去后觸點閉合，手離開觸點又復原原狀。常閉按鈕：平常觸點是閉合的，手動按下去后觸點分開，手離開觸點又復原原狀。復合按鈕：把常開和常閉裝在一起的按鈕。b.行程開關行程開關是一種依據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器。它的作用原理與按鈕類似，當運動部件運動到某一位置，正好碰撞行程開關的頂桿時，行程開關觸點動作，發(fā)出限制信號，行程開關和按鈕不同點在于行程開關是靠外加的機械力使觸點動作，而按鈕是靠人工動手而動作。現(xiàn)在常用光電耦合、電磁感應等原理做成無觸點的行程開關。c.接近開關接近開關（無觸點開關）是利用晶體管的導通和截止來限制設備的啟、停。當接近開關作為PLC的輸入點信號，只要把它的“輸出”、“地”分別接在PLC的輸入端子X0與COM上，電源接在PLC的“+24V”端子即可。接近開關利用其晶體管的導通與截止來限制PLC輸入信號X0的有無。d.電磁閥繼電器和電磁閥作為PLC的主要輸出器件，在自動限制領域廣泛應用。電磁閥就是一個限制水管、油管和氣管的龍頭開關加一個線圈，只有開和閉兩種狀態(tài)。利用電磁原理，給線包加電，閥門吸合，打開管路：線包失電，管路關閉。我們家里運用的全自動洗衣機，它的進水合出水全靠電磁閥限制。e.熔斷器熔斷器又稱保險絲，是一種利用熔化作用切斷電路的愛護器，起原理是當通過的電流過大時，會產(chǎn)生足夠大的熱量使熔片或熔絲熔化，從而使電路斷開，愛護電器設備的平安。f.繼電器繼電器它主要由電磁線圈、鐵芯、觸點和復位彈簧組成。繼電器有兩種不同觸點，在線圈斷電時處于斷開狀態(tài)的觸點稱為常開觸點，處于閉合狀態(tài)的觸點稱為常閉觸點。當線圈通電時，電磁鐵產(chǎn)生磁力，吸引銜鐵，使常閉觸點斷開，常開觸點閉合，線圈電流消逝及復位彈簧使銜鐵返回原來的位置。常開觸點斷開，常閉觸點閉合。為繼電器的線圈、常開觸點、常閉觸點在電路圖中的符號。一只繼電器可能有若干對常開觸點和常閉觸點，在繼電器電路圖中，一般用相同的由字母、數(shù)字組成的文字符號（KM2）來標注同一個繼電器的線圈和觸點。g.接觸器接觸器的結(jié)構(gòu)和工作原理與繼電器基本相同。區(qū)分僅在于繼電器觸點的額定電流小，而接觸器是用來限制大電流負載的，它可以限制額定電流為幾十安至幾千安的異步電機。h.時間繼電器、又稱“延時繼電器”，其機構(gòu)與電磁式繼電器特別相像，它利用各種延時的方法，使得線圈中的電流變更緩慢，從而使得銜鐵在線圈通電或斷電瞬間不能馬上吸合或釋放，時間繼電器的圖形及文字符號如圖2-3所示。它在PLC中又稱定時器，當定時器的輸入接通時起先定時，定時時間到，即定時器接通定時器相應的觸點動作。

圖2-3時間繼電器的圖形及文字符號i.中間繼電器通常用于傳遞信號和同時限制多個電路，也可干脆用它來限制小容量電動機或其他執(zhí)行元件，中間繼電器的觸頭容量小，觸點數(shù)目多，用于限制線路。總之，采納循環(huán)掃描工作方式，是PLC區(qū)分于微型計算機和其他限制設備的最大特點。2.3S7-200系列PLCS7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。運用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡潔限制到更困難的自動化限制。應用領域極為廣泛，覆蓋全部與自動檢測，自動化限制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境愛護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中心空調(diào)，電梯限制，運動系統(tǒng)。S7-200系列精彩表現(xiàn)在以下幾個方面：1.極高的牢靠性2.極豐富的指令集3.易于駕馭4.便捷的操作5.豐富的內(nèi)置集勝利能6.實時特性7.強勁的通訊實力8.豐富的擴展模塊S7-200系列PLC的主要功能S7-200是一種小型的可編程序限制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及限制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)困難限制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。1.指令執(zhí)行速度快2.豐富的指令集3.內(nèi)置計數(shù)器4.敏捷的中斷功能5.輸入和輸出的干脆查詢與賦值6.嚴格的口令愛護7.友好的調(diào)試和故障診斷實力8.輸入或輸出的強制功能9.通信功能S7-200系列的組網(wǎng)1.PPI方式：PPI通訊協(xié)議是西門子特地為S7-200系列PLC開發(fā)的通訊協(xié)議。通過普通的兩芯屏蔽雙絞電纜進行聯(lián)網(wǎng)。波特率為9.6kbit/s,19.2kbit/s和187.5kbit/s。CPU上集成的編程口同時就是PPI通訊聯(lián)網(wǎng)接口。2.MPI方式：通過內(nèi)置接口連接到MPI網(wǎng)絡上。波特率為19.2kbit/s,187.5kbit/s。S7-200可與S7-300/400通訊，S7-200CPU在MPI網(wǎng)絡中作為從站，彼此間不能通訊。3.自由通訊口方式：是一個很有特色的功能。S7-200PLC可以與任何通訊協(xié)議公開的其他設備進行通訊。即可以由用戶自行定義通訊協(xié)議。波特率最高38.4kbit/s。4.PROFIBUS-DP網(wǎng)絡：CPU222、224XP、226可以通過增加EM277的方法支持PROFIBUSDP網(wǎng)絡協(xié)議。最高傳輸速率為12Mbit/s。2.4PLC的基本編程元件一、輸入繼電器輸入繼電器線圈是反映外部信號狀態(tài)的，必需有外部信號驅(qū)動，不能由程序驅(qū)動，所以程序中只能用它的觸點，并且繼電器的觸點可以在程序中出現(xiàn)無限次。二、輸出繼電器輸出繼電器的外部輸出觸點與PLC的輸出端子相對應，它是PLC用來向外部負載發(fā)送信號的。三、協(xié)助繼電器協(xié)助繼電器是內(nèi)部狀態(tài)一種標記，沒有實際的物件，作用相當于繼電器限制中的中間繼電器。四、定時器定時器是累計時間增量的內(nèi)部器件，敏捷運用定時器可以編制出動作要求困難的限制程序。五、計數(shù)器計數(shù)器用來累計輸入脈沖個數(shù)，常常用來對產(chǎn)品進行計數(shù)或進行特定功能的編程。六、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是計算機不行或缺的編程元件，用于存放各種數(shù)據(jù)，其通道信號由廠家供應。第3章可編程限制器的設計技巧3.1可編程限制器的編程3.1.可編程限制器編程的基本原則主要有：（1）梯形圖必需按從左到右，從上到下的依次書寫。（2）梯形圖的最左邊為起始母線，每一個邏輯行都應從左母線起先，終止于右母線。（3）線圈不能干脆與左母線相連。（4）外部輸入，輸出繼電器，內(nèi)部繼電器，定時器，計數(shù)器等器件的觸點可以多次重復運用，不須要用困難的程序結(jié)構(gòu)來削減觸點的運用次數(shù)。（5）在梯形圖中觸點應畫在水平支路上，不應畫在垂直支路上。（6）串聯(lián)觸點，并聯(lián)觸點的運用次數(shù)沒有限制，可無限次運用。（7）兩個或兩個以上的線圈可以并聯(lián)輸出。3.1.2（1）分析被控對象的工藝工程及工作特點，了解被控對象機電之間的協(xié)作，確定被控對象對PLC限制系統(tǒng)的限制要求。（2）依據(jù)限制要求確定限制方案，并由此確定系統(tǒng)所需用戶輸入設備和輸出設備，據(jù)此確定PLC的IO點數(shù)。（3）選擇輸入輸出設備型號，選擇PLC的機型，容量，IO模塊和電源。（4）安排PLC的IO點，畫出PLC的IO端子與輸入輸出設備的連線圖。（5）設計限制系統(tǒng)各部分電氣接線圖，依據(jù)圖紙進行現(xiàn)場接線并檢查。（6）設計梯形圖程序，依據(jù)梯形圖編制語句表，對程序進行模擬調(diào)試及修改。（7）聯(lián)機調(diào)試，修改程序直到滿意要求為止，隨后編制相應的技術(shù)文件。3.2可編程限制器應用中常見的問題可編程限制器應用中常見的問題就是如何節(jié)約可編程限制器輸入/輸出點。一、分組輸入：可將系統(tǒng)輸入信號按其對應的工作方式不同分成若干組，PLC運行時只會用到其中一組信號，這樣可以削減所需輸入點。二、組合輸入：對于不會同時接通的輸入信號，可采納組合編碼的方式輸入。三、合并輸入：將某些功能相同的開關量輸入設備合并輸入。四、將信號設置在PLC之外：用接觸器的協(xié)助觸點來實現(xiàn)外部的硬件聯(lián)鎖。第4章加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的設計4.1設計的具體過程設計任務首先，將整個生產(chǎn)過程先大致勾畫出來，加熱爐自動上料限制系統(tǒng)生產(chǎn)線示意圖如圖4-1所示。圖4-1加熱爐自動上料限制系統(tǒng)生產(chǎn)線示意圖其次，明確設計任務如下：一、設計一個加熱爐自動上料限制系統(tǒng)；二、編寫自動上料限制系統(tǒng)的PLC限制程序，并調(diào)試驗證工作過程；三、嫻熟應用PLC在自動限制系統(tǒng)中的應用。4.1.可編程限制器在工業(yè)限制領域中應用特別廣泛，用繼電器限制的系統(tǒng)中，要完成一個任務，須要有導線接入設備（按鈕、限制開關、限位開關、傳感器等）與用若干中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)繼電器等組成的具有肯定邏輯功能的限制電路相連接，然后通過輸出設備（接觸器、電磁閥等執(zhí)行系統(tǒng)）去限制被控對象的動作或運行。這種限制系統(tǒng)稱作接線限制系統(tǒng)，所實現(xiàn)的邏輯稱為布線邏輯，即輸入對輸出的限制作用是通過“接線程序”來實現(xiàn)的。這種限制系統(tǒng)的設備體積大、耗電多、牢靠性差、壽命短、運行速度不高、通用性和敏捷性差，已不能滿意現(xiàn)代化生產(chǎn)過程中生產(chǎn)工藝困難多變的限制要求。傳統(tǒng)的繼電器—接觸器限制模式，它是由接觸器、繼電器、按鈕、行程開關等組成的限制系統(tǒng)。尤其是它在協(xié)助電路方面的設計較為困難，接線繁多。另外它的運用具有單一性，即一臺限制裝置是針對某一固定程序的設備而設計，當程序變更是，就須要重新配線。鑒于此，我考慮到所學的學問—可編程邏輯限制器，它用軟件手段來實現(xiàn)各種限制功能，以微處理器為核心的新興工業(yè)限制器。它把計算機的功能完備、敏捷性、通用性好等優(yōu)點和繼電器接觸器限制系統(tǒng)的操作便利、價格低、簡潔易懂等優(yōu)點結(jié)合起來，成為一種適應工業(yè)環(huán)境的通用限制裝置，并獨具一格地采納以繼電器梯形圖為基礎的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu)，使編程方法和程序輸入更加簡捷，即使不熟識計算機的人員也能很快駕馭其運用技術(shù)。對于工業(yè)生產(chǎn)尤其是車床或生產(chǎn)流水線的限制采納PLC限制，很簡潔實現(xiàn)，另外它的成本低，通用性和耐用性都很強，本次設計的加熱爐自動上料限制系統(tǒng)在工業(yè)領域中應用比較廣泛，對該系統(tǒng)的設計有重要的意義，并且使該系統(tǒng)朝著模塊化、智能化的方向發(fā)展成為可能，所以該系統(tǒng)的開發(fā)與應用前景很大。4.1.方案一：用傳統(tǒng)的繼電器-接觸器模式設計，考慮到生產(chǎn)實際，工作量會很大，在線路設計方面要充分考慮，布線較為困難，出錯時不易查出。方案二：利用所學學問PLC，很簡潔實現(xiàn)上述功能，另外該功能簡潔完善，給生產(chǎn)化帶來很大便利。所以，選擇其次種方案。4.1.加熱爐自動上料限制系統(tǒng)生產(chǎn)過程流程圖如圖4-2所示。圖4-2加熱爐自動上料限制系統(tǒng)生產(chǎn)過程流程圖4.2加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的方案實施分析生產(chǎn)過程并確定I/O點數(shù)確定輸入點數(shù)為12個，輸出點數(shù)為7個。I/O點數(shù)的和為17。輸入輸出設備與PLC輸入輸出端子安排如表4-1所示。輸入端輸出端輸入設備輸入端子輸出設備輸出端子M1前進按鈕SB1（總開關）I0.0M1正轉(zhuǎn)接觸器KM0Q0.0M1急停按鈕SB3I0.7M2正轉(zhuǎn)接觸器KM1Q0.1行程開關SQ1I0.1M3（卸料）接觸器KM2Q0.2小車到位開關SQ2I0.2M1反轉(zhuǎn)接觸器KM3Q0.3爐門全開時限位開關SQ3I0.3M2反轉(zhuǎn)接觸器KM4Q0.4爐門全閉時限位開關SQ4I0.4進料指示燈（綠燈）HL1Q0.5小車回到原點限位開關SQ5I0.5加熱指示燈（紅燈）HL2Q0.6加熱完后停止供熱按鈕SB2I0.6M1熱繼電器FR1觸點I1.0M2熱繼電器FR2觸點I1.1M3熱繼電器FR3觸點I1.2表4-1輸入輸出設備與PLC輸入輸出端子安排表合理安排I/O端口并制表本次設計的輸入輸出設備與PLC接線圖如圖4-3所示。圖4-3輸入輸出設備與PLC接線圖4.3繪制電路圖與梯形圖繪制主電路圖本次設計的加熱爐自動上料限制系統(tǒng)主電路圖如圖4-4所示。圖4-4加熱爐自動上料限制系統(tǒng)主電路電氣接線圖繪制協(xié)助電路接線圖設計出對應的協(xié)助電路接線圖如圖4-5所示。圖4-5加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的協(xié)助電路接線圖畫出梯形圖本次針對加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，設計出它工作過程的梯形圖，如圖4-6所示。圖4-6加熱爐自動上料限制系統(tǒng)梯形圖然后將對應的加熱爐自動上料限制系統(tǒng)PLC程序編制如下：程序語句注釋LDI0.0OQ0.0ANI0.2ANI0.7=Q0.0電機M1正向啟動，運料小車前進LDI0.1OQ0.1ANI0.3ANC20=Q0.1遇到SQ1，爐口打開LDI0.3OQ0.5ANI0.4ANC20=Q0.5遇到SQ3后，爐口全開，指示燈為綠燈，表示進料LDI0.2OQ0.2ANT38=Q0.2運料小車遇到SQ2后，停下并起先卸料LDI0.2TONT38,200延時20秒，卸料完畢LDT38OQ0.3ANI0.5ANI0.7=Q0.3小車退回，到原點SQ5后停止LDI0.1LDI0.4CTUC20,2小車返回其次次遇到SQ1，加計數(shù)器設值為2，I0.4為復位端LDC20OQ0.4ANI0.4=Q0.4爐口關閉，綠燈熄滅，紅燈亮，表示加熱狀態(tài)LDI0.4OQ0.6ANI0.6=Q0.6加熱完后，手動熄滅紅燈4.4用STEP-7軟件與S7-200聯(lián)機調(diào)試在程序調(diào)試無誤的狀況下，編譯運行無誤后，打開PLC試驗機的電源，將程序下載到S7-200PLC機上，點擊下載，然后調(diào)為運行狀態(tài)，通過對應的輸入節(jié)點（撥動開關）的動作，模擬運料小車在生產(chǎn)線上遇到對應行程開關的各個動作，然后視察對應的輸出節(jié)點（輸出線圈）的狀態(tài)，這是通過綠色的LED指示燈來顯示的，調(diào)試結(jié)果發(fā)覺與實際設計的完全一樣，實現(xiàn)了生產(chǎn)過程中各個環(huán)節(jié)的模擬，調(diào)試結(jié)果勝利。第5章組態(tài)王工程的建立與仿真5.1組態(tài)主畫面的建立“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型限制系統(tǒng)（簡稱DCS）的出現(xiàn)才起先被廣闊的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。在工業(yè)限制技術(shù)的不斷發(fā)展和應用過程中，PC（包括工控機）相比以前的專用系統(tǒng)具有的優(yōu)勢日趨明顯。這些優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：PC技術(shù)保持了較快的發(fā)展速度，各種相關技術(shù)已漸漸成熟；由PC構(gòu)建的工業(yè)限制系統(tǒng)具有相對較低的擁有成本；PC的軟件資源和硬件資豐富，軟件之間的互操作性強；基于PC的限制系統(tǒng)易于學習和運用，可以簡潔地得到技術(shù)方面的支持。在PC技術(shù)向工業(yè)限制領域的滲透中，組態(tài)軟件占據(jù)著特別特殊而且重要的地位。組態(tài)軟件與PLC限制由兩臺智能儀表和兩臺PLC和三臺遠程數(shù)據(jù)采集模塊組成限制應用系統(tǒng)。組態(tài)軟件對PLC限制的監(jiān)控系統(tǒng)價格低，性價比高,且好用性較強,帶RS458通信接口工控產(chǎn)品如變頻器等均可以掛接在此網(wǎng)線上,由上位機監(jiān)控,當上機有故障,下機還能正常用行。波特率指數(shù)據(jù)信號對載波調(diào)制速率它的單位時間內(nèi)載波調(diào)制狀態(tài)變更次數(shù)來表示。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程限制的專用軟件，它們是在自動限制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，運用敏捷的組態(tài)方式，為用戶供應快速構(gòu)建工業(yè)自動限制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件應當能支持各種工控設備和常見的通信協(xié)議，并且通常應供應分布式數(shù)據(jù)管理和網(wǎng)絡功能。對應于原有的HMI（人機接口軟件，HumanMachineInterface）的概念，組態(tài)軟件應當是一個運用戶能快速建立自己的HMI的軟件工具，或開發(fā)環(huán)境。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領域的用戶通過手工或托付第三方編寫HMI應用，開發(fā)時間長，效率低，牢靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿意需求，很難與外界進行數(shù)據(jù)交互，升級和增加功能都受到嚴峻的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些逆境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應用系統(tǒng)。隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時限制、、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，隨著技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件將會不斷被賜予新的內(nèi)容。組態(tài)軟件產(chǎn)品于80年頭初出現(xiàn)，并在80年頭末期進入我國。但在90年頭中期之前，組態(tài)軟件在我國的應用并不普及。究其緣由，大致有以下幾點：一、國內(nèi)用戶還缺乏對組態(tài)軟件的相識，項目中沒有組態(tài)軟件的預算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍唧w項目做長周期的繁冗的上位機的編程開發(fā)，而不采納組態(tài)軟件；二、在很長時間里，國內(nèi)用戶的軟件意識還不強，面對價格不菲的進口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國外廠家開發(fā)），很少有用戶情愿去購買正版。三、當時國內(nèi)的工業(yè)自動化和信息技術(shù)應用的水平還不高，組態(tài)軟件供應了對大規(guī)模應用、大量數(shù)據(jù)進行采集、監(jiān)控、處理并可以將處理的結(jié)果生成管理所需的數(shù)據(jù)，這些需求并未完全形成。隨著工業(yè)限制系統(tǒng)應用的深化，在面臨規(guī)模更大、限制更困難的限制系統(tǒng)時，人們漸漸意識到原有的上位機編程的開發(fā)方式。對項目來說是費時費勁、得不償失的，同時，管理信息系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)，的大量應用，要求工業(yè)現(xiàn)場為企業(yè)的生產(chǎn)、經(jīng)營、決策供應更具體和深化的數(shù)據(jù)，以便優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中的各個環(huán)節(jié)。組態(tài)畫面的建立組態(tài)王6.5為我們支持大畫面、導航圖，用戶可以制作隨意大小的畫面，利用滾動條和導航圖限制畫面顯示內(nèi)容。繪制、移動、選擇圖素時，畫面自動跟蹤滾動。便利的變量替換，可以單獨替換某個畫面中的變量，也可以在畫面中隨意選中的圖素范圍內(nèi)進行變量替換。自定義菜單，支持二級子菜單。豐富的提示文本，系統(tǒng)供應豐富的圖素提示條文本，包括簡潔圖素和組合圖素。隨意選擇畫面中的圖素，在畫面中運用鍵盤和鼠標結(jié)合可以隨意選擇多個圖素進行組合、排列等操作。建立新的組態(tài)王工程，請首先為工程指定工作書目（或稱“工程路徑”）?！敖M態(tài)王6.5”用工作書目標識工程，不同的工程應置于不同的書目。工作書目下的文件由“組態(tài)王6.5”自動管理我們打開組態(tài)王6.5軟件，首先要求我們新建組態(tài)王工程所在的書目，啟動“組態(tài)王6.5”工程管理器，選擇菜單“文件\新建工程”或單擊“新建”按鈕，在彈出圖框中單擊“下一步”接著。彈出“新建工程向?qū)еυ捒颉?，如圖5-1，我們首先確定文件存放的書目，然后選擇工程所在的書目的路徑，點“閱讀”選擇你所要存放工程的書目，然后點下一步，進入工程向?qū)е笪覀優(yōu)樾鹿こ堂?，在工程名稱文本框中輸入工程的名稱，該工程名稱同時將被作為當前工程的路徑名稱。在工程描述文本框中輸入對該工程的描述文字。工程名稱長度應小于32個字節(jié)，工程描述長度應小于40個字節(jié)。完成工程的新建如圖5-2，單擊“完成”完成工程的新建。系統(tǒng)會彈出對話框，詢問用戶是否將新建工程設為當前工程，在彈出圖框中單擊“否”按鈕，則新建工程不是工程管理器的當前工程，假如要將該工程設為新建工程，還要執(zhí)行“文件\設為當前工程”吩咐；單擊“圖5-1新建工程向?qū)еD5-2新建工程向?qū)е蜷_“組態(tài)王工程管理器”，在“組態(tài)王工程管理器”，中找到我們已經(jīng)建立好的工程名，點擊這個工程名，會彈出來一個提示對話框，我們不用管它干脆點“忽視”。然后進入“工程閱讀器”進入組態(tài)王6.5開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個畫面上生成相互關聯(lián)的靜態(tài)或動態(tài)圖形對象。這些畫面都是由“組態(tài)王6.5”“組態(tài)王6.5”采納面對對象的編程技術(shù)，運用戶可以便利地建一、定義新畫面進入新建的組態(tài)王工程，選擇工程閱讀器左側(cè)大綱項“文件\畫面”，在工程閱讀器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標。在“畫面名稱”處輸入新的畫面名稱，如自動送料裝車系統(tǒng)，其它屬性目前不用更改，（關于其它屬性的設置，請參見組態(tài)王6.5手冊正式版“組態(tài)王開發(fā)環(huán)境——工程閱讀器”）。點擊“確定”按鈕進入內(nèi)嵌的組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)。二、編輯畫面當我們建立畫面后，接下來就是對畫面進行編輯，我們首先找到“工具箱”，如圖5-3，一般都在我們的新畫面的右邊欄上，假如不當心關閉了我們可以在主菜單中找到，在菜單“工具/顯示工具箱”的左端有“”號，表示選中菜單；沒有“”號，屏幕上的工具箱也同時消逝，再一次選擇此菜單，“”號出現(xiàn)，工具箱又顯示出來。圖5-3工具箱工具箱供應了很多常用的菜單吩咐，也供應了菜單中沒有的一些操作。當鼠標放在工具箱任一個按鈕上時，馬上出現(xiàn)一個提示條標明此工具按鈕的功能，用戶在每次修改工具箱的位置后，組態(tài)王會自動記憶工具箱的位置，當用戶下次進入組態(tài)王時，工具箱返回上次用戶運用時的位置。工具箱中的工具大致分為四類。1.畫面類：供應對畫面的常用操作，包括新建、打開、關閉、保存、刪除、全屏顯示等。2.編輯類：繪制各種圖素（矩形、橢圓、直線、折線、多邊形、圓弧、文本、點位圖、按鈕、菜單、報表窗口、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、控件、報警窗口）的工具；剪切、粘貼、復制、撤消、重復等常用編輯工具；合成、分裂組合圖素，合成、分裂單元；對圖素的前移，后移，旋轉(zhuǎn)，鏡像等操作工具。3.對齊方式類：這類工具用于調(diào)整圖素之間的相對位置，能夠以上、下、左、右、水平、垂直等方式把多個圖素對齊；或者把它們水同等間隔、垂直等間隔放置。4.選項類：供應其它一些常用操作，比如全選、顯示調(diào)色板、顯示畫刷類型、顯示線形、網(wǎng)格顯示/隱藏、激活當前圖庫、顯示調(diào)色板等。工具箱中有一個功能強大的圖庫，運用圖庫開發(fā)工程界面至少有三方面的好處：一是降低了工程人員設計界面的難度，使他們能更加集中精力于維護數(shù)據(jù)庫和增加軟件內(nèi)部的邏輯限制，縮短開發(fā)周期；二是用圖庫開發(fā)的軟件將具有統(tǒng)一的外觀，便利工程人員學習和駕馭；最終，利用圖庫的開放性，工程人員可以生成自己的圖庫元素，“一次構(gòu)造，隨處運用”，節(jié)約了工程人員投資圖庫中的元素稱為“圖庫精靈”。之所以稱為“精靈”，是因為它們具有自己的“生命”。圖庫精靈在外觀上類似于組合圖素，但內(nèi)嵌了豐富的動畫連接和邏輯限制，工程人員只需把它放在畫面上，做少量的文字修改，就能動態(tài)限制圖形的外觀，同時能完成困難的功能。定義IO設備組態(tài)王6.5把那些須要與之交換數(shù)據(jù)的設備或程序都作為外部設備。外部設備包括：下位機（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他Windows應用程序，它們之間一般通過DDE交換數(shù)據(jù)；外部設備還包括網(wǎng)絡上的其他計算機。只有在定義了外部設備之后，組態(tài)王6.5才能通過I/O變量和它們交換數(shù)據(jù)。為便利定義外部設備，組態(tài)王設計了“設備配置向?qū)А币龑в脩粢徊揭徊降赝瓿稍O備的連接。該課題設計中運用西門子S7-200PLC和組態(tài)王6.5進行通信。S7-200PLC可以通過PLC為組態(tài)王供應數(shù)據(jù)。假設西門子S7-200PLC連接在計算機的COM1口。定義I/O設備的具體步驟如下：接著上面的工程。選擇工程閱讀器左側(cè)大綱項“設備\COM1”，在工程閱讀器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，運行“設備配置向?qū)А?。在彈出圖框中選擇“西門子PLC”的“S7-200系列”的“PPI”項，單擊“下一步”，彈出“設備配置向?qū)А?，為外部設備取一個名稱，輸入新IO設備，單擊“下一步”，彈出“設備配置向?qū)А?，為設備選擇連接串口，假設為COM1，單擊“下一步”，彈出“設備配置向?qū)А?，填寫設備地址，假設為2，單擊“下一步”，彈出“設備配置向?qū)А?。在彈出圖框中設置通信故障復原參數(shù)(一般狀況下運用系統(tǒng)默認設置即可)，單擊“下一步”，彈出“設備配置向?qū)А?，請檢查各項設置是否正確，確認無誤后，單擊“完成”。設備定義完成后，可以在工程閱讀器的右側(cè)看到新建的外部設備“新IO設備”。在定義數(shù)據(jù)庫變量時，只要把IO變量連結(jié)到這臺設備上，它就可以和組態(tài)王6.5交換數(shù)據(jù)了。構(gòu)造數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王6.5”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要快速送達生產(chǎn)現(xiàn)場，全部這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。在“TouchView”運行時，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當前值。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還須要一些附加信息。數(shù)據(jù)庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典”在工程閱讀器中左邊的書目樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項，右側(cè)的內(nèi)容顯示區(qū)會顯示當前工程中所定義的變量。雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量”屬性對話框如圖5-4所示。組態(tài)王的變量屬性由基本屬性、報警配置、記錄配置三個屬性頁組成。采納這種卡片式管理方式，用戶只要用鼠標單擊卡片頂部的屬性標簽，則該屬性卡片有效，用戶可以定義相應的屬性?！白兞繉傩浴睂υ捒蛉缦滤締螕簟按_定”按鈕，則工作人員定義的變量有效時保存新建的變量名到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)詞典中。若變量名不合法，會彈出提示對話框提示工程人員修變更量名。單擊“取消”按鈕，則工作人員定義的變量無效，并返回“數(shù)據(jù)詞典”界面。圖5-4定義變量構(gòu)造數(shù)據(jù)庫具體步驟如下：接著上面的工程。選擇工程閱讀器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典”，在工程閱讀器右側(cè)用鼠標左鍵雙擊“新建”圖標，彈出“變量屬性”對話框。此對話框可以對數(shù)據(jù)變量完成定義、修改等操作，以及數(shù)據(jù)庫的管理工作，具體變量操作請參見組態(tài)王6.5運用手冊正式版“變量定義和管理”。這一章在“變量名”處輸入變量名，如：運料小車；在“變量類型”處選擇變量類型如：內(nèi)存實數(shù)，其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。下面接著定義一個IO變量。在“變量名”處輸入變量名，如：紅燈；在“變量類型”處選擇變量類型如：IO整數(shù)；在“連接設備”中選擇從前定義好的IO設備：新IO變量；在“寄存器”中定義為：Q0.6；在“數(shù)據(jù)類型”中定義為：Bit類型。其它屬性目前不用更改，單擊“確定”即可。同樣其他連接I/O變量也可以用這樣的方式獲得，如圖5-5所示，那是我已經(jīng)定義好的數(shù)據(jù)庫：圖5-5數(shù)據(jù)詞典5.2建立動畫連接工程人員在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作的畫面都是靜態(tài)的，那么它們?nèi)绾尾拍芊从彻I(yè)現(xiàn)場的狀況呢？這就須要通過實時數(shù)據(jù)庫，因為只有數(shù)據(jù)庫中的變量才是與現(xiàn)場狀況同步變更的。數(shù)據(jù)庫變量的變更又如何導致畫面的動畫效果呢？通過“動畫連接”——所謂“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應關系。這樣，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當它們發(fā)生變更時，通過I/O接口，將引起實時數(shù)據(jù)庫中變量的變更，假如設計者曾經(jīng)定義了一個畫面圖素——比如指針——與這個變量相關，我們將會看到指針在同步偏轉(zhuǎn)。動畫連接的引入是設計人機接口的一次突破，它把工程人員從重復的圖形編程中解放出來，為工程人員供應了標準的工業(yè)限制圖形界面，并且由可編程的吩咐語言連接來增加圖形界面的功能。圖形對象與變量之間有豐富的連接類型，給工程人員設計圖形界面供應了極大的便利?！敖M態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動畫連接的圖形對象設置了訪問權(quán)限，這對于保障系統(tǒng)的平安具有重要的意義。圖形對象可以按動畫連接的要求變更顏色、尺寸、位置、填充百分數(shù)等，一個圖形對象又可以同時定義多個連接。把這些動畫連接組合起來，應用程序?qū)⒊尸F(xiàn)出令人不可思議的圖形動畫效果。定義動畫連接是指在畫面的圖形對象與數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)變量之間建立一種關系，當變量的值變更時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來；或者由軟件運用者通過圖形對象變更數(shù)據(jù)變量的值。表5-1動畫連接方式屬性變更線屬性變更、填充屬性變更、文本色變更位置與大小變更填充、縮放、旋轉(zhuǎn)、水平移動、垂直移動值輸出模擬值輸出、離散值輸出、字符串輸出值輸入模擬值輸入、離散值輸入、字符串輸入特殊線屬性變更、填充屬性變更、文本色變更滑動桿輸入填充、縮放、旋轉(zhuǎn)、水平移動、垂直移動吩咐語言模擬值輸出、離散值輸出、字符串輸出建立動畫連接的具體步驟如下：接著上面的工程。雙擊圖形某—對象，可彈出“動畫連接”對話框，用鼠標單擊“填充”按鈕，彈出對話框。單擊“確定”，再單擊“確定”返回組態(tài)王6.5開發(fā)系統(tǒng)。如圖5-6所示：為了讓圖形動起來，我們必需對該圖形變量進行相應的語言編輯，在編輯之前我們先了解一下我們可能用到的吩咐語言，吩咐語言程序的語法與一般C程序的語法沒有大的區(qū)分，每一程序語句的末尾應當用分號“；”結(jié)束，在運用if…else…、while（）等語句時，其程序要用花括號“{}”括起來。圖5-6水平移動連接用運算符連接變量或常量就可以組成較簡潔的吩咐語言語句，如賦值、比較、數(shù)學運算等。吩咐語言中可運用的運算符以及算符優(yōu)先級與連接表達式相同。運算符有以下幾種：表5-2運算指令～取補碼，將整型變量變成＂2＂的補碼。*乘法/除法％模運算＋加法－減法（雙目）&整型量按位與|整型量按位或^整型量異或&&邏輯與||邏輯或<小于>大于<=小于或等于>=大于或等于==等于（推斷）!=不等于=等于（賦值）接下來就是要對圖5-6中的水流進行編程了，我們先確定一下水流的方向，這里是讓水流向左流淌，我們先把對應的值填好，在移動距離的那一列中，選中向左，然后填入移動距離這里讓他移動40個單位，然后在對應值中填入相應的移動值，這個對應的移動數(shù)值是編程語言中所要對應的值，我們一般用10或者100的整數(shù)填寫，編程語言如需下：if(\\本站點\進料口==1){小車=小車+1;}else{小車=0;}if(小車>=10){小車=0;}這段語言的意思是說，假如進料閥門打開，圖中的小車模塊就起先向左移動，當小車模塊移動小于40個單位，對應語言小于10，小車模塊始終向左移動；當小車模塊移動大于等于40個單位時，小車模塊就回零。假如進料閥門關閉，圖中的小車模塊回零，并且停止不動。我們在運行的過程中可能會看到小車的移動很慢，且沒有連貫性，這里我們要把畫面吩咐語言的運行時間由1000改為550毫秒，假如由于機器的運轉(zhuǎn)速度很慢我們也可以改為500毫秒即可。須要留意的是我們在編輯的過程中，會出現(xiàn)符號錯誤，我們應當細致查找，在編輯完成后，點擊“確定”進入調(diào)試畫面，如何才能推斷我們的語言是不是達到應有的要求，我們須要對軟件進行調(diào)試，這樣才能保證系統(tǒng)按要求運行。5.3組態(tài)王軟件與S7-200聯(lián)機模擬生產(chǎn)過程組態(tài)王軟件與S7-200聯(lián)機模擬生產(chǎn)過程的簡圖如圖5-7所示。在調(diào)試的過程中，通過一些文字敘述將整個生產(chǎn)過程大致地仿真了出來，比較接近現(xiàn)實的生產(chǎn)過程，在加熱爐加熱完畢的時候，可以通過手動開關替代現(xiàn)場中溫度傳感器發(fā)出的加熱完畢信號，通過溫度傳感器測量到加熱爐中的溫度，達到生產(chǎn)工藝要求時，能夠自動發(fā)出停止供熱的信號，可以節(jié)約大量的能源，在某種程度上提高了生產(chǎn)線的自動化程度。由于現(xiàn)場模擬的局限性，采納手動開關，給加熱爐的加熱系統(tǒng)發(fā)出信號，加熱完畢后剛好停止供熱?？傮w上來說，用組態(tài)王軟件與S7-200聯(lián)機能夠模擬出簡易的現(xiàn)場生產(chǎn)過程。圖5-7組態(tài)王軟件與S7-200聯(lián)機模擬生產(chǎn)過程的簡圖結(jié)論本次設計是關于PLC方面的工業(yè)應用，針對加熱爐自動上料限制系統(tǒng)，考慮到生產(chǎn)實際的過程，以工業(yè)生產(chǎn)中常見的加熱爐為主體，分析并設計它的自動上料限制系統(tǒng)。設計前查閱了相關的資料，常見的加熱爐的運載量是2T～5T，所以電機選型也要與之對應，驅(qū)動運料小車的電機常采納三相異步溝通電機，銘牌如下：功率3.5KW，額定電壓220V，額定電流105A，額定轉(zhuǎn)速960r／min，最大電流210A，最高轉(zhuǎn)速2400r／min。對于卸料電機的驅(qū)動，可以通過機械部分設計，讓電機去驅(qū)動即可，選用電機時功率要適當大一些，有肯定的余量，保證肯定的過載倍數(shù)，對于生產(chǎn)實際特別重要。因此可選擇這樣銘牌的電機：額定功率6.5KW，額定電壓250V，額定電流31.5A，額定轉(zhuǎn)速1190r／min，最大電流63A，最高轉(zhuǎn)速2500r／min。通過合理的設計去限制運料小車在生產(chǎn)軌道上的動作，生產(chǎn)軌道上設有行程開關，可以讓小車自動發(fā)出信號，限制爐門的開閉，同時小車前進后退與卸料過程都可以自動實現(xiàn)。這次設計完成了主電路，協(xié)助電路的設計。另外設計出了限制系統(tǒng)對應的梯形圖，通過PLC編程程序，用STEP-7軟件和S7-200聯(lián)機調(diào)試，用手動開關去模擬生產(chǎn)過程中運料小車遇到行程開關發(fā)出的信號，對輸出線圈的限制特別精確，勝利地仿真了整個生產(chǎn)工程，運行良好，達到了設計的目標。通過組態(tài)王軟件和S7-200聯(lián)機調(diào)試，用手動開關的形式去模擬現(xiàn)場中加熱爐加熱到位時發(fā)出的信號，提高了該系統(tǒng)的自動化水平，能夠簡易地模擬加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的生產(chǎn)現(xiàn)場，也取得了很好的效果。該系統(tǒng)可以針對生產(chǎn)實際設計出典型的模塊，在工業(yè)應用中干脆調(diào)用，用傳感器檢測爐溫，加熱完畢后剛好發(fā)出信號，讓紅燈點亮，對爐溫的限制可以加入PID模塊，提高限制精度，通過檢測與自動扮裝置使系統(tǒng)朝著智能化方向發(fā)展。致謝這次畢業(yè)設計是高校四年來比較系統(tǒng)和全面的設計，是對我們高校四年學習的總結(jié)和整體考察，通過這次畢業(yè)設計，我從中學到了很多東西。在段曉明老師的指導下，經(jīng)過查閱相關資料和兩個多月的不懈的努力，本次畢業(yè)設計已基本完成。本次設計的課題是基于PLC的加熱爐自動上料限制系統(tǒng)，設計起來切近工業(yè)應用，通過所學的學問，簡潔實現(xiàn)此次設計。本次設計中主要包括加熱爐自動上料的梯形圖設計和相關的組態(tài)畫面設計。感謝段老師在設計過程中賜予我細心細致的輔導，才使得在設計過程中遇到的很多問題都得到了順當?shù)慕鉀Q。在設計的初期，段老師賜予我細心的分析和指導，并通過查閱了大量的加熱爐和運料小車方面的資料，對生產(chǎn)工藝有了簡潔的了解。同時還要感謝韓老師給我供應的PLC試驗環(huán)境，這為本人在PLC梯形圖程序的設計和調(diào)試及組態(tài)畫面設計和調(diào)試，供應了很大的幫助。在PLC梯形圖調(diào)試和組態(tài)畫面調(diào)試過程中，段老師也給了的很多的指導和幫助，并提出了很多珍貴的看法，在此向段老師和韓老師致以深深的謝意。在四年的高校生涯里，還得到眾多老師的關切支持和幫助，在此，謹向老師們致以誠心的感謝和崇高的敬意!同時還要感謝葉廣輝等同學的幫助，他們在設計過程中也給我提出了很多珍貴的看法，感謝你們。通過本此設計，使我對高校四年的學問有了更加深化的學習和相識，同時利用豐富的圖書資源并從浩大的網(wǎng)絡系統(tǒng)中找尋所需信息為我所用，并且讓我學會了各學科之間的融會貫穿。四年的高校生活，我學到了很多專業(yè)學問，綜合實力也有了肯定的提高，這為本次設計的順當完成打下了堅實的基礎，四年的積累，使我更加充溢，這為將來深造打下了良好的基礎。最終,再次向幫助過我的老師和同學們表示我誠心的感謝!感謝你們!參考文獻[1].郝維來.可編程限制器原理與應用[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)高校出版社，2008.[2].孫振強，王暉.可編程限制器原理與應用教程[M].北京：清華高校出版社，2005.[3].王整風，謝敏.可編程限制器原理與實踐教程[M].上海：上海交通高校出版社，2007.[4].范次猛.可編程限制器原理與應用[M].北京：北京理工高校出版社，2006.[5].張風池，曹榮敏（主編）.現(xiàn)代工廠電氣限制[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.[6].廖常初.可編程限制器應用技術(shù)[M].重慶：重慶高校出版社，2000.[7].黃凈.電氣限制與可編程限制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.[8].王炳實.機床電氣限制[M]（第3版）.北京：機械工業(yè)出版社，2004.[9].許廖.電機與電氣限制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.[10].王俊峰，張玉生.機電一體化檢測與限制技術(shù).北京：人民郵電高校出版社，2006.[11].劉錦波，張承慧.電機與拖動.北京：清華高校出版社，2007.[12].陳霞.可編程限制器入門與系統(tǒng)設計.北京：中國電力出版社，2008.[13].何友化.可編程限制器及常用限制電器.北京：冶金工業(yè)出版社，2008.附錄本次設計的限制系統(tǒng)，其對應的功能塊圖FBD如下圖圖A所示。圖A加熱爐自動上料限制系統(tǒng)的FBD圖外文資料譯文1.MotivationProgrammableLogicControllers(PLC),acomputingdeviceinventedbyRichardE.Morleyin1968,havebeenwidelyusedinindustryincludingmanufacturingsystems,transportationsystems,chemicalprocessfacilities,