PLC可编程控制器仿真模拟毕业论文.docx
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PLC可编程控制器仿真模拟毕业论文
西安建筑科技大学
本科毕业设计(论文)任务书
题目:
基于S7-300PLC
虚拟实验项目的设计
院(系):
信息与控制工程学院
专业班级:
自动化701
学生姓名:
喻圳
学号:
070610115
指导教师(签名):
主管院长(主任)(签名):
时间:
2011年3月12日
一、毕业设计(论文)的主要内容(含主要技术参数)
根据S7-300PLC的培训资料和仿真软件,对照实验室现有的S7-200PLC实验系统的实验内容和实验的要求,完成基于S7-300PLC虚拟实验项目的设计。
学生通过设计,熟悉S7-300的指令系统和程序结构,掌握STEP7编程软件的使用方法、硬件选型和组态的方法以及程序设计的方法,熟悉S7-300通信系统的组态与编程的方法。
为从事S7-300PLC控制系统的维护、调试和设计工作打下基础。
二、毕业设计(论文)应完成的具体工作(含图纸数量)
1、根据S7-300PLC的培训资料和仿真软件,学习并掌握S7-300PLC的硬件结构和编程方法,掌握仿真软件的使用,模拟上下位机的通讯;
2、要求对照现有的S7-200的PLC实验系统,依照综合性、设计性实验的要求,以2-4个学时的实验量为标准(1个实验项目),完成基于软件的S7-300PLC虚拟实验系统的实验内容设计和相应的实验指导书的编制(包括:
实验程序);
三、毕业设计(论文)进程的安排(起讫日期:
2010年3月?
日至2010年6月10日)
序号
设计(论文)各阶段任务
日期
备注
1
结合相关的资料,学习并了解S7-300PLC系统的硬件组成、体系构成和编程方法。
3月14日~4月20日
2
结合设计性、开放性实验的需要,进行基于软件的S7-300PLC虚拟实验系统的初步设计,了解并掌握S7-300PLC系统的设计和使用。
4月21日~5月7日
3
在对仿真软件熟悉的基础上,结合实际,对照现有实验系统进行虚拟实验项目的设计。
5月8日~5月28日
4
对设计进行完善、复核和总结,完成毕业论文。
5月29日~6月10日
5
进行毕业论文修改,完成最终的资料整理提交工作。
6月11日~6月18日
四、主要参考资料及文献阅读任务(含外文阅读翻译任务)
1、西门子S7-300PLC应用教程胡健编著机械工业出版社2007
2、西门子S7-300培训资料西门子公司(电子版)
3、西门子WinCCV6.0培训资料西门子公司(电子版)
4、电气控制及PLC应用何波主编中国电力出版社2008
5、《西门子PLC编程技术及工程应用》,柴瑞娟陈海霞,机械工业出版社,2006年8月
6、《可编程序控制器原理及应用》,江秀汉李萍薄保中,西安电子科技大学出版社,2001年9月
7、《欧姆龙CP1HPLC应用基础与编程实践》,霍罡,机械工业出版社,2008-1-1
8、《PLC技术项目化教程》,魏小林,清华大学出版社,2010-9-1
外文翻译:
9、《PLCandPLC-basedPACmarketpoisedtorebound》,HydrocarbonProcessingGroup,2005-7-4,张伟译
10、《FPGA-BasedSystemDesign》(美)WayneWolf 译者:
闫敬文等,机械工业出版社,2006年5月
基于S7-300PLC虚拟实验项目的设计
设计总说明
PLC技术是当今控制领域发展的热点之一,西门子公司推出的S7系列以其出色的开放性、互操作性,逐渐成为目前最具有竞争力的PLC技术产品之一。
由于PLC吸取微电子技术和计算机技术的最新成果,因此,发展十分迅速,从单机自动化到整条生产线的自动化,乃至整个工厂的生产自动化,从柔性制造系统,工业机器人到大型分散型控制系统,PLC均担当着重要角色。
电气控制与PLC原理课程作为学科方向课程,是自动化专业的一个重要分支,可编程控制器(PLC)作为重要的工业运用方向已成为工科学生重要研究技术。
在我们大学学习中学习了S7-200的使用和基本操作,然而PLC正向高速度、大存储容量方向发展CPU处理速度进一步加快,存储容量进一步扩大。
现今众多实际控制工程中已慢慢改用功能更为强大的更为完善S7-300来应用。
然而学校硬件条件并没有办法提供S7-300PLC来供学生实验。
基于此基础上本人研究基于S7-300PLC虚拟实验项目的设计与开发,以编程软件Step7v5.4,仿真器PLCSIMv5.4以及WENCC三种软件为基础来完成S7-300的虚拟实验。
关键词:
可编程逻辑控制器;高速化;仿真
BasedonS7-300PLCvirtualexperimentprojectdesign
DesignDescription
Today,PLCtechnologyistheoneofthehotspotcontrolfielddevelopment,SiemensS7serieslaunchedwithgreatopen,interoperability,graduallybecomeoneofthemostcomoetiveproductsPLCtechnology.BecausePLCdrainelectronicandcomputertechnology,therefore,thelatestachievementsIsdevelopingveryrapidly,andfromsinglemachineautomationtothewholeproductionlineofautomation,andeventheentirefactoryproductionautomation,fromflexiblemanufacturingsystem,industrialrobotstolargediffusecontrolsystem,PLCalltakeimportantrole.
ElectriccontrolandPLCprinciplescourseasasubjectdirectionofautomationspecialtyinthecourseisanimportantbranch,theprogrammablecontroller(PLC)asanimportantindustrialusedirectionhasbecomeanimportantresearchtechnology
Toengineeringstudents.InouruniversitywestudyS-200anduseofthebasicoperation,howeverit"shighspeed,bigPLCstoragecapacitydevelopmentdirectionCPUprocessingspeedfurtherspeedandstoragecapacityincreasing.Nowadaysmanyactualcontroloftheprojecthasbeenslowlytoswitchtoamorepowerfulfunctionofmoreperfects7-300toapplication.Howevertheschoolhardwareconditionscan'tnotprovides7-300PLCforthestudents'experiment.Basedonthisbasisbasedoniresearchs7-300PLCvirtualexperimentprojectdesignanddevelopment,tov5.4Step7programmingsoftware,PLCSIMv5.4simulationsystem,andWENCCthreekindsofsoftwareforthefoundationtocompletes7-300virtualexperiment.
Keywords:
Programmablelogiccontroller;Highspeed;Thesimulation
1绪论
1.1可编程控制器定义
根据1987年国际电工委员会定义可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器,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,并通过数字的,模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
1.2可编程控制器的产生
1.1968年,美国最大的汽车制造厂家通用汽车公司(GM公司)提出设想。
2.1969年,美国数字设备公司研制出了世界上第一台PC,型号为PDP-14。
3.第一代:
从第一台可编程控制器诞生到70年代初期。
其特点是:
CPU由中小规模集成电路组成,存储器为磁芯存储器;
4.第二代:
70年代初期到70年代末期。
其特点是:
CPU采用微处理器,存储器采用EPROM;
5.第三代:
70年代末期到80年代中期。
其特点是:
CPU采用8位和16位微处理器,有些还采用多微处理器结构,存储器采用EPROM、EAROM、CMOSRAM等;
6.第四代:
80年代中期到90年代中期。
PC全面使用8位、16位微处理芯片的位片式芯片,处理速度也达到1us/步;
7.第五代:
90年代中期至今。
PC使用16位和32位的微处理器芯片,有的已使用RISC芯片
1.3可编程控制器的基本特点
1、灵活、实用
2、可靠性高、抗干扰能力强
3、编程简单、使用方便
4、接线简单
5、功能强
6、体积小、重量轻、易于实现自动化
1.4可编程控制器的发展
1.4.1发展趋势
1.向高速度、大存储容量方向发展CPU处理速度进一步加快,存储容量进一步扩
2.控制系统将分散化分散控制、集中管理的原则.
3.可靠性进一步提高随着PC进入过程控制领域,对可靠性的要求进一步提高。
硬件冗余的容错技术将进一步应用。
4.控制与管理功能一体化PC将广泛采用计算机信息处理技术、网络通信技
术和图形显示技术,使PC系统的生产控制功能和信息管理功能融为一体。
1.4.2PLC现状与发展浅论
1、在制造工业(以改变几何形状和机械性能为特征)和过程工业(以物理
变化和化学变化将原料转化成产品为特征)中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,使得电气控制功能实现的程序化,这就是第一代可编程序控制器,英文名字叫ProgrammableController(PC)。
2、随着电子技术和计算机技术的发生,PC的功能越来越强大,其概念和内涵也不断扩展。
3、上世纪80年代,个人计算机
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