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1、北京信息科技大学现场总线课程设计报告正文 导读：就爱阅读网友为您分享以下“北京信息科技大学现场总线课程设计报告正文”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对的支持! 重要说明： 以下的其他系统的设计，由于硬件需要相同，硬件组态沿用走廊灯的硬件配置。对于WinCC界面组态，方法与走廊灯一样，只是新建变量时根据需要建立相应的变量，并且根据系统要求组态人机界面。以后的系统设计中关于STEP 7硬件组态与WinCC界面组态时不再赘述。 六控制过程分析 只要输入I2.0、I2.1中有一个变化，从0到1或者从1到0的变化都会改变输出的状态从0到1或者从1到0。 对“上位机操作、实验平台操作”以及控制方式选择按钮
2、的说明（以下其它系统的设计关于此方面的问题，均与此处相同） 为实现通过实验平台上的按钮以及上位机操作实现走廊灯系统，需要设置两组输入，一组代表实验平台上的按钮（I2.0、I2.1），另一组代表上位机人机界面山的按钮（M0.0、M0.1）。编写程序时可以暂时不考虑上位机的输入，只要在程序调试完成之后在每一个实验平台输入变量并联上位机按钮对应的内部变量就可以实现上位机按钮和实验平台按钮对系统的控制和操作。 同时，为了避免两组输入的冲突（上位机输入要求灯亮，而实验平台输入要求灯灭），就要另外设置一个按钮（这里称之为控制方式按钮），控制是要由上位机按钮来操作系统还是实验平台上的按钮来操作系统。为了使系
3、统更为简洁美观，更方便人为操作，设置实验平台上的一个按钮I2.2（这个按钮在系统实际控制中未使用），当I2.2未按下（输入0）时，由实验平台上的按钮操作；按下（输入1）时由上位机的按钮操作。对于这个输入，只要分别按照要求，选择相应的常开或常闭触点串入相应的输入就行了。 9 将两组输入并联以实现上位机按钮和实验平台按钮都能操作系统。 走廊灯PLC控制程序 当开关I2.0和I2.1的输入状态改变时，其总输出的状态就会改变， 从而实现走廊灯系统。 分别在实验平台按钮输入和上位机按钮输入的输出串联控制方式选择输入。 如图，当I2.2输入0时，由实验平台按钮操作系统；当输入1 时，由上位机按钮操作系统。
4、 七上位机操作效果截图与实际控制效果照片 I2.2未按下，上位机界面显示由实验平台按钮操作系统。 此时即使上位机按钮有动作也不会改变走廊灯的状态。而 实验操作平台按钮实现走廊灯系统的控制。 10 I2.2按下，上位机显示有上位机按钮操作系统。此时上位机按钮动作改变走廊灯状态。 而上位机按钮实现走廊灯系统的控制。 3.3 三路抢答器系统 一控制要求 在各种竞赛中，经常有抢答的内容，要用到抢答器。要求选手在想到问题答案后尽快的按下抢答键，某一个选手最先按下抢答键后，指示其可以开始答题，其他选手尽管后来按下了抢答键，但是不能指示其答题。在抢答到答题机会的选手回答完问题后，应该有一个主持人复位键，复位
5、后可以从新开始下一轮抢答。此外，系统要有禁止耍赖的功能，即如果有选手一直按下抢答键，此时应该停止抢答，提示其放开抢答键以公平进行抢答。 二解决思路 要实现抢答器的功能最重要的是，指示每个选手答题灯每次只能有一盏灯亮，实际上就是互锁问题，当某一人抢答到后，其他人抢答无效。为此，只需要给每一个输出设置一些限定条件：其它输出为0（还没有人按下抢答到答题机会），上一回抢答结束后每个选手都把抢答键放开了（无人耍赖），并且已经复位（主持人指示可以开始抢答）。 三I/O配置 输入地址 I0.7 I1.7 I2.7 I2.0 M0.7 M1.7 M2.7 作用 实验平台抢答键一 实验平台抢答键二 实验平台抢答
6、键三 实验平台复位键 上位机抢答键一 上位机抢答键二 上位机抢答键三 11 M2.0 I3.0 输出地址 Q0.0 Q1.0 Q2.0 上位机复位键 控制方式选择（实验平台输入） 作用 选手一抢答指示 选手二抢答指示 选手三抢答指示 四控制过程分析 当I0.7所对应的按钮抢先按下后，Q0.0得电并自锁（选手放开抢答键后，指示其抢答到答题机会的指示灯仍然点亮），其它支路由于串联Q0.0的常闭触点，Q0.0得电其常闭触点打开，故其它支路被Q0.0封锁，抢答无效。同理，其它两路任一路抢先抢到之后，封锁另外两路。只有按下复位键I2.0之后，方可进行下一轮抢答。 此外，在某一个指示灯将要得电点亮之前还需
7、要判断之前所有的抢答键是否已经全部放开（即，选手的抢答键是否刚刚经历了从0到1的变化才使得这个选手抢到答题机会）。这是，就要有一个专门的变量，记录上一个时刻抢答键的状态，以用来和这一次的状态对比，是否是从0到1。如果是，抢答成功；如果不是，禁止抢答进行，警告选手放开抢答键，主持人从新按下复位键，从新开始抢答。 关键控制程序截图与说明： 主持人是否已经指示开始答题，若是，方可开始抢答（复位键放开了，M3.1得1） 主持人按下复位键，指示灯全灭，准备进行下一轮抢答；放开，开始抢答。 自锁模块，当I0.7按下使得Q0.0得电之后，即使I0.7有放开了，Q0.0持续得电，除非有其它因素使得Q0.0掉电
8、。（如，按下复位键） 封锁其它两路指示灯。（使得同一个时刻只能有一个选手抢答到） 12 I0.7或M0.7（抢答键）按下（得电）的时刻，上一时刻它是不是处于放开状态。若是，此次抢答有效（信号继续往下传递直到被其它因素截断或使得Q0.0得电，点亮第一路指示灯）；若不是M3.0的常闭触点打开，将抢答键为1的信号截断，抢答无效！ 五上位机操作效果截图与实际控制效果照片 实验平台刚刚上电，可以开始抢答，并且显示此时是由实验平台按钮操作。 此时为实验平台按钮操作系统，如图所示，选手三（I2.7）抢答到，同时指示将抢答键放开。 若不放开，下一轮中抢答无效。 13 前言 我们于2011年9月16号下午13：
9、30至2011年9月18号晚上22：30在小营实验楼8层实验室做现场总线课程设计。现场总线技术是研究现场设备数字化、网络化通信的热门技术。现场总线控制系统是新一代分布式管、控一体化的基础。我们在学习现场总线的基本原理和技术规范的基础上，同时还要学习现场总线的工程设计、运行与维护。 此次课程设计的目的在于让我们具备理论与实际相结合的应用能力，掌握一些先进的实践技能，适应自动化领域对学生提出的具有实际技能的需要。学生围绕要解决的实际问题，应独立进行分析和研究，查阅、自学相关的文献资料，确定技术路线和实施方案，进行系统设计和完成调试，最后写出课程设计报告。通过课程设计加深对专业知识的理解和综合运用，
10、锻炼实践动手能力，增强分析和解决实际问题的能力，发挥创新能力，以及提高文档撰写能力。具体如下： 1. 培养根据课题需要选学参考书籍、查阅手册和查找文献资料的能力； 2. 学会方案比较和论证，初步掌握工业控制系统工程设计的基本方法； 3. 加深对现场总线及典型的现场总线-PROFIBUS技术的理解； 4. 提高可编程程控制器的设计能力，熟练掌握先进的S7-300 PLC的程序开发和应用调试能力； 5. 提高控制系统监控界面的设计能力，熟练掌握西门子WinCC组态软件的应用开发方法； 6. 熟悉现场总线设备的调试，以及现场总线控制系统的结构设计； 7. 提高总结归纳、撰写设计报告的能力，应当规范、
11、有条理、充分、清楚地论述设计内容和调试成果； 主要内容包括： 1. 实验测试 熟悉实验平台的硬件组成结构和软件操作。学习硬件和软件说明书。借助实验平台提供的项目实例，进行系统的硬件连接和实验测试，学习软硬件的基本操作和调试方法、掌握项目运行的基本步骤。 2. 硬件系统设计及STEP7硬件组态开发 在理解题目要求和原理的基础上，深入学习设计题目相关的软、硬件手册，学习S7-300PLC的组成原理，确定系统组成和结构，画出硬件连接图。熟练掌握硬件特性和操作、测试方法，完成系统硬件连接。深入学习STEP7软件开发，在STEP7软件中建立工程，完成硬件组态设计和下装。 3. 监控算法设计及STEP7监
12、控程序开发 根据题目的功能要求，设计完善的监控策略，画出软件流程图。 深入学习梯形图编程语言，在STEP7软件中编写程序和编译下装。并借助STEP7的调试工具对软件功能进行初步测试。 4. 监控界面功能设计及inCC界面组态 对人机操作界面进行设计规划，画出监视效果示意图。 深入学习inCC软件的应用开发技术，完成界面组态和运行。 5. 系统调试和完善 软硬件系统联调，改进设计中的缺欠，完善系统的功能，保存调试成果。 1 6. 撰写设计报告 设计报告中应如实明确记录和说明设计思路、开发步骤、完成的成果、以及开发和调试过程中遇到的问题及解决办法，并附参考文献。 现场总线技术课程设计在THPCAT
13、-2型现场总线控制系统实验平台上完成，实验平台的系统组成结构下图所示。在该实验平台上可以设计实现基于PROFIBUS现场总线的开关量及模拟量控制系统。监控对象包括模拟锅炉、水箱、以及按钮和彩灯。软件开发平台包括PLC编程软件STEP 7和监控组态软件WINCC。 DI/DO SM323 THPCAT-2型现场总线控制系统实验装置结构图 2 第一章 现场总线概述及profibus简介 1.1 现场总线概述 现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。是一种将传感器、各种操作终端和控制器间的通讯及控制器之间的通讯进行特化的网络。原来这些机器间
