基于西門子s7-200plc溫度控制系統的設計-資料下載頁

【導讀】化時間和硫化壓力）的能力，其控制精度將直接影響橡膠硫化制品的質量好壞。而硫化溫度的控制精度是其中最為重要的。到質量更好、性能更穩定的產品。但在實際生產中，普遍存在溫度控制系統精度

　　

【正文】 是運用自己的或別人的經驗進行設計。多數是設計前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗程序” 。結合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。這里所說的經驗，有的是來自自己的經驗總結，有的可能是別人的設計經驗，有的也可能是來自其它資料的典型程序。要想使自己有更多的經驗，就需要日積月累，善于總結。 （ 3）計算機輔助設計編程 計算機輔助設計是通過 PLC 編程軟件在計算機上進行程序設計、離線或在線編程、離線仿真和在線調試等等。 S7200 的編程軟件“ STEP 7Micro/WIN 32” 版本是基于 Windows 平臺的應用軟件。它支持 Windows95， Windows98 和Windows XP 使用環境。是 S7200 系列 PLC 編程專用軟件。使用這些編程軟件可以十分方便地在計算機上離線或在線編程、在線調試，使用這些編程軟件可以十分方便地在計算機上進行程序的存取、加密以及形成 EXE 運行文件。 梯形圖的基本繪制規則 梯形圖按照從上到下。從左到右的順序控制。每個邏輯行開始于左母線，一般來說，觸點要放在左側，線圈和指令盒放在右側，線圈和指令盒右側不能有觸點，整個梯形圖形成階梯結構。 28 對于外接電路的各元件分配編號，編號的分配必須是主機或者是擴展模塊本身 是機提供的，而且可以用來編程，兩個設備不能共用一個輸入輸出點。 在 PLC 的梯形 圖中，觸點的使用次數可能用無數次，而線圈的使用次數只能是一次，否則， 容易引發系統出現意外的事故。 使用一個條件驅動多個線圈時，不能串聯，只能并聯。 硫化機系統的 I/O分配表 根據我們的設計要求 我們設計了硫化機系統的 I/O 分配表 ，如表 4 所示 表 4 I/O分配表 編號 地址 說明 功能 輸入量 1 按鈕 啟動按鈕 2 按鈕 停止按鈕 2 AIW0 輸入模擬量 溫度傳感器的值 輸出量 1 AQW0 輸出模擬量 輸入控制可控硅 2 電磁閥 控制硫化機平板下降 3 電磁閥 控制硫化機平板上升 29 硫化機 PID 溫度控制系統的邏輯圖 硫化機 PID 溫度控制程序分為 3 部分， 分別為主程序，子程序和中斷程序 每部分流程圖如下： （ 1） 主程序流程圖 ，如圖 8 所示。 圖 10 主程序 流程圖 在主程序中首次掃描 調用子程 0進行啟動計算機和初始化然后調用子程序 0初始化定時中斷。 這時系統裝載 PID 參數和連接 PID 中斷服務程序。 （ 2） 主程序調用子程序 0 的流程 圖 ，如圖 9 所示。 圖 11 主程序調用子程序 0 在子程序 0 中主要是裝入 PID 參數和設定值 。分別 裝入回路設定值 VD104，回路增益 VD112，回路采樣時間 VD118，積分時間 VD120,同時設定定時中斷 0 的時間（ SMB34）間隔為 100ms，設定定時中斷執行 PID 程序 INT_0。關閉微分作用VD124。 （ 2） 中斷子程序 流程圖 ，如圖 12 所示。 啟動子程序 設置 PID 參數： 裝入回路設定值 =150 回路增益 = 裝入回路采樣時間 =1S 裝入積分時間 =10min 設定定時中斷 0 的時間為 100ms 子程序 0 結束 30 圖 12 中斷子程序 流程圖 在中斷子程序中， 主要是 將過程 變（ PV）轉換為標準的實數。首先將整數轉換成雙整數（ AIW0— AC0），將雙整數裝換成實數，而后將數值標準化（ AC0,— AC0） ,最后將標準化的 PV 存入回路表（ AC0— VD100）。 把輸出值 Mn 轉換成 16位的整數，首先判斷 Mn為單極性且非負的數，把輸出值送到累加器（ VD108,— AC0），然后標準化累加器中的值，將實數轉化成雙整數，在將雙整數轉化成整數，最后將數值寫入模擬量輸出（ AC0— AQW0）。 可編程控制器的軟件 西門子 S7200PLC 使用的是西門子獨立開發的 STEP7Micro/WIN32 編程軟定時中斷計數器值加 1 啟動中斷子程序 計數器值 到達了？嗎？ 計算 PID 公式 對輸出值限制 反饋仿真 中斷子程序 0 結束 否 是 31 件， STEP7Micro/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應用軟件，由西門子公司專為 S7200 系列可編程控制器設計開發，它功能強大，主要為用戶開發控制程序使用，同時也可以實時監控用戶的執行狀態。它是西門子 S7200 用戶不可缺少的開發工具。 S7200 可編程控制器使用 STEP7Micro/WIN32 編程軟件進行編程。單擊桌面圖標進入操作界面如圖 13 所示。 圖 13 STEP7Micro/WIN 32 編程軟件 界面圖 由于 STEP7Micro/WIN 32 編程軟件默認的 PLC 為 221，不能滿足本設計要求，所以對其進行進一步設置 PLC 型號，右擊“ Project1(CPU 221 REL )”圖標，在彈出的按鈕中單擊“ Type” 會彈出對話框，對其修改 PLC 型號如圖 14 32 圖 14 PLC型號設置圖 PLC 程序 以上介紹的程序設計的方法和 I/O 分配表的編寫以及程序流程圖的設計已經為我們 PLC 梯形圖的繪制打下了基礎，下面我們進行梯形圖的編寫。 （ 1）主程序梯形圖，如圖 15 所示。 33 圖 15主程序梯形圖 當按下啟動鍵 ,首次掃描調用初始化子程序，這計時器 T40 開始計時，沒計一分鐘給計數器 C1 一個信號，當計數器計到設置值 45， C1 輸出給 。 （ 2）子程序 梯形圖 ，如圖 14 所示。 34 圖 16子程序梯形圖 在子程序中主要是裝入回路設定值 VD104，回路增益 VD112，回路采樣時間VD118，積分時間 VD120,同時設定定時中斷 0 的時間（ SMB34）間隔為 100ms，設定定時中斷執行 PID 程序 INT_0。關閉微分作用 VD124。 （ 3） 中斷子程序 梯形圖 ，如圖 17 所示。 35 圖 17 中斷子程序梯形圖 在中 斷 子程序中，將過程變（ PV）轉換為標準的實數。首先將整數轉換成雙整數（ AIW0— AC0），將雙整數裝換成實數，而后將數值標準化（ AC0,— AC0） ,最后將標準化的 PV 存入回路表（ AC0— VD100）。把輸出值 Mn 轉換成 16 位的整數，首先判斷 Mn 為單極性且非負的數，把輸出值送到累加器（ VD108,— AC0），然后標準化累加器中的值，將實數轉化成雙整數，在將雙整數轉化成整數，最后將數值寫入模擬量輸出（ AC0— AQW0）。 本章小結 本章主要介紹 了 PLC程序設計方法以及本次設計的 I/O口分配和梯形圖的設計過程，最后對梯形圖進行了詳細的介紹。 36 結 論 本設計 課題來自中船重工 725 研究所， 針對基于 S7200PLC 溫度控制 系統的特點，采用了 PLC+擴展模塊 +硅調壓模塊 的控制結構，這種結構能夠充分發揮各自的優勢和功能，實現優勢互補，提高了 溫度控制 系統的可靠性和抗干擾能力，并且使用維修方便，提高了系統的運行效率和自動化水平，易于擴展和檢修。 本系統總結為以下幾點： 系統采用 S7200PLC 加模擬量輸入輸出模塊的結構 ，使整個系統實現了PLC 控 制，有效克服了 單一溫度控制器 控制 的缺陷，系統 控制精度明顯提高， 控制精度在 177。 2℃ 。 系統 在設計中對 PID參數進行了模擬仿真。模擬仿真波形 超調量小穩定性好，上升時間短，系統初始相應快， 調節時間短， 充分體現出了 PID控制的 優良性 。 該控制系統實用性強，可靠性高，以一臺 PLC控制一臺硫化機為例，用戶也可根據控制需要，對系統的 I/O模塊進行擴展，控制多臺硫化機。所以，系統的可擴展性強。 系統在設計中 詳細介紹了系統的硬件設備配置和硬件電路圖的設計以及軟件設計流程圖，并完成了梯形圖 的繪制。可以直接根據設計完成實物的制作。 該系統已在中船重工 752研究所的硫化機上成功運行，效果良好，控制精度在 177。 2℃比起以前溫度控制系統有明顯提高，而且本系統設計了自動出摸，有效地減輕的工人的勞動強度。 該控制系統的設計提高了硫化機溫度控制質量，解決了硫化機普遍存在溫度控制系統精度不高，達不到硫化國家標準的溫度。因此實現高精度的平板硫化機溫度控制以提高橡膠制品質量對橡膠工業生產具有重大意義。 37 致 謝 經過半年的忙碌和工作，本次畢業設計已經接近尾聲，作為一個本科生的畢業設計，由于經驗的匱乏，難免有許多 考慮不周全的地方，如果沒有導師的督促指導，以及一起工作的同學們的支持，想要完成這個設計是難以想象的。 老師多次詢問研究進程，并為我指點迷津，幫助我開拓研究思路，精心點撥、熱忱鼓勵。 董 老師一絲不茍的作風，嚴謹求實的態度，踏踏實實的精神，給以終生受益無窮之道。對 董 老師的感激之情是無法用言語表達的。 在這里首先要感謝我的導師 董老師 。他平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改。除了敬佩 董 老師的專業水平外，他的治學嚴謹和科學研究的精神也是我永遠學習的榜樣，并將積極影響我今后 的學習和工作。 然后還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下 電氣 專業知識的基礎；同時還要感謝所有的同學們，正是因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業設計才會順利完成。 38 參考文獻： [1] 范永勝 王岷 主編 電氣控制 PLC 應用 中國電力出版社 [2] 張鳳珊．電氣控制及可編程序控制器（第二版）．北京：中國輕工業出版社， ． [3] 袁任光．可編程序控制器選用手冊 [M]．北京：機械工業出版社， ． [4] 何友華．可編程序控制器及常用控制電器 [M]．北京：冶金工業出版社， ． [5] 吳麗 主編 電氣控制與 PLC 實用教程 黃河水利出版社 [6] 廖常初 主編 FX系列 PLC 編程及應用 機械工業出版社 [7] 盧金鼎等．機電一體化技術 [M]．北京：中國輕工業出版社， ． [8] 宮淑貞，王冬青，徐世許．可編程序控制器原理及應用 [M]．北京：人民郵電出版社． ． [9] 謝克明，夏路易．可編程序控制器原理與程序設計 [M]．北京：電子工業出版社， ． [10] 何衍慶，戴自祥，俞金壽．可編程序控制器原理及應用技巧（第二版） [M]．北京：化學 工業出版社， ． [11] 齊占慶．機床電氣控制技術 [M]．北京：機械工業出版社， ． [12].袁任光 .可編程序控制器應用技術與實例 [M].廣州 ：華南理工大學出版社， 1997. 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