【散料缓冲机控制系统的硬件和软件设计案例5800字】

散料缓冲机控制系统的硬件和软件设计案例目录散料缓冲机控制系统的硬件和软件设计案例 1 1 1 1 2 31.1.4S7-1200系列 3 41.2.1变频器介绍 4 5 51.2.4西门子MM420 5 61.1.1HMI触摸屏介绍 61.1.2触摸屏的系统组成 6 6 72.1TIAPortalV16软件介绍 72.2S7-PLCSIMV16软件介绍 72.3程序设计 7 8 第一章系统硬件设计3.1.1PLC介绍PLC是设计给工业环境下专用的一种装置。且绝大多数PLC尺寸都比较小，PLC硬件的主要组成部分为：CPU、存储器、I/O接口、电源和其他各种接□(如图3-2)。(2)存储器存储器是ROM和RAM的统称，它们一个是系(3)I/O接口(4)电源、其他接口7。U|条码读入器外部设备接口元(1)输入采样阶段(2)用户程序执行阶段(3)输出刷新阶段这时才是PLC的实际输出8。号板能够在不影响控制器实际大小的情况下轻松扩展数字或者模拟量I/O。还可以为了进一步扩展数字量或者模拟量I/O容量而将信号模块连接到CPU的右侧。为了方便实现端到端的串行通讯，所有的西门S7-1200系列控制器的左侧都能够所有的西门子S7-1200硬件都拥有内置卡口，如果需要安装面板则会提供安制器(如图3-3),选用订货号为6ES7214-1AG40-0XB0,版本号为V2DC/DC/DC拥有75KB容量的工作存储漏型/源型，DQ10x24VDC和AI扩展板载输入/输出，拥有多达3个通信模块可用于串行通信，8个信号模块用于3.2.1变频器介绍变频器能够改变电动机的工作频率并且能够以此方式操控交流电机(如图3-4)。实际上变频器就是一个逆变器，它的主要能力就是先将交流变直流，接3.2.2变频器的系统组成变频器主要由整流(交流变直流)电路、平波电路、控制电路和逆变(直流(1)整流电路(2)平波电路平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外收脉动电压(电流),通常变频器都会省去电感而使用简单电容滤波平波电路。(3)控制电路电路提供控制信号，主要由频率和电压的“计算电路”,主电路“电压和电流检(4)逆变电路3.2.3变频器的工作原理西门子MM420功能强大，能够用于各种各样的调速驱动装置，特别适用于对电机的调速，拥有完善的保护功能且调试非常简单，极其适用于新手对于电MICROMASTER420具有默认的出厂设置参数，这是一种理想的变频器驱动设备。MICROMASTER420的控制功能完善且前面，如果对其进行调参，它甚至可以用于更加高级的控制系统中。MICROMASTER420拥有常见的通讯模块，且性能非常好，拥有众多优良的保护特性。所以，本文所描述的控制系统选择该系列的MM420外形尺寸类型为A的变频器作为本控制系统的专用变频器。3.3.1HMI触摸屏介绍HMI触摸屏是一种人机交互设备，它能够使用户直接与系统发生相应的信息交互，操作员可以通过触摸屏操控与之相关联的所有设备，实现了操控的便捷化和小型化。在实际生产中，大都采用这种触摸屏式操控，操作员不用再进入机器中调整，直接通过触摸屏来调试设备和处理信息，大大降低了危险性，既提高了效率又实现了数字化生产。3.3.2触摸屏的系统组成人机界面和大部分电子设备相同，都由硬件和软件部分构成。作为一个交互设备，其必然拥有一个核心处理以及显示单元和其他一些通讯接口和数据存储单元等。同手机一样，衡量HMI触摸屏性能的好坏完全由它的核心所决定，即处理器。不同等级的HMI触摸屏有三种不同的位处理器可供选择：8位、16位和32位。而HMI触摸屏的软件分为系统软件和组态软件，前者用于驱动HMI触摸屏硬件，后者用于PC机的显示。3.3.3西门子TP1200Comfort西门子TP1200Comfort拥有12.1"TFT显示屏，分辨率够高，足以胜任对于第二章系统程序设计的编写以及对程序的仿真，仿真所用的软件是S7-PLCSIMV16和WinCC4.1TIAPortalV16软件介绍在软件中分别添加S7-1200系列的订货号为6ES7214-1AG40-0XB0的1214C型CPU,版本号为V2.0;TP1200精智面板的TP1200Comfort,订货号为6AV2CPU1214C相连接如图4-1所示。4.3.1PLC编程从H..注☑】因☑☑国☑☑国☑☑国☑☑国☑☑国☑☑国☑☑国☑☑国☑☑☑☑国☑☑国☑☑国☑☑博图中PLC变量的分配如图4-2所示。对于整个控制系统的主要控制是在PLC中，共分为四个模块，分别是电动机正反转控制模块、电动机调速模块、电动机手动控制模块和传感器计数模块。电动机正反转控制模块程序如图4-3所示。%10.0%10.1%10.2%10.3“电机正转按钮”“电机反转按钮”“电机停止按钮”“点动正转按钮”“正转继电器”“正转继电器”%10.1%10.0%10.2%J0.4“电机反转按钮”“电机正转按钮”“电机停止按钮”“点动反转按钮”“反转继电器”“反转继电器”注释“正转继电器”“反转继电器”“电机停止”在该模块中，当电机正转按钮I0.0按下，正转继电器Q0.0得电，通过Q0.0的自锁功能实现电机一直处在一个正转的状态；如果此时按下电机反转按钮I0.1,那么电机就会停止正转，反转继电器Q0.1得电，通过自锁实现电机一直处于反转的状态，此时电机由正转翻转为电机反转。无论在电机处于正转还是反转的过程中，按下电机停止按钮I0.2都会使电机停止转动，整个设备停止运转。程序段3是HMI触摸屏的一个电机停止报警判断程序，只要电机停止，那么电机停止Q0.2就会得电，那么HMI触摸屏上的停止警示灯就会亮灯并报警提示工作人员设备停止了运转。电动机调速模块程序如图4-4所示。“正转继电器”“正转继电器”%IW256:P“反转继电器”"电机调速输入":"电机调速输“反转继电器”当电机持续正转或者反转的过程中，MOVE模块会周期的将处于IW256:P中的电机调速数据输入存储到位于QW256:P的电机调速输出地址中，如果通过调节电位器或者HMI触摸屏调速输入口输入的数据改变地址IW256:P中的数据值，就可以改变此时电机的转速，以此来匹配上下游设备的工作效率。电机手动控制模块程序如图4-5所示。“点动正转按钮”程序段2:点动反转"点动反转按钮"“反转继电器”“正转继电器”在电机运转过程中如果按下点动正转按钮I0.3或者点动反转按钮I0.4,那么电机就会接触继电器自锁状态并停止运行，此时可以通过点动正转按钮I0.3或者点动反转按钮I0.4来点动控制电机的转动，以此来调整设备运转到所需要的合适的位置，或者用以初期对于设备的调试。传感器计数模块程序如图4-6所示。cv—“计数”“传感器计数复位“传感器计数检测每次传感器被产品触发都会引起传感器技术检测I0.5的一次通断，累加器DB3就会接收到一次上升沿而为处于地址ID257的计数增加一个数值，由于此处的数据类型为DInt类型，所以计数所能累计的最大值为2147483647,完全足够对于产品的计数任务。为了方便操作员实时监控，地址ID257的计数值会实时显示在触摸屏上，当计数的累计值过高时，操作人员可以周期性的按下传感器计数复位按钮I0.6,以此来复位累加器顺便对计数ID257进行清零操作。4.3.2HMI触摸屏编程博图HMI触摸屏内部按钮表如图4-7所示。地HML连接_2电机停止HMI触摸屏画面一共分为12个画面控制，分别为手动控制画面、根画面、监控摄像头画面、系统画面和自动控制画面。HMI触摸屏根画面内容如图4-8所示。根画面左上角为系统画面，可以直接切换到HMI触摸屏系统画面中。最右边的大红色停止按钮在所有画面中都显示，便于操作人员在设备发生不可预料的故障时在任何画面下都能够及时按下停止按钮迫使设备停止运行。下方的一排按钮也是各个画面的切换按钮，第一个是切换到根画面按钮；第二个按钮是弹出报警窗□,当发生故障时自动弹出报警窗□;第三个是切换到自动控制画面按钮；第四个是切换到电机调速画面按钮；第五个是切换到手动控制画面按钮；第六个是切换到监控摄像头画面按钮，这六个按钮存在于每个画面中，所以任何画面中用户都可以随意切换到自己需要的画面中。中间三个灯分别是正转提示灯、反转提示灯和停止提示报警灯，当电机正反转或者停止运转的时候，所对应的警示灯会亮起。右上角的I/O域与PLC中计数器的计数数据相连接，能够实时显示当前设备所承载的产品总数。SIMATICPLC系统诊断画面内容如图4-9所示。向后自动自动该画面主要显示当前PLC系统的诊断历史以及诊断情况，当前的状态信息。不同的作业画面内容如图4-10所示。不同的作业画面包括后退，以及当前系统在线、离线的切换按钮，切换语言按钮可以选择当前HMI触摸屏中所拥有的所有语言种类，停止运行系统按钮即停止当前系统运行。手动控制画面内容如图4-11所示。点动止整示灯点动止整示灯e电e手动控制画面中有三个警示灯，和根画面中作用相同，警示灯下方有两个按钮，一个是点动正转按钮，一个是点动反转按钮，两个按钮均与PLC中的点动正反转按钮所连接，所以可以通过这两个按钮在触摸屏上直接点动控制电机的正反转，以此对设备进行调校。用户管理画面即是所有登录用户的用户名及密码信息，相当于一个用户信息数据库。电机调速画面内容如图4-12所示。输入输入0电机调速画面中，I/O域与PLC中调速模块的MOVE输入数据块相连接，激活I/O域时，触摸屏键盘会自动弹出键盘，用户可以输入所需的数值，输入完成后，输入的数值自动写入MOVE输入数据块，接着由MOVE模块移动到输出数据块，实现电动机的平滑调速。监控摄像头画面内容如图4-13所示。监控摄像头画面实时显示摄像头所捕捉的画面内容，能够实时监控设备内部状态。系统信息画面内容如图4-14所示。向后连指：以太网动脸制电热调王动控旗描的系统信息画面的内容是给用户显示当前HMI触摸屏的类型、版本号、PLC以及当前所连接的网络信息。系统设置画面内容如图4-15所示。图4-15系统设置画面系统设置画面中只有两个功能按键，校准画面和清洁屏幕，属于系统内部