基于PLC的電子皮帶秤設(shè)計

1、X武目z孝洗WUCHANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本科畢業(yè)論文（設(shè)計）基于PLC的電子皮帶秤設(shè)計姓名學(xué)號班級年級專業(yè)學(xué)院指導(dǎo)教師完成時間論文題目2017年03月28日作者聲明本畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下由本人獨立撰寫完成的, 沒有剽竊、抄襲、造假等違反道德、學(xué)術(shù)規(guī)范和其他侵權(quán)行為。對本 論文（設(shè)計）的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確 方式標(biāo)明。因本畢業(yè)論文（設(shè)計）引起的法律結(jié)果完全由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計）成果歸武昌工學(xué)院所有。特此聲明。作者專業(yè): 作者學(xué)號: 作者簽名:2017年3月28日基于PLC的電子皮帶秤設(shè)計The Desig n of E

2、lectro nic Belt ScaleBased on PLCX, X2017年03月28日很多技術(shù)如PLC技術(shù)的發(fā)展，極大地提高了社會生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì) 量，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，配料行業(yè)的地位尤為重要，合理穩(wěn)定而又準(zhǔn)確快速的配料生產(chǎn)工 序直接關(guān)乎生產(chǎn)中的各個步驟，因此配料生產(chǎn)行業(yè)擁有著廣闊的發(fā)展前景。外部接線簡單，內(nèi)部程序的簡單性都是 PLC的優(yōu)點。PLC在外部接線沒有發(fā)生變化時，不僅可以很快的重新設(shè)計程序，而且其內(nèi)部的軟繼電器寄存器可以實現(xiàn)多種極為復(fù)雜的控制 功能，且不易發(fā)生故障，不易受到干擾，使用壽命長，執(zhí)行命令時間短，可以使用多 重指令，等優(yōu)點，這些優(yōu)點都正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)繼電器的

3、缺點。因此，本研究選擇的研 究對象是基于PLC的電子皮帶秤。本文在研究時，遵循配料生產(chǎn)的特點和生產(chǎn)要求。研究了S7-300 PLC電子皮帶秤自動配料控制系統(tǒng)的設(shè)計、 仿真和使用方式。本設(shè)計中的系統(tǒng)依據(jù)配料生產(chǎn)的要求，詳細(xì)的介紹了控制系統(tǒng)的主要控制功能和結(jié)構(gòu)。重點介紹了STE P7軟件的各項情況，包括對其的選擇、安裝、程序的設(shè)計和整體系統(tǒng)的調(diào)試。關(guān)鍵詞： 電子皮帶秤；S7-300; PLCAbstractWith the compu ter, n etwork, database and other related tech no logies continue to develop and i

4、mprove the automation system has been greatly improved. PLC app licati on greatly impro ved the quality of p roducts and p roduct ion efficie ncy, i n the en tire in gredie nts in dustry has a broad app licatio n prosp ects. The batch ing system occ up ies an extremely imp orta nt p ositi on in the

5、in dustrial p roduct ion p rocess of many in dustries. The rati on ality, stability, accuracy and rap idity of the batchi ng p rocess directly affect the subseque nt p roduct ion p rocess. PLC has the adva ntage of simple external wiring, internal program variable, without changing the wiring in the

6、 case, you can re-desig n p rocess, the con structi on p eriod is short, the internal soft relay is a register, no con tacts, low failure rate, lo ng life, an ti-jam ming cap ability Stro ng, the impi eme ntati on of a short time, the app licati on of in structi ons, can achieve comp lex con trol fu

7、n cti ons, etc. The traditi onal relay is the lack of con tact system, high failure rate, the average rep air time is long, short life, po wer consump ti on, cha nge the system fun cti on , Will be re-wiri ng, heavy workload, easy mistakes, the impI eme ntati on of a long time and so on. Therefore,

8、this study selected PLC-based electro nic belt scale for research.Accord ing to the characteristics and requireme nts of batch p roducti on, this paper in troduces the desig n scheme and simulati on and use method of automatic batch ing control system of belt scale S7-300 PLC. The system has compiet

9、ed the design requirements of the batching system, and the control system of the main control fun cti ons and the structure of a detailed in troducti on. But also highlights the STE P7 software selection, installation, ladder program design and the overall system debugg ing and so on.Keywords： elect

10、ro nic belt scale; s7-300; pic總體設(shè)計方案2.1系統(tǒng)的工作原理和流程圖1.2系統(tǒng)的基本功能2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程.2.4 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能設(shè)計及檢測2.3.6.3.1 PLC主循環(huán)程序0B1和初始化程序OB1003.2中斷程序OB353.3控制輸出功能模塊 FC1和FC1013.4 PID 運算 FB1 和 FB101 3.5報警功能FC3和FB33.6累計功能FC4和FB43.7數(shù)據(jù)檢測FB2和FB1023.8測皮重FB5和FB1053.9標(biāo)定秤FB63.10運行初始化FC103.11仿真模塊FB10和FB1101215161921222

11、3262629對系統(tǒng)的模擬仿真及調(diào)試324.1模擬仿真組態(tài)用軟件PLCSIM4.1.2 S7-PLCSIM的主要組成部分4.1.3配置過程4.2模擬組態(tài)步驟323232343536主要參考文獻(xiàn).3.738如今像醫(yī)療、建材、修路以及包裝等各行各業(yè)都在廣泛地使用PLC自動配料控制系統(tǒng)和應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)。很多地方都需要人手參與，效率低下且精度差的 傳統(tǒng)控制系統(tǒng)，多是依靠繼電器和接觸器等設(shè)備一步一步完成順序程序的，自動化程度極低。在市場經(jīng)濟(jì)日新月日的進(jìn)步過程中， 生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和效率就是生 產(chǎn)者取得更多利益，獲得更穩(wěn)定發(fā)展的制勝法寶，所以電氣自動化需要進(jìn)行更深 更廣的發(fā)展。需要稱重的物品被放在運動的皮帶

12、上， 物品就算是處于散亂狀態(tài)，也是能夠 被較為準(zhǔn)確的稱重，行使稱重功能的工具就是皮帶秤。 在日常的生活中，配料系 統(tǒng)需要針對不同的生產(chǎn)要求完成各種生產(chǎn)。 所以，其系統(tǒng)中的皮帶秤的構(gòu)成不能 太單一，控制整個操作的運行系統(tǒng)也必須相當(dāng)完善。在本設(shè)計中，之所以采用 PLC的系統(tǒng)控制軟件，是因為PLC的系統(tǒng)控制可以在真正意義上實現(xiàn)電氣運行 的自動化，完全吻合現(xiàn)在各企業(yè)的生產(chǎn)方式，穩(wěn)定、高效、安全、實用。2總體設(shè)計方案2.1系統(tǒng)的工作原理和流程圖日新月異的電子計算機(jī)技術(shù)在皮帶稱中的應(yīng)用，極大地提高了皮帶秤的計量精度， 改善了它的穩(wěn)定性，簡化了操作程序，易于維護(hù)，使其廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)。皮帶秤能夠根據(jù)不同物

13、品的變化而進(jìn)行實時的稱量，它的應(yīng)用使得操作人員不需要自己動手處理 很多精細(xì)的生產(chǎn)活動，也減少了工作人員的重體力勞動量，使得在相同的時間下，擁有 的合格的成品數(shù)量增多，最終企業(yè)或者商家就可以獲得更高的效益。流量的測定是一個 非常簡單的。先對皮帶上的商品進(jìn)行稱重，然后核對商品在皮帶上運行的速度，這樣就 得到了輸送流量。其缺點就是皮帶稱的動態(tài)測量會導(dǎo)致測量的精度不夠。把給料機(jī)抖出 來的物品，放在皮帶上，讓物品隨著皮帶向前慢慢移動。皮帶秤內(nèi)部可以進(jìn)行稱重的得 器具，會對皮帶上的東西進(jìn)行稱量。東西的重量被稱出來以后，在它的內(nèi)部就會生成信 號，這些重量可以一個個加起來，形成累加重量。在東西和皮帶向前慢慢運

14、輸?shù)臅r候， 每一段時間皮帶秤里面的稱重工具都會記錄下那個瞬間物品的重量，這兩個重量值的信息都會通過一定的方式傳輸給能控制給料量的機(jī)器內(nèi)去。這些測量出來的量值都會在掌控的器械里面進(jìn)行對比，緊接著，這個器械就會把它剛剛收到那些數(shù)據(jù)和重量輸送出來， 這樣就可以想給多少量就給多少量了。在整個運行的系統(tǒng)的上面的機(jī)器有統(tǒng)領(lǐng)的作用， 它可以把想要的數(shù)據(jù)編程成為實際運行時使用的數(shù)據(jù)，在和系統(tǒng)里面其他的軟件一起進(jìn)行運行，就可以實現(xiàn)系統(tǒng)沒有人的操作，也可以運行的。圖2.1系統(tǒng)控制流程圖1.2系統(tǒng)的基本功能以下為其基本功能的介紹：監(jiān)控系統(tǒng)：記錄皮帶秤在運行過程中對物品進(jìn)行稱量的一些數(shù)據(jù)。畫面顯示：在計算機(jī)的顯示器中

15、顯示皮帶秤在運行過程中所收集到的相關(guān)控制參 數(shù)，并顯示實時的配料曲線和表格。通訊功能：控制全部系統(tǒng)的總機(jī)和 PLC之間可以把操作過程里面記錄的那些數(shù)據(jù) 互通有無。數(shù)據(jù)處理：前面皮帶秤通過它里面的工具，收到了好多有用的信息，把這些資料進(jìn) 行一下整合和處理以后，就可以計算出最能夠保證各方利益的數(shù)字?？刂乒δ埽阂罁?jù)在進(jìn)行操作前，所設(shè)定的額定值，自動監(jiān)控設(shè)備的運行情況，包括 PID調(diào)節(jié)。報警功能：運行的環(huán)節(jié)很多，會出現(xiàn)故障的可能性也越多，假如哪一個過程在運行 不通暢的時候，總管的機(jī)器就可以發(fā)出特殊信號報警。2.3系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程在自動配料系統(tǒng)中，配料和料流量都是由上位機(jī)進(jìn)行控制，上位機(jī)可以建立配料

16、模 型和最后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計和打印。皮帶的順序控制和電磁給料機(jī)的變頻控制由下位機(jī)完成， 下位機(jī)采用的是PLC系統(tǒng)。如果用頻率可以隨時變化的驅(qū)動器，配料的誤差就可以降 低到百分之零點五一下。8臺編號為1#，2#，3#，4#,5#,6#, 7#，8#的皮帶秤配料線組 成了完整的配料系統(tǒng)，每一臺皮帶秤上的輸送不同的物料。系統(tǒng)中的每一臺皮帶秤的兩 級控制都是由PLC和主機(jī)實現(xiàn)的。(1)工業(yè)現(xiàn)場工廠生產(chǎn)時所需要的設(shè)備必須是要求齊全的，只有這樣，才可以讓工廠的生產(chǎn)運營 正常。PLC的作用是采集皮帶秤運行是各個電機(jī)，電磁閥和變頻器的相關(guān)控制對象的數(shù)據(jù)和信息，在對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再反饋給被監(jiān)控的對象，最后將數(shù)據(jù)信

17、息傳入到上 位機(jī)。同時，下面被控制的器械都要接受來自系統(tǒng)上面的總機(jī)的號令，然后下面的器械 接收到這些號令以后，首先要做的事就是分析這些命令，然后這些工作器械又變成了發(fā) 布號令的角色，把他們分析的結(jié)果又以新的命令形式向更下面的執(zhí)行器械發(fā)出，等待他 們做出相應(yīng)的回應(yīng)。本設(shè)計系統(tǒng)中，實行的是一對一的設(shè)計，即一臺變頻器控制一臺電磁振動給料機(jī)。 可以變換頻率的器械只能夠接收數(shù)字型的數(shù)據(jù)信號，再想辦法把電機(jī)的運轉(zhuǎn)速度控制 住，然后還要向上面的器械報告自己的情況。假如，自己的工作狀態(tài)不好，就通過傳話 筒器械向上一次反映，上面的控制級別的器械就會發(fā)出警告的信號。它對電磁振動給料 機(jī)的控制可以不斷地完善電磁振動

18、給料機(jī)的自我保護(hù)和電機(jī)的保護(hù)功能。(2)控制室控制室內(nèi)的設(shè)備有PC、打印機(jī)和組態(tài)軟件等。在下面的 PLC把自己收集到的那些 用的資料向上一級的機(jī)器傳遞，這樣上一級的機(jī)器就可以把我們在系統(tǒng)中的要監(jiān)控的東 西的實際情況顯示出來。假如，在哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了運行部通暢的情況，上一級的機(jī)器 還可以進(jìn)行警告。如果，每一個環(huán)節(jié)都運行的十分通暢，那么上面的高級控制端就會向 它的低級控制端發(fā)號令。在本設(shè)計系統(tǒng)中，上面的高級控制機(jī)器把整個系統(tǒng)在運行中的 各個部分都充分的表現(xiàn)出來，并且對一些部分還可以進(jìn)行開關(guān)的控制。有電以后，自動進(jìn)行配料的機(jī)器就會在皮帶的帶領(lǐng)下旋轉(zhuǎn)起來，根據(jù)不同時間段的 不同需要，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)會有微型

19、的機(jī)器進(jìn)行處理。進(jìn)行加工的東西從那個裝了很多東西的漏斗里漏到皮帶上，皮帶移動，就把要加工的東西一起運到了可以稱重的地方去了。 在那里稱完重量以后，加工物對稱量區(qū)域有壓力，這個壓力又會被轉(zhuǎn)化成別的信號，而 且還在傳播過程中越變越大，到最后，工作人員獲得的信號是和加工物的質(zhì)量有關(guān)的電 平信號。上面的總機(jī)會接收這個電平信號，然后在隨機(jī)抽取生產(chǎn)好的產(chǎn)品進(jìn)行分析，把 電平信號最終轉(zhuǎn)化成運輸流量的信號，而且還可以在系統(tǒng)上面的總控制機(jī)上顯示。同時, 系統(tǒng)處于上端的控制機(jī)把它得到的信號傳輸給 PLC,收到信號后，又要把這些信號同系 統(tǒng)上面的總控制機(jī)所規(guī)定的數(shù)據(jù)相比較，根據(jù)比較結(jié)果，在系統(tǒng)中各個運行部位的參數(shù)

20、進(jìn)行調(diào)整，選擇最為合適的電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度。給出滿足要求的加工物，這樣自動配料才可 以實現(xiàn)。在時域中可用公式表示如下：1U t 二kp e t +tTdde tdt公式中的誤差和控制器輸入用 e(t)表示，控制器的輸出用u(t)表示，kp為比例系數(shù), Ti為積分時間常數(shù)，Td為微分時間常數(shù)。系統(tǒng)流量PID閉環(huán)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)圖如圖1-4所示。 在進(jìn)行產(chǎn)品加工時，通常以產(chǎn)品中的主要成分為主要研究對象，它可以調(diào)節(jié)實際生產(chǎn)中 的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，在根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)的特殊要求，通過系統(tǒng)上面的主要控制機(jī)器控制生產(chǎn) 過程中其他的數(shù)據(jù)。設(shè)定流量Q圖2.2流量PID閉環(huán)調(diào)節(jié)只要系統(tǒng)開始啟動，加工物配比生產(chǎn)線也開始運行。運行前，要先

21、進(jìn)行系統(tǒng)的全新 程序調(diào)整，把符合生產(chǎn)要求的數(shù)值輸入系統(tǒng)的控制器，然后要檢查存放加工物的容器中 是否有足夠的加工物品，如果容器中的加工物不滿足生產(chǎn)所需要求，那么要先向容器中 添加加工物，所有檢查程序結(jié)束后，就可以開始產(chǎn)品的加工生產(chǎn)了。在實際操作運行時， 如果系統(tǒng)的運行參數(shù)和上面的控制機(jī)器所規(guī)定的值有出入時，通過調(diào)節(jié)器對出入進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足系統(tǒng)的要求。按照配方工藝的要求，進(jìn)行輔料的添加，然后對按比例配比混 合的物料進(jìn)行記重。PLC和上位機(jī)對系統(tǒng)中的主料秤和輔料秤進(jìn)行兩級控制?，F(xiàn)在拿1#，2#，3#，4#四臺電子皮帶秤舉例子，進(jìn)行自動編程的分析，整個運行系統(tǒng)中的相關(guān)器件作為分析過 程中的被控對象。電

22、機(jī)的開始旋轉(zhuǎn)和停止運作。頻率可變的控制器，只接受的輸出信號 是數(shù)字，然后經(jīng)過一番調(diào)節(jié)之后搖身一變，成了高頻脈沖。裝加工物的容器里面也有一 個感應(yīng)器，它主要是感受容器里面到底有多少材料，電機(jī)里面有一個專門感應(yīng)電機(jī)運轉(zhuǎn) 速度的傳感器。系統(tǒng)需8個數(shù)字量輸入信號，25個開關(guān)量輸入信號和24個開關(guān)量輸出 信號，I/O點總數(shù)量為57。I/O點數(shù)量和類型如表1所示。表2.1 PLC I/O 口數(shù)量和類型I/O類型數(shù)字量輸入點 數(shù)開關(guān)量輸入點數(shù)開關(guān)量輸出點數(shù)信號 類型流量信號4按鈕3電磁閥4速度信號4料位傳感器8信號燈8變頻器故障4接觸器9變頻器運行4變頻器調(diào)速信號3自動、手動切換開關(guān)SA2跑偏監(jiān)測電位器RP

23、24小計3324總計33/24不同的貴公司使用的PLC各有千秋，但是大部分都是一些像 SIMATIC S7-/300 樣 的小東西，它還有好多不同的單元格，不同單元格之間可以相互配對，形成滿足不同要 求的新的程序單元格。從被控對象的I/O點數(shù)，自診斷功能等方面考慮，選用SIEMENS 公司S7-300系列PLC的CPU 315-2DP最為合適。CPU 315-2DP是唯一帶現(xiàn)場總線（PROFIBUS）SINEC L2-DP 接口的 CPU 模板。2.4 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計西門子公司研發(fā)的相關(guān)產(chǎn)品數(shù)量之多，但他們 S7-300系列的PLC是其公司比較受 歡迎的產(chǎn)品了，它所用的編程語言是 ST

24、EP7。STEP 7編程軟件，通過使用一些特殊的 運行手法，實現(xiàn)它的離線操作，就算離線操作，它也不影響信息通過各種方式直接到內(nèi) 部進(jìn)行運行。在系統(tǒng)運行過程中，有很多需要進(jìn)行調(diào)動的地方，在調(diào)動的時候，系統(tǒng)并 不會放棄對正在運行的系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)的監(jiān)控，這種不間斷的監(jiān)控，使得系統(tǒng)里面的數(shù) 值處在動態(tài)的恒定變化中，為操作系統(tǒng)的運行提供了巨大的好處。客戶使用的程序其實 已經(jīng)被STEP7劃分的成各種類型的小單元了。系統(tǒng)單元和用戶單元是程序分類的兩種 類別。在本系統(tǒng)中，PLC的任務(wù)也是有很多的。不僅要好好的接受外部按鈕產(chǎn)生的信號數(shù)據(jù)， 還要保證系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)信號被接收和控制。再把這些信號數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理分析

25、，將 分析結(jié)果上傳至上面的總控制機(jī)器，在由其對各個分系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌，確定任務(wù)，從而實 現(xiàn)自動產(chǎn)品裝配機(jī)的全自動。自動配料程序共有OB 1及FC1至FC6等7個 塊”主程序是OB1,想要組織 好整個程序，就要調(diào)用6個“CALL語句，從而依次調(diào)用FC1至FC6等6個功能模塊， 6個功能塊在程序運行時的任務(wù)分別是：負(fù)責(zé)設(shè)定系統(tǒng)啟動以及啟動后的運行方式；負(fù)責(zé)對系統(tǒng)的停止進(jìn)行設(shè)定；負(fù)責(zé)控制在加料物時，計量泵和計量泵的配比； 負(fù)責(zé)設(shè)置在運行過程中出現(xiàn)故障、事故時的處理控制 負(fù)責(zé)控制對變頻器；負(fù)責(zé)控制指示燈的顯示FC lFC2FC3FC4FC5FC6在本系統(tǒng)中，PLC的任務(wù)也是有很多的。不僅要好好的接受外部按

26、鈕產(chǎn)生的信號數(shù) 據(jù)，還要保證系統(tǒng)內(nèi)部的相關(guān)信號被接收和控制。 再把這些信號數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理分析, 將分析結(jié)果上傳至上面的總控制機(jī)器，在由其對各個分系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)籌，確定任務(wù)，從而 實現(xiàn)自動產(chǎn)品裝配機(jī)的全自動。3系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能設(shè)計及檢測3.1 PLC主循'環(huán)程序0B1和初始化程序OB1001. 主循環(huán)程序主循環(huán)在程序中，通過對各級機(jī)器以及各級程序的運行狀態(tài)進(jìn)行精準(zhǔn)控制，從而實 現(xiàn)廠家對產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。先將“停止模式”置位，接通后將“測皮模式” “標(biāo)秤模式” “運行模式”復(fù)位。0B1 : *MairL Program Swep (Cycle) *注釋:程序段?1 ；標(biāo)範(fàn)31行模式*”測皮模式才

27、標(biāo)秤模式""停止模式-H/I1/11/f儁止*1昌止nr停止模式:*_I*運行模式"7_I亠測皮模式*（R）I*標(biāo)秤模S"（KjI當(dāng)“運行模式”、“測皮模式” “標(biāo)秤模式”接通后，將“停止”開關(guān)復(fù)位。程序如下："運行""卿底模式r "標(biāo)秤棋式-"運行模式"f'停止IT-1/1.測戍jtfE "停止模式'一丘一程序段M :標(biāo)題;徑薛:_驚知""停止TTT/H-H/b-'標(biāo)秤iTT/I"序止模式”"測皮根式*I IS -停止模

28、式-R 稈序® ¥6 ；標(biāo)題:"停止模式"標(biāo)FTT/l"運行M”I/H-"測虔ITT/l標(biāo)秤慌式fs)_I"停止模式ER_I假如信號接通了，不管其他條件具備的如何，都只有在各路的壓力信號都比零大才可以運行。岀園逅8：標(biāo)題稈序牯t標(biāo)甌將每一路的壓力信號檢測值賦零。程序段9:2. 初始化程序初始化系統(tǒng)的程序是先將 “測試模式”和 停止模式”置位，在“停止”接通后, 在進(jìn)行“運行” “測皮”“標(biāo)稱”的復(fù)位，將MD值賦零。OBlOO :"C Lunpl etc Re st ii t*程序段:標(biāo)題;Debug*H/H-Dcb

29、u十)-程序虞*?2 :標(biāo)題.k停止槿式-/!程序星*?3 :標(biāo)題:'停止模式"運行模式*R (RJTr MOVEENENO0-INOUT-WLS3.2中斷程序OB35OB35用于調(diào)用其他環(huán)節(jié)的各個模塊 程序如下：多路仿真環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)檢測環(huán)節(jié)的調(diào)用0B35 : *CyclTc Interrupt*S序段?I:標(biāo)題;*仿真數(shù)據(jù)*多路仿真 EW ENO程序段?2 :標(biāo)題娥據(jù)檢測多踏檢測EN ENO多路PID和報警環(huán)節(jié)的調(diào)用程序:程序段?* :標(biāo)題;注峯”運行模式'豐嚴(yán)數(shù)多路FID “ EH EMO標(biāo)秤模式亠程序段M :標(biāo)題"運行模式"甘艮警數(shù)據(jù)*EW E

30、HO累計和輸出模塊的調(diào)用:”運行模式-H a6航計延時一護(hù)I35Tfl 1OSk希計証時走時Ti一責(zé)i廠TTTTKMii1rr.jJEJJ' "索計蔽艱”控制輸岀ENE血測皮和標(biāo)秤模塊的調(diào)用程序:Srrffl?u I 你顋：小測氏模式"M10, 3k些聲利0皮賴蚊程序EK ENO 亠澳底徐爾- * stspO S e序film :標(biāo)題I酹圣:"標(biāo)砰延時亠標(biāo)秤樽式亠左時丄 一旺Isen 105程冷: tj駁b程序段*?“:標(biāo)題：ADD_IEMENIHl OUT1112ctiner 1-一"cPimer"3.3控制輸出功能模塊 FC1和FC

31、101此模塊實現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，功能實現(xiàn)后數(shù)據(jù)在04095范圍之內(nèi)。1. 單路控制輸出梯形圖設(shè)計FCL :標(biāo)題：輪出門能.定巡單飜出騎據(jù)轉(zhuǎn)桓.中F101功能調(diào)甲.cTrfTirClT.V-lEllQ>T_-INIOUT4.0ig5PK)e+閃1-JN2程存霞M :粽題*1-EJIROUNDOCT-ffiiflii-EMMOVEENOCOTMOVEENOINCUT程序段*?$:標(biāo)題:程序星?以：標(biāo)題22.多路控制輸出FC101是以一路為例，程序如下:FC 101 :標(biāo)題：3.4 PID 運算 FBI 和 FB101在很早以前微分調(diào)節(jié)控制技術(shù)就已經(jīng)發(fā)展起來了，因為它自身兼具了很多的優(yōu)點， 以

32、至于在歷史發(fā)展的長河中，它的發(fā)展前景日益迅速。在實際的運用和理論的研究上起 著不可或缺的作用。本設(shè)計系統(tǒng)的核心也是建立在 PID基礎(chǔ)上的控制模塊。作為發(fā)展歷 史悠久的控制算法，它也經(jīng)歷的發(fā)展和革新。并在發(fā)展中不斷的進(jìn)步，優(yōu)化自身的功能 品質(zhì)，為現(xiàn)在的工廠生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力的助力。調(diào)節(jié)原理大致基于方程式：T k 1T.Ti i 0u(k) Kpe(k)二 e(j) ；e(k) e(k 1)I；u(k)為t=KT時的控制量。1.單路PID先計算出偏差量賦給ekS序段?4 :標(biāo)題;注紹1 1L1UL_RPMPIJA1 1#Kr-INIOUT-furifdek-rw2按照調(diào)節(jié)原理進(jìn)行相應(yīng)的運算，分別乘以

33、系數(shù)后進(jìn)行比例、積分、微分各環(huán)節(jié)的運算。ffJL LUiXJ 1CMP aREKMOVE EWO1 1"uk =INI1*0000008+003 -IKOUT1. OOOOOOe+002 一1N2: ujsa.RNMOVEENTiINOUTm-iT2.多路 PID FB1O1以一路為例，程序如下:FB101 :標(biāo)題：3.5報警功能FC3和FB3在系統(tǒng)運行不通暢的時候，系統(tǒng)需要做出報警的動作，在這種特殊狀態(tài)時，程序就 開始進(jìn)行報警。1.單路報警模塊設(shè)計FC3#apvL在系統(tǒng)上面的高級控制區(qū)設(shè)定好一個界限，信號超過界限進(jìn)入上限，低于界限，歸 入下線。CMP vRiMl1K24ph CMP

34、 >RIKl1W2#a_pTrh7-出現(xiàn)意外狀況的次數(shù)累計到一定數(shù)值，開始報警。:標(biāo)麺srrffiy斥:標(biāo)題,2.多路報警FB3報警置位，接通后報警停再置位，運行后“運行模式”復(fù)位。程序膜7詛:杯題."停止模式E =_I亠運行模式4 尺一Ik很警停* S_I3.6累計功能FC4和FB4系統(tǒng)對每個周期的量要進(jìn)行累積相加1.單路累計模塊梯形圖設(shè)計FC42.多路累計模塊FB4以一路為例，程序如下:"runlpvlpvaCTBl.aCTlFll#acujnll-acumlflacuinhl -acuinhFB4 :標(biāo)題:累計史能塊-實現(xiàn)多路累計口調(diào)用單路累計功能rc仏由閒直接

35、調(diào)用腳腳：標(biāo)題;"累計功對ENEMO3.7數(shù)據(jù)檢測FB2和FB1021.單路數(shù)據(jù)檢測FB2hti2 :巒題.甌據(jù)趨渙阪色塊.冥現(xiàn)單藍(lán)ffi埶握檢iM調(diào)用訊2.由FU12用.程序融1:標(biāo)惑躍潮園：標(biāo)匪tr'T Lt I l.OOOOOOH-MS-msWUL REJJEIKiZIJl.OUTZSi2-#E#R-” idKl” -ifpvD(V_R EF EJIQ#1環(huán)一 IHL CUT2.多路檢測FB102，調(diào)用FB2。以一路為例，程序如下：:標(biāo)題:Sfetadl EM ENOady pvjV. jVpvladyiO* adyfi"adKJ"-3.8測皮重FB

36、5和FB1O51.單路測皮重梯形圖設(shè)計FB5分為五步操作FBe :標(biāo)題I測皮程序.0"tax十啟動"end出高時取七#0皮重甄曙7JllstepOT 1AstHpl +I+1VstepLS0 M t.一fdrp5十_I程序®歸:槪題:初始出istcplTsl*stcpOHKb-Sa+crlI 1=Oatopa=fEjiistepl.:標(biāo)題,第丄eyr 30秒ifutwpS-fsl測虎尋待宦時"ffst曰p3k測隔時間馬日歩=計皮車#b+«I>4# nnrll?ct<jp3-（昉-#step3+1-fsj-此step以-UJ第一步：皮

37、重和記錄次數(shù)都賦零程序?qū)彛? :標(biāo)題I第二步：等待30后再測皮2»aaft4ste|j2T I"測艮寺待一或一IS6Tf30S第三步：測取皮重并進(jìn)行數(shù)據(jù)類型的轉(zhuǎn)換，測皮時間定為三分鐘，測皮次數(shù)累計。第四步：講多次測量結(jié)果去平均值，得出皮重。瞬11噸1.多路測皮模塊FB105多路時調(diào)用FB5模塊以1路為例：PC 10 :標(biāo)題'FB105 :標(biāo)題:CMP =|中!1皮重* EN ENOIN1IN2#endady-ftare-fendMOVEEKENOINOUTend-*adylO'ftare "測皮模式r7I3.9標(biāo)定秤FB6以一路為例，程序如下:Ft

38、e :3.10運行初始化FC10在系統(tǒng)檢測到數(shù)值之前,要保證各項賦零或賦予初始值，這就是初始化程序的作用。.報姿停"nMOVEHNENO0-LMOUTUDO程序®vs t標(biāo)題:4Kfplfi7< : tTMOVEMOVEVKTvnciCITT?W<10C.JMINE. HLl擔(dān)警數(shù)財O-r". nINP-111 *©UT-.al-tpT2OUT"報警數(shù)據(jù)* altMv2漁詞議襯：標(biāo)題，ENMOVE EWQEMMOVE KNk?0-TTfOUT"嫌蠻甜堀- .NltpwSo-TNnuT-報養(yǎng)費抿” -” alt>v3得

39、序段¥6 :標(biāo)範(fàn)IMOVEIOVEENENOEMENOo-tttOTJT altpKlO-TWOUT*報軽熬據(jù)" altHfcvd理序劎11:SJ? 0K12 -京SEz3.11仿真模塊FB10和FB1101.單路仿真程序FB10,由FB110調(diào)用。讓檢測量pv逐漸逼近于控制量mv，從k時刻到k+1時刻的變化需要乘以一個誤差 系數(shù)，程序中設(shè)為0.01,pv(k)=pv(k-1)+0.01mv(k)-pv(k-1)FBIO :柿粗t団LD!EWENDLKSLB_RGlTTVnCUTZHOTTT-歸flr-IHl07T叱一uriffxvi 一WL_RKKClfehPC EHR

40、ntj<£ -:WlOUT-ill(fs-inionrorrmpp-4r-7W?wa-H22程序段？3:標(biāo)範(fàn)程序段?4 :標(biāo)題£程序段25 :標(biāo)紙程序段殆:標(biāo)題=MOVEENEHOIKOUT如al -#ad.y2.多路仿真FB110以一路為例，程序如下:ITBllO :標(biāo)題:a降程序段兮丄:標(biāo)題=EW#fzLENOIW11 一IRviady-*adyl*2001-valads-adsT4對系統(tǒng)的模擬仿真及調(diào)試因為在系統(tǒng)運行中，不可能是系統(tǒng)運行的工作環(huán)境完全真空， 所以，系統(tǒng)運 行中或多或少都會受到外界的影響。為了讓設(shè)計的實驗?zāi)軌蚋玫卦趯嶋H產(chǎn)品生 產(chǎn)中得到應(yīng)用，所以一

41、定要對設(shè)計成果進(jìn)行仿真調(diào)試。 為了解決這個問題，西門 子公司為S7- 300 PLC提供了一個專用的仿真軟件 S7- PLCSIM 。4.1模擬仿真組態(tài)用軟件P LCSIM4.1.1 S7-PLCSIM功能及介紹1.S7-300和S7-400PLC的用戶程序功能十分強(qiáng)大，不僅通過自身的能力， 還可以充分利用S7-PLCSIM的離線操作功能，實現(xiàn)其對于模擬PLC的各個部件 的瀏覽，對于一些簡單的操作，有時候都不并用系統(tǒng)中較為高級的程序進(jìn)行檢測， 只需要在模擬的窗口進(jìn)行模擬操作。2. 可以對定時器自動運行和手動運行進(jìn)行監(jiān)視和修改3. 該軟件還可以進(jìn)行多項相關(guān)數(shù)據(jù)的讀寫。4. 在仿真的PLC中，可以

42、中斷組織測試程序，通過記錄操作事件和記錄回放， 來對程序進(jìn)行測試。4.1.2 S7-PLCSIM的主要組成部分1. CPU視圖對象。想要對這個對象進(jìn)行模擬檢測的話， 在模擬程序已啟動, 該對象就會顯示出來，對于其工作狀態(tài)的選擇，用戶都可以進(jìn)行自行選擇。2 .插入視圖對象。3. PLC文檔、LAY文檔。4.1.3配置過程先安裝step 7然后再裝PLCsim。這樣在simatic管理器里面，就有一個啟動 picsim的圖表，點擊就可以啟動 plcsim 了。WinCC V5.1的缺省安裝還不夠，必須在“通訊”組件下，選擇安裝“ S7D0S” 和“對象管理器”組件。如下圖所示：Select Com

43、panents選揮慘希望安裝的鉅件清際您不希望安裝的爼件.態(tài)。組件需要的空間：7S0&76 KC返回（國I下二步刮J取消圖4.1對象管理器配置 step7 和 PLCsim1）打開ste p7管理器,打開原來組態(tài)好的工程。2）點擊圖表啟動plcsim程序。3）打開硬件配置，查看CPU上MPI接口的號碼（比如我這是MPI地址為5）。4）點擊下載硬件配置，出來的對話框中選擇通過 MPI address=5來連接CPUAikirU V Vf W 上I 丄 匸L L七 X DJk wclcll. 鼻 PFir HLB-? TIF-?-ed*_Lu_LR oLc-:miUKH*lpIt TV*+

44、 * 車¥齊* * * *. i *-nMRl address | Modijl* typi | Station i-ianri* Module- n-ame- | Pl-Kit *=1 口rsition 誑II iC.t'Uu41-O圖4.2硬件地址配置5）然后下載已經(jīng)編好的程序 blocks到PLC中，并啟動PLCsim到運行狀這樣就完成了配置，step7可以進(jìn)行程序的在線調(diào)試和查看出錯信息等操作。PLCsim只支持MPI協(xié)議的連接，如果你的 WinCC工程不是使用的MPI協(xié)議，暫時成 MPI協(xié)議（全選，剪切，粘貼）。1）如果沒有s7 suit驅(qū)動，添加它。2）MPI驅(qū)動

45、下新建 一個連接， MPI地址選5。3）將事先設(shè)置好的tag變量，剪切粘貼到 MPI連接下，地址之類的信息都 不需要進(jìn)行改動。4）運行wincc工程即可。WinCC自帶的通道診斷工具可以用來查看 PLCsim是否被鏈接成功了。開女臺-> simatic -> wi ncc -> tools -> Channel Diago nisisWinCC channel DiagnosisChanners/ConnectiQns | Configiwation日 a SIMATIC S7 PROTOCOL SUITEXXXXXz卩丄 14ttPLC SttPLC 13ttPLCI

46、SttPLC匚 ciWerfiFiist Error CodeList Error Code Enor CountUnitD evicePDU SizePLC FlagsHequsst QutueSize Rec me或 Count已 R esponse 匚 ounter Own CjclesAS ChiclesMaw AS CiiclesCvcie Qyeiflow"-Wbereadv nonenone0MPIMPI460ooo 0103 118343320p" Cilclio Update 口叩勻圖4-3運行診斷4.2模擬組態(tài)步驟1.打開 WinCC v5.1 和 ST

47、EP 7 v5.1 軟件2. 將制作完成的上位機(jī)和下位機(jī)分別打開3 .打開仿真軟件S7- PLCSIM4 .導(dǎo)入下位機(jī)模塊，選擇仿真軟件的 RUN P項5 .激活上位機(jī)軟件，進(jìn)入組態(tài)畫面6 .組態(tài)完成，可以監(jiān)控系統(tǒng)運行通過這次設(shè)計，使我對PLC技術(shù)更加深了一步，對STEP7編程軟件也有了 一定的認(rèn)識，對S7-300系列PLC有了更深的了解，尤其是在進(jìn)行PLC梯形圖的 編程過程中，我又學(xué)習(xí)到了很多的編程技巧和相關(guān)知識。 對控制系統(tǒng)的設(shè)計過程 有了一個整體的認(rèn)識，從而能設(shè)計出一套比較完整的皮帶秤PLC控制系統(tǒng)梯形圖。我感謝這次設(shè)計以及在設(shè)計過程中幫助我的同學(xué)和老師，讓我有機(jī)會對大學(xué)期間所有知識有一個總結(jié)，也是所學(xué)理論與實踐的結(jié)合，使我受益非淺。同時還 培養(yǎng)了我獨立思考問題、分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下了堅實 的基礎(chǔ)。也讓我意識到一個完整的系統(tǒng)要團(tuán)結(jié)合作才能達(dá)