自動化控制系統(tǒng)設計流程PLC控制方案設計流程圖確定系統(tǒng)控制任務與設計要求制定電氣控制方案確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號硬件選型與配置I/O分配、繪制接線圖修改程序交付使用制作控制柜輸入輸出配線編寫符號表、設計控制程序現(xiàn)場運行調(diào)試項目歸檔YN程序初步調(diào)試安裝硬件模塊、I/O連線是否滿足要求？2023/6/101第3章自動化工程項目設計確定系統(tǒng)控制任務與設計要求了解機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關系，仔細分析被控對象的控制過程和控制要求，熟悉工藝流程及設備性能，明確各項任務的要求、約束條件及控制方式。對于較復雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務分成幾個獨立的部分，這樣可以化繁為簡，有利于編程和調(diào)試。2023/6/102第3章自動化工程項目設計制定電氣控制方案根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械運動的控制要求，確定控制系統(tǒng)的工作方式，例如全自動、半自動、手動、單機運行、多機聯(lián)線運行等。還要確定控制系統(tǒng)應有的其他功能，例如故障診斷與顯示報警、緊急情況的處理、管理功能、網(wǎng)絡通信等。2023/6/103第3章自動化工程項目設計確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號1.控制對象的類型數(shù)字量輸出對象:繼電器電磁閥電動機起動器指示燈蜂鳴器等模擬量輸入對象:溫度壓力流量液位電動機電流等數(shù)字（開關）量型模擬量型數(shù)字量輸入對象:按鈕選擇開關行程開關限位開關光電開關等模擬量輸出對象:電動調(diào)節(jié)閥變頻器等2023/6/104第3章自動化工程項目設計確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號外部負載電壓等級:DC24/48VDC48～125VAC120/230V外部輸入傳感器信號的類型（如電壓、電流、電阻等）及測量的量程范圍數(shù)字（開關）量型模擬量型外部輸入信號電壓等級:DC24VDC48125VAC120/230V外部負載的類型（如電壓或電流）及對應的輸出值范圍2.控制對象的數(shù)值范圍2023/6/105第3章自動化工程項目設計硬件選型與配置PLC選型主要考慮以下幾點：I/O信號的點數(shù)根據(jù)已經(jīng)確定的I/O設備，統(tǒng)計所需要的I/O信號的點數(shù)，選擇是否支持擴展機架的CPU網(wǎng)絡通信的模式特殊功能需求根據(jù)信號傳輸方式所需要的網(wǎng)絡接口形式，選擇支持現(xiàn)場總線網(wǎng)絡、工業(yè)以太網(wǎng)絡或點到點通信的CPU。如果網(wǎng)絡有路由要求，則要選擇支持路由功能的CPU如果現(xiàn)場有高速計數(shù)或高速脈沖輸出要求，可選擇集成了該功能的CPU。選擇硬件模塊時要留有適當?shù)挠嗔浚焊鶕?jù)已經(jīng)確定的I/O信號的點數(shù)和類型，預留10%～15%的容量。2023/6/106第3章自動化工程項目設計I/O分配通過對輸入輸出設備的分析、分類和整理，進行相應的I/O地址分配，應盡量將相同類型的信號、相同電壓等級的信號地址安排在一起，以便施工和布線，并繪制I/O接線圖。2023/6/107第3章自動化工程項目設計控制程序設計按照控制系統(tǒng)的要求進行PLC程序設計是工程項目設計的核心。程序設計時應將控制任務進行分解，編寫完成不同功能的程序塊，包括循環(huán)掃描主程序、急停處理子程序、手動運行子程序、自動運行子程序、故障報警子程序等。編寫的程序要在實驗室進行模擬運行與調(diào)試，檢查邏輯及語法錯誤，觀察在各種可能的情況下各個輸入量、輸出量之間的變化關系是否符合設計要求，發(fā)現(xiàn)問題及時修改設計。2023/6/108第3章自動化工程項目設計現(xiàn)場運行調(diào)試在工業(yè)現(xiàn)場所有的設備都安裝到位，所有的硬件連接都調(diào)試好以后，要進行程序的現(xiàn)場運行與調(diào)試。在調(diào)試過程中，不僅要進行正?？刂七^程的調(diào)試，還要進行故障情況的測試，應當盡量將可能出現(xiàn)的情況全部加以測試，避免程序存在缺陷，確?？刂瞥绦虻目煽啃?。只有經(jīng)過現(xiàn)場運行的檢驗，才能證明設計是否成功。2023/6/109第3章自動化工程項目設計項目歸檔在設計任務完成后，要編制工程項目的技術文件。技術文件是用戶將來使用、操作和維護的依據(jù)，也是這個控制系統(tǒng)檔案保存的重要材料，包括總體說明、電氣原理圖、電器布置圖、硬件組態(tài)參數(shù)、符號表、軟件程序清單及使用說明等。2023/6/1010第3章自動化工程項目設計物料灌裝自動生產(chǎn)線控制要求就地/遠程選擇開關物料灌裝自動生產(chǎn)線模型設計了就地和遠程兩種控制方式。就地控制是用操作面板上的按鈕和開關來控制設備的運行。遠程控制是通過網(wǎng)絡用HMI的監(jiān)控系統(tǒng)來控制設備的運行。

手動/自動選擇開關物料灌裝自動生產(chǎn)線模型設計了手動和自動兩種工作模式。手動模式用于設備的調(diào)試和系統(tǒng)復位，包括：允許通過點動按鈕使傳送帶正向或反向運行，用來調(diào)試設備；允許按下計數(shù)值清零按鈕對計數(shù)統(tǒng)計值進行復位。自動模式下允許啟動生產(chǎn)線運行。只有在設備停止運行的狀態(tài)下，才允許切換手動/自動模式。

控制面板模型啟動停止就地遠程故障1故障2故障3急停正向點動反向點動計數(shù)值清零故障復位手動自動2023/6/1011第3章自動化工程項目設計物料灌裝自動生產(chǎn)線控制要求啟動按鈕在自動模式下，按下啟動按鈕，啟動生產(chǎn)線運行。物料灌裝工藝流程為：（1）按下啟動按鈕，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶正向運行。（2）空瓶子到達灌裝位置時電動機停止轉(zhuǎn)動，灌裝閥門打開，開始灌裝物料。（3）灌裝時間到，灌裝閥門關閉，電動機正轉(zhuǎn)，傳送帶繼續(xù)運行，直到下一個空瓶子到達灌裝位置。

停止按鈕在自動模式下，按下停止按鈕，停止生產(chǎn)線運行，電動機停止轉(zhuǎn)動，傳送帶停止運行，灌裝閥門關閉。急停按鈕當設備發(fā)生故障時，按下急停按鈕停止生產(chǎn)線的一切運行。

控制面板模型啟動停止就地遠程故障1故障2故障3急停正向點動反向點動計數(shù)值清零故障復位手動自動2023/6/1012第3章自動化工程項目設計物料灌裝自動生產(chǎn)線控制要求

正向點動/反向點動按鈕在手動模式下，正向點動/反向點動按鈕用于調(diào)試設備。按下正向點動按鈕，傳送帶正向運行，松手后傳送帶停止運行；按下反向點動按鈕，傳送帶反向運行，松手后傳送帶停止運行。工件計數(shù)統(tǒng)計要求控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)工件的計數(shù)統(tǒng)計，包括空瓶數(shù)、成品數(shù)和廢品數(shù)。成品數(shù)顯示在操作面板的數(shù)碼管上。

模擬量檢測灌裝液罐的液位由模擬量液位傳感器進行監(jiān)視。液位低于下限時要打開進料閥門，液位高于上限時要關閉進料閥門。

控制面板模型啟動停止就地遠程故障1故障2故障3急停正向點動反向點動計數(shù)值清零故障復位手動自動2023/6/1013第3章自動化工程項目設計物料灌裝自動生產(chǎn)線控制要求故障報警當設備發(fā)生故障時，控制系統(tǒng)能夠立即響應，操作面板上相應的故障報警燈會閃亮。按下故障應答按鈕后，如果故障已經(jīng)排除則故障報警燈不亮；如果故障依然存在則故障報警燈常亮。

PROFIBUS-DP網(wǎng)絡構(gòu)建現(xiàn)場總線PROFIBUS-DP網(wǎng)絡，實現(xiàn)物料灌裝自動生產(chǎn)線上的I/O信號通過PROFIBUS-DP網(wǎng)絡與控制柜中的CPU進行通信。HMI監(jiān)控系統(tǒng)在計算機組態(tài)上位監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)崟r監(jiān)視與控制生產(chǎn)線的運行。

控制面板模型啟動停止就地遠程故障1故障2故障3急停正向點動反向點動計數(shù)值清零故障復位手動自動2023/6/1014第3章自動化工程項目設計物料灌裝自動生產(chǎn)線信號分析序號名稱1生產(chǎn)線運行指示燈2手動模式指示燈3自動模式指示燈4就地控制指示燈5遠程控制指示燈6故障1報警指示燈7故障2報警指示燈8故障3報警指示燈9急停指示燈10灌裝罐進料閥門11灌裝罐排料閥門12物料灌裝閥門13終端指示燈14傳送帶正向運行15傳送帶反向運行16蜂鳴器174位數(shù)碼顯示（占16位）序號名稱1灌裝罐液位傳感器2灌裝罐溫度傳感器數(shù)字量輸入信號數(shù)字量輸出信號模擬量輸入信號序號名稱1啟動按鈕2停止按鈕3正向點動按鈕4反向點動按鈕5手動/自動模式選擇開關6就地/遠程控制選擇開關7計數(shù)值清零按鈕8故障1信號源9故障2信號源10故障3信號源11故障應答按鈕12急停按鈕13空瓶位置接近開關14灌裝位置接近開關15成品位置接近開關2023/6/1015第3章自動化工程項目設計工程項目設計報告2023/6/1016第3章自動化工程項目設計自動化項目設計軟件STEP7或啟動SIMATIC?管理器2023/6/1017第3章自動化工程項目設計SIMATIC?管理器用戶自定義選項定義存盤路徑定義軟件和編程的語言退出STEP7重新進入有效2023/6/1018第3章自動化工程項目設計設置編程器通信接口2023/6/1019第3章自動化工程項目設計檢查通信狀態(tài)2023/6/1020第3章自動化工程項目設計STEP7項目結(jié)構(gòu)2023/6/1021第3章自動化工程項目設計輸入項目名選擇存盤路徑確定項目名創(chuàng)建S7項目2023/6/1022第3章自動化工程項目設計在項目中插入站點2023/6/1023第3章自動化工程項目設計設置項目屬性2023/6/1024第3章自動化工程項目設計STEP7的幫助系統(tǒng)幫助文檔2023/6/1025第3章自動化工程項目設計STEP7的幫助系統(tǒng)F1功能鍵在線幫助2023/6/102