過程控制實習(xí)論文

1、 過程控制工程實習(xí)報告 第 1 頁 共 17 頁目錄第一章 引言41.1 系統(tǒng)簡述41.2 系統(tǒng)工作原理及現(xiàn)象61.3 系統(tǒng)工作簡易示意圖71.4 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)7第二章 系統(tǒng)設(shè)計72.1 控制原理72.2 控制原理流程圖8第三章 硬件介紹83.1 S7-300模塊簡介83.1.1.數(shù)字量輸入模塊8 3.1.2.數(shù)字量輸出模塊83.1.3.模擬量輸入模塊93.1.4.模擬量輸出模塊93.1.5.CPU模塊93.1.6.通信模塊93.1.7.現(xiàn)場總線通信模塊9第四章 軟件設(shè)計94.1 STEP7編程軟件使用簡介9 4.1.1硬件組態(tài)的建立及參數(shù)設(shè)置94.1.1.1.系統(tǒng)I/O分配表104.1.1.

2、2.硬件組態(tài)的建立步驟104.2.程序代碼13實習(xí)心得 16 第一章 引言1.1 系統(tǒng)簡述 實習(xí)設(shè)備為一套過程溫度控制系統(tǒng)，控制臺分上下兩部分。上部分由上下兩水箱及S7-300的現(xiàn)場總線通信模塊，模擬量輸入SM331、輸出SM332模塊組成。上水箱連接有自動控制放水的電磁閥和手動控制的手動閥以及檢測上、下液位的傳感器；下水箱連接有加熱器，壓力傳感器和溫度傳感器；總線通信模塊，模擬量輸入、輸出模塊通過總線與控制臺下方的S7-300 CPU模塊連接?？刂婆_下部分由S7-300模塊組成，包括CPU 315-2DP、數(shù)字量輸入SM321、輸出322及通訊模塊CP。在熟悉每一模塊的詳細(xì)型號信息和I/O分

3、配之后，通過SIMATIC Manager建立硬件組態(tài)，才可進(jìn)行編程。1.2 系統(tǒng)工作原理及現(xiàn)象使用SIMATIC MANAGER構(gòu)造好硬件組態(tài)，編寫好對應(yīng)程序并將組態(tài)和程序下載進(jìn)CPU，按下啟動按鈕，指示燈亮，檢測下水箱溫度，同時檢測下水箱壓力，溫度小于設(shè)定值時，開始加熱，溫度達(dá)到設(shè)定值時，停止加熱，壓力大于設(shè)定值，水泵抽水，（低于設(shè)定值時，上水箱放水），上水箱水位達(dá)到設(shè)定值時，報警燈亮，蜂鳴器報警，停止抽水，電磁閥打開，放水到下水箱，。如此循環(huán)。1.3 系統(tǒng)工作簡易示意圖1.4 系統(tǒng)設(shè)計目標(biāo)先對下水箱進(jìn)行壓力檢測，達(dá)到預(yù)設(shè)值后（未達(dá)到則上水箱先放水），啟動水泵抽水到上水箱，同時測溫，溫度未

4、達(dá)到設(shè)定值加熱，到達(dá)設(shè)定溫度停止加熱，下水箱水壓低于設(shè)定值后，上水箱開始放水，如此循環(huán)。第2章 系統(tǒng)設(shè)計2.1 控制原理按下運(yùn)行按鈕，運(yùn)行指示燈亮，壓力傳感器檢測到下水箱壓力值，并通過模擬量輸入模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，由CPU處理后，將信號傳到模擬量輸出模塊，控制加熱器工作或者控制電磁閥工作。溫度傳感器將檢測到的溫度值通過模擬量輸入模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，由CPU處理后，控制水泵工作。2.2 控制原理流程圖圖第3章 硬件介紹3.1 S7-300模塊簡介3.1.1.數(shù)字量輸入模塊SM321數(shù)字量輸入模塊用于接收數(shù)字信號。SM321 DI 16×24V,16點輸入，額定負(fù)載電壓24V。3.1

5、.2.數(shù)字量輸出模塊SM322數(shù)字量輸出模塊用于將數(shù)字信號送達(dá)執(zhí)行部件，控制相應(yīng)部件工作。SM322 DO 16×DC24V/0.5A,16點輸出。每組8個電氣隔離，輸出電流為0.5A，額定負(fù)載電壓24V。3.1.3.模擬量輸入模塊SM331 模擬量輸入模塊用于將模擬信號轉(zhuǎn)換為CPU內(nèi)部處理的數(shù)字信號，其主要組成部分是A/D轉(zhuǎn)換器。SM331 AI2×12bit為2路，12位精度，規(guī)格為4-20mA.3.1.4.模擬量輸出模塊SM332模擬量輸出模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出，其主要組成部分是A/D轉(zhuǎn)換器。SM332 AI4×12bit為4路，12位精度，規(guī)

6、格為4-20mA.3.1.5.CPU模塊315-2DPCPU模塊式控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)系統(tǒng)的中央控制責(zé)任，存儲并執(zhí)行程序，實現(xiàn)通信功能，為U形總線提供5V電源。CPU有4種工作模式：STOP(停機(jī))，START(啟動)，RUN（運(yùn)行）和HOLD（保持）。所有模式都可以通過MPI接口與其他設(shè)備通信。CPU 315-2DP有兩個通信接口分別為DP和MPI接口。3.1.6通信模塊CP通過TCP/IP和UDP的工業(yè)以太網(wǎng)連接。3.1.7現(xiàn)場總線模塊ET 200MET 200M是高密度配置的模塊化I/O站，是PROFIBUS-DP上的從站，包含IM153接口，用于與PROBUS-DP現(xiàn)場總線的連接。第4

7、章 軟件設(shè)計4.1 STEP7編程軟件使用簡介4.1.1.硬件組態(tài)的建立及參數(shù)設(shè)置4.1.1.1.系統(tǒng)I/O分配表名稱地址名稱地址啟動I0.0運(yùn)行指示燈Q4.0停止I0.1停止Q4.1切除/停止I0.2報警燈Q4.2溫度檢測PIW258蜂鳴器Q4.3壓力檢測PIW256水泵Q4.4加熱器PQW256電磁閥Q4.54.1.1.2.硬件組態(tài)的建立步驟 現(xiàn)場機(jī)架上各個模塊間是物理上的連接，必須進(jìn)行硬件組態(tài)上 的連接，以實現(xiàn)邏輯上的連接，在這基礎(chǔ)之上才能執(zhí)行編程器傳輸來的程序信息。 （1）雙擊“SIMATIC Manager”。打開STEP7主畫面，點擊“新建圖標(biāo)”，輸入文件名和文件夾地址，然后點擊“

8、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“插入新對象，點擊“SIMATIC 300 站點”，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”，在選中右邊的“硬件”,雙擊打開，進(jìn)入硬件組態(tài)畫面。（4）點擊“SIMATIC 300”前面的“+”號，從展開的“RACK300”中找到“Rail”,拖到左上邊空白。 (5)展開“CPU-300”，再打開“CPU 315-2DP”，把“6ES7315-2AF03-0A0B”，選擇V1.2，拉到機(jī)架的第二行。新建，選擇默認(rèn)值，點擊確定，就可以生成一個PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)了。（6)把數(shù)字量輸

9、入模塊DI 16×DC24V拖到主機(jī)架的第四個槽。 (7)把數(shù)字量輸出模塊DO 16×DC24V/0.5A拖到主機(jī)架的第五個槽。 (8)把通訊模塊CP343-1EX11-OXEO拖到主機(jī)架的第六個槽。 (9)點擊右側(cè)的“PROFIBUS DP”,在展開的項中點擊“ET200M”,再在展開項中點擊“IM153-1”,拖到左面“PROFIBUS-DP”上，在彈出的對話框中選擇默認(rèn)值，確定。 (10)點擊“IM153-1”，點擊“AI-300”，展開選擇“SM331 AI2×12Bit”，并將其拖到左側(cè)ET200M的第五槽中。 (11)雙擊該模塊，彈出對話框，點擊“輸入”，設(shè)置參數(shù)，如圖所示： (12)找到AO 4×12Bit拖到ET200M的第四槽。雙擊設(shè)置參數(shù)，如圖所示： (13)檢查組態(tài)，得到的最后硬件組態(tài)如圖所示： 4.2.程序代碼實習(xí)心得本次實習(xí)不僅鞏固拓寬了我的知識面，還讓我認(rèn)識到了自身的很多不足，確實實受益匪淺。本次實習(xí)讓我對過程控制有了更加深入的了解，熟悉了工控組態(tài)的創(chuàng)建及過程控制的應(yīng)用方法和分析，自己的實踐操作能力也有了很大的提高，對硬件的型號、功能有了更加準(zhǔn)確的了解。在老師耐心細(xì)致地指導(dǎo)之下，我得以迅速地進(jìn)入實習(xí)狀