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加速度传感器等。但应用最为广泛的是压阻式压力传感器,它具有极低的价格和较高的精度以及较好的线性特性。
压阻式压力传感器是利用单晶硅材料的压阻效应和集成电路技术制成的传感器。压阻式传感器常用于压力、拉力、压力差和可以转变为力的变化的其他物理量(如液位、加速度、重量、应变、流量、真空度)的测量和控制。
选择力学传感器中压阻式压力传感器作为本控制系统的压力采集 2.2.3 温度传感器
温度传感器有四种主要类型热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器RTD和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类,工作方式有接触和非接触两种, 接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触又称温度计;非接触式温度传感器它的敏感元件与被测对象互不接触,又称非接触式测温仪表。
非接触测温优点:测量上限不受感温元件耐温程度的限制,因而对最高可测温度原则上没有限制。对于1800℃以上的高温主要采用非接触测温方法。随着红外技术的发展辐射测温逐渐由可见光向红外线扩展700℃以下直至常温都已采用且分辨率很高。本设计要对温度上下数据采集,采用非接触式温度传感器。 2.2.4 液位传感器
液位传感器可分为两大类:
第一类为接触式:包括单法兰静压/双法兰差压液位变送器,浮球式液位变送器,磁性液位变送器,投入式液位变送器,电动内浮球液位变送器,电动浮筒液位变送器,电容式液位变送器,磁致伸缩液位变送器,侍服液位变送器等。
第二类为非接触式:分为超声波液位变送器,雷达液位变送器等。本设计由于要对上下液位的数据采集采用接触式电容式液位变送传感器。
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2.3 I/O地址分配
加热炉加热控制设计中,需要6个输入点和5个输出点,其输入/输出分配表如 表2-3所示
表2-3 输入/输出分配表
输入 功能 启动按钮 停止按钮 高液位 低液位 温度传感器 压力传感器 元件 SB1 SB2 SL1 SL2 ST SP 输出 PLC地址 功能 10.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 排气阀 进气阀 氮气阀 泄放阀 加热器 元件 Y1 Y2 Y3 Y4 EH PLC地址 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
2.4 I/O接线图
加热炉运动控制的I/O接线图如图2-4所示
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第三章 程序设计
3.1 程序设计思路
程序包括主程序若干子程序,系统每一个相应的功能都对应有一个子程序,在编写
程序时每一功能都分开编写,通过主程序的调用使它们串联起来,实现其功能。在编写程序前先画出其流程图,然后根据流程图写出其源程序。
3.2 程序设计工具简介
3.2.1 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP6的功能和操作简介
STEP7 MicrowinV4.0编程软件的使用
STEP7 MicrowinV4.0编程软件是专为西门子公司S7-200系列小型机而设计的编程工具软件,使用该软件可根据控制系统的要求编制控制程序并完成与PLC的实时通信,进行程序的下载与上传及在线监控。 3.2.2.STEP7-Micro/WIN的窗口组件
1. 操作栏显示编程特性的按钮控制群组:
“视图”:选择该类别,为程序块、符号表,状态图,数据块,系统块,交叉参考及通讯显示按钮控制。
“工具”:选择该类别,显示指令向导、文本显示向导、位置控制向导、EM 253控制面板和调制解调器扩展向导的按钮控制。
注释:当操作栏包含的对象因为当前窗口大小无法显示时,操作栏显示滚动按钮,使您能向上或向下移动至其他对象。
2. 指令树
提供所有项目对象和为当前程序编辑器(LAD、FBD或STL)提供的所有指令的树型视图。用户可以用鼠标右键点击树中“项目”部分的文件夹,插入附加程序组织单元(POU);也可以用鼠标右键点击单个POU,打开、删除、编辑其属性表,用密码保护或重命名子程序及中断例行程序。可以用鼠标右键点击树中“指令”部分的一个文件夹或单个指令,以便隐藏整个树。一旦打开指令文件夹,就可以拖放单个指令或双击,按照需要自动将所选指令插入程序编辑器窗口中的光标位置。可以将指令拖放在“偏好”
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文件夹中,排列经常使用的指令。
3、交叉参考
允许用户检视程序的交叉参考和组件使用信息。 4、数据块
允许用户显示和编辑数据块内容。 5、状态图窗口
允许用户将程序输入、输出或变量置入图表中,以便追踪其状态。您可以建立多个状态图,以便从程序的不同部分检视组件。每个状态图在状态图窗口中有自己的标签。
6、符号表/全局变量表窗口
允许用户分配和编辑全局符号(即可在任何POU中使用的符号值,不只是建立符号的POU)。您可以建立多个符号表。可在项目中增加一个S7-200系统符号预定义表。 7、输出窗口
在用户编译程序时提供信息。当输出窗口列出程序错误时,可双击错误信息,会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。当您编译程序或指令库时,提供信息。当输出窗口列出程序错误时,您可以双击错误信息,会在程序编辑器窗口中显示适当的网络。 8、状态条
提供用户在STEP 7-Micro/WIN中操作时的操作状态信息。 9、程序编辑器窗口
包含用于该项目的编辑器(LAD、FBD或STL)的局部变量表和程序视图。如果需要,用户可以拖动分割条,扩展程序视图,并覆盖局部变量表。当您在主程序一节(MAIN)之外,建立子程序或中断例行程序时,标记出现在程序编辑器窗口的底部。可点击该标记,在子程序、中断和OB1之间移动。
10、局部变量表
包含用户对局部变量所作的赋值(即子程序和中断例行程序使用的变量)。在局部变量表中建立的变量使用暂时内存;地址赋值由系统处理;变量的使用仅限于建立此变量的POU。 11、
菜单条
允许用户使用鼠标或键击执行操作。您可以定制“工具”菜单,在该菜单中增加自己的工具。
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12、 工具条
为最常用的STEP7-Micro/WIN操作提供便利的鼠标访问。用户可以定制每个工具条的内容和外观。
3.2.3.STEP7-Micro/WIN的入门操作
以三相异步电动机启停程序为例,熟悉STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件的使用方法。梯形图如下:
1、打开新项目
双击STEP7-Micro/WIN图标,或从\开始\菜单选择SIMATIC>STEP7Micro/WIN,启动应用程序。会打开一个新STEP7-Micro/WIN项目。
2、打开现有项目
从STEP7-Micro/WIN中,使用文件菜单,选择下列选项之一: (1)打开-允许浏览至一个现有项目,并且打开该项目。
(2)文件名称-如果用户最近在一项目中工作过,该项目在\文件\菜单下列出,可直接选择,不必使用\打开\对话框。
3、进入编程状态:单击左侧查看中的程序块,进入编程状态;
4、选择编程语言:打开菜单栏中的 查看,选择梯形图语言;(也可选STL(语句表)、FBD(功能块))
3.2.4.PLC控制程序的上传
可选用以下3种方式进行程序上传: 1、点击“上载”按钮。 2、选择菜单命令文件>上载。 3、按快捷键组合Ctrl+U。
要上载(PLC至编辑器),PLC通信必须正常运行。确保网络硬件和PLC连接电缆