基于S7-300-PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上廈門的大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目：基于S7-300 PLC注塑機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)姓 名： 帥帥 學(xué) 號(hào)： 系 別： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 年 級(jí)： 2080級(jí) 指導(dǎo)教師： 酷酷 2080 年 2 月 30 日專心-專注-專業(yè)PLC在注塑機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要塑料制品在現(xiàn)代生活中的使用是越來越廣泛了，人們對(duì)塑料的品質(zhì)要求越來越高，塑料制品的優(yōu)越的地方有很多，質(zhì)地輕、可塑性強(qiáng)、隔電、隔液體，所以對(duì)注塑過程和控制的要求精度也越來越高。現(xiàn)今的設(shè)計(jì)開發(fā)軟件種類繁多，本文主要的內(nèi)容是通過西門子S7-300對(duì)注塑機(jī)控制進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)。PLC控制的優(yōu)點(diǎn)有很多，

2、耗能低、噪音小、操作靈活、控制方便、運(yùn)行安全穩(wěn)定、方便維修等。首先任務(wù)是對(duì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的工作進(jìn)行分析，研究其流程、動(dòng)作，通過西門子S7-300編程進(jìn)行控制，學(xué)習(xí)使用西門子S7-300進(jìn)行編寫程序，學(xué)會(huì)地址分配，然后通過組態(tài)軟件仿真。通過使用PLC對(duì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，不僅能夠達(dá)到原有的控制功能，而且還提高了控制系統(tǒng)的精度，而且還方便維修。關(guān)鍵詞：注塑機(jī)，西門子S7-300，組態(tài)仿真Application of the injection molding machinecontrol system of PLCABSTRACTPlastics used in modern life is b

3、ecoming more widely, people are increasingly demanding high-quality plastic, a lot of the advantages of plastic products, light texture, plasticity, every electricity, water, etc., so the injection molding process and control accuracy requirements are also increasing. Today's wide variety of sof

4、tware design and development, the main content of this article is performed by the hardware design of the injection molding machine control Siemens S7-300. There are many advantages of PLC control, low energy consumption, low noise, flexible operation, easy to control, safe and stable operation, eas

5、y maintenance and so on. First task is the work of the injection molding machine control system is analyzed to study their processes, actions, controlled by Siemens S7-300 Programming, learning to use the Siemens S7-300 programming carried out, learn address assignment, then the simulation through t

6、he configuration software. By using the injection molding machine PLC control system design, not only to achieve the original control functions, but also improve the accuracy of the control system, but also easy maintenance.KEY WORDS: injection molding machine, Siemens S7-300, configuration simulati

7、on目 錄第1章 緒論1.1 研究課題的意義隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，塑料作為一種新型復(fù)合材料，混凝土，鋼材，木材并稱為四大輔助材料。塑料具有許多優(yōu)良的特性，比如質(zhì)量輕便、防水、隔電、耐化學(xué)腐蝕、可塑性高，塑料制品具有外形美觀，方便加工和安裝，具有優(yōu)異的電氣性能和化學(xué)穩(wěn)定性，優(yōu)異的吸收震動(dòng)和噪音隔離效果的優(yōu)勢(shì)，可以很好的和金屬、玻璃、木材多種材料相互膠結(jié)，這是因?yàn)樗芰暇哂械脑S多優(yōu)點(diǎn)，普遍使用在日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。近年來，跟著大批國(guó)際新式注塑機(jī)投入中國(guó)市場(chǎng)，中國(guó)用戶對(duì)外資注塑機(jī)的機(jī)能有更深的了解。個(gè)人覺得，研究基于PLC注塑機(jī)的控制發(fā)展，是一個(gè)重要的理論意義，而且還是具有非常高價(jià)值的研究課題。1.2

8、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀第一個(gè)可以被稱為注塑機(jī)是從1921年H,Buchhol制成的，推動(dòng)塑料加工機(jī)械的輝煌是在1956年用螺桿塑化和利用可產(chǎn)生注塑壓力的零件。到了20世紀(jì)80年代，在CAD / CAE / CAPP / CAM計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)在注塑機(jī)行業(yè)的普遍使用，增進(jìn)了注塑機(jī)的高速發(fā)展和制造程度。通過20世紀(jì)80年代后的迅速發(fā)展，它不再是單一的活動(dòng)控制，而且是包含熔體溫度、注射壓力、注射速度、保壓時(shí)間，冷卻進(jìn)程和液壓回路等參數(shù)的綜合控制。在過去，注塑機(jī)主要使用開環(huán)控制，如今正在朝著閉環(huán)控制目標(biāo)發(fā)展。在我國(guó)近幾年的注塑機(jī)企業(yè)發(fā)展較快，尤其是小型、中型通用式注塑機(jī)正在逐步增加，顯而易見的提高了制造技術(shù)，產(chǎn)

9、品規(guī)格也不斷擴(kuò)大，基本滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。1.3 注塑機(jī)控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介注塑機(jī)的控制系統(tǒng)是整個(gè)的一個(gè)重要組成部份，該機(jī)械的性能的長(zhǎng)處和弊端不但在邏輯編程至關(guān)重要的影響。在我國(guó)的注塑機(jī)控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)中，主要有三種控制類型：（1）繼電器控制（2）單片機(jī)控制（3）PLC控制在現(xiàn)代控制系統(tǒng)中，前面兩種方法都不會(huì)采用，由于其本身的局限性的。然而，選用PLC控制系統(tǒng)，它是一種具備抗干擾能力，能在很多惡劣的情況下正常工作，有很強(qiáng)的可行性，并且工作時(shí)間長(zhǎng)，故障少的工業(yè)控制機(jī)，而且可以和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。除此之外，PLC系統(tǒng)可以盡可能的縮短系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以加快工作進(jìn)度。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們采用了可編程控制系統(tǒng)

10、。目前，注塑機(jī)的發(fā)展主要集中在：（1）以提高產(chǎn)品的尺寸精度和穩(wěn)定性（2）提高速度、縮短成型周期（3）生產(chǎn)過程的自動(dòng)化和省力化的但所使用的技術(shù)手段，無法從基于計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)控制技術(shù)分離。所以，注塑機(jī)的控制已成為當(dāng)前的注塑機(jī)發(fā)展中的一個(gè)非常重要的內(nèi)容，主要包括動(dòng)作程序控制（如閉模、開模、注射、保壓）以及過程控制（例如，注射速度以及壓力程序控制等）兩個(gè)方面。1.4 本課題的主要內(nèi)容注塑機(jī)是一種具有復(fù)雜的外形，精確的尺寸塑料生產(chǎn)設(shè)備。它在生產(chǎn)制造塑料制品的過程都會(huì)有一些工作流程，本課題的主要內(nèi)容是研究注塑機(jī)在生產(chǎn)工藝的各個(gè)階段，并且通過PLC去完成對(duì)注塑機(jī)控制系統(tǒng)各個(gè)階段的硬件設(shè)計(jì)，最后通過仿真軟件進(jìn)

11、行仿真。第2章 注塑機(jī)介紹2.1 注塑機(jī)的工作原理 注塑機(jī)的全稱為注塑成型機(jī)。圖2-1 注塑機(jī)的整體構(gòu)造注塑機(jī)的工作原理是將粒狀或粉狀塑料，從注塑機(jī)的物料斗送進(jìn)已加熱的具有一定溫度的物料筒中，然后在電機(jī)的外力作用下，利用螺桿或者是螺塞的螺旋推動(dòng)，物料會(huì)沿著螺桿的螺槽向前方輸送，通過物料斗筒前端的噴嘴，將融化狀態(tài)下的塑料注射到閉合的模具中，并緊緊壓實(shí)，塑料熔料在受到壓力的情況下保持定型，然后冷卻以及固化，制成目標(biāo)的塑料制品，最后再開啟模具，通過頂出裝置把冷卻固化好的塑料制品給頂出來。以上為注塑機(jī)工作的一個(gè)周期。圖2-2 注塑機(jī)的工藝流程圖2.2 注塑機(jī)的組成注塑機(jī)注射系統(tǒng)合模系統(tǒng)加熱、冷卻系統(tǒng)液

12、壓系統(tǒng)電氣控制機(jī)身加料裝置合模裝置、調(diào)模裝置、頂出裝置液壓馬達(dá)、閥、泵、冷卻器、儲(chǔ)能器電器、電子元件、儀表、加熱器、傳感器等組成塑化裝置、動(dòng)力傳動(dòng)裝置圖2-3 注塑機(jī)的組成簡(jiǎn)圖它主要由注射裝置、合模裝置、液壓裝置、電氣控制裝置四大部分組成1。2.2.1 注射裝置部分注射裝置的主要作用是將粒狀或粉狀塑料，在塑化部件中的螺桿經(jīng)過外部的液壓馬達(dá)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，以螺紋將質(zhì)料向噴嘴側(cè)運(yùn)送，此間并通過向料筒加熱加溫，以及螺桿的旋轉(zhuǎn)與質(zhì)料發(fā)生的磨擦剪切所產(chǎn)生的熱量，被原料吸收，從而使原料塑化成熔化狀態(tài)，并且施加以一定的速度和壓力，將一定量熔化狀態(tài)下的塑料通過噴嘴注入到模具中。其中，注射裝置重要的有塑化部件、料

13、斗、計(jì)量裝置、螺桿傳動(dòng)裝載以及注射液壓缸和射移液壓缸、傳動(dòng)裝置構(gòu)成。塑化部件有柱塞式和螺桿式兩種，因?yàn)槁輻U式比較經(jīng)常使用，螺桿式塑化部件，主要有螺桿、料筒、噴嘴等組成，其作用是：在旋轉(zhuǎn)推進(jìn)的過程中，把熔融的物料實(shí)現(xiàn)均勻的塑化和定量注射。圖2-4 螺桿式塑化部件的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1-噴嘴；2-螺桿頭；3-止逆環(huán)；4-料筒；5-螺桿；6-加熱圈；7-冷卻水圈 其工作的原理：預(yù)塑時(shí)，螺桿旋轉(zhuǎn)，將從物料口中放入的物料連續(xù)的向前推動(dòng)，加熱圈在料筒外進(jìn)行加熱，固態(tài)的物料在外加熱和螺桿旋轉(zhuǎn)剪切的作用下，使物料達(dá)到塑化和熔融的形態(tài)，此時(shí)融料推開止逆環(huán)，經(jīng)由螺桿頭的周圍的通道流入螺桿的前部，并產(chǎn)生反向的作用力注射時(shí)在油

14、缸的作用下，螺桿迅速的前行，將物料室中的熔體通過噴嘴注入到模具。2.2.2 合模裝置部分合模裝置是保證成型模具能夠安全可靠地閉合和達(dá)到模具的打開、閉合動(dòng)作，并頂出成型的塑料制品。因?yàn)樵谧⑸涞臅r(shí)候，注射進(jìn)入模具中的熔化狀態(tài)的塑料還是會(huì)具有一定的壓力，這時(shí)，模合裝置就會(huì)供給模具以足夠的鎖模力，以防止在熔化狀態(tài)下的塑料進(jìn)入模腔產(chǎn)生的模腔壓力，在模腔的壓力下，使模具被打開或是開縫，從而造成塑料制品溢邊或使制品精度下降的不良現(xiàn)狀。合模主要是動(dòng)辦與定版閉合，動(dòng)模板在合模油缸的作用下以四根拉桿為導(dǎo)向做啟閉模運(yùn)動(dòng)。模具的動(dòng)模板裝在動(dòng)模板上，而定模板裝在前模板上，當(dāng)模具緊閉后在合模油缸的作用下，產(chǎn)生額定的和模力

15、來鎖緊模具，避免模具注入高壓熔融的物料時(shí)，模具的型腔張開2。其它的還包括調(diào)模機(jī)構(gòu)（用來調(diào)整模具的厚度）、頂出機(jī)構(gòu)（用來將產(chǎn)品頂出）、安全門（用來保證操作人員的安全）。2.2.3 液壓系統(tǒng)注射成型機(jī)是由塑料熔融、模子閉合、注射入模、壓力保持、制品固化、閉模取出主品等工序所組成的連續(xù)生產(chǎn)過程，液壓和電氣主要是為注塑機(jī)實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)作提供動(dòng)力，滿足注塑機(jī)各部分所需壓力、速度、溫度等的要求，準(zhǔn)確無誤的進(jìn)行工作而設(shè)置的動(dòng)力和控制系統(tǒng)3。油泵是注塑機(jī)的動(dòng)力來源，傳動(dòng)媒介為液壓油，執(zhí)行機(jī)構(gòu)為各類油缸、液壓馬達(dá)，通過比例壓力閥（控制壓力變化）、比例流量閥（控制速度變化）、方向閥等控制閥來控制油壓和流量，輔助裝置有

16、油箱、管路、冷卻器、蓄能器。2.2.4 電氣控制系統(tǒng)電氣控制是注塑機(jī)的“大腦”，它控制著注塑周期的順序及維持進(jìn)程溫度、時(shí)間、壓力及速度于設(shè)定值。電氣部分主要由動(dòng)力、動(dòng)作程序和加熱等控制所組成。主要由計(jì)算機(jī)及接口電路、和很多的檢測(cè)元件所組成的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。第3章 PLC介紹3.1 PLC的發(fā)展 世界上第一臺(tái)可編程控制器生產(chǎn)與1969年的美國(guó)，至今為止，已經(jīng)發(fā)展到了第四代了，與第一代相比，無論是大小，精確度還是速度都有了很大的提升。 第一代PLC：基本上是使用一位機(jī)開發(fā)，采用的是磁芯存儲(chǔ)器保存，只具備簡(jiǎn)單的邏輯控制功能，機(jī)形簡(jiǎn)單，沒有構(gòu)成系列化。 第二代PLC:選取8位處理器，增添了數(shù)學(xué)的運(yùn)算、傳

17、送、比較等功能，可以達(dá)成模擬量的控制，開始具有自診斷的功能，初步的構(gòu)成了系列化。 第三代PLC：隨著高性能的未處理器及位片式CPU在PLC中的大批利用，PLC的處理的速度上有很大提升，因此促使它向多功能及聯(lián)網(wǎng)通訊目標(biāo)發(fā)展，增加了多種特殊的功能。 第四代PLC：不單全面的選用了16位與32位的高性能位片式處理器，處理速度更加的快，并且具有邏輯運(yùn)算能力，數(shù)據(jù)處理功能，聯(lián)網(wǎng)通訊功能。3.2 PLC的特點(diǎn)可編程控制器的發(fā)展是基于生產(chǎn)控制的必要，是面向工業(yè)控制的專用的設(shè)置，具備以下幾個(gè)特征。 (1)可靠性強(qiáng)，抗干擾的能力強(qiáng)。 (2)靈活性強(qiáng)，具有良好的控制柔性。 (3)編程簡(jiǎn)單，方便使用。 (4)控制系

18、統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，開發(fā)工作量少，周期短。 (5)維護(hù)方便。 (6)體積小，能耗低。(7)功能強(qiáng)，性價(jià)比高。3.3 PLC的分類PLC 的分類形勢(shì)有很多種，這里重點(diǎn)介紹以下幾種分類方式，這也是最普遍的幾種分類方式。(1) 按點(diǎn)數(shù)分（點(diǎn)對(duì)PLC來說是所有的輸入和輸出點(diǎn)的總和）。大型：點(diǎn)數(shù)大于2048。中型PLC：點(diǎn)數(shù)在256和2048之間。小型PLC：點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下。微型PLC：點(diǎn)數(shù)在幾十點(diǎn)。(2) 按結(jié)構(gòu)分整體式：CPU 內(nèi)存 I/O 電源放在一個(gè)模塊中。模塊式：CPU 內(nèi)存 I/O 電源放在多個(gè)模塊中。按廠家分：西門子、歐姆龍、三菱、LG、ABB。3.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)以西門子S7-300為例

19、，可編程控制器主要包括導(dǎo)軌(RACK)、電源模塊(PS)、中央處理器模塊(CPU)、接口模塊(IM)、輸入輸出模塊(SM)。各個(gè)模塊的功能分別是：1.導(dǎo)軌導(dǎo)軌是放置可編程控制器各種模塊的機(jī)架，可根據(jù)實(shí)際需要采取。2.電源模塊電源模塊對(duì)于PLC內(nèi)部電路供電。3.CPU模塊CPU模塊有多種型號(hào)，它是可編程控制器的運(yùn)算控制核心。他按照系統(tǒng)流程的要求實(shí)現(xiàn)如下指令：接收并存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù)，接受現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，診斷PLC里面的電路工作狀態(tài)和編程過程中的語法不對(duì)，實(shí)現(xiàn)用戶程序規(guī)定的運(yùn)算任務(wù)，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出狀態(tài)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制或數(shù)據(jù)通信等功能。4.輸入輸出模塊輸入輸出模塊是C

20、PU模塊與現(xiàn)場(chǎng)輸入原件或配置連接的橋梁，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出原件選擇各種用處的I/O模塊。一般PLC都有配置I/O的電平轉(zhuǎn)換裝置以及電氣隔離裝置：輸入電壓轉(zhuǎn)換是用來輸入端不同電壓或電流信號(hào)，轉(zhuǎn)換成微處理器所能接收的低電平信號(hào)，輸出電平轉(zhuǎn)換是用來將微處理器控制的低電平信號(hào)，轉(zhuǎn)換為控制設(shè)備所需的電壓或電流信號(hào)。電氣隔離是在微處理器與I/O回路之間采用的防干擾設(shè)施，輸入輸出模塊既可以與CPU模版放置在一起，又可遠(yuǎn)程安裝。3.5 PLC的工作原理PLC實(shí)現(xiàn)控制的過程一般是可分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個(gè)階段。PLCCPU輸入外設(shè)輸入模塊輸出模塊輸出映像區(qū)用戶程序輸入映像區(qū)輸出外設(shè)輸入采樣程序

21、執(zhí)行輸出刷新圖3-1 PLC工作流程1.輸入采樣階段PLC在輸入采樣階段，開始，要掃描全部輸入的端點(diǎn)，并將各個(gè)輸入狀態(tài)存入相對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器會(huì)刷新。而后，進(jìn)入程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，在這個(gè)階段輸入映像寄存器與外界隔離，不管輸入情況如何變化，其內(nèi)容保持和原來一樣，直到下一個(gè)掃描周期的輸人采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容4。所以通常來說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，不然極有可能造成信號(hào)的損失。2.程序執(zhí)行階段按照PLC梯形圖程序掃描的原則，正常來講，PLC的工作都是按從左到右、從上到下的步驟順序執(zhí)行程序。當(dāng)指令中涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存

22、器中“讀入”采集到的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”相應(yīng)元件的當(dāng)前狀態(tài)。繼而，開始對(duì)應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對(duì)元件映像寄存器來講，每個(gè)元件的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。3.輸出刷新階段在全部指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通斷開)在輸出刷新階段都會(huì)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，經(jīng)過輸出端子和外部電源，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。第4章 注塑機(jī)方案設(shè)計(jì)4.1 系統(tǒng)工藝流程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體工藝流程圖如圖4-1所示。 圖4-1 注塑機(jī)控制系統(tǒng)工藝流程圖按下啟動(dòng)開關(guān)，注塑機(jī)開始工作，先確認(rèn)準(zhǔn)備工作，確認(rèn)安全后，開始下料，下料工作結(jié)束后開始加熱備料，確認(rèn)加熱完成后，開始閉模工

23、作，當(dāng)確認(rèn)閉模完成后，注射臺(tái)開始移動(dòng)，注射臺(tái)到位后螺桿啟動(dòng)，開始加料，同時(shí)開啟液壓加壓。當(dāng)加料工作完成后，液壓使制品通過定時(shí)器保壓一段時(shí)間，到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后，注射臺(tái)開始退回，注射臺(tái)退回后，模具開始打開，開模到位后，開始制品頂出工作，頂出完成后落下制品，頂針退回，便實(shí)現(xiàn)一個(gè)注塑生產(chǎn)周期。4.2 注塑機(jī)的控制要求模具、注射臺(tái)等的動(dòng)作必須平穩(wěn)，準(zhǔn)確，以保障塑料制品的精度，以防溢邊或是注射泄漏。熔體的溫度誤差不能大于5。制品頂出速度要平穩(wěn)，以保證成品制品不受損。保壓及壓力可調(diào)當(dāng)熔融塑料依次經(jīng)過機(jī)筒、注射嘴、模具澆口和模具型腔完成注射后，需要對(duì)注射在模具中的塑料保壓一段時(shí)間，以保證塑料緊貼模腔而獲得精確

24、的形狀，另外在制品冷卻凝固而收縮過程中，熔化塑料可不斷充入模腔，防止產(chǎn)生充料不足的廢品。保壓的壓力也要求根據(jù)不同情況可以調(diào)整。要有手動(dòng)/自動(dòng)兩種模式。第5章 硬件設(shè)計(jì)因?yàn)槲以O(shè)計(jì)的注塑機(jī)程序有14個(gè)數(shù)字量輸入口，10個(gè)數(shù)字量輸出口，所以我需要放置1個(gè)16位的數(shù)字量輸入模塊，1個(gè)16位的數(shù)字量輸出模塊，再放置一個(gè)模擬量輸入模塊和一個(gè)模擬量輸出模塊。注塑機(jī)控制系統(tǒng)S7-300模塊間連接圖，如圖5-1所示。圖5-1 S7-300模塊間連接圖注塑機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字量輸入模塊接線圖，如圖5-2所示。圖5-2 數(shù)字量輸入模塊接線圖注塑機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)字量輸出模塊接線圖，如圖5-3所示。圖5-3 數(shù)字量輸出模塊接線圖

25、第6章 軟件設(shè)計(jì)6.1 S7-300硬件組態(tài)6.1.1 使用向?qū)?chuàng)建項(xiàng)目創(chuàng)建新項(xiàng)目最簡(jiǎn)單的方法就是使用“新建項(xiàng)目”向?qū)А?chuàng)建步驟如下：雙擊打開“SIMATICManager”，在“文件”菜單下點(diǎn)擊“新建項(xiàng)目向?qū)А保鐖D6-1所示。勾選“在啟動(dòng)SIMATICManager時(shí)顯示向?qū)А边x項(xiàng)，則每次啟動(dòng)SIMATIC管理器時(shí)將自動(dòng)顯示“新建項(xiàng)目”向?qū)?；點(diǎn)擊“預(yù)覽”按鈕可在項(xiàng)目向?qū)路筋A(yù)覽項(xiàng)目結(jié)構(gòu)。圖6-1 “新建項(xiàng)目”向?qū)c(diǎn)擊“下一個(gè)”進(jìn)入CPU選擇對(duì)話框，如圖6-2所示。每個(gè)CPU都有各自的特性，所選擇的CPU必須滿足自動(dòng)化系統(tǒng)的需要，并配置MPI地址。本文選擇CPU315-2DP，設(shè)置MPI的地

26、址為2，CPU的名稱為：CPU315-2DP,如圖6-2所示。圖6-2 選擇CPU的型號(hào)點(diǎn)擊“下一步”按鈕，進(jìn)入組織塊和編程語言的選擇對(duì)話框，如圖6-3所示。如圖6-3 選擇組織塊和編程語言點(diǎn)擊“下一個(gè)”按鈕，進(jìn)入最后一步。在“項(xiàng)目名稱”輸入“zhusuji1”，如圖6-4。點(diǎn)擊“完成”按鈕完成新項(xiàng)目的創(chuàng)建，并回到SIMATIC管理器。所建項(xiàng)目如圖6-5所示。圖6-4 項(xiàng)目名稱如圖6-5 利用向?qū)ǖ捻?xiàng)目6.1.2硬件組態(tài)在剛建立好的項(xiàng)目中點(diǎn)擊"SIMATIC300站點(diǎn)",在右側(cè)的窗口中雙擊“硬件”。如圖6-6所示圖6-6硬件配置1. 插入電源模塊在圖中選中槽號(hào)1，然后

27、在硬件目錄中展開PS-300子目錄，雙擊“PS3075A”圖標(biāo)則插入了電源模塊，如圖6-7所示。圖6-7插入電源模塊2. CPU模塊參數(shù)的修改在向?qū)е幸堰x擇CPU315-2DP,在這里不需要進(jìn)行選擇，雙擊CPU315-2DP,可打開CPU屬性窗口，如圖6-8所示。圖6-8CPU模塊名稱的修改點(diǎn)擊“屬性”按鈕可打開CPU接口屬性對(duì)話框，如圖6-9所示。圖6-9 選擇子網(wǎng)可在“屬性”按鈕打開MPI屬性對(duì)話框，在“網(wǎng)絡(luò)設(shè)置”選項(xiàng)卡中設(shè)置傳輸率。如圖6-10。圖6-10設(shè)置傳輸率3. 插入數(shù)字量輸入模塊選中槽4，在SM-300子目錄下的DI-300子目錄，雙擊SM321DI16*DC24V圖標(biāo),插入數(shù)

28、字量輸入模塊，如圖6-11。圖6-11插入數(shù)字量輸入模塊4. 插入數(shù)字量輸出模塊選中槽5，在SM-300子目錄下的DO-300子目錄，雙擊SM322DO16*DC24V/0.5A圖標(biāo),插入數(shù)字量輸入模塊。如圖6-13所示。圖6-13插入數(shù)字量輸出模塊5. 模擬量輸入模塊選中槽6，在SM-300子目錄下的AI-300子目錄，雙擊SM331AI8*12Bit圖標(biāo),插入模擬量輸入模塊。如圖6-14所示。圖6-14 插入模擬量輸入模塊雙擊修改輸入?yún)?shù)，如圖6-15所示。圖6-15 模擬量輸入模塊參數(shù)修改選中槽6，在SM-300子目錄下的AI-300子目錄，雙擊SM332AO4*12Bit圖標(biāo),插入模擬

29、量輸入模塊。如圖6-16所示。圖6-16 插入模擬量輸出模塊6. 編譯硬件組態(tài)可在“站點(diǎn)”下點(diǎn)擊“一致性檢查”可檢查是否存在組態(tài)錯(cuò)誤。若果沒有錯(cuò)誤點(diǎn)擊工具完成保存與編譯。成功后會(huì)生成一個(gè)“S7程序(1)”文件夾。如圖6-17所示圖6-17 編譯硬件組態(tài)7. 添加模塊在站點(diǎn)的S7程序下點(diǎn)擊“塊”，在空白處點(diǎn)擊右鍵，可以添加所需要的塊，如圖6-18所示。圖6-18 添加模塊然后再相應(yīng)的塊上編寫相應(yīng)的程序。詳細(xì)程序見附錄。6.26.2.1 模擬調(diào)試由于客觀條件的限制，只能對(duì)部分系統(tǒng)進(jìn)行模擬調(diào)試。仿真調(diào)試時(shí)，按信號(hào)裝置的運(yùn)行條件，依次設(shè)置輸入信號(hào)，并觀察輸出正確與否，同時(shí)可通過組態(tài)監(jiān)控工作狀態(tài)，在組態(tài)

30、界面中的電動(dòng)閥動(dòng)作界面上觀察指示燈的狀態(tài)，啟動(dòng)完全靠手動(dòng)來控制。連接設(shè)備打開WinCC工程管理器 變量管理右鍵，添加新的驅(qū)動(dòng)程序，如圖6-19所示，選擇SIMATIC S7 PROTOCOL SUITE。圖6-19 添加西門子S7-300驅(qū)動(dòng)在其下的MPI下右鍵，選擇新驅(qū)動(dòng)程序的鏈接，選擇屬性。然后根據(jù)自己的step中硬件組態(tài)將機(jī)架號(hào)（設(shè)置0）和插槽號(hào)(設(shè)置0)，如圖6-20。設(shè)置好（順序：2，0，0，0），確定；再從MPI右鍵選擇系統(tǒng)參數(shù)，單元，然后選擇邏輯設(shè)備名稱選擇MPI的選項(xiàng)，如圖6-21。圖6-20 驅(qū)動(dòng)設(shè)置圖6-21 MPI參數(shù)設(shè)定將程序的變量建立或粘貼到MPI驅(qū)動(dòng)方式的下面，如圖

31、6-22所示。圖6-22 變量表的插入將winCC啟動(dòng)項(xiàng)里面的變量記錄，圖形編輯器等有用項(xiàng)選上，將wincc運(yùn)行，點(diǎn)擊工程管理器中的工具，“驅(qū)動(dòng)程序連接狀態(tài)”里面是否為“正常”，如圖6-23所示，如正常則證明winCC與仿真plc 已建立通訊，但前提是你的仿真plc必須運(yùn)行且打在run 或run-p狀。圖6-23 查看通訊狀態(tài)6.2.2 應(yīng)用部分1.根據(jù)本設(shè)計(jì)的內(nèi)容要求在組態(tài)軟件中繪制工作界面：在WinCC的“圖形編輯器”中新建一個(gè)畫面。如圖6-24所示：圖6-24 新建畫面2.進(jìn)入編輯器后，根據(jù)所需要的功能以及注塑機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，添加右側(cè)的對(duì)象，對(duì)畫面進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成本設(shè)計(jì)的初期工作。如圖6-2

32、5所示。圖6-25 注塑機(jī)的主畫面設(shè)計(jì)第7章 控制系統(tǒng)的調(diào)試與仿真7.1 程序調(diào)試1、選擇合適的CPU外電路，根據(jù)信號(hào)系統(tǒng)要求以及I/O資源配置進(jìn)行模擬連接，輸出端組態(tài)模擬即可；2、使用編程軟件進(jìn)行編程。本系統(tǒng)仿真的主要示意圖：1.注塑機(jī)控制系統(tǒng)初始狀態(tài)示意圖如圖7-1所示：按下啟動(dòng)開關(guān)，在程序中調(diào)用熱啟動(dòng)模塊OB100,將參數(shù)初始化，為轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)提前作好準(zhǔn)備。圖7-1 注塑機(jī)控制系統(tǒng)初始狀態(tài)2.設(shè)定完液壓的壓力值和料筒的溫度，料筒的實(shí)際溫度低于料筒溫度的設(shè)置值，開始對(duì)料筒外部進(jìn)行加熱，如圖7-2所示。圖7-2 注塑機(jī)正在對(duì)料筒加熱3.當(dāng)溫度達(dá)到設(shè)定值后，開始合模工作，如圖7-3所示。圖7-3

33、 注塑機(jī)合模動(dòng)作仿真4.合模階段達(dá)到指定位置后，開始注射臺(tái)推進(jìn)動(dòng)作，如圖7-4所示。圖7-4 注塑機(jī)注射臺(tái)推進(jìn)動(dòng)作仿真5.推進(jìn)注射臺(tái)完成后，開始執(zhí)行注射動(dòng)作，如圖7-5所示。圖7-5 注塑機(jī)注射動(dòng)作仿真6.當(dāng)注塑機(jī)的所有預(yù)塑動(dòng)作完成后，并且完成注射器退回、開模動(dòng)作后，開始頂出動(dòng)作，如圖7-6所示，完成頂出動(dòng)作后，頂針返回，完成一個(gè)工作周期，控制程序基本滿足本設(shè)計(jì)要求。圖7-6 注塑機(jī)頂出動(dòng)作仿真結(jié)論通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我學(xué)習(xí)了如何正確完整的使用西門子S7-300這個(gè)編程軟件，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)編程，使我不再僅限于老師講的書本上的知識(shí)或是表面理論上的只是，使我知道了如何學(xué)以致用，如何將理論的知識(shí)運(yùn)用與實(shí)際當(dāng)中，知道自己懂得什么只是，也知道自己欠缺什么。通過這次設(shè)計(jì)，也提高了我自身的問題解決能力，遇到困難、問題的時(shí)候，會(huì)通過詢問老師、找同學(xué)或是查閱有關(guān)的書籍文庫等。這不僅僅是提升了自身的知識(shí)層面，還提高了自身的問題處理能力和動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了吃苦耐勞，學(xué)會(huì)了耐心，同時(shí)我的細(xì)心程度、發(fā)現(xiàn)問題能力也有了很大的提升?；蛟S，完