一.案例分析

可編程控制器的控制功能由用戶編寫(xiě)的應(yīng)用程序決定。如果可編程控制器要完成復(fù)雜的控制任務(wù)，相應(yīng)的應(yīng)用程序也很復(fù)雜。如何清晰地組織程序的各個(gè)部分，以及如何選擇和確定合適的程序結(jié)構(gòu)是非常重要的。SETP7提供線性編程、部分結(jié)構(gòu)化編程和結(jié)構(gòu)化編程方法。在開(kāi)發(fā)S7-300PLC應(yīng)用程序時(shí)，通常采用結(jié)構(gòu)化編程方法。一方面，SETP7編程軟件本身為用戶提供豐富的通用功能塊(SFB、SFC)，另一方面，用戶可以根據(jù)實(shí)際需要編譯一些特定的功能塊(FB、FC)，通過(guò)分配相應(yīng)的入口參數(shù)，用戶程序可以反復(fù)調(diào)用這些指令塊。為了支持結(jié)構(gòu)化編程，SETP 7將用戶程序的指令塊分為三種類型:OB組織塊、FB功能塊和FC功能塊。

在編程的例子中，我們使用了一個(gè)典型的& ldquo工業(yè)混合過(guò)程程序開(kāi)發(fā)及現(xiàn)狀；例如，從任務(wù)描述、可編程控制器系統(tǒng)配置、應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和軟件編程的全過(guò)程，進(jìn)一步研究了利用S7-300可編程控制器產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制任務(wù)的方法。

1.任務(wù)描述

兩種成分(成分A和成分B)在混合罐中通過(guò)攪拌器混合在一起。混合產(chǎn)品通過(guò)排放閥從罐中排出。這是該過(guò)程的框圖。

攪拌系統(tǒng)可分為3個(gè)區(qū)域。組件a和組件b具有相同的設(shè)備。

當(dāng)描述攪拌過(guò)程中的任務(wù)和區(qū)域時(shí)，不僅應(yīng)定義每個(gè)區(qū)域的動(dòng)作，還應(yīng)包括控制該區(qū)域的不同元素。這些信息包括以下內(nèi)容。

1)每項(xiàng)任務(wù)的電氣、機(jī)械和邏輯輸入和輸出。

2)任務(wù)之間的互鎖和相互依賴。

2.創(chuàng)建操作的描述

混合系統(tǒng)使用泵、馬達(dá)、閥門(mén)和其他電器及控制設(shè)備。在控制系統(tǒng)的硬件選擇和軟件編程之前，必須清楚地描述每個(gè)讀出裝置的操作特性和操作中所需的聯(lián)鎖。介紹了攪拌系統(tǒng)中設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程。深入了解這些設(shè)備的操作過(guò)程對(duì)硬件選擇和軟件編程非常有益。

3.創(chuàng)建輸入/輸出圖

在控制對(duì)象的物理描述之后，可以建立每個(gè)設(shè)備和任務(wù)區(qū)域的輸入/輸出邏輯圖。

1)建立泵的輸入/輸出邏輯圖

攪拌過(guò)程中使用了兩臺(tái)泵。每臺(tái)泵需要4個(gè)輸入，即啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、停止開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)泵聯(lián)鎖和檢測(cè)到故障時(shí)中斷泵運(yùn)行的反饋輸入。該控制模塊有兩個(gè)輸出，一個(gè)控制電機(jī)運(yùn)行，另一個(gè)通知中央處理器泵停止工作。

2)建立攪拌電機(jī)的輸入/輸出；邏輯圖

類似于該示例處理中的泵，攪拌電機(jī)具有四個(gè)輸入，即啟動(dòng)開(kāi)關(guān)、停止開(kāi)關(guān)、啟動(dòng)泵的互鎖和當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)中斷攪拌電機(jī)的反饋輸入。該控制塊有兩個(gè)輸出，一個(gè)控制攪拌電機(jī)的運(yùn)行，另一個(gè)通知中央處理器泵停止工作。

3)建立閥門(mén)的輸入/輸出邏輯圖

線圈操作的排放閥控制塊只有3個(gè)輸入，即打開(kāi)開(kāi)關(guān)、關(guān)閉開(kāi)關(guān)和操作聯(lián)鎖，輸出控制排放閥的線圈(即閥打開(kāi)/關(guān)閉)。

4.安全要求的描述

根據(jù)法律要求和總體決策，決定過(guò)程安全需要哪些附加單元，并且安全單元對(duì)過(guò)程區(qū)域的影響被添加到用戶任務(wù)的描述中。

在攪拌過(guò)程中，其安全電路采用以下邏輯。

(1)緊急停止按鈕用于獨(dú)立于可編程控制器停止下列設(shè)備。

①部件a泵。

②部件b泵。

③混合電機(jī)。

④排氣閥線圈。

(2)安裝在控制臺(tái)上的緊急停止按鈕。

(3)緊急停止按鈕的狀態(tài)需要輸入控制器。

5.操作控制臺(tái)(操作臺(tái))的描述

一般來(lái)說(shuō)，每個(gè)控制過(guò)程都需要一個(gè)操作員界面，允許人們干預(yù)該過(guò)程。操作員界面可以是各種形式，例如按鈕/指示器型控制臺(tái)、個(gè)人電腦、操作面板、觸摸屏等。

在這個(gè)攪拌過(guò)程的例子中，每個(gè)設(shè)備的操作和停止都遵循安裝在控制臺(tái)上的按鈕的動(dòng)作。控制臺(tái)包括指示燈以顯示操作狀態(tài)。它還包括一個(gè)緊急停止按鈕來(lái)立即停止該過(guò)程。

6.確定控制系統(tǒng)的硬件配置

所有控制要求確定后，本項(xiàng)目的控制設(shè)備也已確定。這包括確定輸入/輸出模塊

輸入/輸出物理點(diǎn)的類型、數(shù)量(即輸入/輸出模塊的數(shù)量)決定S7-300PLC系統(tǒng)的硬件配置。在PLC硬件配置環(huán)節(jié)，應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

(1)系統(tǒng)選擇的性價(jià)比。

(2)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)目删幊踢壿嬁刂破饔布O(shè)備余量。

攪拌過(guò)程的硬件配置。

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