加熱爐反應的自動控制畢業(yè)論文

PAGE18二是設備分散，設備的功率較大。這時需選用離散式結構、高電壓、低密度輸入輸出模塊。三是專門要求的設備。這時輸入輸出容量不是關鍵參數(shù)，更重要的是控制速度功能，選用速計數(shù)功能模塊。2）慢過程大系統(tǒng)：對運行速度要求不高，但設備間有連鎖關系，設備距離遠，控制動作多，如大型料場、高爐、碼頭、大型車站信號控制；也有的設備本身對運行速度要求不高，如大型連續(xù)軋鋼廠、冷連續(xù)軋鋼廠中的輔助生產(chǎn)機組和共有系統(tǒng)、供風系統(tǒng)等。對這一類型對象，一般不選用大型機，因為它編程調(diào)試都不方便，一旦發(fā)生故障，影響面也大。一般都采用多臺中小型和低速網(wǎng)相連接。由于現(xiàn)在生產(chǎn)的控制器多為插件式模板結構，它的價格是隨輸入輸出模板數(shù)和智能模板數(shù)的多少決定的，同一種機型輸入輸出點數(shù)少，則價格便宜，反之則貴。所以一般使用網(wǎng)絡相連后就不必要選用大機型。這樣選用每一臺中小型PLC控制一臺單體設備，功能簡單，程序好編，調(diào)試容易，運行中一旦發(fā)生故障影響面小，且容易查找。3）快速控制大系統(tǒng)：隨著PLC在工業(yè)領域應用中的不斷擴大，在中小型的快速系統(tǒng)中，PLC不僅能完成邏輯控制和主令控制，并已逐步進入了設備控制級，如高速線材、中低速熱連軋等速度控制系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，即使使用輸入輸出容量大、運行速度快、計算功能強的一臺大型PLC也難以滿足控制要求。如多臺PLC，則有互相間信息交換與系統(tǒng)響應要求快的矛盾。采用可靠的高速網(wǎng)能滿足系統(tǒng)信息快速交換的要求。高速網(wǎng)一般價格都很貴，適用于有大量信息交換的系統(tǒng)。對信息交換的速度要求高，但交換的信息又不太多的系統(tǒng)，也可以采用PLC的輸出端口與另一臺PLC的輸入端口硬件互聯(lián)，，通過輸出輸入直接傳送信息，這樣傳送速度快而且可靠。當然傳送的信息不能太多，否則輸入輸出點占用太多。2.根據(jù)控制對象選擇機型對控制對象要求進行估計，這對確定機型十分重要。根據(jù)控制對象要求的輸入輸出點數(shù)的多少，可以估計出PLC的規(guī)模。根據(jù)控制對象的特殊要求，可以估計出PLC的性能。根據(jù)控制對象的操作規(guī)則，可以估計出控制程序所占內(nèi)存的容量。有了這些初步估計，會使得機型選擇的可行性更大了。為了對控制對象進行粗估，首先要了解下列問題。1）對輸入/輸出點數(shù)的估計：為了正確地估計輸入/輸出點數(shù),需要了解下列問題。對開關量輸入，按參數(shù)等級分類統(tǒng)計。對開關量輸出，按輸出功率要求及其他參數(shù)分類統(tǒng)計。對模擬量輸出/輸入，按點數(shù)進行粗估。2）對PLC性能要求的估計：為了正確地估計PLC性能要求，需要了解下列問題。是否有特殊控制功能要求，如高速計數(shù)器等。機房離現(xiàn)場的最遠距離為多少?，F(xiàn)場對控制器響應速度有何要求。在此基礎上，選擇控制器時尚需注意兩個問題。其一是PLC可帶I/O點數(shù)。有的手冊或產(chǎn)品目錄單上給出的最大輸入點數(shù)或最大輸出點數(shù)，常意味著只插輸入模塊或只插輸出模塊的容量，有時也稱為掃描容量，需格外注意。其二是PLC通信距離和速度。手冊上給出的覆蓋距離，有時叫最大距離，包括遠程I/O板在內(nèi)達到的距離。但是如果PLC裝有遠程I/O模塊時，由于遠程I/O模塊的響應速度慢，會使PLC的響應速度大大下降。3.對所需內(nèi)存容量的估計：用戶程序所需要的內(nèi)存與下列因素有關。邏輯量輸入輸出點數(shù)的估計。模擬量輸入輸出點數(shù)的估計。內(nèi)存利用率的估計。程序編制者的編制水平的估計。程序中各條指令最后都是以機器語言形式存放在內(nèi)存中?？刂葡到y(tǒng)中輸入輸出點數(shù)和存放系統(tǒng)用戶機器語言所占用的內(nèi)存字節(jié)之比為內(nèi)存利用率。內(nèi)存利用率與編程水平有關。內(nèi)存利用率的提高會使同樣程序減少內(nèi)存容量，從而降低內(nèi)存投資，縮短周期時間，提高系統(tǒng)的響應時間。2.3對象和范圍的確定PLC一般適合應用于環(huán)境差、而對安全性、可靠性要求比較高，系統(tǒng)工藝復雜，輸入/輸出以開關量為主的自動化控制系統(tǒng)或者裝置中。當前的PLC不僅能對開關量能有效地進行控制，而且對模擬量的處理能力也非常強，可以完成復雜的自動控制任務。

在確定控制對象和控制范圍之后，就要開始PLC的選型。PLC的選擇主要包括PLC容量的選擇與確定、PLC外設的選擇與確定、PLC生產(chǎn)廠家的選擇與確定3個方面。

2.3.1.PLC容量的選擇與確定

PLC容量的選擇，首先要對控制任務進行更加詳細分析，把所有的I/O點找出來，包括開關量I/O和模擬量I/O以及這些I/O點的性質。I/O點的性質主要是指它們是直流信號還是交流信號，它們的電源電壓，以及輸出是繼電器、電磁閥，還是直流24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)可能大于實際點數(shù)。因此PLC的輸出點一般是幾個組成一組共用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。這樣就有可能造成輸出點數(shù)的浪費，增加了生產(chǎn)成本。因此在設計中要盡量避免這種情況的出現(xiàn)。一般情況下，輸出為繼電器的PLC使用的最多，但是對于要求高速輸出的情況，就要使用無觸點的晶體管輸出的PLC。分析與了解了這么多之后，就可以確定PLC的容量了，確定該使用多少點和I/O類型的PLC。

2.3.2.PLC外設的選擇與確定

PLC外設的選擇也是在控制系統(tǒng)任務詳細分析之后，根據(jù)實際的需要，選擇與所使用的PLC相應的配套模塊。

2.3.3.PLC生產(chǎn)廠家的選擇與確定PLC生產(chǎn)廠家的選擇與確定主要考慮以下幾個方面。

1）功能方面：所有的PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力完成控制任務，比如，對PLC的通信能力的要求，對PLC運算速度的要求，對PLC程序存儲空間的要求等。這就要求用戶對市場上流行的PLC品種有一個比較詳細的了解，以便做出正確的選擇。

2）價格方面：不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差會很大，有些功能類似、質量相當、容量相當?shù)腜LC，其價格卻相差40%以上。使用PLC作控制系統(tǒng)的開發(fā)與應用，必須考慮到生產(chǎn)成本的問題，必須要考慮PLC的價格。

3）設計個人的實際情況：PLC控制系統(tǒng)過程中的設計人員的個人喜好必然也會影響到PLC廠家的選擇問題，比如設計人員一直以來對西門子S7-200系列產(chǎn)品比較熟悉，也做過相關的不少開發(fā)與應用，那么在相同的性能、相同的要求、相當?shù)膬r格的情況下。

綜合各種因素，我們選擇西門子S7-200PLC，根據(jù)本組的需求，選擇CPU224CN。2.4S7-200的性能2.4.1S7-200CPU222一般性能電源電壓DC24V，AC120~230V電源電壓波動DC20.4-28.8V，AC85-264V（47-63Hz）負載電壓L+DC24V,20.4-30V負載電壓L1100V,100-230VAC,(47~63Hz)電流消耗28.8V,10A264，20A從電源L+供電500mA,80-500mA,拓展模塊輸出電流（5VDC）340mA從電源L1供電140mA，20-70mA(240V);40-140mA(120V)拓展模塊輸出電流（5VDC）340mA后備時間50h，數(shù)據(jù)存儲器2K程序存儲器4KCPU處理時間位指令最大0.22μs編程語言LAD，CSF，STL程序結構一個主程序塊（可以包括子程序）程序執(zhí)行自由循環(huán),中斷驅動，時間驅動（1-255ms）計數(shù)器1~256，可通過電池保持，可調(diào)節(jié)。計數(shù)范圍0-32767定時器可保持：256，可調(diào)節(jié)：1ms~54min4個定時器，1ms~30s16個定時器，10ms~5min236個定時器，100ms~54min指令集邏輯運算、應用功能數(shù)據(jù)區(qū)標志32字節(jié)，可保持M0.0-M31.7通過電池可保持0-255（EEPROM中），可調(diào)；不通過電池可保持0-112（EEPROM中），可調(diào)可連接的編程器/PCSIMATICPG/PC,標準PC擴展設備最大2，只能使用S7-22X系列的拓展模塊。由于受輸出電流的限制，擴展模塊的使用可能會受限制I/O擴展數(shù)字量輸入/輸出，最大78，最大48個輸入和38個輸出（CPU+EM)模擬量輸入/輸出，最大10，最大8個輸入和2個輸出（EM)或最多0個輸入和4個輸出（EM)接口內(nèi)置RS485接口用戶程序保護3級工作溫度垂直安裝，00C-450C水平安裝，00C-550C大氣壓860hpa-1080hpa相對濕度5%-95%，RH等級2，符合IEC1131-22.4.2輸入特性S7-200CPU輸入表如2-2所示數(shù)字量輸入點數(shù)8輸入電壓DC24V“0”信號，0-5V；“1”信號，15-38V輸入電流“1”信號，典型值，2.5mA輸入延時全部標準輸入：從“0”到“1”最小0.2ms；從“0”到“1”最大12.8ms中斷輸入：（I0.0-I0.3）0.2-12.8ms計數(shù)器/技術功能：（E0.0-E0.5）30KHz模擬量輸入模擬電位計數(shù)量1模擬電位計8位分辨率編碼器電源24V,允許范圍15.4-28.8V報警輸入點數(shù)4（4個上升沿或4個下降沿）2.4.3輸出特性S7-200CPU輸出表如2-3所示數(shù)字量輸出點數(shù)6晶體管/6晶閘管電路中斷的電壓極限1W輸出的開關能力阻性負載最大0.75A/2A,燈負載最大5W/30WDC;200AC輸出電壓“1”信號，20VDC輸出電流“1”信號，750mA/2A“0”信號殘余電流，最大10uA/0mA輸出延時“0”至“1”，標準輸出，最大15us脈沖輸出，最大（Q0.2-Q0.5）15us所有輸出，最大（Q0.0-Q0.1）2us“1”至“0”，標準輸出，最大130us脈沖輸出，最大（Q0.2-Q0.5）100us所有輸出，最大（Q0.0-Q0.1）10us脈沖輸出20KHz，Q0.0-Q0.1脈沖輸出點數(shù)2模擬量輸出電流180mA2.5系統(tǒng)硬件圖設計PLC種類繁多，但其組成結構和基本原理基本相同。用PLC實施控制，其實質是按控制功能要求，通過程序按一定算法進行輸入/輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，并應用于工業(yè)現(xiàn)場。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，采用了典型的計算機結構，它主要是由CPU、電源、存儲器和專門設計的輸入/輸出接口電路等組成。本系統(tǒng)的結構框圖如圖2.1所示，系統(tǒng)硬件構成示意圖如圖3.2所示。圖2.1系統(tǒng)結構圖加熱反應爐簡介3.1加熱反應爐簡介加熱反應爐作為一種熱能動力設備，在國民經(jīng)濟的領域具有廣泛應用。以繼電—接觸器為主的老一代控制系統(tǒng)已不能滿足現(xiàn)代鍋爐越來越高，越來越復雜的要求，這一領域的計算機化已勢在必行，而應用在當前工業(yè)過程控制領域中引人注目的PLC又是使其計算機化的簡便和可靠途徑。在系統(tǒng)中，硬件上采用技術比較的成熟的可編程邏輯控制器，開發(fā)了采用PLC的開關量和模擬量輸入模塊，實現(xiàn)對模擬量采集；方法上運用到的是過程控制中常用的前饋與串級控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。系統(tǒng)所運用到的界面是由MCGS軟件做的。溫度是工業(yè)生產(chǎn)中常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關。在科學研究和生產(chǎn)實踐的諸多領域中,溫度控制占有著極為重要的地位,特別是在冶金、化工、建材、食品、機械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。對于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。例如冶金、機械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應爐等；燃料有煤氣、天然氣、油、電等。溫度控制系統(tǒng)的工藝過程復雜多變，具有不確定性，因此對系統(tǒng)要求更為先進的控制技術和控制理論。故以PLC為基礎的生產(chǎn)過程的計算機控制，使的企業(yè)總的自動化水平大大提高。1.加熱反應爐的輸入輸出設備表：表2.1加熱反應爐的I/O分配輸入設備輸出設備啟動按鈕SB1排氣閥Y1停止按鈕SB2進料閥Y2復位按鈕SB3進氣閥Y3下液位傳感器X1泄料閥Y4溫度傳感器X2電源Y5上液位傳感器X3報警燈Y6壓力傳感器X43.2加熱反應爐原理3.2.1反應爐控制的過程系統(tǒng)進入運行環(huán)境后，按啟動按鈕SB1后，進入送料階段，進料閥Y2開始進料，同時排氣閥Y1開始排氣，以此來保證原料進入加熱倉中，同時液位、壓力開始隨著加熱原料的變化而變化。進料閥、排氣閥打開30S后關斷，然后進入加熱階段。在反應階段中加熱電源Y5接通，系統(tǒng)溫度緩慢升高，同時溫度變送器動作，加熱到預設定的溫度時系統(tǒng)進入泄料階段。在泄料階段中系統(tǒng)自動打開進氣閥Y3和泄料閥Y4，使反應爐內(nèi)壓力、溫度、液位降低，同時爐內(nèi)的物料通過泄料閥Y4泄出后，按復位按鈕恢復到初始狀態(tài)，準備進入下一反應循環(huán)。3.2.2加熱反應爐原理圖：加熱反應爐整體由四個閥：排氣閥、進料閥、進氣閥、泄放閥，四個傳感器：壓力傳感器、溫度傳感器、上液面?zhèn)鞲衅鳌⑾乱好鎮(zhèn)鞲衅?，鍋爐，加熱器及加熱接觸器等組成。第四章控制畫面的創(chuàng)建4.1工程的建立點擊桌面上的圖標，打開MCGS組態(tài)環(huán)境，新建一個工程，在主窗口中將用戶窗口的名稱改為“加熱反應爐”點“確認”如圖4-1。圖4.1建立工程4.2設計監(jiān)控界面在組態(tài)平臺上，創(chuàng)建“四層電梯實驗監(jiān)控”用戶窗口，單擊“動畫組態(tài)”，進入動畫制作窗口。利用組態(tài)工具，繪制四層電梯實驗監(jiān)控界面，如圖4-2。4.2建立監(jiān)控畫面4.3變量的定義實時數(shù)據(jù)庫是工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。數(shù)據(jù)變量是構成實時數(shù)據(jù)庫的基本單元，建立實時數(shù)據(jù)庫的過程也就是定義數(shù)據(jù)變量的過程。定義數(shù)據(jù)變量的內(nèi)容主要包括：指定數(shù)據(jù)變量的名稱、類型、初始值和數(shù)值范圍，確定與數(shù)據(jù)變量存盤相關的參數(shù)，如存盤的周期、存盤的時間范圍和保存期限等。編輯數(shù)據(jù)庫如下圖4-3.圖4.3建立數(shù)據(jù)庫4.4動畫鏈接4.4.1液位升降效果水位升降效果是通過設置數(shù)據(jù)對象“大小變化”連接類型實現(xiàn)的。具體設置步驟如下：（1）在用戶窗口中，雙擊反應器，彈出單元屬性設置窗口。(2)單擊“動畫連接”標簽，顯示如圖4.4所示窗口：圖4.4反液位動畫鏈接（3）選中折線，在右端出現(xiàn)。（4）單擊進入動畫組態(tài)屬性設置窗口。按照下面的要求設置各個參數(shù)：表達式：水；最大變化百分比對應的表達式的值：40；其它參數(shù)不變。如圖4.5所示：圖4.5屬性設置4.4.2閥門的啟停閥門的啟停動畫效果是通過設置連接類型對應的數(shù)據(jù)對象實現(xiàn)的。設置步驟如下：（1）雙擊閥門，彈出單元屬性設置窗口。（2）選中“數(shù)據(jù)對象”標簽中的“按鈕輸入”，右端出現(xiàn)瀏覽按鈕。（3）單擊瀏覽按鈕，雙擊數(shù)據(jù)對象列表中的“閥門Y1”。（4）使用同樣的方法將“填充顏色”對應的數(shù)據(jù)對象設置為“閥門Y1”。如圖4.6所示：圖4.6閥門動畫鏈接（5）單擊“確認”，閥門的啟停效果設置完畢。以此方法分別鏈接其他的閥門。4.4.3水流效果水流效果是通過設置流動塊構件的屬性實現(xiàn)的。實現(xiàn)步驟如下：（1）雙擊水泵右側的流動塊，彈出流動塊構件屬性設置窗口。（2）在流動屬性頁中，進行如下設置，如圖4.7所示：圖4.7流動塊設置4.5儀表添加應用本次的課題中選用了溫度計儀表，壓力儀表，水、溫度、壓力的刻度顯示。在工業(yè)現(xiàn)場一般都會大量地使用儀表進行數(shù)據(jù)顯示。MCGS組態(tài)軟件適應這一要求提供了旋轉儀表構件。用戶可以利用此構件在動畫界面中模擬現(xiàn)場的儀表運行狀態(tài)。具體制作步驟如下：

（1）選取“工具箱”中的“旋轉儀表”圖標，調(diào)整大小放在頁面適當位置。

（2）雙擊該構件進行屬性設置。各參數(shù)設置如下：

?“刻度與標注屬性”頁中，主劃線數(shù)目：5。

?“操作屬性”頁中，表達式：壓力；最大逆時鐘角度：90，對應的值：0；最大順時鐘角度：90，對應的值：5。

?其它不變。

（3）按照此方法設置水、溫度數(shù)據(jù)顯示對應的旋轉儀表。

（4）表盤式儀表在工具箱中點圖標，選取合適的儀表，屬性設置和元器件屬性設置一樣方法。4.6曲線顯示在實際生產(chǎn)過程控制中，對實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看、分析是不可缺少的工作。但對大量數(shù)據(jù)僅做定量的分析還遠遠不夠，必須根據(jù)大量的數(shù)據(jù)信息，畫出曲線，分析曲線的變化趨勢并從中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)變化規(guī)律，曲線處理在工控系統(tǒng)中也是一個非常重要的部分。4.6.1實時曲線實時曲線構件是用曲線顯示一個或多個數(shù)據(jù)對象數(shù)值的動畫圖形，象筆繪記錄儀一樣實時記錄數(shù)據(jù)對象值的變化情況。

具體制作步驟如下：

（1）單擊“工具箱”中的“實時曲線”圖標，在標簽下方繪制一個實時曲線，并調(diào)整大小。

（2）雙擊曲線，彈出“實時曲線構件屬性設置”窗口，設置：

?在基本屬性頁中，Y軸主劃線設為：5；其它不變。

?在標注屬性頁中，時間單位設為：秒鐘；小數(shù)位數(shù)設為：1；最大值設為：40；其它不變。

?在畫筆屬性頁中，將：☆曲線1對應的表達式設為：水；顏色為：淺藍色；☆曲線2對應的表達式設為：溫度；顏色為：粉色。☆曲線3對應的表達式設為：壓力；顏色為：藍色。點擊“確認”即可。這時，在運行環(huán)境中單擊“數(shù)據(jù)顯示”菜單，就可看到實時曲線。雙擊曲線可以將其放大。如圖為本次課程設計的實時曲線，如圖4.8所示：圖4.8實時曲線4.6.2歷史曲線歷史曲線構件實現(xiàn)了歷史數(shù)據(jù)的曲線瀏覽功能。運行時，歷史曲線構件能夠根據(jù)需要畫出相應歷史數(shù)據(jù)的趨勢效果圖。歷史曲線主要用于事后查看數(shù)據(jù)和狀態(tài)變化趨勢和總結規(guī)律。制作步驟如下：（1）在標簽下方，使用“工具箱”中的“歷史曲線”構件，繪制一個一定大小的歷史曲線圖形。（2）雙擊該曲線，彈出“歷史曲線構件屬性設置”窗口，進行如下設置：在基本屬性頁中，將：曲線名稱設為：歷史曲線；Y軸主劃線設為：5；背景顏色設為：灰色。在存盤數(shù)據(jù)屬性頁中，存盤數(shù)據(jù)來源選擇組對象對應的存盤數(shù)據(jù)，并在下拉菜單中選擇：數(shù)據(jù)組；在曲線標識頁中：選中曲線1，曲線內(nèi)容設為：壓力；曲線顏色設為：淺藍色；工程單位設為：Mpa；小數(shù)位數(shù)設為：1；最大值設為：40；實時刷新設為：壓力；其它不變。如圖4.9： 圖4.9曲線屬性設置選中曲線2，曲線內(nèi)容設為：溫度；曲線顏色設為粉色；程單位設為：℃，小數(shù)位數(shù)設為：1；最大值設為：50；實時刷新設為：溫度。選中曲線3，曲線內(nèi)容設為：水；曲線顏色設為藍色；程單位設為：m，小數(shù)位數(shù)設為：1；最大值設為：40；實時刷新設為：水。在高級屬性頁中，選中：運行時顯示曲線翻頁操作按鈕；運行時顯示曲線放大操作按鈕；運行時顯示曲線信息顯示窗口；運行時自動刷新；進入運行環(huán)境，單擊“數(shù)據(jù)顯示”菜單，打開“數(shù)據(jù)顯示窗口”，就可以看到實時報表，歷史報表，實時曲線，歷史曲線，如圖：圖4.10歷史曲線4.7設備連接MCGS組態(tài)軟件提供了大量的工控領域常用的設備驅動程序。模擬設備是調(diào)試工程的虛擬的設備。該構件可以產(chǎn)生標準的正弦波，方波，三角波，鋸齒波信號。其幅值和周期都可以任意設置。通過模擬設備的連接，可以使動畫不需要手動操作，自動運行起來。通常情況下，在啟動MCGS組態(tài)軟件時，模擬設備都會自動裝載到設備工具箱中。如果未被裝載，可按照以下步驟將其選入：（1）在工作臺“設備窗口”中雙擊“設備窗口”圖標進入。（2）點擊工具條中的“工具箱”圖標，打開“設備工具箱”。（3）單擊“設備工具箱”中的“設備管理”按鈕。圖4.11設備連接（4）在可選設備列表中，雙擊“PLC”。（5）雙擊“PLC”，在下方出現(xiàn)一系列的PLC。（6）雙擊西門子圖標，即可將西門子系列的列表打開。（7）選中選定設備列表中的“西門子-S7200PPI”，單擊“確認”，“西門子S7200PPI”即被添加到“設備工具箱”中，如圖4.11所示。（9）對設備窗口的屬性設置，如圖4.12所示。4.15設備窗口的屬性設置4.8PPI介紹

PPI是一種主從協(xié)議：主站器件發(fā)送請求到從站器件，從站器件響應這個請求。從站器件不發(fā)信息，只是等待主站的請求并對請求作出響應。主站靠一個由PPI協(xié)議管理的共享鏈接來與從站通信。PPI并不限制與任意一個從站通信的主站通信的主站數(shù)量，PPI并不限制網(wǎng)絡中主站的數(shù)量，但是在一個網(wǎng)絡中主站的個數(shù)不超過32個。如果在用戶程序中使能PPI主站模式，S7-200CPU在運行模式下可以作主站，在使能PPI主站模式后，可以使用網(wǎng)絡讀寫指令來讀寫另外一個S7-200.當S7-200作PPI主站時，它仍然可以作為從站響應其他主站的請求。 第五章程序5.1腳本程序的語句形式腳本程序共有四種基本語句：賦值語句、條件語句、IF語句、退出語句。賦值語句的形式為：數(shù)據(jù)對象=表達式。賦值語句用賦值號（“=”）來表示，它具體的含義是：把“=”右邊表達式的運算值賦給左邊的數(shù)據(jù)對象。賦值號左邊必須是能夠讀寫的數(shù)據(jù)對象，如：開關型數(shù)據(jù)、數(shù)值型數(shù)據(jù)、事件型數(shù)據(jù)以及能進行寫操作的內(nèi)部數(shù)據(jù)對象。而組對象、事件型數(shù)據(jù)、只讀的內(nèi)部數(shù)據(jù)對象、系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)以及常量，均不能出現(xiàn)在賦值號的左邊，因為不能對這些對象進行寫操作。條件語句有如下三種形式：If〖表達式〗Then〖賦值語句或退出語句〗If〖表達式〗Then〖語句〗EndifIf〖表達式〗Then〖語句〗Else〖語句〗Endif如本組設計的截取腳本程序IFSB1=0THENY1=0Y2=0Y3=0Y4=0Y5=0啟動延時=0ENDIF5.2梯形圖梯形圖最早是為繼電器邏輯服務的，圖中的元素代表實際的物理器件。梯形圖的接點可以是按鈕的觸點或繼電器的輸出觸點或其他器件的輸出接點，連線將各種器件連接起來組成各種邏輯以實現(xiàn)預期的控制功能。本組的設計中運用到的元器件中主要有常開、常閉、定時幾類。如本組的截取梯形圖第六章設備選型本次的設計工程中運用到了壓力、溫度、液位傳感器，合理地選擇傳感器對整個控制系統(tǒng)的可靠性與實用性起到了很好的作用，由其是在工業(yè)設備的應用中，體現(xiàn)的更加鮮明。6.1溫度傳感器溫度傳感器（temperaturetransducer）是指能感受溫度并轉換成可用輸出信號的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。溫度傳感器有四種主要類型：熱電偶、熱敏電阻、電阻溫度檢測器（RTD）和IC溫度傳感器。IC溫度傳感器又包括模擬輸出和數(shù)字輸出兩種類型。如5.1各類溫度傳感器的比較。1.各類溫度傳感器的比較（1）熱敏電阻：體積小、電阻溫度系數(shù)大、敏銳度高、價錢低，但線性度很差,調(diào)換性也差。它不僅可以作為測量器件，還可以作為控制電路補償器件。①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～100倍以上，能檢測出10-6℃的溫度變化；②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于-55℃～315℃，高溫器件適用溫度高于315℃（目前最高可達到2000℃），低溫器件適用于-273℃～55℃；③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在0.1～100kΩ間任意選擇；⑤易加工成復雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強。(2)熱電偶：裝配簡單、反復性好、測溫規(guī)模寬、抗震性能好，但敏銳度低,須要參考溫場與彌補導線，主要用于工業(yè)生產(chǎn)過程中溫度的測量。(3)鉑電阻:電阻率高、敏銳度較高、在高溫和氧化性介質中的物理和化學性能很穩(wěn)定、測溫規(guī)模寬、價錢低廉，但體積大、熱慣性大。(4)線性NTC溫度傳感器：這種傳感器實際上是一種線性溫度-電壓轉換元件，具有輸入阻抗低、測溫規(guī)模較寬、調(diào)換性好等特點，它克服了上面三種產(chǎn)品的缺點同時兼顧了它們的優(yōu)點，是常溫區(qū)理想的感溫元器件。(5)集成溫度傳感器：靈敏度高、響應快、線性度好、體積小、成本不高、使用方便等特點，其應用越來越廣泛。本組的溫度傳感器選擇熱敏電阻式的。熱敏電阻分為：PTC熱敏電阻,NTC熱敏電阻,CTR熱敏電阻PTC（PositiveTemperatureCoeffiCient）是指在某一溫度下電阻急劇增加、具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象或材料，可專門用作恒定溫度傳感器．NTC（NegativeTemperatureCoeffiCient）是指隨溫度上升電阻呈指數(shù)關系減小、具有負溫度系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料．該材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結等工藝而成的半導體陶瓷，可制成具有負溫度系數(shù)（NTC）的熱敏電阻．臨界溫度熱敏電阻CTR（CritiCalTemperatureResistor）具有負電阻突變特性，在某一溫度下，電阻值隨溫度的增加激劇減小，具有很大的負溫度系數(shù)．構成材料是釩、鋇、鍶、磷等元素氧化物的混合燒結體，是半玻璃狀的半導體，也稱CTR為玻璃態(tài)熱敏電阻．根據(jù)類型選用熱敏電阻NTC負溫度系數(shù)的。NTC熱敏電阻型號額定電阻值@25℃(KΩ)B值(25/50℃)(K)額定功率(mw)耗散系數(shù)(mw/℃)熱時間常數(shù)(S)工作溫度(℃)MF52E-□□31000.1~203100≤50≥2.0靜≤7靜止空氣中-55~+125MF52E-□□32700.2~203270MF52E-□□33800.5~503380MF52E-□□34700.5~503470MF52E-□□36001~1003600MF52E-□□39505~1003950MF52E-□□40005~1004000MF52E-□□40505~2004050MF52E-□□415010~2504150MF52E-□□430020~10004300MF52E-□□450020~10004500B值是負溫度系數(shù)熱敏電阻器的熱敏指數(shù)，它被定義為兩個溫度下零功率電阻值的自然對數(shù)之差與兩個溫度倒數(shù)之差的比值。根據(jù)B值，溫度要求選擇MF52E-3380型號的。6.2壓力傳感器壓力傳感器是一種將壓力變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的計量器具，而且其輸出信號與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關系。主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測量和控制。根據(jù)壓力傳感器的性能參數(shù)額定壓力范圍、最大壓力范圍、損壞壓力、線性度、壓力遲滯、溫度范圍這幾方面選擇電阻應變式壓力傳感器。應變式壓力傳感器利用彈性敏感元件和應變計將被測壓力轉換為相應電阻值變化的壓力傳感器。應變計中應用最多的是粘貼式應變計(即應變片)。它的主要缺點是輸出信號小、線性范圍窄,而且動態(tài)響應較差(見電阻應變計、半導體應變計)。但由于應變片的體積小,商品化的應變片有多種規(guī)格可供選擇，而且可以靈活設計彈性敏感元件的形式以適應各種應用場合，所以用應變片制造的應變式壓力傳感器仍有廣泛的應用。本組選BPR-39/1電阻式壓力傳感器。BPR-39/1性能如下:壓力類型絕壓、表壓、密封表壓、差壓額定激勵電壓10VDC最大激勵電壓15VDC輸入阻抗1000Ω（Min.）輸出阻抗1000Ω（Min.）絕緣電阻≥100MΩ（在50VDC時）溫度零點漂移±1%FS/100℉溫度靈敏度漂移±1%FS/100℉靈敏度1~1.5mV/V

非線性＜0.5％額定值

滯后誤差＜0.5﹪額定值

滯后誤差＜0.5﹪額定值

工作溫度-10﹪~+60℃

溫度零點變化＜0.5%/℃

電橋初始不平衡性+20℃時,不大于±5%

橋路電阻350Ω允許過載能力50%額定值

氣壓范圍0—1Mpa根據(jù)數(shù)據(jù)表可以看出PLC上配的24V電壓可以帶起B(yǎng)PR-39/1壓力傳感器。6.3液位傳感器液位傳感器（靜壓液位計/液位變送器/液位傳感器/水位傳感器）是一種測量液位的壓力傳感器．靜壓投入式液位變送器（液位計）是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉換為電信號，再經(jīng)過溫度補償和線性修正，轉化成標準電信號（一般為4～20mA/1～5VDC）。分為兩類：一類為接觸式，包括單法蘭靜壓/雙法蘭差壓液位變送器，浮球式液位變送器，磁性液位變送器，投入式液位變送器，電動內(nèi)浮球液位變送器，電動浮筒液位變送器，電容式液位變送器，磁致伸縮液位變送器，侍服液位變送器等。第二類為非接觸式，分為超聲波液位變送器，雷達液位變送器等。功能特點：◆穩(wěn)定性好，滿度、零位長期穩(wěn)定性可達0.1%FS/年。在補償溫度0～70℃范圍內(nèi)，溫度飄移低于0.1%FS，在整個允許工作溫度范圍內(nèi)低于0.3%FS。◆具有反向保護、限流保護電路，在安裝時正負極接反不會損壞變送器，異常時送器會自動限流在35MA以內(nèi)。◆固態(tài)結構，無可動部件，高可靠性，使用壽命長?！舭惭b方便、結構簡單、經(jīng)濟耐用。本組選擇CSHQ77-ZQ-YW液位傳感器。液位傳感器CSHQ77-ZQ-YW，具有良好的防潮性能、優(yōu)異的介質兼容性等特點，廣泛應用于水文監(jiān)測與控制、大江大壩及水利、水電建設、食品飲料設備、化工、醫(yī)用設備等領域。液位傳感器CSHQ77-ZQ-YW的技術參數(shù)：·量程：0～5m·精度：0.1級、0.25級、0.5級·輸出信號：4～20mA(二線制)、0～5VDC、0.5～4.5VDC、0～10VDC(三線制)·供電電壓：9～36VDC(二線制)、9～40VDC(三線制)·介質溫度：-30℃～+85℃·環(huán)境溫度：-20℃～+85℃·允許過荷：200%FS·溫度漂移：≤±0.05%FS/10℃·穩(wěn)定性：±0.1%FS/年～±0.2%FS/年基本誤差：≤±1%工作電流：≤30mADC·外殼材質：316L不銹鋼·探頭材質：316L不銹鋼·密封級別：IP68·引出線：7.3外徑防水通氣電纜·標識：采用激光打標，確保產(chǎn)品可永久追朔性5.4電磁閥電磁閥（Electromagneticvalve）是用電磁控制的工業(yè)設備，是用來控制流體的自動化基礎元件，屬于執(zhí)行器，并不限于液壓、氣動。用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來實現(xiàn)預期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。5.4.1電磁閥工作原理：電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來開啟或關閉不同的排油孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞，活塞又帶動活塞桿，活塞桿帶動機械裝置。這樣通過控制電磁鐵的電流通斷就控制了機械運動。電磁閥選型首先應該依次遵循安全性，可靠性，適用性，經(jīng)濟性四大原則，其次是根據(jù)六個方面的現(xiàn)場工況（即管道參數(shù)、流體參數(shù)、壓力參數(shù)、電氣參數(shù)、動作方式、特殊要求進行選擇）1、電磁閥從原理上分為三大類：1）直動式電磁閥：原理：通電時，電磁線圈產(chǎn)生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但通徑一般不超過25mm。2）分步直動式電磁閥：原理：它是一種直動和先導式相結合的原理，當入口與出口沒有壓差時，通電后，電磁力直接把先導小閥和主閥關閉件依次向上提起，閥門打開。當入口與出口達到啟動壓差時，通電后，電磁力先導小閥，主閥下腔壓力上升，上腔壓力下降，從而利用壓差把主閥向上推開；斷電時，先導閥利用彈簧力或介質壓力推動關閉件，向下移動，使閥門關閉。特點：在零壓差或真空、高壓時亦能可*動作，但功率較大，要求必須水平安裝。3）先導式電磁閥：原理：通電時，電磁力把先導孔打開，上腔室壓力迅速下降，在關閉件周圍形成上低下高的壓差，流體壓力推動關閉件向上移動，閥門打開；斷電時，彈簧力把先導孔關閉，入口壓力通過旁通孔迅速腔室在關閥件周圍形成下低上高的壓差，流體壓力推動關閉件向下移動，關閉閥門。特點：流體壓力范圍上限較高，可任意安裝（需定制）但必須滿足流體壓差條件。選型原則一：適用性

1、管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號中標定的介質一致。

2、流體的溫度必須小于選用電磁閥的標定溫度。

3、電磁閥允許液體粘度一般在20CST以下，大于20CST應注明。

4、工作壓差，管路最高壓差在小于0.04MPa時應選用如ZS,2W,ZQDF,ZCM系列等直動式和分步直動式；最低工作壓差大于0.04MPa時可選用先導式（壓差式）電磁閥；最高工作壓差應小于電磁閥的最大標定壓力；一般電磁閥都是單向工作，因此要注意是否有反壓差，如有安裝止回閥。

二、可靠性

1、電磁閥分為常閉和常開二種；一般選用常閉型，通電打開，斷電關閉；但在開啟時間很長關閉時很短時要選用常開型了。

2、壽命試驗，工廠一般屬于型式試驗項目，確切地說我國還沒有電磁閥的專業(yè)標準，因此選用電磁閥廠家時慎重。

三、安全性

1、一般電磁閥不防水，在條件不允許時請選用防水型，工廠可以定做。

2、電磁閥的最高標定公稱壓力一定要超過管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會縮短或產(chǎn)生其它意外情況。

3、有腐蝕性液體的應選用全不銹鋼型，強腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥。

4、爆炸性環(huán)境必須選用相應的防爆產(chǎn)品。四、經(jīng)濟性

有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點的基礎上應選用最經(jīng)濟的產(chǎn)品。根據(jù)以上的選閥原則，綜合考慮選擇前豐DN40-80mm淹沒式脈沖電磁閥。本次設計的介質空氣，所以選擇鋁合金。DN40-80mm淹沒式脈沖電磁閥鋁合金脈沖電磁閥參數(shù)：原理結構：分步導向膜片式工作環(huán)境溫度：-10-+50℃、-40-+80℃線圈工作溫度：<+50℃、<+85℃控制方式：常閉、常開國際標準電壓：AC（380、240、220、24）V、DC（110、24）V流通流體介質：空氣流通流體溫度：<-40℃、<+60℃、<+120℃流通流體壓力：10bar閥體材質：鋁合金線圈連接方式：鐵罩引線、塑封線盒插頭密封材質性能：耐溫、耐壓、耐磨、防腐連接方式：螺紋密封結構：圓弧錐線與平面密封泄漏量：零動作速度：0.03秒以內(nèi)性能特點：通用性廣、靈敏性高、密封性強、壽命性長工作范圍：工業(yè)除塵設備等總結致謝參考文獻附錄腳本程序清單IFSB1=1THENY5=1啟動延時=啟動延時+1if啟動延時>0and啟動延時<啟動延時設定thenY1=1Y2=1壓力=壓力+0.1水=水+1if壓力>4THEN壓力=3if水>90THEN水=70endifif啟動延時>=啟動延時設定and啟動延時<50THENY1=0Y2=0溫度=溫度+1if溫度>90THEN溫度=60endifif(啟動延時>=50)THENY3=1Y4=1壓力=壓力-0.1水=水-1溫度=溫度-1endifendifIFSB1=0THENY1=0Y2=0Y3=0Y4=0Y5=0啟動延時=0ENDIFIF((X1=1)OR(X2=1)OR(M03=1)OR(X4=1))THEN報警燈=1SB1=0Y1=0Y2=0Y3=0Y4=0Y5=0啟動延時=0endif2、梯形圖基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉變壓器-數(shù)字轉換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制基于單片機的紅外測油儀的研究96系列單片機仿真器研究與設計基于單片機的單晶金剛石刀具刃磨設備的數(shù)控改造基于單片機的溫度智能控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)基于MSP430單片機的電梯門機控制器的研制基于單片機的氣體測漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機的CAN/USB協(xié)議轉換器基于單片機和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測技術研究基于單片機的膛壁溫度報警系統(tǒng)設計基于AVR單片機的低壓無功補償控制器的設計基于單片機船舶電力推進電機監(jiān)測系統(tǒng)基于單片機網(wǎng)絡的振動信號的采集系統(tǒng)基于單片機的大容量數(shù)據(jù)存儲技術的應用研究基于單片機的疊圖機研究與教學方法實踐基于單片機嵌入式Web服務器技術的研究及實現(xiàn)基于AT89S52單片機的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機的多道脈沖幅度分析儀研究機器人旋轉電弧傳感角焊縫跟蹤單片機控制系統(tǒng)基于單片機的控制系統(tǒng)在PLC虛擬教學實驗中的應用研究基于單片機系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信研究與應用基于PIC16F877單片機的莫爾斯碼自動譯碼系統(tǒng)設計與研究基于單片機的模糊控制器在工業(yè)電阻爐上的應用研究基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)基于Cygnal單片機的μC/OS-Ⅱ的研究基于單片機的一體化智能差示掃描量熱儀系統(tǒng)研究基于TCP/IP協(xié)議的單片機與Internet互聯(lián)的研究與實現(xiàn)HYPERLINK"/detail.htm?36831