過程控制工程實習(xí)報告

1、過程控制工程實習(xí)報告指導(dǎo)老師：實習(xí)時間： 小組成員： 院 系：班 級： 姓 名：學(xué) 號： 年 月 日一、 實習(xí)目的、意義過程控制工程實習(xí)的目的是培養(yǎng)我們掌握本專業(yè)所必須的基本技能和專業(yè)知識，通過學(xué)習(xí)使我們熟悉并掌握過程控制設(shè)備的構(gòu)造、工作原理及使用方法，初步掌握過程控制基本控制的原理、連線規(guī)則、故障排除方法，熟悉掌握操作編程軟件。通過學(xué)習(xí)培養(yǎng)我們的熱愛專業(yè)、熱愛勞動、吃苦耐勞、刻苦專研、理論聯(lián)系實際的精神。二、 實習(xí)要求1、了解掌握西門子S7-200和S7-300，并熟悉掌握了其編程軟件的使用；2、了解熟悉西門子S7-200和S7-300的整體結(jié)構(gòu)、物理特性；3、了解電氣設(shè)備與PLC之間的線路

2、連線方法、控制原理。三、實習(xí)內(nèi)容1、熟悉掌握西門子S7-200的結(jié)構(gòu)特性，編程軟件的使用操作方法、工作原理。并在實習(xí)的第一周內(nèi)，熟悉用該系統(tǒng)控制各種傳感器、電機、氣缸，進而完成小車定位單元、小皮帶單元、機械手單元、小鍋爐單元的控制。2、熟悉掌握西門子S7-300的結(jié)構(gòu)特性，編程軟件的使用操作方法、工作原理。在實習(xí)的后面三周內(nèi)，熟悉該系統(tǒng)的編程軟件，并通過自己編輯程序控制水箱完成一定的功能的任務(wù)。四、實習(xí)工具、器材1、西門子S7-200和S7-300控制系統(tǒng)；2、小車定位單元、小皮帶單元、機械手單元、小鍋爐單元、水箱單元等電氣設(shè)備。五、實習(xí)過程（一）、西門子S7-200實訓(xùn)主要學(xué)習(xí)用西門子S7-

3、200系統(tǒng)控制小皮帶線單元、機械手單元、小車定位單元、小鍋爐單元，主要包括PLC與傳感器綜合實訓(xùn)、PLC與步進電機定位實訓(xùn)、PT100熱電阻溫度檢測實訓(xùn)。1）西門子S7-200概述S7-200常應(yīng)用于小型的系統(tǒng)中，其編程軟件STEP 7 MICRO WIN。西門子S7-200系列PLC是一種小型整體結(jié)構(gòu)形式的PLC，內(nèi)部集成的PPI接口（即編程口）的物理特性為RS-485，根據(jù)不同的協(xié)議通過此接口與不同的設(shè)備進行通信或組成網(wǎng)絡(luò)。S7-200CPU支持多樣的通信協(xié)議。根據(jù)所使用的S7-200CPU，網(wǎng)絡(luò)可以支持一個或多個協(xié)議，包括通用協(xié)議和公司專用協(xié)議。在硬件上西門子公司的生產(chǎn)金字塔由4級組成，

4、由下到上依次是過程測量與控制級、過程監(jiān)控級、工廠與過程管理級、公司管理級。專用協(xié)議包括點到點( Point-to-Point )接口協(xié)議（PPI）、多點（ Multi-Point )接口協(xié)議（MPI）、Profibus協(xié)議、自由通信接口協(xié)議和USS協(xié)議。這里主要介紹小皮帶線的PLC與步進電機定位實訓(xùn)。2）實訓(xùn)原理 （1）步進電機 步進電機不是直接通過PLC驅(qū)動，而是用專業(yè)的步進驅(qū)動器驅(qū)動，PLC只要給步進驅(qū)動器提供脈沖信號和方向信號就可以了。驅(qū)動器接線示意圖（2）PLC高速脈沖輸出S7-200有兩臺PTO/PWM發(fā)生器，建立高速脈沖串或脈寬調(diào)節(jié)信號波形。一臺發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點Q0.0，另一

5、臺發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點Q0.1。脈沖串（PTO）功能提供方波（50%占空比）輸出或指定的脈沖數(shù)和指定的周期。脈寬調(diào)制（PWM）功能提供帶變量占空比的固定周期輸出。即只有Q0.0和Q0.1才能作為高速脈沖輸出口。（3）小車的運行距離本系統(tǒng)的的絲桿的螺距為5mm，步進電機轉(zhuǎn)一圈，小車就運行5mm的距離。根據(jù)公式：總的脈沖數(shù)/細(xì)分?jǐn)?shù)*（360/1.8）*5=小車的運行距離細(xì)分?jǐn)?shù)*（360/1.8）：步進電機運行一圈的脈沖數(shù)。細(xì)分?jǐn)?shù)：步進電機運行1.8度所需的脈沖數(shù)。3）實訓(xùn)步驟（1）PLC與步進驅(qū)動器的連接為方便接線，系統(tǒng)只將步進驅(qū)動器“脈沖信號+”和“方向控制信號+”引到了接線端子上了。PLC與

6、步進驅(qū)動器的連接圖（2）I/O分配與接線SB1（啟動）I0.0SB2（反轉(zhuǎn)控制）I0.1SB3（取消反轉(zhuǎn)）I0.2電機脈沖Q0.0電機方向Q0.1I/O分配表接線圖：接線圖（3）編輯、下載、調(diào)試程序(二)、西門子S7-300實訓(xùn)熟悉掌握西門子S7-300的結(jié)構(gòu)特性，編程軟件的使用操作方法、工作原理，并通過自己編輯程序控制水箱完成一定的功能的任務(wù)。1）西門子S7-300概述 S7-300 屬于中小系統(tǒng)，使用的是STEP7軟件。和S7-200相比，最主要地區(qū)別就是S7-300更模塊化了，S7-200系列是整體式的，CPU模塊、I/O模塊和電源模塊都在一個模塊內(nèi)，稱為CPU模塊；而S7-300系列的

7、，從電源，I/O，CPU都是單獨模塊的。300系列的模塊裝在一根導(dǎo)軌上的，稱之為一個機架，與中央機架對應(yīng)的是擴展機架，機架還在軟件里反映出來。200系列的同一機架上的模塊之間是通過模塊正上方的數(shù)據(jù)接頭聯(lián)系的；而300則是通過在底部的U型總線連接器連接的。300系列的I/O輸入是接在前連接器上的，前連接器再接在信號模塊上，而不是I/O信號直接接在信號模塊上，這樣可以更換信號模塊而不用重新接線。300系列的部分CPU帶有profibus接口。2）在熟悉了300的硬件和CPU的I/O后，下面我們進行硬件組態(tài)、編輯、調(diào)試程序。S7 PLC 硬件組態(tài)現(xiàn)場機架上各個模塊進行的是物理上的連接，必須進行硬件組

8、態(tài)的連接，實現(xiàn)邏輯上的連接，在這基礎(chǔ)之上才可以執(zhí)行編程器傳輸下來的程序信息（1）：打開桌面上的“SIMATIC Manager” 圖標(biāo)，打開了STEP7畫面。點擊“新建圖標(biāo)”，輸入文件名和文件夾地址，然后點擊“OK”，系統(tǒng)自動生成項目。（2）： 選中上一步新建的項目，點擊右鍵，選中“Insert new object”，點擊“SIMATIC 300 STATION”，系統(tǒng)自動生成項目。（3）： 點擊新建的項目前面的“+”號，“雙擊SIMATIC 300（1）”，再選種右邊的“Hardware”，右鍵，然后“OPEN object”，系統(tǒng)打開硬件組態(tài)畫面。（4）：點擊“SIMATIC 300”前

9、面的“+”號，從展開的“RACK300” 中找到“Rail”，拖到左上邊空白（5）： 注意，若實際設(shè)備上有該模塊則進行操作，若無該模塊則跳過該步驟。展開PS300，把電源模塊PS 307 2A 拉到機架的第一行（6）： 展開“CPU300”，再打開“CPU 3152 DP”，把“6ES7 315-2AF030AB0”拉到機架的第二行，并進行參數(shù)的設(shè)（速率、協(xié)議等）。（7）： 選擇默認(rèn)值，點擊確定，就可以生成一個PROFIBUSDP 網(wǎng)絡(luò)了。（8）： 點擊右側(cè)“PROFIBUS DP”，再在展開的項中點擊“ET200M”，再在展開的項中點擊選中“IM1531”，拖到左面“PROFIBUS（1）：

10、DP master system（1）”上。在彈出的對話框中選擇默認(rèn)值，點擊“確定”。（9）： 在右側(cè)庫中，打開“PROFIBUSDP”下的“ET200M” 下的“IM1531”，點擊“AI300”選中“SM 321 AI8X12bit”，并將其拖到左側(cè)ET200M的第四槽中。（10）： 雙擊該模塊，彈出屬性對話框，點擊Measuring欄，為每個通道設(shè)置該通道對應(yīng)的信號狀態(tài)（11）：將AO模塊拖到ET200M第五槽中。（12）： 雙擊進行參數(shù)設(shè)定（13）： 把數(shù)字輸入模塊DI 16xDC24V拖到主機架的第四個槽。（14）： 把數(shù)字輸出模塊DO16x DC24/0.5A 拖到主機架第五槽。（

11、15）： 將通信模塊CP3431 拖到主機架第六槽，并在屬性對話框中進行MAC 和 IP 地址設(shè)定（16）： 檢查組態(tài)，點擊STATION/Consistency check，如果彈出NO error 窗口，就是沒有錯誤。（17）： 點擊圖標(biāo)進行硬件的下載。至此，硬件組態(tài)就完成了，點擊下載之后，系統(tǒng)會彈出一些對話框，選擇OK就可以了。下載完畢后，CP343-1上的紅燈（SF）停止閃爍，RUN（綠燈）正常亮。說明下載成功了。本次水箱單元組態(tài)圖如下：（18）、根據(jù)各組設(shè)計的方案自行進行程序設(shè)計、編寫。系統(tǒng)的I/O地址分配表如下：名稱地址名稱地址啟動按鈕I0.0運行指示燈Q4.0停止按鈕I0.1停止

12、指示燈Q4.1切除/運行I0.2報警指示燈Q4.2急停按鈕I0.3蜂鳴器Q4.3上液位傳感器I0.4水漿Q4.4下液位傳感器I0.5電磁閥Q4.5水箱控制流程圖水箱控制梯形圖如下：六、實習(xí)心得體會本次實習(xí)的靈活性很強，可以充分發(fā)揮自己的動手、思維能力，要求我們能夠馬上學(xué)以致用；本學(xué)期開設(shè)的PLC課程主要介紹了西門子S7-200系統(tǒng)。而此次的實習(xí)，以小組為單位而開展，除了考察我們的課程學(xué)習(xí)情況，還要求我們精益求精，學(xué)習(xí)西門子S7-300系統(tǒng)，并且作為主要考察對象。老師也給予我們足夠的空間讓我們完成此次的實習(xí)。本次的實習(xí)從硬件上看不是很復(fù)雜，但是如果要求全部由我們自己接線、自己熟悉軟件，完成編程。是有相當(dāng)難度的。第一周的實習(xí)由于我們課程有學(xué)到，所以是相對簡單的。我們都可以很快完成對小車定位單元、小皮帶單元、機械手單元、小鍋爐單元等電氣設(shè)備的控制。但是接下來的就有些困難了。因為西門子S7-300與西門子S7-200是有不同的，所以我們決定先找出它們的不同點，然后熟悉S7-300的編程，一步一個腳印，同時充分發(fā)揮團結(jié)的力量，跟同學(xué)多交流，達到共同進步。通過這次的實踐操作，我認(rèn)識到了軟件的虛擬與實際的操作還是有很大的區(qū)別的，更感覺到程序設(shè)計思想的重要性。一個系統(tǒng)的完整、功能的齊全與否完全取決于程