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1、PLC+触摸屏的自动配料模拟控制系统摘要可编程程序控制器(PLC, Programmable Logic Controller)因其高可靠 性和较高的性价比，而在工业控制中被广泛应用。人机软件由于计算机的 普及和其本身价值(实时多任务、开放性、灵活性、通用性和可靠性)的 被认知，也在快速的发展中。本文基于可编程序控制器PLC和人机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
2、系统的监控系统则采用了 DOP人机软件对上 位机监控软件人机，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、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、DOP 人机软件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；人机软件PLC + touch screen of automaticbatching of simulation control systemAbstractProgrammable Logic Controll
3、er (PLC) is widely used in industry for its high reliability and performance/price ratio. The configuration software also enjoys fast development due to the popularization of personal computer, and is recognized of the value originated from the merits such as real-time multitasking, openness, flexib
4、ility, versatility, and reliability.Based on PLC and configuration software, the control system and supervisory system of automatic ingredient system are designed in this paper. First, the Siemens PLC S7-200 is used to control automatic proportion system. The proportioning system included the requir
5、ements of automatic proportioning, weighing, and loading. Next the DOP software is used to build the real-time supervisory system. The system can realize the real-time data-logging, as well as various visual.Paper contents mainly include that the industrial control system development and present sit
6、uation outline. The ingredient system principle of work and the ingredient control systems design, described with emphasis including the hardware design, the programming environment and software design SIMENS PLC in ingredient systems application some details, the configuration software configuratio
7、n king and in the host computer supervisory system some basic designs, as well as communication between PLC and host computer.Keywords programmable controller; proportioning; configuration software目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1背景11.1.1 PLC的发展趋势21.1.2人机软件的发展趋势3第2章系统概述52.1自动配料系统52.1.1控制要求52.1.2自动配料系统控制图52.2
8、.3 I/O 地址表72.2.4配料过程分析8第3章自动配料系统和监控系统的设计 .103.1正常时停止程序123.2有故障时停止程序123.3有重物时停止程序133.4 LED数码显示及复位程序143.5系统调试15第4章DOP-B系列人机界面174.1功能介绍174.2建立和调试人机界面174.3 S7-200 PLC与人机之间通讯概述21结论23致谢24参考文献25附录I PLC程序26第1章绪论可编程序控制器是用微电脑技术制造的通用自动控制设备，它具有指 令存储和数字量或模拟量输入输出接口，能够进行位运算，并完成逻辑， 顺序、定时、计数和算术运算功能，实现复杂的逻辑控制。一般分为主模
9、板、扩展模板、编程器等，每个模板的体积都比较小，相互连接方便。有 的还有模数和数模转换，数据处理和通讯网络等功能。它的最大特点是将 控制过程以程序方式存放在存储器中，修改程序也就修改了控制过程，这 就给控制过程的设计、调试、修改，扩展带来了极大的方便和灵活性；它 的另一特点是能够适应工业环境，在电源波动大、温差大、冲击震动较大 的恶劣条件下仍能长时间，不间断运行，抗干扰能力强、稳定性好、具有 很好的可靠性。由于它的种种优点，它己经成为一种最重要、最普及、应 用场合最多的工业控制器，占据了电气控制系统中应用最为广泛的核心位 置。监控人机软件是伴随着计算机技术、网络技术的突飞猛进发展起来 的，监控
10、人机软件是面向生产过程的监视、控制与数据采集的软件平台工 具，具有实时多任务操作，设置项目丰富，使用方便、灵活、功能强大， 监控人机软件通用性强，解决了人机图形界面的问题，通过监控人机软件 对控制系统进行人机，可以把生产工艺上的参数在流程图上显示出来、处 理数据报警和系统报警、存储历史趋势曲线、各种报表的生成和打印输 出，在PC机的屏幕上进行整个生产过程的操作，接口开放，方便数据共 享，支持多种硬件设备。因此监控人机软件得到了广泛的应用。PLC与监 控人机软件的完美结合，通过监控人机软件对PLC及其它智能设备的I/O 数据进行监控，应用越来越广泛。11背景自动配料系统在冶金、建材、化工及食品等
11、行业应用非常广泛，近几 年来随着计算机技术和PLC技术的飞速发展，国内外的人机软件不断完 善，自动配料系统控制方案也在不断改进。由于PLC的迅猛发展，实现了 工业控制领域的飞跃，其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进 步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过 程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的PLC正在成为工业控制领域 的主流控制设备，可以用于各种规模的工业控制场合，在各个领域发挥着 越来越大的作用。除了逻辑处理功能以外，近年来PLC的功能单元大量涌 现，使PLC从逻辑控制渗透到了生产过程控制、运动控制等各种工业控制 中。加上PLC通信能力的增强，使用PLC
12、组成各种控制系统变的非常容 易。本毕业设计是西门子可编程序控制器和DOP人机软件在配料控制系 统中的应用和研究，采用的是德国Siemens公司的S7-200系列PLC,运 用与之相配的STEP7编程软件，通过LAD编程语言编制了下位机的控制 程序，从而使配料系统可以按要求自动完成配料和装料全过程，并且在发 生故障时可以自动停机。采用了 DOP人机软件对上位机监控软件人机， 实现了现场的实时监控，实时模拟等具有Windows风格的动态操作画面。 通过PLC和人机软件的有效结合使配料系统大幅度提高其方便性、可靠 性。111 PLC的发展趋势可编程序控制器，英文称Programmable Logic
13、 Controller，简称PC。 但由于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
14、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。可编程控制器对用户来说，是一种无触点设备，改变程序即可改变生 产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再确定工 艺过程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段 不需要根据用户的要求专门设计控制器，适合批量生产。由于这些特点， 可编程控制器问世以后
15、很快受到工业控制界的欢迎，并得到迅速的发展。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.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
16、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。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PL
