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1、课程设计报告设计题目：物料混合控制系统 学院： 电信学院 班级： 基地二班 姓名： 魏海超 学号： 09260202 指导老师： 冯小林 时间： 2012 年 12 月 19 日38摘要本设计是基于STEP7下位软件编程实现物料混合控制系统的控制,并解决STEP7与WinCC、WinCC Flexible 2007之间的模拟仿真问题。我们采用STEP7的仿真工具S7 PLCSIM模拟S7 300 PLC来执行控制命令解决上位组态工具WinCC、HMI开发工具WinCC Flexible 2007的模拟仿真问题。WinCC、WinCC Flexible与STEP7间的通信均采用西门子内部通讯协议
2、。本设计主要在于加强对总的系统结构及工作原理的了解，研究各个模块的工作机理及相互之间是如何通讯的。 关键词：Step7 WinCC WinCC Flexible 1目录1.1设计要求11.2系统原理图11.3 STEP7介绍及编程简介2第二章STEP7下位软件编程32.1霓虹灯的工作原理32.2系统流程图32.3 启动STEP742.4编程52.5仿真调试13第3章WinCC与STEP7之间的通信143.1STEP7控制端口说明143.2通信设置143.2.1设置PG/PC接口143.2.2 STEP7的硬件组态153.2.2WinCC下添加驱动163.2.4变量连接163.2.5在图形编辑器
3、中编辑画面183.3仿真运行20第四章STEP7和WinCC Flexible 2007之间的通信224.1在WinCC flexible 2007中设置变量224.2在WinCC flexible 2007中设置画面224.3仿真运行24第五章总结26参考文献27第一章 系统原理1.1设计要求控制系统的运行界面如下：图 11 控制系统的运行界面1.2系统原理图本设计的系统原理图如图1-2所示。图 12 系统原理图本设计由STEP7的仿真工具S7 PLCSIM模拟S7 300 PLC来执行控制命令，采用WinCC、WinCC Flexible工控软件做上位机监控。其中STEP7部分要完成以下任
4、务： STEP7下位软件编程 解决STEP7与WinCC的模拟仿真问题 解决STEP7与WinCC Flexible的模拟仿真问题1.3 STEP7介绍及编程简介西门子STEP7是用于SIMATIC S7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形图逻辑、功能块图和语句表进行编程操作。STEP 7 是用于对SIMATIC 可编程逻辑控制器（PLC）进行组态和编程的软件包。STEP7 具有以下功能：硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。本设计软件编程部分采用STEP7编程。STEP7为用户提供了多种编程语言，包括语句表（STL）、梯形
5、逻辑（LAD）、功能块图（FBD）、结构控制（SCL）、顺序控制（S7 GRAPH）、状态图形（S7 HIGRAPH）等。梯形逻辑编程语言是一种基于电路图表示法基础上的图形编程语言，每一个程序段都是由类似于电路图中的元素（如常开触点、常闭触点、输出线圈）组合而成。一个逻辑块的程序部分是由一个或多个程序段组成的。功能块图（FBD）编程语言使用类似与布尔代数的图形逻辑符号来表示控制逻辑。语句表编程语言（STL）是STEP 7 标准软件包的组成部分。用这种语言编写程序，即可以使用增量编辑器直接生成程序，也可以使用文本输入编辑器先录入程序语句，再经过编译过程将其转换成各类程序块。如果在用户编写的程序块
6、中没有错误，则可将该程序在语句表（STL）、梯形逻辑图（LAD）、功能块图（FBD）3 种语言之间进行切换。如果存在不能切换的程序部分，则STEP7 用语句表将该部分显示出来。在这三种编程语言中梯形图是广大工程技术人员使用较熟悉的且简单直观并易学，无须工程技术人员具备很高的计算机编程能力。因此本次设计选用梯形逻辑图（LAD）进行编程。第二章STEP7下位软件编程2.1霓虹灯的工作原理 一共需要8个灯分别表示“庆祝建国50周年”，按下开始按钮，则这8个灯从左到右一次点亮，然后一起闪烁3次，再从右到左依次熄灭。当按下停止按钮时，这8个灯都熄灭，再按开始按钮就可以重新开始，无限循环。2.2系统流程图
7、2.3 启动STEP7 打开STEP7软件会出现一个新建项目向导，如下图所示：点击“下一步”，选择CPU315-2DP,如下图所示:再点击“下一步”，选择LAD的编程方式，如下图所示：再点击“下一步”，项目名称取名为：zutai2，如下图所示：最后点击完成按钮，即可完成对项目的新建过程。2.4编程首先在符号表中定义变量的地址如下图所示：M1M 1.0BOOL启动开关M1M 1.0M2M 2.0BOOL停止开关M2M 2.0Q1Q 1.0BOOL进物料一Q1Q 1.0Q2Q 1.1BOOL进物料二Q2Q 1.1Q3Q 1.2BOOL进物料三Q3Q 1.2Q4Q 1.3BOOL进物料四Q4Q 1.
8、3Q5Q 1.4BOOL电机搅拌Q5Q 1.4S1M 1.2BOOL中间继电器S1M 1.2S2M 1.3BOOL中间继电器S2M 1.3S3M 1.4BOOL中间继电器S3M 1.4S4M 1.5BOOL中间继电器S4M 1.5S5M 1.6BOOL中间继电器S5M 1.6S6M 1.7BOOL中间继电器S6M 1.7S7M 2.1BOOL中间继电器S7M 2.1T1T 1TIMER物料一进料时间7sT1T 1T2T 2TIMER物料二进料时间6sT2T 2T3T 3TIMER物料三进料时间5sT3T 3T4T 4TIMER物料四进料时间4sT4T 4T5T 5TIMER电机搅拌时间10sT
9、5T 5然后打开组织块OB1，根据霓虹灯的工作原理在OB1中编写程序，其程序如下:2.5仿真调试首先打开仿真器.然后将OB1组织块下载进去,再把仿真器打到“RUN”上，最后打开组织块OB1进行监视，按下“开始”按钮，观察仿真情况，再对程序进行不断的修改，直到仿真的结果符合物料混合控制系统的工作原理为止。其仿真结果如下图所示：第3章WinCC与STEP7之间的通信3.1STEP7控制端口说明 本设计由STEP7的仿真工具S7 PLCSIM模拟S7 300 PLC来执行控制命令，其中使用到的端口如下：M1 M1.0 开始按钮M2 M2.0 停止按钮Q1 Q1.0 物料一进料Q2 Q1.1 物料二进
10、料Q3 Q1.2 物料三进料Q4 Q1.3 物料四进料Q5 Q1.4 电机搅拌.3.2通信设置3.2.1设置PG/PC接口设置步骤如下：STEP7-选项-设置PG/PC接口-为使用的接口分配参数- PLCSIM(PROFIBUS)-再单击“确定”键。按照这样的顺序对PG/PC接口进行设置如下图所示：3.2.2 STEP7的硬件组态在STEP7下，单击左侧的SIMATIC 300 Station，右侧打开硬件图标，显示硬件信息。查看CPU属性，接口框下看MPI地址为2，如下图所示:3.2.2WinCC下添加驱动操作步骤如下： 1、变量管理-添加新的驱动程序-SIMATIC S7 PROTOCOL
11、 SUITE。 2、右键PROFIBUS新建驱动程序的连接-右键新建的驱动连接点属性-点“常规”选项卡下“属性”，将“插槽号”改为 MPI地址2。3.2.4变量连接 驱动连接（New Connection）下新建变量如下图所示: 以M1为例说明新建变量的具体步骤：在驱动连接下右击，选择“新建变量”，命名为：SB1，然后点击“选择”按钮，在“数据”里面选“择位存储器”，再把SB1的地址改为M3.0，再单击“确定”按钮。如图1和图2所示：图1：图2：3.2.5在图形编辑器中编辑画面先插入一张图片，再编辑静态文本“物料混合控制系统”，最后添加两个按钮，分别定义为“M1”和“M2”表示“开始按钮”和“
12、停止按钮”。对静态文本和按钮进行设置连接步骤如下：右击静态文本，选择“属性”，再选择“颜色”，把字体的颜色改为红色，再选择“其它”中的“显示”，右击，选择“动态对话框”，再选择“表达式”，以对应于不同的静态文本，再选择“布尔型”。如下图所示：以M1为例说明按钮的设置步骤：右击“M1”按钮，选择“属性”，再选择“事件”中的“鼠标”，双击“按左键”，将“常数”那一栏改为1，“变量”选择M1，最后单击“确定”按钮。如下图所示：双击“释放左键”，将“常数”那一栏改为0，“变量”选择M1，最后单击“确定”按钮。如下图所示：SB2的设置和SB1的设置一样，只将变量改为SB2即可。3.3仿真运行先打开STEP7的仿真软件PLCSIM，下载STEP7程序到PLCSIM，再点WinCC激活运行按钮，开始仿真运行。单击“SB1”按钮，可观察到的仿真结果如下图所示：WinCC仿真界面：PLCSIM仿真界面： 第四章STEP7和W
