計(jì)算機(jī)本科畢業(yè)論文-SIMATIC方靜瑜熱打印機(jī)程序.doc

摘要本文介紹了熱打印機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)過程，其開發(fā)環(huán)境是Windows，開發(fā)工具是SIMATIC，西門子公司可視化編程工具STEP75.0。論文詳盡論述了從需求分析，可行性研究，PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)方法詳細(xì)設(shè)計(jì)、硬件組套，以及調(diào)試的整個(gè)開發(fā)過程，總結(jié)開發(fā)過程中的經(jīng)驗(yàn)以及改進(jìn)方法遵循可編程控制器PLC的編程方法。本系統(tǒng)開發(fā)成功后可以對(duì)熱打印機(jī)進(jìn)行處全自動(dòng)操作，改變以往用繼電器對(duì)生產(chǎn)過程的控制，自動(dòng)控制可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)并且故障低，發(fā)生故障后，能夠自動(dòng)報(bào)警，PLC程序有完善的診斷功能和顯示功能，開發(fā)的PLC程序可以隨工藝要求的變化而進(jìn)行添加、刪除、修改等維護(hù)操作簡單易行，在工業(yè)自動(dòng)化中廣泛的使用PLC，通過PLC編程對(duì)設(shè)備進(jìn)行全自動(dòng)的控制，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，減少人力資源，采用可視化編程工具，使開發(fā)的目標(biāo)程序具有良好的人機(jī)界面，簡單、易用，方便用戶操作等特點(diǎn)，達(dá)到滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。論文從軟件工程的角度描述了系統(tǒng)的開發(fā)過程，從計(jì)劃期的問題定義一直到開發(fā)期原程序代碼都進(jìn)行比較詳細(xì)的介紹，這將為系統(tǒng)今后隨工藝要求進(jìn)行修改，維護(hù)以及進(jìn)一步開發(fā)提供重要的參考資料。關(guān)鍵詞：可編程控制器（PLC）熱打印機(jī)STEP7AbstractThistextintroducedthehotprintercontrolsystemdesignthedevelopmenttheprocess,itstheenvironmentofdevelopmentisaWindows,developpingthetoolisaSIMATIC,thecompanyofSiemensisconsiderabletoturntoweavethedistancetoolSTEP75.0.Thethesisdiscussesindetailstoanalyzefromtheneed,thepossibilitystudies,thesystemofPLCdesigns,theproceduredesignmethodisdetailedtodesign,hardwareawholetheprocessofdevelopmentfor,andadjustingtrying,thesummarydevelopstheexperienceintheprocessandimprovesthemethodfollowstheplaitdistancemethodoftheprogrammablecontrollerPLC.Thissystemcanproceedacontrolforfull-automaticoperation,changingbeforeusingafterelectricappliancestoproductionlinetothehotprinterafterdeveloppingthesuccess,theautomaticcontroldependableishigh,theanti-interferenceabilityisstrongandbreakdownlow,takeplaceafterbreakingdown,canreporttothepoliceautomatically,theprocedureofPLCcontainperfectdiagnosisfunctionwithshowthefunction,theprocedureofPLCofthedevelopmentcanwiththevarietythatcraftrequestbuttheproceedingincrease,sdeleteandmodifyetc.maintenancetheoperationissimpleeasyatargetfor,inindustryautomateextensiveusagePLC,passingPLCweavingdistancetotheequipmentsproceedingfull-automaticcontrol,increasingworkefficiencywithproductquantity,decreasehumanresource,adoptingcanseeingturningweavingdistancetool,makingdevelopmentprocedurehasthegoodman-machineinterface,simple,useeasily,convenientcustomeroperationetc.characteristics,attainsatisfyactualapplieddemand.Thethesisdescribedtheprocessofdevelopmentofthesystemfromtheangleofthesoftwareengineering,fromtheproblemthatplantheperiodthedefinitiontohasbeenarrivingtodeveloptheoriginalprocedureinperiodcodetoproceedthedetailedintroduction,thiswillforsystemfromnowonwithcraftrequestproceedthemodification,supportandfurtherdeveloptoprovidetheimportantreference.Keywords:Programmablecontroller(PLC),hotprinter,STEP7目錄緒論1第一章PLC的硬件組成及編程語言概述311PLC的組成與基本結(jié)構(gòu)31.1.1PLC的基本組成31.1.2PLC各組成部分31.2PLC編程語言描述41.2.1語句表編程概述51.2.2STEP7語句表指令及其結(jié)構(gòu)簡介5第二章問題與定義82.1引言82.1.1編寫目的82.1.2背景82.2問題的提出82.3課題名稱及問題描述92.4課題目標(biāo)9第三章可行性研究103.1.1熱打印機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述及控制原理進(jìn)行可行性研究103.1.2熱打印機(jī)動(dòng)作說明113.2PLC控制熱打印機(jī)不同工作過程123.3使用STEP7編程工具編寫PLC程序的可行性分析123.4STEP7編程的開發(fā)環(huán)境及目標(biāo)13第四章系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1可編程序控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)144.1.1系統(tǒng)要求和過程或設(shè)備分解154.1.2創(chuàng)建功能說明書154.1.3設(shè)計(jì)安全回路164.1.4確定操作員站164.1.5確定PLC系統(tǒng)配置17第五章程序設(shè)計(jì)195.1引言195.2程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)195.2.1線性程序結(jié)構(gòu)195.2.2分部程序結(jié)構(gòu)205.2.3結(jié)構(gòu)化程序結(jié)構(gòu)205.3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)205.4編程215.5程序調(diào)試22致謝23參考文獻(xiàn)24程序源代碼25緒論可編程控制器（ProgammableController）簡稱PC，主要應(yīng)用于并關(guān)量的邏輯控制，在辦公自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化中廣泛使用個(gè)人計(jì)算機(jī)（RersonalComputer）也簡稱PC，為避免混淆，現(xiàn)在一般將可編程邏輯控制器簡稱為PLC（ProgammableLogicController）在可編程控制器誕生前，繼電器控制系統(tǒng)廣泛用于順序型的設(shè)備和生產(chǎn)過程控制中，一個(gè)復(fù)雜的電氣控制系統(tǒng)中可能使用成百上千繼電器，如果工藝要求發(fā)生變化，控制柜內(nèi)元件和接線需要作相應(yīng)的變動(dòng)，繼電器控制系統(tǒng)須重新設(shè)計(jì)、安裝，這種變化工期長、費(fèi)用高，就需要一種新的控制裝置來取代繼電器控制系統(tǒng)，使其工作更加可靠、經(jīng)濟(jì)、容易維修，適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝要求?？删幊炭刂破魇且环N進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工藝環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)，工業(yè)控制器采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)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)算等操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類機(jī)械生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破鳎≒LC）的微處器為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程，面向用戶的“自然語言”編程，是一種簡裝易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。PLC自問世以來，經(jīng)過20多年發(fā)展成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用設(shè)計(jì)編寫PLC程序控制機(jī)械設(shè)備運(yùn)行，成為自動(dòng)控制系統(tǒng)發(fā)展一個(gè)方向和潮流，現(xiàn)代PLC發(fā)展有兩個(gè)主要趨勢(shì)，其一向體積更小、速度更快，功能更強(qiáng)、微小型發(fā)展；其二是向大型網(wǎng)絡(luò)化、高可靠性好的兼容性、多功能方面發(fā)展。PLC編程語言向高層次發(fā)展，西門子SIMATICS7-300PLC的編程語言STEP7，可運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)Windows環(huán)境下,界面極為友好,提供強(qiáng)勁的梯形圖和語句表,功能塊圖的三種形成編程,調(diào)試診斷等功能并備用豐富的隨機(jī)幫助信息,可支持位、字節(jié)、字、雙字、字符串、整數(shù)、雙整數(shù)、實(shí)數(shù)、日期、數(shù)組和結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)類型。SIMATICM7則使用C/C+等高級(jí)語言進(jìn)行編程?？删幊炭刂破鲬?yīng)用主要有以下幾類：1、位置控制用于機(jī)床、裝配、機(jī)械、機(jī)器人和電梯過程控制，對(duì)溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的摸擬量閉環(huán)控制；2、數(shù)據(jù)處理具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)位置、轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作，數(shù)據(jù)采集、分析、處理；3、通信聯(lián)網(wǎng)，PLC之間通信PLC與上位工控機(jī)，PLC與其它智能設(shè)備間的通信；4、開關(guān)量的邏輯控制，這是PLC最基本最廣泛應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)邏輯控制，順序控制，用于單機(jī)控制，多機(jī)群控，自動(dòng)化生產(chǎn)線控制如注塑機(jī)、印刷機(jī)、組合機(jī)床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線，而本論文主要敘述了通過PLC編程控制使熱打印機(jī)對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行自動(dòng)打印其日期、型號(hào)的自動(dòng)控制過程。第一章PLC的硬件組成及編程語言概述1.1PLC的組成與基本結(jié)構(gòu)1.1.1PLC的基本組成6PLC是一種以微處理器為核心的用作控制的特殊計(jì)算機(jī)，組成部分與一般微機(jī)裝置類似，它主要由中央處理單元，輸入接口、輸出接口，通信接口等部分組成，其中CPU是PLC核心，I/O部件連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與CPU之間接口電路，通信接口用于與編程器和上位機(jī)連接整體式PLC，所有部件裝在同一機(jī)殼內(nèi)，而模塊式PLC，各功能部件獨(dú)立封裝，稱為模塊，各模塊通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接，安排在機(jī)架或?qū)к壣?，整體式PLC邏輯框圖：如圖1.1所示接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)受控元件圖1.1plc邏輯框圖模塊式PLC邏輯框圖：如圖1.2所示現(xiàn)場(chǎng)總線-圖1.2PLC邏輯框圖1.2PLC各組成部分編程裝置計(jì)算機(jī)其它設(shè)備I/o擴(kuò)展口I/o擴(kuò)展單元外設(shè)接口ROMRAM后備電池輸入部件CPU電源輸出部件通信模塊上機(jī)位或其它通信設(shè)備輸入模塊輸出模塊智能I/O模塊CPU模塊編程器1、中央處理單元CPU6中央處理單元是PLC主要部分，系統(tǒng)的核心，它通過輸入裝置讀入外設(shè)狀態(tài)，由用戶程序去處理，根據(jù)處理結(jié)果通過輸出裝置去控制外設(shè)。一般中型可編程序器為雙微處理器系統(tǒng)，一個(gè)是字處理器，另一個(gè)是位處理器。字處理器處理字節(jié)操作指令，控制系統(tǒng)總線內(nèi)部計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、監(jiān)視掃描時(shí)間，位處理器主要作用處理位操作指令和在機(jī)器操作系統(tǒng)的管理下實(shí)現(xiàn)PLC編程語言向機(jī)器語言轉(zhuǎn)換。2、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要存放系統(tǒng)程序，用戶程序及工作數(shù)據(jù)。3、輸入輸出部件（I/O）模塊PLC通過I/O模塊與工業(yè)生產(chǎn)過程現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)系，通過I/O接口檢測(cè)被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過程各種數(shù)據(jù)，這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被挖對(duì)象進(jìn)行控制信息依據(jù)。同時(shí)，PLC又通過I/O接口將處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制。4、編程裝置和編程軟件（1）專用