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1、目录摘 要IAbstractII1概述11.1 PLC在国内外研究动态11.2 PLC的发展趋势12 硬件系统设计22.1 S7-200系统概述22.2 自动配料系统43 自动配料系统的设计73.1 PLC编程软件STEP7及其应用83.2 自动配料系统的设计94 系统改进与完善154.1 监控系统的功能介绍154.2前配料监控系统的控制过程144.3 监控系统报警控制过程16参考文献16致 谢17附录 PLC程序18摘 要PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存
2、贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计本文基于可编程序控制器PLC和组态软件设计自动配料系统的控制系统和监控系统。首先，利用德国Siemens公司的S7-200系列PLC对自动配料系统进行控制。运用与之相配的STEP7编程，通过LAD编程语言编制了下位机的控制程序，从而使该配料系统可以按要求完成自动配料，装料全过程。其次，自动配料系统的监控系统则实现现场数据的实时监控。本文的主要内容包括对生产过程控制系统发展和现状的概述、
3、配料系统工作原理和配料控制系统的总体设计，重点描述了包括硬件设计、编程环境及软件设计在内的西门子PLC在配料系统中应用的一些细节及其在上位机监控系统中一些基本设计，以及PLC与上位机之间的通讯。关键词：可编程序控制器；配料；监控ABSTRACTProgrammable Logic Controller (PLC) is widely used in industry for its high reliability and performance/price ratio. The configuration software also enjoys fast development due t
4、o the popularization of personal computer, and is recognized of the value originated from the merits such as real-time multitasking, openness, flexibility, versatility, and reliability.Based on PLC and configuration software, the control system and supervisory system of automatic ingredient system a
5、re designed in this paper. First, the Siemens PLC S7-200 is used to control automatic proportion system. The proportioning system included the requirements of automatic proportioning, weighing, and loading. Next the ZuTaiWang software is used to build the real-time supervisory system. The system can
6、 realize the real-time data-logging, as well as various visual.Papers contents mainly include that the industrial control system development and present situation outline. The ingredient system principle of work and the ingredient control systems design, described with emphasis including the hardwar
7、e design, the programming environment and software design SIMENS PLC in ingredient systems application some details, the configuration software configuration king and in the host computer supervisory system some basic designs, as well as communication between PLC and host computer.Keywords: Programm
8、able controller ；ingredients；monitoring I1 概述1.1 PLC 在国内外研究动态20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是
9、在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。1.2 PLC 的发展趋势可编程序控制器，英文称Programmable Logic Controller，简称PC。但由于
10、PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门
11、的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强及编程简单等特点。可以预料，在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。现代可编程序控制器有两个方面的发展趋势。1.2.1 微小型PLC发展微小型PLC，使其体积更小、速度更快、功能更强、价格更低、配置更加灵活。由于自动控制系统规模的不同，小型化、低成本的PLC将广泛应用
12、于各行各业，其组成由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，例如SIEMENS公司的S7-200的最小配置为CPU221，主机有6DI/4DO（数字量输入/数字量输出），而CPU224主机可扩展7个模块，最大达94DI/74DO，16AI/16AO（模拟量输入/模拟量输出），可满足比较复杂的控制系统的要求。1.2.2 大型PLC发展大型PLC，使其具有大型网络化、高可靠性、多性能、良好的兼容性等特点。网络化和强化通信能力是PLC发展的一个重要方面，向上与以太网、MAP网等相连，向下通过现场总线（如PROFIBUS）将多个PLC与远程I/O等相连，构成整个工厂的自动化控制系统。近年来各
13、公司陆续推出各种智能模块，大大增强了PLC的控制功能。智能模块是以微处理器为基础的功能部件，其CPU与PLC的CPU并行工作，能够独立完成某些控制功能，如通信控制、高速计数、模拟量输入输出等，使系统设计和调试时间减少，控制精度提高。好的兼容性是PLC深层次应用的重要保证，SIEMENS公司的S7系列PLC与通用微机兼容，可运行DOS/Windows程序，PLC的编程语言STEP7可运行在Windows环境下，提供了很强的梯形图、语句表的编程、调试和诊断等功能，体现了现代PLC的特点。2硬件系统设计本自动配料系统的硬件采用的西门子S7-200，运用与之相配的STEP 7编程软件，采用LAD编制了
14、下位机的控制程序。以下将对硬件设计的过程进行详细的介绍。2.1 S7-200系统概述西门子公司的SIMATIC S7-200系列属于小型可编程序控制器，可用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。S7-200系列PLC共有5种基本型号的CPU模块，即CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 226、CPU 226 XM，控制点数可以从10点扩展到248点。其中，CPU 221无扩展功能，适于用做小点数的微型控制器，CPU 222有扩展功能，CPU 224是具有较强控制功能的控制器，CPU 226和CPU 226 XM适用于复杂的中小型控制系统。所有型号的CPU
15、在内部都集成了1个（CPU 221、CPU 222、CPU 224）或2个（CPU 226、CPU 226 XM）通讯口，该通讯口为标准的RS485口，可在三种方式下工作，即PPI方式、MPI方式和自由通讯口方式。另外，S7-200可通过增加EM277模块接入Profibus-DP网络，通过CP243-1通讯模块连入工业以太网，通过CP243-2模块使其成为AS-i主站。2.1.1 系统功能概述S7-200 PLC系统是紧凑型可编程控制器。系统的硬件构架由组成系统的CPU模块和丰富的扩展模块组成。它能够满足各种设备的自动化控制需求。S7-200除具有PLC基本的控制功能外，更在如下方面有独到之处。1功能强大的指令集指令内容包括位逻辑指令、计数器、定时器、复杂数学运算指令、PID指令、字符串指令、时钟指令、通讯指令以及和智能模块配合的指令等。2丰富强大的通讯功能S7-200提供了近10种通讯方式以满足不同的应用需求，从简单的S7-200之间的通讯到S7-200通过Profibus-DP网络通讯，甚至到S7-200通过以太网通讯。在互联网需求已日益成为必需的今天。强大的通讯无疑会使S7-200为更多的用户服务。可以说，S7-200的通讯功能已经远远超出了小型PLC的整体通讯水平。3编程软件的易用性STEP7-Micro/WIN32编程软件为用户
