基于PLC的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計說明

1、 . . . 1 / 79江江 西西 理理 工工 大大 學(xué)學(xué)本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）計（論文）題題 目：基于目：基于 PLCPLC 的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 專題題目：專題題目：PLCPLC 軟件設(shè)計軟件設(shè)計學(xué)學(xué) 院：電氣工程與自動化學(xué)院院：電氣工程與自動化學(xué)院專專 業(yè)：電氣工程與其自動化業(yè)：電氣工程與其自動化班班 級：班級：班學(xué)學(xué) 號：號：學(xué)學(xué) 生：生： 指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師： 職稱：職稱： 時間：時間： 年年 月月 日日 . . . 2 / 79江江 西西 理理 工工 大大 學(xué)學(xué)本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）任計（論文）任 務(wù)務(wù) 書書電氣工程與自動化

2、學(xué)院電氣工程與自動化學(xué)院 電氣專業(yè)電氣專業(yè) 級（級（ 屆）班屆）班 學(xué)號學(xué)號 學(xué)生學(xué)生題題 目：基于目：基于 PLCPLC 的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計專題題目專題題目（若無專題則不填）：PLCPLC 軟件設(shè)計軟件設(shè)計原始依據(jù)原始依據(jù)(包括設(shè)計（論文）的工作基礎(chǔ)、研究條件、應(yīng)用環(huán)境、工作目的等)：工作基礎(chǔ)：目前，我國基于 PLC 軋鋼機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不同程度得到了推廣應(yīng)用。 PLC 軋鋼機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個階段：繼電器控制階段，微機(jī)控制階段，現(xiàn)場總線控制階段。現(xiàn)階段軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計使用可編程控制器(PLC)，其功能特點是變化靈活，編程簡單，故障少，噪音低，維修保養(yǎng)方便，節(jié)能省

3、工，抗干擾能力強(qiáng)。除此之外 PLC 還有其他強(qiáng)大功能，它可以進(jìn)行邏輯控制、運動控制、通信等操作；并具有穩(wěn)定性高、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點，因此受到廣大電氣工程控制技術(shù)人員的青睞。 研究條件與應(yīng)用環(huán)境:本課題是基于 PLC 的控制系統(tǒng)的研究課題。工業(yè)自動化是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，用于實現(xiàn)自動化控制設(shè)備主要集中為單片機(jī)和 PLC。單片機(jī)由于控制能力有限、編程復(fù)雜等缺點，現(xiàn)在正逐步退出控制舞臺。PLC 則因為其功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點，得到迅速發(fā)展與運用。PLC 的功能強(qiáng)大，可以進(jìn)行邏輯控制、運動控制、通信等操作；并具有穩(wěn)定性高、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點，因此，PLC 是工業(yè)控制領(lǐng)域中不可或缺的一部分。工作目的： 軋

4、鋼機(jī)如控制和使用得當(dāng)，不僅能提高效率，節(jié)約成本，還可大大延長使用 . . . 3 / 79壽命。對軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的性能和要求進(jìn)行分析研究設(shè)計了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度發(fā)揮軋鋼機(jī)加工潛力，提高可靠性，降低運行成本，對提高機(jī)械設(shè)備的自動化程度，縮短與國際同類產(chǎn)品的差距，都有著重要的意義。主要容和要求：主要容和要求：（包括設(shè)計（研究）容、主要指標(biāo)與技術(shù)參數(shù)，并根據(jù)課題性質(zhì)對學(xué)生提出具體要求）：1) 當(dāng)整個機(jī)器系統(tǒng)的電源打開時，電機(jī) M1 和 M2 旋轉(zhuǎn)，以待傳送工件。2) 工件通過軌道從右邊輸送進(jìn)入軋制系統(tǒng)。3) 感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到有工件輸送來時，輸出高電位，驅(qū)動上軋輥按預(yù)定下壓一定

5、的距離，實現(xiàn)軋制厚度的調(diào)節(jié)，同時電機(jī) M3 開始逆時針旋轉(zhuǎn)，并帶動復(fù)位擋板也逆時針轉(zhuǎn)動，感應(yīng)器 S1 復(fù)位。4) 隨著軋制的進(jìn)行，工件不斷地向左移動。當(dāng)感應(yīng)器 S2 感應(yīng)到有工件移動過來時，說明工件的要求軋制長度已經(jīng)完成，此時感應(yīng)器 S2 輸出高電位，驅(qū)動控制電機(jī) M3 的電磁閥作用，使電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動。5) 在電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動下，擋板順時針轉(zhuǎn)動，推動工進(jìn)向右移動。當(dāng)工件移動到感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到時，S1 有輸出高電位，使電機(jī) M3 逆時針轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動上軋輥調(diào)節(jié)好第二個下壓量，進(jìn)入第二次壓制的過程。6) 再次重復(fù)上述的工作，直到上軋輥完成 3 次下壓量的作用，工件才加工完畢。7)

6、 系統(tǒng)延時等待加工完畢的工件退出軌道，此時即可進(jìn)入下一個工件的加工過程。 . . . 4 / 79日程安排：日程安排：11 年 3 月 21 日至 3 月 25 日 老師給出課題與課題要求11 年 3 月 26 日至 3 月 31 日 查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，撰寫開題報告11 年 4 月 1 日至 4 月 5 日 總體方案設(shè)計11 年 4 月 6 日至 4 月 10 日 熟悉 PLC 編程軟件11 年 4 月 11 日至 4 月 15 日 系統(tǒng)主程序程序設(shè)計與調(diào)試11 年 4 月 16 日至 4 月 20 日 溫度監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試11 年 4 月 21 日至 4 月 25 日 壓力監(jiān)控系統(tǒng)程序

7、設(shè)計與調(diào)試11 年 4 月 26 日至 5 月 5 日 熟悉組態(tài)軟件與變頻器的調(diào)速11 年 4 月 26 日至 5 月 5 日 熟悉 PROFIBUS-DP 通信11 年 5 月 6 日至 5 月 10 日 開始構(gòu)思論文框架并撰寫論文初稿11 年 5 月 11 日至 5 月 20 日 修改并完善論文后交給老師審定11 年 5 月 21 日至 6 月 3 日 進(jìn)一步修改完善，準(zhǔn)備答辯主要參考文獻(xiàn)和書目：主要參考文獻(xiàn)和書目：1廖常初.S7-200PLC 編程與應(yīng)用M.：機(jī)械工業(yè).20072章平.PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.：清華大學(xué).20093廖常初.S7-300/400 PLC 應(yīng)用技術(shù) M.

8、：機(jī)械工業(yè).20084夏彤.大型軋鋼機(jī)交交變頻同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究D.大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.2006:365汪志鋒.可編程序控制器原理與應(yīng)用M.：電子科技大學(xué)出版 . . . 5 / 79社.20046馬寧 孔紅.S7-300 PLC 和 MM440 變頻器的原理與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社.20087萍.現(xiàn)代電氣控制技術(shù)M.：大學(xué).2009指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師 （簽字） ： 2020 年年 月月 日日注：本表可自主延伸，各專業(yè)根據(jù)需要調(diào)整。 . . . 6 / 79江江 西西 理理 工工 大大 學(xué)學(xué)本本 科科 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計（論文）開計（論文）開 題題 報報 告告電氣工程與自動化學(xué)院電氣工程

9、與自動化學(xué)院 電氣專業(yè)電氣專業(yè) 級（級（ 屆）班屆）班 學(xué)號學(xué)號 學(xué)生學(xué)生題題 目：基于目：基于 PLCPLC 的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計專題題目專題題目（若無專題則不填）：PLCPLC 軟件設(shè)計軟件設(shè)計本課題來源與研究現(xiàn)狀：本課題來源與研究現(xiàn)狀：近年來 PLC 發(fā)展很快，新產(chǎn)品、新技術(shù)不讀涌現(xiàn)，特別是西門子公司退出了S7-300 系列 PLC，由于功能強(qiáng)、性價比高，而深受國用戶的歡迎。PLC 控制系統(tǒng)是依托于 PLC 來實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制的要求?？删幊炭刂破髋c其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)

10、的驅(qū)動能力。但可編程控制器并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用。在實際應(yīng)用時，其硬件應(yīng)根據(jù)具體需要進(jìn)行選配，軟件則根據(jù)實際的控制要求或生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行設(shè)計。具有編程簡單、使用方便、通用性強(qiáng)、可靠性高、體積小、易于維護(hù)等優(yōu)點，在自動控制領(lǐng)域應(yīng)用得十分廣泛。目前已從小規(guī)模的單機(jī)順序控制發(fā)展到過程控制、運動控制等諸多領(lǐng)域。而且它可靠性高，能夠適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。具有進(jìn)行各種算術(shù)運算、PID 調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程 I/O 和高速數(shù)據(jù)處理能力，PLC 除了具有CPU 和存儲器以外，還有豐富的 I/O 接口模塊。對于工業(yè)現(xiàn)場的不同信號，PLC都有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備直接連接。PLC

11、 系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比無論從軟件方面還是從實際投入的硬件設(shè)備講，投入都較少，質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高。因此，無論是老設(shè)備的技術(shù)改造還是新系統(tǒng)的開發(fā)，大多數(shù)設(shè)計人員都傾向于采用它來進(jìn)行設(shè)計。課題研究目標(biāo)、容、方法和手段：課題研究目標(biāo)、容、方法和手段：研究目標(biāo)：本課題是基于 PLC 的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計。該課題研究的目的是通過設(shè)計來達(dá)到最終控制要求并實現(xiàn)最佳的控制效果。設(shè)計前要熟悉 S7-300 軟件的基本功能、設(shè)計語言、仿真環(huán)境。對控制過程進(jìn)行順序功能圖的設(shè)計，根據(jù)順序功能圖 . . . 7 / 79編寫梯形圖，在 S7-PLCSIM 仿真環(huán)境中進(jìn)行仿真。研究容：1.普通軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2.各路檢

12、測信號到 PLC 的輸入，包括傳感器的的原理，信號的種類，引入到PLC 中的編址3.軋鋼機(jī)的種類和工作原理圖，I/O 分配4.以可編程控制器為基礎(chǔ)，利用 PLCSIM 軟件對其所應(yīng)用的程序進(jìn)行模擬仿真。5.軟件實現(xiàn)方法的研究。用 PLC 程序開發(fā)實現(xiàn)了設(shè)計、調(diào)試、等功能。6.CPU 和變頻器參數(shù)的設(shè)置設(shè)計（論文）提綱與進(jìn)度安排：設(shè)計（論文）提綱與進(jìn)度安排：論文提綱：第一章 緒論 1.1 課題研究背景 1.2 課題研究的來源 1.3 課題研究的意義第二章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 2.1 控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 2.2 控制系統(tǒng) I/O 地址分配 2.3 電氣系統(tǒng)控制原理圖第三章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 3.1 主程序

13、設(shè)計 3.2 監(jiān)控程序設(shè)計 第四章 軟件調(diào)試第五章 PROFIBUS-DP 通訊進(jìn)度安排：11 年 3 月 21 日至 3 月 25 日 老師給出課題與課題要求11 年 3 月 26 日至 3 月 31 日 查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，撰寫開題報告11 年 4 月 1 日至 4 月 5 日 總體方案設(shè)計 . . . 8 / 7911 年 4 月 6 日至 4 月 10 日 熟悉 PLC 編程軟件11 年 4 月 11 日至 4 月 15 日 系統(tǒng)主程序程序設(shè)計與調(diào)試11 年 4 月 16 日至 4 月 20 日 溫度監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)計與調(diào)試11 年 4 月 21 日至 4 月 25 日 壓力監(jiān)控系統(tǒng)程序設(shè)

14、計與調(diào)試11 年 4 月 26 日至 5 月 5 日 熟悉組態(tài)軟件與變頻器的調(diào)速11 年 4 月 26 日至 5 月 5 日 熟悉 PROFIBUS-DP 通信11 年 5 月 6 日至 5 月 10 日 開始構(gòu)思論文框架并撰寫論文初稿11 年 5 月 11 日至 5 月 20 日 修改并完善論文后交給老師審定11 年 5 月 21 日至 6 月 3 日 進(jìn)一步修改完善，準(zhǔn)備答辯主要參考文獻(xiàn)和書目：主要參考文獻(xiàn)和書目：1廖常初.S7-200PLC 編程與應(yīng)用M.：機(jī)械工業(yè).20072章平.PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用M.：清華大學(xué).20093廖常初.S7-300/400 PLC 應(yīng)用技術(shù) M.：

15、機(jī)械工業(yè).20084夏彤.大型軋鋼機(jī)交交變頻同步電動機(jī)調(diào)速系統(tǒng)研究D.大學(xué)工程碩士學(xué)位論文.2006:365汪志鋒.可編程序控制器原理與應(yīng)用M.：電子科技大學(xué)出版社.20046馬寧 孔紅.S7-300 PLC 和 MM440 變頻器的原理與應(yīng)用M.機(jī)械工業(yè)出版社.20087萍.現(xiàn)代電氣控制技術(shù)M.：大學(xué).2009指導(dǎo)教師審核意見：指導(dǎo)教師審核意見：指導(dǎo)教師（指導(dǎo)教師（簽字）： 年年 月月 日日 . . . 9 / 79注：本表可自主延伸摘 要對軋鋼機(jī)采用計算機(jī)控制，不僅能提高其效率，節(jié)約成本，還可大大延長其使用壽命。本文闡述了可編程控制器（PLC）在軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)和

16、工作原理，提出了軋鋼機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案與設(shè)計過程，給出了系統(tǒng)的 I/O 分配，并利用 PLCSIM 軟件對編寫的程序進(jìn)行模擬仿真。同時用 PLC 程序開發(fā)實現(xiàn)了設(shè)計、調(diào)試等功能。根據(jù)軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的控制要求和特點,對 PLC 硬件進(jìn)行了組態(tài)。編寫了軋鋼機(jī)系統(tǒng)的主程序，溫度監(jiān)控程序以與壓力監(jiān)控程序等程序。在系統(tǒng)設(shè)計完成后，對其進(jìn)行了簡單的調(diào)試，最后的模擬調(diào)試結(jié)果表明，基于 PLC 的軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)運行效率高，系統(tǒng)安全可靠性強(qiáng)，并且系統(tǒng)構(gòu)造簡單易于實現(xiàn)，滿足了對軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)系統(tǒng)期望的要求。關(guān)關(guān)鍵鍵詞詞：軋鋼機(jī)；PLC；組態(tài)；PLC編程；I/O分配 . . . 10 / 79AB

17、STRACTThe rolling machine which is controlled by computernot only can improve its efficiency and save its cost , but also greatly extend its life.Paper describes a programmable controller PLC controlled system used in rolling mill applications, introduces the structure and working principle of Rolli

18、ng mills, proposes the plan and process of PLC control system of rolling mill, elaborates the I / O allocation of the system,and use of the PLCSIM software to simulatethe programapplied in it. At the same time the development of PLC program, thedesign, debugging and other functions have been achieve

19、d. According to the control requirements and characteristics ofRolling mill control system ,the PLC hardware is configuratted. In the design of this system,there is the main program of rolling mill systems, temperature monitoring program and pressure monitoring program.When the system design is comp

20、leted, its a simple debugging.The final result of the simulation shows that the rolling mill based on PLC control system has high efficiency, system security and reliability, simple structure, easy to implement and the system has meet the requirements of rolling mill for the desired control system r

21、equirements. . . . 11 / 79KeywordsKeywords： Rolling mill;PLC;Configuration;PLC Programming;I / O allocation . . . 12 / 79目 錄第一章緒論11.1 課題研究的背景與意義 11.2 課題主要研究的容 2第二章系統(tǒng)總體方案設(shè)計32.1 系統(tǒng)控制要求 32.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計圖 42.3 控制系統(tǒng) I/O 地址分配 42.4 電氣控制系統(tǒng)原理圖 62.5 硬件組態(tài)與參數(shù)設(shè)置 7第三章 變頻器參數(shù)設(shè)置10第四章軟件系統(tǒng)設(shè)計184.1 主程序設(shè)計 194.2 軋機(jī)系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)控和成

22、品統(tǒng)計 24第五章軟件調(diào)試32第六章 Profibus-DP 通信366.1 基于 Profibus-DP 的變頻器的通訊 366.2 PLC 與觸摸屏的通信 37附錄一 源程序39附錄二 Profibus-DP 通訊程序43參考文獻(xiàn)47外文資料48中文翻譯53致57 . . . 13 / 79第一章 緒 論1.1 課題研究的背景與意義1.1.1 課題研究的背景工業(yè)自動化是國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)，用于實現(xiàn)自動化控制的設(shè)備主要集中為單片機(jī)和 PLC。單片機(jī)由于控制能力有限、編程復(fù)雜等缺點，現(xiàn)在正逐步退出控制舞臺。PLC 則因為其功能強(qiáng)大、編程簡單等優(yōu)點，得到迅速發(fā)展與運用。PLC 的功能強(qiáng)大，可以進(jìn)

23、行邏輯控制、運動控制、通信等操作；并具有穩(wěn)定性高、可移植性強(qiáng)等優(yōu)點，因此受到廣大電氣工程控制技術(shù)人員的青睞。PLC 是工業(yè)控制領(lǐng)域中不可或缺的一部分。近年來 PLC 發(fā)展很快，新產(chǎn)品、新技術(shù)不讀涌現(xiàn)，特別是西門子公司推出了 S7-300 系列 PLC，由于功能強(qiáng)、性價比高，而深受國用戶的歡迎。PLC 控制系統(tǒng)是依托于 PLC 來實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制的要求?？删幊炭刂破髋c其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。但可編程控制器并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用。在實際應(yīng)用時，其硬件應(yīng)根據(jù)具體需要進(jìn)行選配，軟件則根據(jù)實際

24、的控制要求或生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行設(shè)計。目前 PLC 已從小規(guī)模的單機(jī)順序控制發(fā)展到過程控制、運動控制等諸多領(lǐng)域。而且它可靠性高，能夠適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境。具有進(jìn)行各種算術(shù)運算、PID 調(diào)節(jié)、過程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)通信、遠(yuǎn)程 I/O 和高速數(shù)據(jù)處理能力，PLC 除了具有CPU 和存儲器以外，還有豐富的 I/O 接口模塊。對于工業(yè)現(xiàn)場的不同信號，PLC都有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備直接連接。PLC 系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比無論從軟件方面還是從實際投入的硬件設(shè)備講，投入都較少，質(zhì)優(yōu)價廉，性價比高。因此，無論是老設(shè)備的技術(shù)改造還是新系統(tǒng)的開發(fā)，大多數(shù)設(shè)計人員都傾向于采用它來進(jìn)行設(shè)計。1.1.2 課題研

25、究來源本課題來自于理工學(xué)院電氣工程與自動化 07 級畢業(yè)設(shè)計，通過設(shè)計使我們大學(xué)時期所學(xué)專業(yè)課程得到充分融合，以使我們用所學(xué)知識應(yīng)用到實際工作中去，為步入社會做好最后的準(zhǔn)備。1.1.3 課題研究的意義軋鋼機(jī)如控制和使用得當(dāng)，不僅能提高效率，節(jié)約成本，還可大大延長使用壽命。對軋鋼機(jī)控制系統(tǒng)的性能和要求進(jìn)行分析研究設(shè)計了一套低成本高性能的控制方案，可最大限度發(fā)揮軋鋼機(jī)加工潛力，提高可靠性，降低運行成本，對提高機(jī)械設(shè)備的自動化程度，縮短與國際同類產(chǎn)品的差距，都有著重要的意義。 . . . 14 / 791.2 課題主要研究的容1. 普通軋鋼機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理2各路檢測信號到 PLC 的輸入，包括傳感

26、器的的原理，信號的種類，引入到 PLC 中的編址3. 軋鋼機(jī)的種類和工作原理圖，I/O 分配4. 以可編程控制器為基礎(chǔ)，利用 S7-PLCSIM 軟件對其所應(yīng)用的程序進(jìn)行模擬仿真5. 軟件實現(xiàn)方法的研究。用 PLC 程序開發(fā)實現(xiàn)了設(shè)計、調(diào)試、等功能6. CPU 和變頻器參數(shù)的設(shè)置 . . . 15 / 79第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計一個系統(tǒng)順利、穩(wěn)定、高效的按照我們在軟件中編制的方案完成既定的任務(wù)是我們每個設(shè)計人員最強(qiáng)烈的希望，但是，要達(dá)成這個希望首先便需要良好的系統(tǒng)總體方案的支持，一個良好的系統(tǒng)總體方案給以后的軟件與硬件設(shè)計工作會帶來很多方便。在本部分容中主要介紹了系統(tǒng)總體方案設(shè)計中的過程。首

27、先我對系統(tǒng)控制要求和工藝流程進(jìn)行了分析和研究，設(shè)計好系統(tǒng)總體方案，然后針對分析和研究的結(jié)果對系統(tǒng)的 I/O 點進(jìn)行了統(tǒng)計，最后對 PLC 的 CPU 的型號、PLC 的擴(kuò)展模塊的型號以與壓力溫度等傳感器型號進(jìn)行了選擇。對于其他諸如電源、導(dǎo)線、繼電器、電動機(jī)機(jī)等設(shè)備由于文章篇幅所致，沒有一一進(jìn)行說明。2.1 系統(tǒng)控制要求以下給出系統(tǒng)控制要求和軋鋼機(jī)系統(tǒng)模擬圖如圖 2-1 所示1) 當(dāng)整個機(jī)器系統(tǒng)的電源打開時，電機(jī) M1 和 M2 旋轉(zhuǎn)，以待傳送工件。2) 工件通過軌道從右邊輸送進(jìn)入軋制系統(tǒng)。3) 感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到有工件輸送來時，輸出高電位，驅(qū)動上軋輥按預(yù)定下壓一定的距離，實現(xiàn)軋制厚度的調(diào)節(jié)，

28、同時電機(jī) M3 開始逆時針旋轉(zhuǎn)，并帶動復(fù)位擋板也逆時針轉(zhuǎn)動，感應(yīng)器 S1 復(fù)位。4) 隨著軋制的進(jìn)行，工件不斷地向左移動。當(dāng)感應(yīng)器 S2 感應(yīng)到有工件移動過來時，說明工件的要求軋制長度已經(jīng)完成，此時感應(yīng)器 S2 輸出高電位，驅(qū)動控制電機(jī) M3 的電磁閥作用，使電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動。5) 在電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動下，擋板順時針轉(zhuǎn)動，推動工進(jìn)向右移動。當(dāng)工件移動到感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到時，S1 有輸出高電位，使電機(jī) M3 逆時針轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動上軋輥調(diào)節(jié)好第二個下壓量，進(jìn)入第二次壓制的過程。6) 再次重復(fù)上述的工作，直到上軋輥完成 3 次下壓量的作用，工件才加工完畢。7) 系統(tǒng)延時等待加工完畢的工件

29、退出軌道，此時即可進(jìn)入下一個工件的加工過程。 . . . 16 / 79圖 2-1 模擬圖2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計圖根據(jù)以上控制系統(tǒng)和生產(chǎn)工藝要求，系統(tǒng)總體方案設(shè)計圖如圖 2-2 所示SIMATICPANELTOUCHPC 適配器壓力、張力、溫度傳感器與厚度測厚儀信號西門子S7300圖 2-2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計圖2.3 控制系統(tǒng) I/O 地址分配在本課題硬件設(shè)計中我們首先要解決的問題就是，計算好整個系統(tǒng)中對各類 I/O 點的需求（地址標(biāo)識符 I 表示輸入，O 表示輸出） 。因為 I/O 在 PLC 接線端子上的地址分配是進(jìn)行 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)。對軟件設(shè)計來說，I/O 地址分配以后才可

30、以進(jìn)行編程；對控制柜與 PLC 外圍接線來說，只有 I/O 地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，才可以根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。再者只有明確了 I/O 分配，才能把系統(tǒng)設(shè)計的高效，合理，性價比較高。因此根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，這里共有 6 個輸入，8 個輸出?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)具備的輸入/輸出點數(shù)、名稱、代碼與地址編號如表 1 所示。從表格我們可以看出每一個開關(guān)要一個數(shù)字量輸入，電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、報警燈七個數(shù)字量輸出，每個傳感器有一個模擬量輸入這樣計算下來系統(tǒng)需要數(shù)字量輸入 4 點，數(shù)字量輸出 7 點，模擬量輸入 2 點因此我們需要選擇合適的模 . . . 17 / 79塊來包容這些輸入/輸出點

31、。I/O 地址分配表如表 1 所示表 1 I/O 地址分配表序號輸入點輸入地址序號輸出點輸出地址1I0.0啟動開關(guān) SB11Q0.0電機(jī) M1 運轉(zhuǎn)(KM1)2I0.1右限位開關(guān) S12Q0.1電機(jī) M2 運轉(zhuǎn)(KM2)3I0.2左限位開關(guān) S23Q0.2電機(jī) M3 正轉(zhuǎn)(KM3)4I0.3停止開關(guān) SB24Q0.3電機(jī) M3 反轉(zhuǎn)(KM4)5模擬通道 1溫度傳感器5Q0.4壓力給定6模擬通道 2壓力傳感器6Q0.5溫度報警燈77Q0.6壓力報警燈88Q0.7鋼板壓制完成指示燈根據(jù)以上分析和 I/O 地址分配表，我選用的是西門子的 PLC 系統(tǒng)，為了能達(dá)到在可靠夠用的前提下盡量實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)高效，我

32、選用了 SM323 模塊（16DI/16DO）SM334 模塊（4AI/2AO） ，CPU 選用 315-2DP。S7-300 模塊圖如圖2-3 所示圖 2-3 S7-300 PLCPLC 外圍硬件接線圖，如圖 2-4 所示 . . . 18 / 79圖 2-4 PLC 的外部接線圖2.4 電氣控制系統(tǒng)原理圖根據(jù)以上總體設(shè)計方案圖 PLC 的外部接線圖畫出系統(tǒng)電氣控制電路圖如圖2-5 所示,共有三臺電機(jī),其中主軋電動機(jī)兩臺,傳送電動機(jī)一臺。圖 2-5 電氣控制電路圖 . . . 19 / 792.5 硬件組態(tài)與參數(shù)設(shè)置2.5.1 硬件組態(tài)的步驟1)生成站，如圖 2-6，雙擊“硬件”圖標(biāo) ，進(jìn)入

33、硬件組態(tài)窗口；圖 2-6 硬件組態(tài)窗口2)生成機(jī)架，從硬件目錄窗口中選擇一個機(jī)架，S7-300 應(yīng)選擇硬件目錄窗口文件夾SIMATIC300RACK-300 中的導(dǎo)軌（Rail） 。如圖 2-7 所示圖 2-7 S7-300 的硬件組態(tài)窗口3）在硬件目錄中選擇需要的模塊，將它們安排在機(jī)架中指定的槽位上。中 . . . 20 / 79央機(jī)架的電源模塊占用 1 號槽，CPU 模塊占用 2 號槽，3 號槽用于接口模塊（或不用） ，411 號槽用于其他模塊。首先選中 1 號槽，然后在硬件目錄窗口中選擇文件夾SIMATIC300PS300,目錄窗口下面會出現(xiàn)選中的電源模塊的訂貨號和詳細(xì)的信息。用鼠標(biāo)雙擊

34、目錄窗口中的“PS 307 5A” ，該電源窗口中指定的行，然后放開鼠標(biāo)左鍵，該模塊就被配置到指定的槽了。同樣的方法，在文件夾SIMATIC300CPU-300 中選擇 CPU 315-2DP 模塊，并將后者配置在倒 2 號槽了。因為沒有接口模塊，3 號槽空置。在 4 號槽中配置 16 點 DC24V 數(shù)字量數(shù)輸入/輸出模塊（DI/DO） ，在 5 號槽配置 4 點模擬量輸入/輸出模塊（AI/AO）模塊。圖 2-8 左上部的窗口是一個組態(tài)見表，他下面的窗口列出了個模塊詳細(xì)的信息；例如訂貨號、MPI 地址和 I/O 地址等。右邊是硬件目錄窗口，可以利用命令“View”“Catalog”打開或關(guān)閉

35、它。左下角的窗口中向左和向右的箭頭來切換機(jī)架。圖 2-8 S7-300 的硬件組態(tài)窗口4）雙擊模塊，在打開的對話框中設(shè)置模塊的參數(shù)，包括模塊的屬性和DP 主站和從站的參數(shù)；5）保存硬件設(shè)置，并將它下載到 PLC 中去。圖 2-8 左上部的窗口是一個組態(tài)見表，他下面的窗口列出了個模塊詳細(xì)的信息；例如訂貨號、MPI 地址和 I/O 地址等。右邊是硬件目錄窗口，可以利用命令“View”“Catalog”打開或關(guān)閉它。左下角的窗口中向左和向右的箭頭來切換機(jī)架。2.5.2 CPU 與模擬量模塊參數(shù)設(shè)置1）CPU 參數(shù)設(shè)置 . . . 21 / 79在硬件配置中選定 CPU 模塊后，系統(tǒng)會自動對 CPU

36、模塊的一些參數(shù)屬性進(jìn)行設(shè)置；雙擊機(jī)架上的 CPU 進(jìn)入 CPU 屬性設(shè)置選項卡窗口，如圖 2-9 所示圖 2-9 CPU 屬性設(shè)置選項卡點擊 CPU 屬性設(shè)置選項卡中的各個選項分別對“時刻中斷” “周期性中斷” “診斷/時鐘” “常規(guī)” “啟動”等選項卡進(jìn)行設(shè)置。2）模擬量輸入模塊參數(shù)設(shè)置在機(jī)架上選中需要設(shè)置的 I/O 模塊，雙擊該模塊，進(jìn)入 I/O 模塊的屬性設(shè)置窗口。如圖 2-10 模擬量模塊屬性設(shè)置窗口。圖 2-10 模擬量模塊屬性設(shè)置窗口 . . . 22 / 79第三章 變頻器參數(shù)設(shè)置本次設(shè)計用到的變頻器的型號為6SE70，下面為變頻器參數(shù)設(shè)置的步驟：首先用USS專用通訊線將計算機(jī)的

37、串口1和變頻器面板上的通訊口連接，打開控制屏上的鑰匙開關(guān)，此時停止的“紅燈”亮，按下啟動按鈕， “紅燈”滅，“綠燈”亮，變頻器得電，打開SIMOVIS 軟件。選擇點擊對應(yīng)的設(shè)備，進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，如圖3-1所示圖 3-1 變頻器參數(shù)設(shè)置 1此時我將進(jìn)行變頻器參數(shù)的設(shè)置，以用來進(jìn)行軟件SIMOVIS的電機(jī)調(diào)速。進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置界面，首先將變頻器進(jìn)行復(fù)位回到工廠設(shè)置狀態(tài)。P060是變頻器參數(shù)設(shè)置中的固定設(shè)置菜單，將設(shè)置為2時是表示參數(shù)將恢復(fù)到缺省。這樣后就可以進(jìn)行復(fù)位設(shè)置。如圖3-2所示 . . . 23 / 79圖3-2 變頻器參數(shù)設(shè)置2將參數(shù)P060設(shè)置為2后，然后將參數(shù)P970設(shè)為0，如圖3-3

38、所示圖3-3 變頻器參數(shù)設(shè)置3此時變頻器的LED就會循環(huán)顯示，經(jīng)過幾秒或幾十秒的時間后復(fù)位完成。由 . . . 24 / 79于系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)器的數(shù)據(jù)均被清除，變頻器不允許立刻重新開始工作，否則必定會損壞電機(jī)。再將參數(shù)P060固定設(shè)置設(shè)置為3，表示簡單應(yīng)用，如圖3-4所示。這樣的話就可以進(jìn)行主要參數(shù)的設(shè)置，現(xiàn)在將進(jìn)線電壓P071設(shè)置為380。這就是裝置輸入電壓。圖3-4 變頻器參數(shù)設(shè)置4SIMOVERT MASTERDRIVES一貫地共同遵守一樣的設(shè)計原則。在所有功率圍中的裝置(變頻器、逆變器)和系統(tǒng)元件(整流單元、制動單元)都有一個統(tǒng)一的設(shè)計和一樣的接線系統(tǒng)。它們能以任何方式組合并能并列安以滿

39、足傳動系統(tǒng)各種要求。此次設(shè)計，我們使用的是DJ16-2 三相鼠籠式異步電動機(jī)進(jìn)行軋鋼機(jī)的電機(jī)使用，所以參數(shù)設(shè)置驅(qū)動電機(jī)類型P095=10，如圖3-5所示，表示同步或者異步電動機(jī)，這是國際標(biāo)準(zhǔn)。 . . . 25 / 79圖3-5 變頻器參數(shù)設(shè)置5由于我們使用的是6SE70變頻器而此變頻器的工作方式P100設(shè)置為1，如圖3-6所示，這是表示此變頻器是VF控制。圖3-6 變頻器參數(shù)設(shè)置6此時將開始設(shè)置電機(jī)的參數(shù)，我們使用的是DJ16-2三相鼠籠式異步電動機(jī)電機(jī)，所以將此電機(jī)的額定電壓P101=380。如圖3-7所示 . . . 26 / 79圖3-7 變頻器參數(shù)設(shè)置7而同樣的我們使用了三相鼠籠式異

40、步電動機(jī)電機(jī)后，此處的電機(jī)電流參數(shù)設(shè)置為額定電流P102=1.1。 同樣根據(jù)電機(jī)的參數(shù)選擇將此處的三相鼠籠式異步電動機(jī)的電機(jī)功率P104設(shè)置為0.8。表示電機(jī)額定功率因數(shù)是0.8。此處電機(jī)的額定頻率如同前面一樣因為使用的是三相鼠籠式異步電動機(jī)所以此P107表示電機(jī)的額定頻率是50HZ。然后將此進(jìn)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)置，同理因為是三相鼠籠式異步電動機(jī)所以此處將設(shè)置為P108=1400。這里表示電機(jī)轉(zhuǎn)速是1400轉(zhuǎn)。最后我們在回到最前面的P060進(jìn)行固定菜單的設(shè)置，而此處卻是將P060重新設(shè)置為1，如圖3-8所示。這和之前是不同的，因為這里表示的是回到參數(shù)菜單。而不合理的參數(shù)設(shè)置會導(dǎo)致故障。 . . .

41、 27 / 79圖3-8 變頻器參數(shù)設(shè)置8接下來將進(jìn)行USS的設(shè)置。變頻器6SE70系列，我們此次使用的控制方式是USS通訊所以在設(shè)置參數(shù)時將設(shè)置為USS，所以在這里設(shè)定控制方式P368=4，如圖3-9所示，表示控制方式是USS。圖3-9 變頻器參數(shù)設(shè)置9接下來將進(jìn)行USS的設(shè)置。變頻器6SE70系列，我們此次使用的控制方式是 . . . 28 / 79USS通訊所以在設(shè)置參數(shù)時將設(shè)置為USS，所以在這里設(shè)定控制方式P368=4，表示控制方式是USS。 然后進(jìn)行P554即ON/OFF的源，所以此處將P554設(shè)置為B2100，表示USS接受到字1的第0位。這里設(shè)置P707.1的值，這里表示USS

42、報文PZD區(qū)的第1個字而此處將設(shè)置為K32，表示PZD1的傳送容為控制字1。設(shè)置P707.2的值，這里表示USS報文PZD區(qū)的第2個字而此處將設(shè)置為KK148，表示PZD2的傳送容為實際的速度。這里P555是選擇OFF2指令的源，將P555設(shè)置為B2101表示USS接收到的字1的第1位。然后設(shè)置P565是失敗確認(rèn)選擇源，而這里將設(shè)置為B2107表示此處USS接收到的字1的第7位。設(shè)置P568的值，這里P568是點動選擇源，這里將P568設(shè)置為B2108表示的是USS 接收到的字1的第8位。然后將設(shè)置正反轉(zhuǎn)參數(shù)來控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，這里將P571設(shè)置為B2111，如圖3-10所示，表示電機(jī)的正轉(zhuǎn)方

43、向選擇源。圖3-10 變頻器參數(shù)設(shè)置10同樣的在這里設(shè)置電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，將P572設(shè)置為B2112，此處表示電機(jī)反轉(zhuǎn)方向上的源。最后在這里設(shè)置P443即主給定選擇源，并且將P443設(shè)置為K2002，如圖3-11所示，這里表示狀態(tài)字2。 . . . 29 / 79圖3-11 變頻器參數(shù)設(shè)置11參數(shù)設(shè)置完畢后就可以用計算機(jī)來控制實驗了。 . . . 30 / 79第四章 軟件系統(tǒng)設(shè)計根據(jù) PLC 硬件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝要求，軟件設(shè)計過程如圖所示制定運行方案畫順序功能圖編制/IO 分配表程序元件編號編寫程序程序輸入 PLC固化程序否是開始測試正常流程正確修改程序結(jié)束圖 4-1 軟件設(shè)計過程 . . . 3

44、1 / 794.1 主程序設(shè)計4.1.1 軋鋼機(jī)工藝流程首先，當(dāng)整個機(jī)器系統(tǒng)的電源打開時，電機(jī) M1 和 M2 旋轉(zhuǎn)，以待傳送工件。然后， 工件通過軌道從右邊輸送進(jìn)入軋制系統(tǒng)。 感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到有工件輸送來時，輸出高電位，驅(qū)動上軋輥按預(yù)定下壓一定的距離，實現(xiàn)軋制厚度的調(diào)節(jié)，同時電機(jī) M3 開始逆時針旋轉(zhuǎn)，并帶動復(fù)位擋板也逆時針轉(zhuǎn)動，感應(yīng)器 S1 復(fù)位。隨著軋制的進(jìn)行，工件不斷地向左移動。當(dāng)感應(yīng)器 S2 感應(yīng)到有工件移動過來時，說明工件的要求軋制長度已經(jīng)完成，此時感應(yīng)器 S2 輸出高電位，驅(qū)動控制電機(jī)M3 的電磁閥作用，使電機(jī) M3 逆時針轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動上軋輥調(diào)節(jié)好第二個下壓量，進(jìn)入第二次軋

45、制的過程。在電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動下，擋板順時針轉(zhuǎn)動，推動工進(jìn)向右移動。當(dāng)工件移動到感應(yīng)器 S1 感應(yīng)到時，S1 有輸出高電位，使電機(jī)M3 逆時針轉(zhuǎn)動，同時驅(qū)動上軋輥調(diào)節(jié)好第二個下壓量，進(jìn)入第二次壓制的過程。再次重復(fù)上述的工作，知道上軋輥完成 3 次下壓量的作用，工件才加工完畢。系統(tǒng)延時等待加工完畢的工件退出軌道，此時即可進(jìn)入下一個工件的加工過程。4.1.2 主程序順序功能圖根據(jù)系統(tǒng)的要求畫出主程序順序功能圖如圖 4-2 所示 . . . 32 / 79圖 4-2 主程序順序功能圖4.1.3 主程序梯形圖編寫用經(jīng)驗法設(shè)計梯形圖，根據(jù)主程序順序功能圖系統(tǒng)梯形圖的設(shè)計如下：M1 帶動傳送帶轉(zhuǎn)動的電

46、動機(jī)，M2 帶動為帶動軋輥轉(zhuǎn)動的電動機(jī) . . . 33 / 79S1 右限位開關(guān)，只要鋼板到碰到右限位開關(guān) S1，就輸出高電平。 . . . 34 / 79 . . . 35 / 79以上程序段 1程序段 6 的總體功能：首先按下啟動開關(guān)，整個機(jī)器系統(tǒng)的電源打開，電機(jī) M1 和 M2 旋轉(zhuǎn)，以等待工件。當(dāng)工件從右邊輸送進(jìn)入軋鋼機(jī)系統(tǒng)時，右限位開關(guān) S1 輸出高電平，S1 閉合，此時電動機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動，接著 S2 復(fù)位，同時軋輥按預(yù)定下壓量軋制工件。隨著軋制的進(jìn)行，工件不斷地向左移動，當(dāng)鋼板碰到左限位開關(guān) S2 時，S2 輸出高電平，同時驅(qū)動控制電機(jī)電機(jī) M3 的電磁閥作用，是電機(jī) M3

47、 逆時針轉(zhuǎn)動，接著右限位 S1 開關(guān)復(fù)位。在電機(jī)M3 逆時針轉(zhuǎn)動的作用下，工件不斷向右移動。當(dāng)工件移動到限位開關(guān) S1 限位開關(guān)處，S1 有輸出高電平，使電機(jī) M3 順時針轉(zhuǎn)動，同時調(diào)節(jié)好第二個下壓量，進(jìn)入第二次壓制過程，于此同時計數(shù)器計數(shù)。再次重復(fù)上述過程的工作，直至 . . . 36 / 79軋制 3 次，工件加工完成。系統(tǒng)演示等待加工完畢的工件退出，此時即可進(jìn)入下一個工件的加工。在上述過程中若按下停止按鈕或溫度壓力超出上限，整個系統(tǒng)將停止工作。4.2 軋機(jī)系統(tǒng)運行參數(shù)監(jiān)控和成品統(tǒng)計在本系統(tǒng)中監(jiān)控的參數(shù)輸入量是模擬量，如軋鋼機(jī)的溫度，潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的壓力，必須將它們轉(zhuǎn)換為表轉(zhuǎn)量程的電流

48、或電壓，例如 DC4-20mA,1-5V,0-10V,PLC 用 A/D 轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。帶正負(fù)號的電流或電壓在A/D 轉(zhuǎn)換后用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。D/A 轉(zhuǎn)換器將 PLC 的數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)，模擬量 I/O 模塊的主要任務(wù)就是實現(xiàn) A/D 轉(zhuǎn)換和 D/A 轉(zhuǎn)換。在此監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計中運用到 FC105 模塊下面介紹下其功能。以下是 FC105 參數(shù)表表 2 FC105 參數(shù)表參數(shù)說明數(shù)據(jù)類型存儲區(qū)描述EN輸入BOOLI、Q、M、D、L使能輸入端，信號狀態(tài)為 1 時激活該功能ENO輸入BOOLI、Q、M、D、L如果該功能的執(zhí)行無誤，輸出端信號為 1IN輸入

49、INTI、Q、M、D、L常數(shù) 欲轉(zhuǎn)換為工程單位表示的實型值。HI_LIM輸入REALI、Q、M、D、L、P常數(shù) 以工程單位便是的上限值。LO_LIM輸入REALI、Q、M、D、L、P常數(shù) 以工程單位便是的下限值。BIPOLAR輸入BOOLI、Q、M、D、L信號狀態(tài)為 1 輸入值為雙極性。為 1 表示輸入值單極性O(shè)UT輸出REALI、Q、M、D、L、P轉(zhuǎn)換結(jié)果RET_VAL輸出WORDI、Q、M、D、L、P如果指令的執(zhí)行沒有錯誤，返回值為W#16#0000.FC105 功能SCALE 功能接受一個整型值(IN)，并將其轉(zhuǎn)換為以工程單位表示的介于、下限和上限(LO_LIM 和 HI_LIM)之間的

50、實型值。將結(jié)果寫入 OUT。SCALE 功 . . . 37 / 79能使用以下等式：OUT = (FLOAT (IN) -K1)/(K2-1) * (HI_LIM-O_LIM) + LO_LIM 常數(shù) K1 和 K2 根據(jù)輸入值是 BIPOLAR 還是 UNIPOLAR 設(shè)置。BIPOLAR：假定輸入整型值介于 7648 與 27648 之間，因此 K1 = -7648.0，K2 = +27648.0 UNIPOLAR：假定輸入整型值介于 0 和 27648 之間，因此 K1 = 0.0，K2 =+27648.0 如果輸入整型值大于 K2，輸出(OUT)將鉗位于 HI_LIM，并返回一個錯誤

51、。如果輸入整型值小于 K1，輸出將鉗位于 LO_LIM，并返回一個錯誤。通過設(shè)置 LO_LIM HI_LIM 可獲得反向標(biāo)定。使用反向轉(zhuǎn)換時，輸出值將隨輸入值的增加而減小。4.2.1 溫度參數(shù)監(jiān)控軟件設(shè)計系統(tǒng)啟動后，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)由 PLC 所收集并處理的數(shù)據(jù)，判別溫度的高低。當(dāng)軋鋼機(jī)的溫度大于設(shè)定的溫度上限值時，監(jiān)控系統(tǒng)報警燈亮，同時軋鋼機(jī)完成一次壓制后停機(jī)。采集溫度模擬量通道對應(yīng)的存儲單元為 PIW256。以下是監(jiān)控系統(tǒng)的程序梯形圖 . . . 38 / 79 . . . 39 / 79以上程序段 1程序段 7 的總體功能：按下啟動按鈕后，系統(tǒng)開始對溫度采集，把采集到的溫度對應(yīng)的無量綱數(shù)據(jù)經(jīng)

52、過 FC105 轉(zhuǎn)換后，可得到的實際溫度對應(yīng)的電壓值，把它與溫度上限對應(yīng)的電壓比較，當(dāng)大于上限時，并且工件完成一次壓制后，溫度報警燈亮。 . . . 40 / 794.2.2 潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的壓力監(jiān)控軟件設(shè)計系統(tǒng)啟動后，監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)由 PLC 所收集并處理的數(shù)據(jù)，判別壓力大小。當(dāng)多監(jiān)控的壓力大于設(shè)定的溫度上限值時，監(jiān)控系統(tǒng)報警燈亮，同時軋鋼機(jī)完成一次壓制后停機(jī)。采集溫度模擬量通道對應(yīng)的存儲單元為 PIW258。以下是監(jiān)控系統(tǒng)的程序梯形圖 . . . 41 / 79 . . . 42 / 79以上程序段 1程序段 7 的總體功能：按下啟動按鈕后，系統(tǒng)開始對壓力采集，把采集到的壓力對應(yīng)的無量綱

53、數(shù)據(jù)經(jīng)過 FC105 轉(zhuǎn)換后，可得到的實際壓力對應(yīng)的電壓值，把它與壓力上限對應(yīng)的電壓比較，當(dāng)大于上限時，并且工件完成一次壓制后，壓力報警燈亮。4.2.3 鋼板成品計數(shù)與統(tǒng)計軟件設(shè)計軋鋼機(jī)當(dāng)軋制完成一定數(shù)量鋼板后，軋鋼機(jī)將會有一個指示燈通知操作人員。 . . . 43 / 79 . . . 44 / 79第五章 軟件調(diào)試在 STEP7 編程軟件中生成項目步驟：本設(shè)計軟件調(diào)試用 S7-PLCSIM 調(diào)試，首先雙擊 windows 桌面上的“SIMATIC Manager”圖標(biāo)，打開 STEP7 管理界面，默認(rèn)自動向?qū)鐖D 5-1 所示。在圖 5-1點擊“完成”圖 5-1 管理器向?qū)Вㄟx擇創(chuàng)建項目的

54、途徑）直接以預(yù)覽框顯示的項目生成，然后選擇 CPU 型號，由于本設(shè)計選用的CPU 型號是 CPU 315，所以選擇 CPU 315。MPI 地址的默認(rèn)設(shè)置為 2。點擊“下一個”進(jìn)入下一個向?qū)гO(shè)置畫面，如圖 5-2 所示。 . . . 45 / 79圖 5-2 管理器向?qū)Вㄟx擇程序塊） 在圖 5-2 向?qū)е校x擇組織塊 OB1，OB1 代表最高的變成層次，他負(fù)責(zé)組織 S7 程序中的其他塊，一個程序中必須要有 OB1。選擇合適的編程語言，梯形圖這里選 LAD。單擊“下一個”確認(rèn)設(shè)置，進(jìn)入下一個向?qū)гO(shè)置畫面，在項目名稱欄中輸入名稱然后點“完成” ，完成一個新項目的創(chuàng)建。出現(xiàn)SIMATIC 管理器項目

55、結(jié)構(gòu)窗口，然后雙擊 圖標(biāo)將出現(xiàn)梯形圖編輯器，如圖 5-3 所示圖 5-3 梯形圖編輯器把以上編寫好的程序的梯形圖輸入梯形圖編輯器中。點擊 STEP7 的 SIMATIC管理器工具條中的（SIMATIC on/off）按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Options” ，打 . . . 46 / 79開S7-PLCSIM 窗口如圖 5-4 所示，窗口自動出現(xiàn) CPU 試圖對象。與此同時，自動建立了 STEP7 與仿真 CPU 的連接。圖 5-4 S7-PLCSIM 仿真窗口 1在 S7-PLCSIM 窗口中用菜單命令“Excuticve” “Continuous scan”或點擊“Continuous sc

56、an”按鈕，令仿真 PLC 的掃描方式為連續(xù)掃描。如圖 5-5 所示圖 5-5 S7-PLCSIM 仿真窗口 25）在 SIMATIC 管理器中打開要仿真的用戶項目，選中“塊”對象，點擊工具條中下載按鈕，或執(zhí)行菜單命令“PLC” “下載” ，將塊對象下載到仿真 PLC 中。如圖 5-6 所示 . . . 47 / 79圖 5-6 S7-PLCSIM 仿真窗口 36）點擊 S7-PLCSIM 工具條中標(biāo)有“I”的按鈕，或執(zhí)行菜單命令“Insert”“Input Variable” ，創(chuàng)建輸入 IB 字節(jié)的試圖對象。用類似的方法生成輸出字節(jié) QB、位存儲器 M、定時器 T 和計數(shù)器 C 的試圖對象

57、. 7）設(shè)置完這些輸入輸出節(jié)點后，進(jìn)行仿真模擬。打開編寫有主程序的塊OB1，然后選擇“調(diào)試”“監(jiān)視”命令，程序即處于仿真模擬狀態(tài)，如圖5-7 所示圖 5-7 S7-PLCSIM 仿真窗口 4 . . . 48 / 798）將圖 5-8 中單選框的 stop 模式打到 run 模式，如圖 5-8 所示圖 5-8 S7-PLCSIM 仿真窗口 59）根據(jù) I/O 點的分配和控制要求，仿真圖如圖 5-9 所示圖 5-9 S7-PLCSIM 仿真窗口 6第六章 Profibus-DP 通信6.1 基于 Profibus-DP 的變頻器的通訊 在 PROFIBUS 現(xiàn)場總線中，PROFIBUS-DP 的

58、應(yīng)用最為廣泛。本次系統(tǒng)設(shè)計就是用 PROFIBUS-DP 實現(xiàn)變頻器與 PLC 通訊的。帶有 DP 口的 S7-300/400 PLC 也可以通過 CPU 上的 DP 口來實現(xiàn)。采用 RS485 接口與支持 9.6kbps12Mbps 波特率數(shù)據(jù)傳輸，其中數(shù)據(jù)的報文頭尾主要是來規(guī)定數(shù)據(jù)的功能碼、傳輸長度、奇偶校驗、發(fā)送應(yīng)答等容，主從站之間的數(shù)據(jù)讀寫的過程核心的部分是參數(shù)接口和過程數(shù)據(jù)，PKW 和 PZD 共有五種結(jié)構(gòu)形式即：PP01、PP02、PP03、PP04、PP05，其傳輸?shù)淖止?jié)長度與結(jié)構(gòu)形式各不一樣。在PLC 和變頻器通訊方式配置時要對 PP0 進(jìn)行選擇。1） 硬件組態(tài)變頻器在 STE

59、P 7 軟件中創(chuàng)建一個項目，再硬件組態(tài)該項目，并建一個 Profibus-DP 網(wǎng)絡(luò)，6SE70 系列變頻器在 PROIBUS DP-SIMOVERT 文件夾里進(jìn)行組態(tài)，并設(shè)定好通訊的地址圍。2） 建立通訊 DB 塊一般地，讀寫數(shù)據(jù)都做在一個 DB 塊中，且最好與硬件組態(tài)設(shè)定的 I/O 地址圍大小劃分一樣大小的區(qū)域，便于建立對應(yīng)關(guān)系和管理。讀變頻器的數(shù)據(jù)的 12個字節(jié)在 DB0DB11 中，寫給變頻器的 12 個字節(jié)數(shù)據(jù)放在 DB12DB23 中。接下來還可以存放諸如通訊的錯誤代碼和與變頻器有關(guān)的其它計算數(shù)據(jù)。3） 寫通訊程序 . . . 49 / 79通訊程序可以調(diào)用 STEP 7 編程軟件

60、的 SFC14 DPRD_DAT (讀取 DP 標(biāo)準(zhǔn)從站的連續(xù)數(shù)據(jù)) ,SFC15 DPWR_DAT (向 DP 標(biāo)準(zhǔn)從站寫入連續(xù)數(shù)據(jù))來實現(xiàn)。從 DP 上讀取數(shù)據(jù)：OPN DB 5CALL DPRD_DATLADDR:=W#16#108RET_VAL:=MW32RECORD:=P#DB5.DBX0.0 BYTE 8從 DP 上寫入數(shù)據(jù)：OPN DB 6CALL DPWR_DATLADDR:=W#16#108RECORD:=P#DB6.DBX0.0 BYTE 8RET_VAL:=MW30對于寫變頻器的數(shù)據(jù)是與變頻器的 k3001k3016，建立對應(yīng)關(guān)系，讀變頻器的數(shù)據(jù)則是與變頻器的參數(shù) P73