雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的PLC控制

PAGEPAGEIII雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的PLC控制摘要調(diào)速控制系統(tǒng)是帶式輸送機(jī)輸送固體散料過(guò)程中，用于固體散料連續(xù)稱重的測(cè)量設(shè)備。它是工業(yè)生產(chǎn)中使用最廣泛的測(cè)試設(shè)備之一。常用于礦山、冶金、煤炭、化工、建材、輕工等行業(yè)。在許多場(chǎng)合，調(diào)速控制系統(tǒng)可以起到減少人員、提高效率、節(jié)省開支和收入、減少誤差、大大提高工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的作用。在具有較高稱重精度的現(xiàn)代管道運(yùn)行環(huán)境中，調(diào)速控制系統(tǒng)的性能對(duì)提高工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量起著重要作用。根據(jù)配料生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求，設(shè)計(jì)了S7-200PLC礦井風(fēng)機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案、仿真及使用方法。系統(tǒng)完成了配料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，詳細(xì)介紹了配料系統(tǒng)的主要控制功能和結(jié)構(gòu)。重點(diǎn)介紹了STEP7軟件的選擇與安裝、梯形圖編程及整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試。關(guān)鍵詞：礦料皮帶稱重；PLC；主循環(huán)

AbstractSpeedcontrolsystemisameasuringequipmentusedforcontinuousweighingofsolidbulkmaterialsintheprocessofconveyingsolidbulkmaterialsbybeltconveyor.Itisoneofthemostwidelyusedtestequipmentinindustrialproduction.Usuallyusedinmining,metallurgy,coal,chemicalindustry,buildingmaterials,lightindustryandotherindustries.Inmanycases,speedcontrolsystemcanreducepersonnel,improveefficiency,saveexpenditureandincome,reduceerrors,andgreatlyimproveindustrialproductionautomation.Inthemodernpipelineoperationenvironmentwithhighweighingaccuracy,theperformanceofspeedcontrolsystemplaysanimportantroleinimprovingtheefficiencyandqualityofindustrialproduction.Accordingtothecharacteristicsandrequirementsofproportioningproduction,thedesignscheme,simulationandoperationmethodofS7-200PLCminefanspeedcontrolsystemaredesigned.Thesystemcompletesthedesignrequirementsofthebatchingsystem,andintroducesthemaincontrolfunctionsandstructureofthebatchingsystemindetail.TheselectionandinstallationofSTEP7software,ladderdiagramprogramminganddebuggingofthewholesystemaremainlyintroduced.Keywords:mineralbeltweighing;PLC;maincycle

目錄摘要 IAbstract II目錄 III第一章緒論 11.1研究背景 11.2研究意義 11.3研究現(xiàn)狀 11.4研究?jī)?nèi)容 2第二章總體方案分析 32.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程 32.2系統(tǒng)的工作原理和流程圖 62.2系統(tǒng)的基本功能 82.4PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 9第三章系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 103.1PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理 103.1.1PLC的結(jié)構(gòu) 103.1.2PLC的工作原理 123.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 133.2.1S7-200的CPU模塊 133.2.2變頻器選型及其功能設(shè)定 15第四章系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能設(shè)計(jì)及檢測(cè) 164.1PLC主循環(huán)程序OB1和初始化程序OB100 164.2中斷程序OB35 204.3控制輸出功能模塊FC1和FC101 234.4PID運(yùn)算FB1和FB101 244.5報(bào)警功能FC3和FB3 274.6累計(jì)功能FC4和FB4 294.7數(shù)據(jù)檢測(cè)FB2和FB102 304.8測(cè)皮重FB5和FB1O5 31第五章對(duì)系統(tǒng)的模擬仿真及調(diào)試 345.1模擬仿真組態(tài)用軟件PLCsim 345.1.1S7-PLCSIM功能及介紹 345.1.2S7-PLCSIM的主要組成部分 345.1.3配置過(guò)程 345.2模擬組態(tài)步驟 36結(jié)語(yǔ) 37致謝 38參考文獻(xiàn) 39PAGE4第一章緒論1.1研究背景20世紀(jì)中期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理，以及電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來(lái)了新的概念。用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。機(jī)床加工過(guò)程中需要高性能可控電力拖動(dòng)和經(jīng)常正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，為了盡量縮短起、制動(dòng)過(guò)程的時(shí)間，提高生產(chǎn)率至關(guān)重要。調(diào)速控制系統(tǒng)是帶式輸送機(jī)輸送固體散料過(guò)程中，用于固體散料連續(xù)稱重的測(cè)量設(shè)備。它可以在不中斷物料流的情況下測(cè)量通過(guò)帶式輸送機(jī)物料的瞬時(shí)和累積流量。其特點(diǎn)是稱重過(guò)程連續(xù)、自動(dòng)，通常不需要操作者干預(yù)即可完成稱重操作。調(diào)速控制系統(tǒng)按工作類型可分為稱重和配料兩種。前者主要用于測(cè)量輸送物料的重量，輸送物料的瞬時(shí)流量可以是一個(gè)變量；后者必須以物料的預(yù)設(shè)瞬時(shí)流量定量地從料倉(cāng)中卸出，在生產(chǎn)中又稱為配料皮帶稱重。調(diào)速控制系統(tǒng)根據(jù)秤架的結(jié)構(gòu)可分為單輥皮帶稱重、雙杠桿多輥皮帶稱重、吊帶秤和懸臂皮帶稱重。1.2研究意義雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)是直流調(diào)速控制系統(tǒng)中發(fā)展得最為成熟，應(yīng)用非常廣泛的電力傳動(dòng)系統(tǒng)。它具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。我們知道反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)具有良好的抗擾性能，它對(duì)于被反饋環(huán)的前向通道上的一切擾動(dòng)作用都能有效的加以抑制。直流調(diào)速是現(xiàn)代電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)展較早的技術(shù)。直流電動(dòng)機(jī)具有良好的起動(dòng)和制動(dòng)性能，適用于大范圍的平穩(wěn)調(diào)速。它已廣泛應(yīng)用于電力傳動(dòng)中許多需要調(diào)速和快速前進(jìn)和后退的領(lǐng)域。由于直流拖動(dòng)控制系統(tǒng)在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，而且從控制的角度來(lái)看，它又是交流拖動(dòng)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。所以加深直流電機(jī)控制原理理解有很重要的意義。1.3研究現(xiàn)狀工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，對(duì)調(diào)速控制系統(tǒng)的需求日益增加。調(diào)速控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于冶金、建材、電力、化工、食品等行業(yè)。隨著我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)調(diào)速控制系統(tǒng)的需求也越來(lái)越大。積極開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高檔稱重產(chǎn)品，對(duì)我國(guó)稱重行業(yè)的發(fā)展具有重要價(jià)值。在具有較高稱重精度要求的現(xiàn)代管道運(yùn)行環(huán)境中，調(diào)速控制系統(tǒng)的性能對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量起著重要作用。因此，調(diào)速控制系統(tǒng)等稱重儀表作為一個(gè)新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。各國(guó)將進(jìn)一步采用新技術(shù)，開發(fā)各種自動(dòng)稱重系統(tǒng)，提高動(dòng)態(tài)稱重精度，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能，成為稱重儀器發(fā)展的重點(diǎn)。在這種情況下，隨著調(diào)速控制系統(tǒng)行業(yè)技術(shù)水平的提高，以及產(chǎn)品技術(shù)和用戶可靠性要求的提高，嵌入式系統(tǒng)概念在調(diào)速控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用逐漸成為必然趨勢(shì)。雙閉環(huán)是一種多環(huán)結(jié)構(gòu)，其中很多功能和性能都代表了多環(huán)控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，可以推廣到其他多環(huán)系統(tǒng)。外環(huán)是決定系統(tǒng)主要性能的基本控制回路。內(nèi)環(huán)可以限制和保護(hù)環(huán)的控制量，并及時(shí)調(diào)整和修正環(huán)內(nèi)的干擾。構(gòu)造了由該環(huán)包圍的控制對(duì)象，使其更利于外環(huán)的控制。在我們國(guó)內(nèi)，雙閉環(huán)控制也已經(jīng)經(jīng)過(guò)了幾十年的發(fā)展，雖然有所進(jìn)步，但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還是具有一定差距，目前總體上向著數(shù)字化方向發(fā)展。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家采用的先進(jìn)電氣調(diào)速系統(tǒng)幾乎完全實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各種儀器、機(jī)械、重工業(yè)和輕工業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程中。隨著全球科技日新月異的發(fā)展，雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的總的發(fā)展趨勢(shì)也向著控制的數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。1.4研究?jī)?nèi)容本文的研究?jī)?nèi)容如下：第一章是緒論，主要介紹了課題的研究背景、研究意義以及研究現(xiàn)狀；第二章是總體方案分析，主要介紹了系統(tǒng)的工作原理和流程圖、系統(tǒng)的基本功能、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程；第三章是系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)，主要介紹了PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；第四章是系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能設(shè)計(jì)及檢測(cè)，主要介紹了PLC主循環(huán)程序OB1和初始化程序OB、中斷程序OB、控制輸出功能模塊FC1和FC、PID運(yùn)算FB1和FB、報(bào)警功能FC3和FB、累計(jì)功能FC4和FB、數(shù)據(jù)檢測(cè)FB2和FB、測(cè)皮重FB5和FB1O；第五章是對(duì)系統(tǒng)的模擬仿真及調(diào)試，主要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真測(cè)試。

第二章總體方案分析2.1系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程在自動(dòng)配料系統(tǒng)中，上位機(jī)的主要功能是控制配料和料流測(cè)量，建立配料模型，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)打印，下位機(jī)采用PLC控制皮帶順序和電磁振動(dòng)給料機(jī)頻率。帶式輸送機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)和控制，保證系統(tǒng)負(fù)荷誤差小于0.5%。配料系統(tǒng)由八條皮帶稱重配料線組成。八個(gè)皮帶稱重分別編號(hào)為1、2、3、4、5、6、7、8。每個(gè)秤上輸送不同的材料。系統(tǒng)中的每個(gè)秤由可編程邏輯控制器（PLC）和主機(jī)（主機(jī)）控制。(1)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)領(lǐng)域包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)皮帶、皮帶稱重、稱重傳感器、變頻器控制振動(dòng)給料機(jī)、料斗料位傳感器、各種電磁閥、西門子可編程控制器及其擴(kuò)展模塊。PLC采集電機(jī)、電磁閥、變頻器等相關(guān)控制對(duì)象的信息。處理完輸入信息后，反饋控制監(jiān)控對(duì)象，并將信息發(fā)送到上位機(jī)（上位機(jī)）。另一方面，接收顯示器（上位機(jī)）的控制指令，通過(guò)對(duì)輸入和操作指令的分析判斷，進(jìn)行綜合處理，輸出控制信號(hào)，控制變頻系統(tǒng)的工作，完成對(duì)監(jiān)控的實(shí)際控制。在該系統(tǒng)中，采用變頻器對(duì)電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)進(jìn)行控制。由PLC輸出的數(shù)字信號(hào)作為變頻器控制端的輸入信號(hào)。通過(guò)接收PLC的信號(hào)來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將電機(jī)的工作狀態(tài)信號(hào)反饋給PLC。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，報(bào)警信號(hào)發(fā)送到PLC和主機(jī)。變頻器具有完善的自保護(hù)和電機(jī)保護(hù)功能，用于電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)的控制。為了保證系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)采用高性能的PLC，選擇適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)采集模塊，選擇合適的變頻器。(2)控制室它由控制計(jì)算機(jī)（PC）、打印機(jī)和配置軟件組成。上位機(jī)接收PLC采集的信息，向監(jiān)控對(duì)象發(fā)出故障報(bào)警和參數(shù)顯示，并向下級(jí)PLC發(fā)送控制信息。這個(gè)系統(tǒng)的功能主要有：生產(chǎn)工藝流程圖顯示、電機(jī)啟?？刂?、變頻器工作狀態(tài)顯示、事故報(bào)警顯示、變頻器運(yùn)行參數(shù)設(shè)置和顯示等。MMMMMMMMM電機(jī)電機(jī)電機(jī)電機(jī)電機(jī)電機(jī)電機(jī)電機(jī)料斗+料斗+料斗+料斗+料斗+料斗+料斗+料斗+變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器變頻器PLC圖2-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖自動(dòng)配料系統(tǒng)通電后，皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，微處理器根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行情況控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。漏斗中的物料落在下料區(qū)。通過(guò)皮帶運(yùn)輸?shù)椒Q重區(qū)。皮帶上的材料由調(diào)速控制系統(tǒng)稱重。稱重傳感器根據(jù)力的大小輸出電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)由發(fā)送器放大，并輸出與材料重量成比例的測(cè)量電平信號(hào)。信號(hào)發(fā)送到主機(jī)接口，采樣后轉(zhuǎn)換為流量信號(hào)，在主機(jī)上顯示當(dāng)前流量值。同時(shí)，將流量信號(hào)送至PLC接口，與上位機(jī)設(shè)定的各種配料給定值進(jìn)行比較，然后調(diào)整操作?？刂屏勘话l(fā)送到變頻器以改變變頻器的輸出值，從而改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度。調(diào)整給定數(shù)量使之等于設(shè)定值，完成自動(dòng)配料過(guò)程。圖2-2系統(tǒng)工藝流程流量是指在一定時(shí)間內(nèi)通過(guò)皮帶的物料量。調(diào)速控制系統(tǒng)稱出瞬時(shí)流量，上位機(jī)給出設(shè)定流量。在實(shí)時(shí)測(cè)量中，兩者之間存在一定的偏差。在實(shí)際流量控制中，工業(yè)控制中采用的PID調(diào)節(jié)最為廣泛。根據(jù)流量偏差，采用比例、積分和微分法計(jì)算控制量?？刂屏康妮斎牒洼敵觯ㄕ`差）之間的關(guān)系可以表示為：公式中e（t）表示誤差、控制器輸入，u（t）是控制器的輸出，kp為比例系數(shù)，Ti為積分時(shí)間常數(shù)，Td為微分時(shí)間常數(shù)。圖2-4顯示了系統(tǒng)流量PID的閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。在自動(dòng)調(diào)節(jié)過(guò)程中，在主成分流量測(cè)量的基礎(chǔ)上，上位機(jī)根據(jù)生產(chǎn)工藝要求設(shè)定主輔料的總流量和配比參數(shù)，其余輔料按配方比例進(jìn)行摻雜。流量計(jì)量控制是計(jì)量偏差和變頻調(diào)速的結(jié)合。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好、運(yùn)行可靠、調(diào)整方便等優(yōu)點(diǎn)。PLCPLCPID調(diào)節(jié)變頻調(diào)速器電子皮帶秤Qp+實(shí)際流量設(shè)定流量圖2-3流量PID閉環(huán)調(diào)節(jié)當(dāng)系統(tǒng)開始工作時(shí)，啟動(dòng)配料生產(chǎn)線。首先，初始化系統(tǒng)程序，通過(guò)上位機(jī)或觸摸屏設(shè)置配料比，檢查料斗是否有物料。如無(wú)物料，進(jìn)料斗，啟動(dòng)配料生產(chǎn)線，用調(diào)速控制系統(tǒng)稱重，實(shí)時(shí)測(cè)量。CPU計(jì)算實(shí)時(shí)流量和累積流量。如果設(shè)定流量偏離實(shí)際流量，調(diào)節(jié)器根據(jù)系統(tǒng)控制要求比較設(shè)定值與實(shí)際流量的偏差。輸出信號(hào)經(jīng)PID調(diào)節(jié)，控制傳感器對(duì)輸送電機(jī)的調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒流量控制。輔料按比例同時(shí)混合計(jì)量，按配方和工藝要求加入。在系統(tǒng)中，主輔料秤由可編程控制器（PLC）和上位機(jī)控制?，F(xiàn)在以四個(gè)調(diào)速控制系統(tǒng)從1到4的PLC控制分析為例。每個(gè)調(diào)速控制系統(tǒng)都有一個(gè)皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)、兩個(gè)料位傳感器、一個(gè)速度傳感器、一個(gè)稱重傳感器和一個(gè)變頻器，構(gòu)成控制對(duì)象。電機(jī)的啟動(dòng)和停止由開關(guān)量控制。PLC的數(shù)字輸出信號(hào)作為變頻器控制端的輸入信號(hào)，變頻器對(duì)高頻脈沖進(jìn)行調(diào)制，輸出到皮帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)。料位傳感器檢測(cè)料倉(cāng)是否有料，速度傳感器測(cè)量電機(jī)的速度。系統(tǒng)需要8個(gè)數(shù)字輸入信號(hào)、25個(gè)開關(guān)量輸入信號(hào)和24個(gè)開關(guān)量輸出信號(hào)。I/O點(diǎn)的總數(shù)為57。I/O點(diǎn)的數(shù)量和類型如表2.1所示。表2.1PLCI/O口數(shù)量和類型I/O類型數(shù)字量輸入點(diǎn)數(shù)開關(guān)量輸入點(diǎn)數(shù)開關(guān)量輸出點(diǎn)數(shù)信號(hào)類型流量信號(hào)4按鈕3電磁閥4速度信號(hào)4料位傳感器8信號(hào)燈8變頻器故障4接觸器9變頻器運(yùn)行4變頻器調(diào)速信號(hào)3自動(dòng)、手動(dòng)切換開關(guān)SA2跑偏監(jiān)測(cè)電位器RP24小計(jì)3324總計(jì)33/24SimaticS7-/200屬于模塊化小型PLC系統(tǒng)。各個(gè)模塊可以廣泛組合，形成系統(tǒng)的不同需求。根據(jù)被控對(duì)象的I/O點(diǎn)數(shù)和工藝要求、掃描速度和自診斷功能，選用西門子公司S7-200系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一具有現(xiàn)場(chǎng)總線（profibus）SINECL2-DP接口的CPU模板。它有48kb的RAM和80kb的加載內(nèi)存。它可以通過(guò)存儲(chǔ)卡、1024位數(shù)字或128個(gè)模擬量擴(kuò)展到512KB。根據(jù)所計(jì)數(shù)的I/O點(diǎn)，選擇32點(diǎn)DC和16點(diǎn)SM321數(shù)字輸入模塊和32點(diǎn)SM322繼電器輸出模塊。2.2系統(tǒng)的工作原理和流程圖皮帶稱重最開始是純機(jī)械皮帶稱重，然后發(fā)展為傳感器電子儀表皮帶稱重，現(xiàn)在比較流行和常用的是傳感器微機(jī)皮帶稱重和計(jì)算機(jī)智能皮帶稱重。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在皮帶稱重中的迅速發(fā)展，皮帶稱重的測(cè)量精度得到了很大的提高，其穩(wěn)定性得到了提高，操作過(guò)程簡(jiǎn)化，維護(hù)方便，在各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。皮帶稱重具有動(dòng)態(tài)測(cè)量和自動(dòng)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品和工業(yè)配料的定量包裝。它們不僅起到了減員、增效、節(jié)約開支、創(chuàng)收、減少差錯(cuò)的作用，而且還加強(qiáng)了企業(yè)管理，縮短了作業(yè)時(shí)間，改善了作業(yè)條件，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，大大提高了生產(chǎn)效率。自動(dòng)化程度廣泛應(yīng)用于煤炭、石油、化工、電力、輕工、冶金、礦山、交通、港口、建筑、機(jī)械制造、國(guó)防等領(lǐng)域?！耙粠б宦贰币云洫?dú)特的優(yōu)勢(shì)，作為一個(gè)新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，吸引了世界的關(guān)注，發(fā)展前景十分廣闊。流速由臂上皮帶裝置和材料的重量測(cè)量。進(jìn)給速度由電磁振動(dòng)給料機(jī)控制，并連續(xù)測(cè)量刻度。連續(xù)測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)和動(dòng)態(tài)測(cè)量的缺點(diǎn)都會(huì)影響測(cè)量精度。稱重給料機(jī)通過(guò)稱重秤框架下的稱重傳感器檢測(cè)通過(guò)皮帶的物料的重量，以確定皮帶上物料的重量。重量信號(hào)被發(fā)送到帶式給料機(jī)的控制器，以生成和顯示累計(jì)/瞬時(shí)數(shù)量。送料控制器將送料量與設(shè)定量進(jìn)行比較，變頻器由控制器的輸出信號(hào)控制，實(shí)現(xiàn)定量送料的要求。通過(guò)PC機(jī)可設(shè)置各種參數(shù)，并通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。它可以在兩種模式下工作：自動(dòng)模式和半自動(dòng)/手動(dòng)模式。開始開始初始化預(yù)置配比料斗送料料斗有料？啟動(dòng)生產(chǎn)線皮帶機(jī)運(yùn)行實(shí)時(shí)計(jì)量流量累計(jì)流量偏差添加輔料PID調(diào)節(jié)結(jié)束變頻器NY圖2-4系統(tǒng)控制流程圖2.2系統(tǒng)的基本功能基本功能介紹監(jiān)測(cè)功能：對(duì)皮帶稱重配料過(guò)程的瞬時(shí)流量、日累計(jì)、月累計(jì)、年累計(jì)等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。屏幕顯示：計(jì)算機(jī)顯示可顯示配料過(guò)程中控制參數(shù)的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)顯示配料曲線和配料表。通訊功能：工業(yè)計(jì)算機(jī)與PLC、儀表之間可進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)和信息交換。數(shù)據(jù)處理：配料系統(tǒng)對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)處理，輸出到相應(yīng)的控制量?？刂乒δ埽焊鶕?jù)運(yùn)行前的相應(yīng)設(shè)定值，自動(dòng)控制設(shè)備的正常運(yùn)行，包括PID調(diào)節(jié)；報(bào)警功能：上位機(jī)通過(guò)圖像和聲光信號(hào)，對(duì)設(shè)備的各種超出極限或異常狀態(tài)的參數(shù)進(jìn)行報(bào)警。2.4PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)步驟7是西門子S7-200系列PLC中使用的編程語(yǔ)言。它是一種可在通用微型計(jì)算機(jī)上運(yùn)行并在Windows環(huán)境下編程的編程語(yǔ)言。通過(guò)第7步編程軟件，使用梯形圖和語(yǔ)句表進(jìn)行離線編程非常方便，也可以通過(guò)開關(guān)電纜直接放入PLC的存儲(chǔ)器中執(zhí)行。在調(diào)試過(guò)程中，可以在線監(jiān)測(cè)程序中輸入、輸出或狀態(tài)點(diǎn)的切換情況，在線修改程序中變量的值，對(duì)調(diào)試有很大的影響，常方便。步驟7將用戶程序分為不同類型的塊。程序塊分為兩類：系統(tǒng)塊和用戶塊。用戶塊包括：ob=組織塊，fb=功能塊，fc=功能塊，db=數(shù)據(jù)塊。主程序可以放在“組織塊”（OB）中，而子程序可以放在“功能塊”（FB或FC）中？在本系統(tǒng)中，PLC的主要任務(wù)是接受外部開關(guān)信號(hào)（按鈕、繼電器觸點(diǎn)）和傳感器產(chǎn)生的數(shù)字信號(hào)的輸入，判斷當(dāng)前系統(tǒng)的狀態(tài)和輸出信號(hào)，以控制接觸器、繼電器、電磁閥等裝置，以完成相應(yīng)的控制任務(wù)。另外，另一個(gè)重要的任務(wù)是接受工業(yè)計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）的控制命令進(jìn)行自動(dòng)配料控制。自動(dòng)配料過(guò)程由7個(gè)“塊”組成，如ob1和fc1至fc6。ob1是主程序，通過(guò)6個(gè)“call”調(diào)用語(yǔ)句，依次調(diào)用fc1到fc6功能模塊，達(dá)到組織整個(gè)程序的目的。程序中六個(gè)功能塊的任務(wù)分配如下：FCl負(fù)責(zé)系統(tǒng)開始運(yùn)行以及運(yùn)行方式的設(shè)定;FC2負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)的停止;FC3負(fù)責(zé)計(jì)量泵和計(jì)量泵配比控制;FC4負(fù)責(zé)故障、事故處理控制;FC5負(fù)責(zé)對(duì)變頻器的控制;FC6負(fù)責(zé)指示燈的顯示控制。

第三章系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)3.1PLC的結(jié)構(gòu)和工作原理PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式。（1）每次掃描過(guò)程。集中對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行采樣。集中對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行刷新。（2）輸入刷新過(guò)程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時(shí)，程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時(shí)，輸入端有新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時(shí)，新狀態(tài)才被讀入。（3）一個(gè)掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。（5）掃描周期的長(zhǎng)短由三條決定。=1\*GB3①CPU執(zhí)行指令的速度；=2\*GB3②指令本身占有的時(shí)間；=3\*GB3③指令條數(shù)。（6）由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。3.1.1PLC的結(jié)構(gòu)PLC的本質(zhì)是可編程控制器的簡(jiǎn)稱。它是一種基于微處理器的通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置，集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)于一體。因此，PLC的基本結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)有許多相似之處，但為了便于工業(yè)安裝、擴(kuò)展和連接，PLC的結(jié)構(gòu)與普通計(jì)算機(jī)不同。PLC的結(jié)構(gòu)如下圖所示。編程器編程器中央處理單元CPU輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用戶程序存儲(chǔ)器圖3-1PLC的結(jié)構(gòu)（1）中央處理單元((CPU)CPU是PLC的神經(jīng)中樞和系統(tǒng)的操作控制中心。它根據(jù)系統(tǒng)程序給出的功能完成以下任務(wù)：①接收并儲(chǔ)存用戶程序和數(shù)據(jù)；②用掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù);③診斷電源、PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤；④完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算任務(wù)；⑤更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、指標(biāo)打印或數(shù)據(jù)通信等功能。（2）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是PLC存儲(chǔ)系統(tǒng)程序、用戶程序和運(yùn)行數(shù)據(jù)的單元。它包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。（3）電源PLC一般使用220V的交流電源或24V的直流電源。開關(guān)式穩(wěn)壓電源模塊為PLC內(nèi)部的各模塊提供5V、±12V、24V等不同電壓等級(jí)的直流電源。（4）輸入輸出元件(I/O模塊)I/O模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備或其它外部設(shè)備之間的橋梁。PLC為用戶提供具有不同操作級(jí)別和輸出驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊，以及各種用途的功能模塊，供用戶選擇。（5）編程器編程器是程序員用來(lái)調(diào)試、檢查和監(jiān)視用戶程序。它還可以通過(guò)鍵盤調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。通過(guò)通訊端口和CPU連接，完成人機(jī)對(duì)話連接。（6）外部設(shè)備PLC一般配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPA書寫器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。3.1.2PLC的工作原理PLC采用了一種不同于一般計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式，即掃描方式。（1）工作過(guò)程PLC投入運(yùn)行時(shí)，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段：輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新，如下圖所示。完成這三個(gè)階段稱為掃描循環(huán)。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)上述三個(gè)階段。第n個(gè)掃描周期第n個(gè)掃描周期用戶執(zhí)行程序輸出刷新輸入采樣第（n-1）個(gè)掃描周期第（n+1）個(gè)掃描周期輸入采樣圖3-2PLC的工作過(guò)程①輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC通過(guò)掃描方式依次讀取所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將其存儲(chǔ)在I/O圖像區(qū)的相應(yīng)單元中。輸入采樣完成后，傳輸?shù)接脩舫绦驁?zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O圖像區(qū)域中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)發(fā)生變化。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則脈沖信號(hào)的寬度必須大于掃描周期，以確保在任何情況下都可以讀取輸入。②用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按從上到下的順序?qū)τ脩舫绦颍ㄌ菪螆D）進(jìn)行掃描。在掃描每一個(gè)梯形圖時(shí)，總是先掃描由梯形圖左側(cè)觸點(diǎn)組成的控制電路，然后對(duì)由觸點(diǎn)組成的控制電路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，依次為左、右、上、下。然后，根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)的相應(yīng)位置；或刷新輸出線圈在I/O圖像區(qū)配對(duì)。通信狀態(tài)；或決定是否執(zhí)行梯形圖中指定的特殊功能指令。也就是說(shuō)，在用戶程序的執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O圖像區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)改變，而系統(tǒng)的I/O圖像區(qū)或RAM存儲(chǔ)區(qū)的其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)可能會(huì)改變，梯形圖也會(huì)改變。上面顯示的是執(zhí)行結(jié)果。下列線圈或數(shù)據(jù)所用的梯形圖程序。相反，在下面的梯形圖中，刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能在下一個(gè)掃描周期中對(duì)其上的程序工作。③輸出刷新階段掃描用戶程序完成后，PLC進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU根據(jù)I/O圖像區(qū)域中的相應(yīng)狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有輸出鎖存電路，然后通過(guò)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外圍設(shè)備。這是PLC的實(shí)際輸出。（2）掃描周期PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示。一個(gè)周期等于所有時(shí)間的總和，例如自診斷、通信、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等。上電上電RUN自診斷通訊輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新故障圖3-3PLC的掃描周期3.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.2.1S7-200的CPU模塊CPU處理速度達(dá)到0.065us/基本指令。內(nèi)置大容量RAM存儲(chǔ)器高達(dá)64K步。內(nèi)置6點(diǎn)同時(shí)100kHz高速計(jì)數(shù)功能，可采用雙相計(jì)數(shù)進(jìn)行4次頻率計(jì)數(shù)。增強(qiáng)通信功能，其內(nèi)置編程端口可實(shí)現(xiàn)115.2Kbps的高速通信，最多可同時(shí)使用三個(gè)通信端口（包括編程端口）。增加了新的高速I/O適配器、模擬I/O適配器和溫度I/O適配器。這些適配器不占用系統(tǒng)點(diǎn)，并且易于使用。在S7-2003U的左側(cè)，可以連接多達(dá)10個(gè)專用適配器。通過(guò)使用高速I/O適配器，可以實(shí)現(xiàn)多達(dá)8個(gè)信道和高達(dá)200kHz的高速計(jì)數(shù)。隨著CC-Link網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展，可以控制多達(dá)384個(gè)點(diǎn)（包括遠(yuǎn)程I/O）?？梢赃x擇高性能顯示模塊(S72003U-7DM)來(lái)顯示用戶定義的英語(yǔ)、數(shù)字和日本漢字信息。最多可以顯示16個(gè)字符（8個(gè)字符）的半角*4行。在這個(gè)模塊中，我們可以監(jiān)控和測(cè)試軟組件，設(shè)置時(shí)鐘，在存儲(chǔ)卡盒和內(nèi)置RAM之間傳輸和比較程序。此外，顯示模塊也可以安裝在控制柜的面板上[6]?？删幊炭刂破魇且环N工業(yè)控制微型計(jì)算機(jī)。其結(jié)構(gòu)原理與微機(jī)類似。硬件由微處理器、存儲(chǔ)器以及各種輸入輸出接口組成。系統(tǒng)程序和接口設(shè)備不同于微型計(jì)算機(jī)，這使得它們的操作方法、編程語(yǔ)言和工作方法不同于微型計(jì)算機(jī)。PLC采用微處理器實(shí)現(xiàn)繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的功能，以及A/D和D/A模擬轉(zhuǎn)換器的組合。軟件編程用來(lái)連接它們。本設(shè)計(jì)以西門子S7-200系列PLC為控制核心，描述PLC的應(yīng)用知識(shí)和操作技巧。西門子S7-200系列PLC的硬件組成與其他類型的PLC基本相同。正文由三部分組成。PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。系統(tǒng)的電源部分在CPU模塊中，而且為單一單元。程序員通常被認(rèn)為是PLC的外圍設(shè)備。PLC采用總線結(jié)構(gòu)傳輸數(shù)據(jù)和指令。圖3.4PLC的組成框圖外部開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)和各種傳感器檢測(cè)信號(hào)是PLC的輸入變量。它們通過(guò)PLC的輸入端進(jìn)入PLC的輸入存儲(chǔ)器，采集并暫時(shí)存儲(chǔ)被控對(duì)象的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)和數(shù)據(jù)。對(duì)PLC進(jìn)行內(nèi)部操作和處理后，根據(jù)被控對(duì)象的實(shí)際動(dòng)作要求生成輸出結(jié)果。輸出結(jié)果隨著輸出變化被發(fā)送到輸出終端。數(shù)量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC各部分實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的協(xié)調(diào)控制。計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)范圍為1-999，定時(shí)器的定時(shí)范圍為l0ms-9990s。圖3-5S7-200的安裝S7-200是一個(gè)模塊化的小型PLC系統(tǒng)，能夠滿足中等性能的應(yīng)用要求。它的模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使各種單獨(dú)的模塊可以組合和擴(kuò)展，以滿足中等性能的要求。3.2.2變頻器選型及其功能設(shè)定西門子為FR-A540系列變頻器提供技術(shù)參數(shù)，以匹配公司的標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)。根據(jù)自動(dòng)配料系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝要求，進(jìn)行了PID控制。需要測(cè)試和設(shè)置的一些參數(shù)如下：①Pr.1=50Hz，Pr.2=5Hz，本系統(tǒng)Pr.18=120Hz不變。②Pr.19=9999，與電源電壓相同③Pr.7=2s，加速時(shí)間（7.5K以下出廠設(shè)定值5s，0～3600s/0～360s）Pr.8=2s，減速時(shí)間（7.5K以下出廠設(shè)定值5s，0～3600s/0～360s）④Pr.9由電機(jī)額定值決定⑤Pr.14=0，適用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載⑥Pr.79=3，外部/PU組合操作模式⑦Pr.183=8，實(shí)現(xiàn)RT開關(guān)=REX開關(guān)⑧Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132、Pr.133、Pr.134根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)PID調(diào)節(jié)具體要求來(lái)設(shè)定。

第四章系統(tǒng)各環(huán)節(jié)功能設(shè)計(jì)及檢測(cè)4.1PLC主循環(huán)程序OB1和初始化程序OB100（1）主循環(huán)程序在程序中，有運(yùn)行和停止開關(guān)啟動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)控制過(guò)程是循環(huán)進(jìn)行的。通過(guò)調(diào)用各功能模塊，實(shí)現(xiàn)皮帶稱重的自動(dòng)配料功能。首先定位“停止模式”，連接后重置“運(yùn)行模式”、“皮膚測(cè)量模式”和“縮放模式”。圖4-1主循環(huán)程序梯形圖“運(yùn)行”、“測(cè)皮”“標(biāo)秤”接通后，“停止模式”開關(guān)復(fù)位。程序如下：圖4-2“運(yùn)行”、“測(cè)皮”“標(biāo)秤”梯形圖通電后，各回路壓力信號(hào)在啟動(dòng)操作和操作初始化前大于零。圖4-3運(yùn)行初始化程序梯形圖將每一路的壓力信號(hào)檢測(cè)值賦零。程序段9：圖4-4將每一路的壓力信號(hào)檢測(cè)值賦零梯形圖（2）初始化程序系統(tǒng)初始化程序?！皽y(cè)試”和“停止”置位，“停止模式”接通后，“運(yùn)行模式”“測(cè)皮模式”“標(biāo)稱模式”復(fù)位，MD值賦零。圖4-5初始化程序梯形圖4.2中斷程序OB35OB35用于調(diào)用其他環(huán)節(jié)的各個(gè)模塊程序如下：多路仿真環(huán)節(jié)和數(shù)據(jù)檢測(cè)環(huán)節(jié)的調(diào)用圖4-6中斷程序梯形圖多路PID和報(bào)警環(huán)節(jié)的調(diào)用程序：圖4-7多路PID和報(bào)警環(huán)節(jié)的調(diào)用程序梯形圖累計(jì)和輸出模塊的調(diào)用：圖4-8累計(jì)和輸出模塊的調(diào)用梯形圖測(cè)皮和標(biāo)秤模塊的調(diào)用程序：圖4-9測(cè)皮和標(biāo)秤模塊的調(diào)用程序梯形圖4.3控制輸出功能模塊FC1和FC101此模塊實(shí)現(xiàn)輸出數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，功能實(shí)現(xiàn)后數(shù)據(jù)在0-4095范圍之內(nèi)。（1）單路控制輸出梯形圖設(shè)計(jì)圖4-10單路控制輸出梯形圖（2）多路控制輸出FC101是以一路為例，程序如下：圖4-11多路控制輸出FC1014.4PID運(yùn)算FB1和FB101PID控制是最早發(fā)展起來(lái)的控制策略之一。PID控制具有算法簡(jiǎn)單，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)的核心控制器也是一個(gè)基于PID的控制模塊。PID算法也是工業(yè)控制中最常用的控制算法。它是傳統(tǒng)的閉環(huán)模擬控制調(diào)節(jié)方式。它可以提高控制系統(tǒng)的質(zhì)量，保證系統(tǒng)偏差Ek（給定值sp與過(guò)程變量pv之差）達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，達(dá)到系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。調(diào)節(jié)原理大致基于方程式：；u(k)為t=KT時(shí)的控制量。（1）單路PID先計(jì)算出偏差量賦給ek圖4-12單路PID梯形圖1根據(jù)調(diào)節(jié)原理，采用系數(shù)相乘的方法計(jì)算比例、積分和微分環(huán)節(jié)。圖4-13單路PID梯形圖2（2）多路PIDFB101以一路為例，程序如下：圖4-14多路PIDFB101梯形圖4.5報(bào)警功能FC3和FB3當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，需要報(bào)警，此情況將調(diào)用報(bào)警功能。（1）單路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)FC3分別設(shè)置兩個(gè)高和兩個(gè)低。當(dāng)輸入數(shù)值時(shí)，將累計(jì)數(shù)發(fā)送到高位，并將零散的十進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)到低位。圖4-15單路報(bào)警模塊設(shè)計(jì)FC3將事故次數(shù)累計(jì)到一定值，開始報(bào)警。圖4-16報(bào)警（2）多路報(bào)警FB3報(bào)警置位，接通后報(bào)警停再置位，運(yùn)行后“運(yùn)行模式”復(fù)位。圖4-17多路報(bào)警FB34.6累計(jì)功能FC4和FB4系統(tǒng)對(duì)每個(gè)周期的量要進(jìn)行累積相加（1）單路累計(jì)模塊梯形圖設(shè)計(jì)FC4將測(cè)量的數(shù)值除以3600，取為每秒的測(cè)量值，設(shè)定一秒為一周期，每周期累計(jì)一次。圖4-18單路累計(jì)模塊梯形圖設(shè)計(jì)FC4（2）多路累計(jì)模塊FB4以一路為例，程序如下：圖4-19多路累計(jì)模塊FB44.7數(shù)據(jù)檢測(cè)FB2和FB102（1）單路數(shù)據(jù)檢測(cè)FB2圖4-20單路數(shù)據(jù)檢測(cè)FB2（2）多路檢測(cè)FB102，調(diào)用FB2。以一路為例，程序如下：圖4-21多路檢測(cè)FB1024.8測(cè)皮重FB5和FB1O5（1）單路測(cè)皮重梯形圖設(shè)計(jì)FB5分為五步操作圖4-22單路測(cè)皮重梯形圖設(shè)計(jì)FB5（2）多路時(shí)調(diào)用FB5模塊以1路為例：圖4-23多路時(shí)調(diào)用FB5模塊

第五章對(duì)系統(tǒng)的模擬仿真及調(diào)試在設(shè)計(jì)好PLC的用戶程序后，應(yīng)利用PLC的實(shí)際硬件進(jìn)行調(diào)試。然而，由于各種外部原因，程序需要進(jìn)行模擬和調(diào)試。為了解決這個(gè)問(wèn)題，西門子為S7-200PLC提供了一個(gè)專用的仿真軟件S7-PLCSIM。5.1模擬仿真組態(tài)用軟件PLCsim5.1.1S7-PLCSIM功能及介紹（1）可以離線模擬和調(diào)試S7-200的用戶程序，訪問(wèn)模擬PLC的I/O存儲(chǔ)器、累加器和寄存器。通過(guò)改變仿真運(yùn)行窗口中輸入變量的開/關(guān)狀態(tài)控制程序，觀察輸出變量的狀態(tài)，可以對(duì)程序運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行監(jiān)控。（2）能監(jiān)視和修改定時(shí)器的計(jì)數(shù)器，使定時(shí)器自動(dòng)運(yùn)行，并通過(guò)程序手動(dòng)復(fù)位。（3）仿真軟件還可以模擬位存儲(chǔ)器、外圍輸入變量區(qū)的工作，以及數(shù)據(jù)塊（如db1.dbd0或db1.dbw0）中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的讀寫。（4）中斷組織塊測(cè)試程序可用于模擬PLC，并可記錄一系列操作事件和回放記錄，生成測(cè)試程序。5.1.2S7-PLCSIM的主要組成部分（1）CPU視圖對(duì)象。當(dāng)新的模擬開始時(shí)，CPU視圖對(duì)象將自動(dòng)出現(xiàn)。用戶可以使用無(wú)線盒選擇運(yùn)行、停止和暫停模式。（2）插入視圖對(duì)象。輸入變量（I）、輸出變量（Q）和位存儲(chǔ)器（M）定時(shí)器和計(jì)數(shù)器視圖對(duì)象用于修改定時(shí)器（T）和計(jì)數(shù)器（C）的實(shí)際值。（3）鋪設(shè)和PLC文件。LAY文檔用于保存模擬中每個(gè)視圖對(duì)象的信息；PLC文檔用于保存上次模擬運(yùn)行期間設(shè)置的數(shù)據(jù)和操作，包括程序、硬件配置、CPU工作模式選擇、循環(huán)模式選擇、I/O狀態(tài)、計(jì)時(shí)器值、符號(hào)地址、電源開/關(guān)情況等。5.1.3配置過(guò)程先安裝step7然后再裝PLCsim。這樣在simatic管理器里面，就有一個(gè)啟動(dòng)plcsim的圖表，點(diǎn)擊就可以啟動(dòng)plcsim了。WinCCV5.1的缺省安裝還不夠，必須在“通訊”組件下，選擇安裝“S7Dos”和“對(duì)象管理器”組件。如下圖所示：圖5-1對(duì)象管理器配置step7和PLCsim（1）打開step7管理器，打開原來(lái)組態(tài)好的工程。（2）點(diǎn)擊圖表啟動(dòng)plcsim程序。（3）打開硬件配置，查看CPU上MPI接口的號(hào)碼(比如我這是MPI地址為5)。（4）點(diǎn)擊下載硬件配置，出來(lái)的對(duì)話框中選擇通過(guò)MPIaddress=5來(lái)連接CPU。圖5-2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(dòng)PLCsim到運(yùn)行狀態(tài)。這樣就配置好了，可以在step7中在線調(diào)試程序，查看出錯(cuò)信息等等操作了。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(shí)成MPI協(xié)議(全選，剪切，粘貼)。（1）如果沒(méi)有s7suit驅(qū)動(dòng)，添加它。（2）MPI驅(qū)動(dòng)下新建一個(gè)連接，MPI地址選5。（3）將原來(lái)做好的tag變量，剪切粘貼到MPI連接下，地址什么的都不用動(dòng)。（4）運(yùn)行wincc工程即可。如果要查看是否已經(jīng)連上了PLCsim，可以使用WinCC自帶的通道診斷工具。開始-->simatic-->wincc-->tools-->ChannelDiagonisis圖5-3運(yùn)行診斷5.2模擬組態(tài)步驟（1）打開WinCCv5.1和STEP7v5.1軟件（2）分別打開制作完成的上位機(jī)與下位機(jī)程序（3）打開仿真軟件S7－PLCSIM（4）導(dǎo)入下位機(jī)模塊，選擇仿真軟件的RUN－P項(xiàng)（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(yùn)行

結(jié)語(yǔ)在這個(gè)設(shè)計(jì)中，對(duì)PLC技術(shù)有了更好的了解。在PLC與計(jì)算機(jī)控制相結(jié)合的基礎(chǔ)上，對(duì)STEP7編程軟件的使用也有了初步的了解。對(duì)S7-200系列PLC有了更深入的了解，特別是在PLC的梯形圖編程中，學(xué)到了很多知識(shí)和編程技巧。對(duì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程有了全面的了解，從而可以設(shè)計(jì)出較為完整的皮帶稱重PLC控制系統(tǒng)的梯形圖。感謝我的同學(xué)和老師對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的幫助，也感謝他們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)我的幫助。它讓我有機(jī)會(huì)總結(jié)我在大學(xué)學(xué)到的所有知識(shí)。理論與實(shí)踐的結(jié)合也使我受益匪淺。同時(shí)，我培