计算机本科毕业论文-SIMATIC方静瑜热打印机程序.doc

摘要本文介绍了热打印机控制系统设计开发过程，其开发环境是Windows，开发工具是SIMATIC，西门子公司可视化编程工具STEP75.0。论文详尽论述了从需求分析，可行性研究，PLC系统设计，程序设计方法详细设计、硬件组套，以及调试的整个开发过程，总结开发过程中的经验以及改进方法遵循可编程控制器PLC的编程方法。本系统开发成功后可以对热打印机进行处全自动操作，改变以往用继电器对生产过程的控制，自动控制可靠性高，抗干扰能力强并且故障低，发生故障后，能够自动报警，PLC程序有完善的诊断功能和显示功能，开发的PLC程序可以随工艺要求的变化而进行添加、删除、修改等维护操作简单易行，在工业自动化中广泛的使用PLC，通过PLC编程对设备进行全自动的控制，提高工作效率和产品质量，减少人力资源，采用可视化编程工具，使开发的目标程序具有良好的人机界面，简单、易用，方便用户操作等特点，达到满足实际应用的需要。论文从软件工程的角度描述了系统的开发过程，从计划期的问题定义一直到开发期原程序代码都进行比较详细的介绍，这将为系统今后随工艺要求进行修改，维护以及进一步开发提供重要的参考资料。关键词：可编程控制器（PLC）热打印机STEP7AbstractThistextintroducedthehotprintercontrolsystemdesignthedevelopmenttheprocess,itstheenvironmentofdevelopmentisaWindows,developpingthetoolisaSIMATIC,thecompanyofSiemensisconsiderabletoturntoweavethedistancetoolSTEP75.0.Thethesisdiscussesindetailstoanalyzefromtheneed,thepossibilitystudies,thesystemofPLCdesigns,theproceduredesignmethodisdetailedtodesign,hardwareawholetheprocessofdevelopmentfor,andadjustingtrying,thesummarydevelopstheexperienceintheprocessandimprovesthemethodfollowstheplaitdistancemethodoftheprogrammablecontrollerPLC.Thissystemcanproceedacontrolforfull-automaticoperation,changingbeforeusingafterelectricappliancestoproductionlinetothehotprinterafterdeveloppingthesuccess,theautomaticcontroldependableishigh,theanti-interferenceabilityisstrongandbreakdownlow,takeplaceafterbreakingdown,canreporttothepoliceautomatically,theprocedureofPLCcontainperfectdiagnosisfunctionwithshowthefunction,theprocedureofPLCofthedevelopmentcanwiththevarietythatcraftrequestbuttheproceedingincrease,sdeleteandmodifyetc.maintenancetheoperationissimpleeasyatargetfor,inindustryautomateextensiveusagePLC,passingPLCweavingdistancetotheequipmentsproceedingfull-automaticcontrol,increasingworkefficiencywithproductquantity,decreasehumanresource,adoptingcanseeingturningweavingdistancetool,makingdevelopmentprocedurehasthegoodman-machineinterface,simple,useeasily,convenientcustomeroperationetc.characteristics,attainsatisfyactualapplieddemand.Thethesisdescribedtheprocessofdevelopmentofthesystemfromtheangleofthesoftwareengineering,fromtheproblemthatplantheperiodthedefinitiontohasbeenarrivingtodeveloptheoriginalprocedureinperiodcodetoproceedthedetailedintroduction,thiswillforsystemfromnowonwithcraftrequestproceedthemodification,supportandfurtherdeveloptoprovidetheimportantreference.Keywords:Programmablecontroller(PLC),hotprinter,STEP7目录绪论1第一章PLC的硬件组成及编程语言概述311PLC的组成与基本结构31.1.1PLC的基本组成31.1.2PLC各组成部分31.2PLC编程语言描述41.2.1语句表编程概述51.2.2STEP7语句表指令及其结构简介5第二章问题与定义82.1引言82.1.1编写目的82.1.2背景82.2问题的提出82.3课题名称及问题描述92.4课题目标9第三章可行性研究103.1.1热打印机系统结构概述及控制原理进行可行性研究103.1.2热打印机动作说明113.2PLC控制热打印机不同工作过程123.3使用STEP7编程工具编写PLC程序的可行性分析123.4STEP7编程的开发环境及目标13第四章系统设计144.1可编程序控制器的系统设计144.1.1系统要求和过程或设备分解154.1.2创建功能说明书154.1.3设计安全回路164.1.4确定操作员站164.1.5确定PLC系统配置17第五章程序设计195.1引言195.2程序结构设计195.2.1线性程序结构195.2.2分部程序结构205.2.3结构化程序结构205.3数据结构设计205.4编程215.5程序调试22致谢23参考文献24程序源代码25绪论可编程控制器（ProgammableController）简称PC，主要应用于并关量的逻辑控制，在办公自动化和工业自动化中广泛使用个人计算机（RersonalComputer）也简称PC，为避免混淆，现在一般将可编程逻辑控制器简称为PLC（ProgammableLogicController）在可编程控制器诞生前，继电器控制系统广泛用于顺序型的设备和生产过程控制中，一个复杂的电气控制系统中可能使用成百上千继电器，如果工艺要求发生变化，控制柜内元件和接线需要作相应的变动，继电器控制系统须重新设计、安装，这种变化工期长、费用高，就需要一种新的控制装置来取代继电器控制系统，使其工作更加可靠、经济、容易维修，适应经常变动的工艺要求。可编程控制器是一种进行数字运算的电子系统，专为工艺环境下应用而设计，工业控制器采用可编程序的存储器，用来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的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各类机械生产过程。可编程控制器（PLC）的微处器为基础，结合计算机技术自动控制技术和通信技术，用面向控制过程，面向用户的“自然语言”编程，是一种简装易懂，操作方便，可靠性高的新一代通用工业控制装置。PLC自问世以来，经过20多年发展成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用设计编写PLC程序控制机械设备运行，成为自动控制系统发展一个方向和潮流，现代PLC发展有两个主要趋势，其一向体积更小、速度更快，功能更强、微小型发展；其二是向大型网络化、高可靠性好的兼容性、多功能方面发展。PLC编程语言向高层次发展，西门子SIMATICS7-300PLC的编程语言STEP7，可运行在个人计算机Windows环境下,界面极为友好,提供强劲的梯形图和语句表,功能块图的三种形成编程,调试诊断等功能并备用丰富的随机帮助信息,可支持位、字节、字、双字、字符串、整数、双整数、实数、日期、数组和结构等数据类型。SIMATICM7则使用C/C+等高级语言进行编程。可编程控制器应用主要有以下几类：1、位置控制用于机床、装配、机械、机器人和电梯过程控制，对温度、压力、流量等连续变化的摸拟量闭环控制；2、数据处理具有数学运算、数据位置、转换、排序、查表、位操作，数据采集、分析、处理；3、通信联网，PLC之间通信PLC与上位工控机，PLC与其它智能设备间的通信；4、开关量的逻辑控制，这是PLC最基本最广泛应用领域实现逻辑控制，顺序控制，用于单机控制，多机群控，自动化生产线控制如注塑机、印刷机、组合机床、包装生产线、电镀流水线，而本论文主要叙述了通过PLC编程控制使热打印机对生产的产品进行自动打印其日期、型号的自动控制过程。第一章PLC的硬件组成及编程语言概述1.1PLC的组成与基本结构1.1.1PLC的基本组成6PLC是一种以微处理器为核心的用作控制的特殊计算机，组成部分与一般微机装置类似，它主要由中央处理单元，输入接口、输出接口，通信接口等部分组成，其中CPU是PLC核心，I/O部件连接现场设备与CPU之间接口电路，通信接口用于与编程器和上位机连接整体式PLC，所有部件装在同一机壳内，而模块式PLC，各功能部件独立封装，称为模块，各模块通过现场总线连接，安排在机架或导轨上，整体式PLC逻辑框图：如图1.1所示接收现场信号驱动受控元件图1.1plc逻辑框图模块式PLC逻辑框图：如图1.2所示现场总线-图1.2PLC逻辑框图1.2PLC各组成部分编程装置计算机其它设备I/o扩展口I/o扩展单元外设接口ROMRAM后备电池输入部件CPU电源输出部件通信模块上机位或其它通信设备输入模块输出模块智能I/O模块CPU模块编程器1、中央处理单元CPU6中央处理单元是PLC主要部分，系统的核心，它通过输入装置读入外设状态，由用户程序去处理，根据处理结果通过输出装置去控制外设。一般中型可编程序器为双微处理器系统，一个是字处理器，另一个是位处理器。字处理器处理字节操作指令，控制系统总线内部计数器、定时器、监视扫描时间，位处理器主要作用处理位操作指令和在机器操作系统的管理下实现PLC编程语言向机器语言转换。2、存储器存储器主要存放系统程序，用户程序及工作数据。3、输入输出部件（I/O）模块PLC通过I/O模块与工业生产过程现场联系，通过I/O接口检测被控对象或被控生产过程各种数据，这些现场数据作为PLC对被挖对象进行控制信息依据。同时，PLC又通过I/O接口将处理结果送给被控设备或工业生产过程，以实现现场控制。4、编程装置和编程软件（1）专用编程器（2）PLC编程软件包PLC开发系统软件包括编程软件、数据采集和分析软件，实时操作接口软件、仿真软件。5、外部设备（1）人/机接口装置（2）外存储器（3）EPROM写入器6、智能接口模块智能接口模块种类有高速计数模块、闭环控制模块，运动控制模块，阀门控制模块，通信模块7、电源部件PLC配有开关式稳压电源，供内部电路使用，稳定性好，抗干扰能力强，还向外提供24VDC的稳压电源，用于对外部传感器供电1.2PLC编程语言概述PLC编程语言一般有三种方式：1、梯形图其表达式与电气操作原理图相对应形