plc畢業(yè)設(shè)計外文翻譯--基于模塊化 s7-200 培訓(xùn)設(shè)備的 plc 開放實驗設(shè)計

1、<p>　　S7-200 based modular training facilities open to experimental designPLC</p><p>　　PLC (programmable logic controller) is a micro-controller core, the computer technolo

2、gy, automatic control technology; communication network together network technology is an advanced automatic control device. The current PLC has become the three major branch of modern industrial automation Col

3、umn (PLC, robotics, CAD / CAM), widely used in various fields of automation and control systems, various types of enterprises Industry require a certain amount of practical experience with such talent. Thu</

4、p><p>　　Siemens SIMATIC S7-200 series are small PLC, its high price in the domestic market large market share, because of its flexible and powerful communication features and other special advanced feature

5、s are increasingly the more widely used in automatic control systems [1]. Siemens Automation and Drives Group is currently actively cooperate with colleges and universities Siemens to build the establishme

6、nt of training center for small-scale automation, Qingdao University is one of them. Siemens to pr</p><p>　　1 Modular S7-200 training equipment </p><p>　　Principle and Application of P

7、LC technology to learn and master the necessary hardware and software test platform to support. Siemens automatic in my school Group set up jointly with the driver of a small automated training centers, equippe

8、d with 10 sets of training equipment S7-200, diagram at right .Figure (painted on some of the expansion module) below. The device is modular in design, the main module in addition to superior performance, cost-

9、effective .Higher CPU 224XP host, but also comes w</p><p>　　2 PLC open to experimental design </p><p>　　PLC courses each semester due to class a lot, by the laboratory equipment, space

10、 and curriculum hours restrictions, generally Principle and Application of PLC programs created in the experiment mainly supporting the basic instruction to practice, sequential control, a simple digital Volume

11、 control system design, such as the marquee design, automatic round trip transportation movement control, intersection traffic lights model control, Three-tier model of control of the elevator, the part of the </

12、p><p>　　2.1 The main module design based on the opening experiment </p><p>　　Use of the main module, in addition to the completion of some basic PLC programming experiment, we can also perform

13、 some special functions [4] Experiment, Also practiced Micro / Win programming environment integrated with a variety of programming guide, are: </p><p>　　(1) The main module includes TD400C, i

14、t is a highly cost-effective dedicated S7-200 PLC's new generation of text Display, is a simple man-machine interface device, no special configuration of HMI software, the use of Micro / WIN V4.0 SP4 to On

15、the version of Chinese language interface in the configuration wizard to TD [5] . The configuration opening in TD400C experiments, show the user through the configuration Menu, the alarm menu, and interact

16、 with S7-200 CPU, CPU storage area for data access </p><p>　　(2) High-speed counter, high-speed output, internal and external interrupts and other useful special features, through an open experiment Lea

17、rn and master, such as the first high-speed output by PTO (pulse train) output, and achieve the high-speed counter High-speed output of the PTO HSC0 count, the interrupt function by repeated HSC0 count, a programmin

18、g Adjust the PWM (pulse width modulation) high-speed output, the timer interrupt to implement a second counter, and the current count value, PWM</p><p>　　(3) The main module with the PT100 temperat

19、ure transmitter will be converted from 0 to 100 degrees C 0 ~ 10V analog input received as Into the CPU, the heater, fan and other physical control objects connected to the digital output on the CPU can be realized

20、on analog Data transformation, manual PID control programming, using the configuration wizard to complete the PID, PID parameter self-tuning function of the experiment, so that Students deeply understand and ma

21、ster the industrial field of ana</p><p>　　(4)Two S7-200 series PLC via RS232 communication cable, you can use the PPI protocol to form a Single master station communication network, can be PPI point to

22、point communication experiment, to achieve data exchange between the two PLC, such as the I0.0 ~ I0.7 master map to the slave state of the Q0.0 ~ Q0.7, from the station I0.0 ~ I0.7 of the state map to the main stati

23、on Q0.0 ~ Q0.7, the network will allow students to experience the simple wizard to use reading and writing instruction, and e</p><p>　　2.2 CP243-1 Ethernet module based on the open design of experiments

24、 </p><p>　　Siemens SIMATIC NET Industrial Ethernet is an open communication system on top, can manage and control network Integration, and even can be integrated into the Internet, for remote contr

25、ol and provides the conditions for global networking. S7-200 PLC with a CP243-1 Ethernet module or Internet CP243-1 IT module S7-200 can be connected to the Ethernet. In this, select are CP243-1 expan

26、sion module some experiments, through the Micro / WIN configuration of the Ethernet Wizard to complete the simple </p><p>　　2.3 touch screen design based on the opening experiment </p><p>　

27、　TD400C can only display text information, and requirements of many industrial control systems controlled object has a strong human-machine interface function can, through the meaning and message with a clear pictur

28、e to the operator and control systems to achieve dialogue and interaction between Uses. Man-machine interface touch screen is the direction of development. Touch-screen devices using existing open experime

29、nt designed to allow students to learn as He through the configuration software W</p><p>　　Given above, S7-200 using the modular design of the part of the training facilities opens to experimental proje

30、cts. Specialized courses as students learn The deepening of learning, knowledge, and plenty of time to increase reserves under the circumstances, but also in the graduation project will combine multiple modules

31、 Together to achieve a relatively complex system, such as the S7-300 CPU access system, with the S7-200 to achieve the Prefabs, MPI communications, the use of EM253 motion control</p><p>　　3 Conclu

32、sions</p><p>　　Full use of existing modular laboratory S7-200 training equipment, a large number of open research and development pilot project to enrich the real Test content, broaden the horizons of s

33、tudents, for students to learn deeply felt PLC interesting, learning PLC useful, while students mastered Industrial field is currently producing more with the typical products and the latest Siemens technology devel

34、opment and application of a comprehensive understanding of PLC control Technology, computer indust</p><p><b>　　外文資料翻譯</b></p><p>　　基于模塊化 S7-200 培訓(xùn)設(shè)備的 PLC 開放實驗設(shè)計</p><p

35、>　　PLC（可編程序控制器）是以微控制器為核心，把計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)融合在一起的一種先進的自動控制裝置。目前 PLC 已成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的自動化控制系統(tǒng)中，各類企業(yè)均需要一定數(shù)量的具有實踐經(jīng)驗的此類人才。因此，PLC 應(yīng)用技術(shù)已成為工業(yè)自動化技術(shù)人員和高等院校相關(guān)專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)的重要課程。 </p><p>　　西門子

36、公司的 SIMATIC S7-200 系列屬于小型 PLC，以其極高的性價比在國內(nèi)市場占有很大的市場份額，同時因其具有靈活而強大的通訊功能以及其它一些特殊高級功能，正越來越廣泛地應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)中[1]。目前西門子自動化與驅(qū)動集團正積極通過與高校的合作共建成立西門子小型自動化培訓(xùn)中心，青島大學(xué)是其中之一。西門子公司為培訓(xùn)中心提供相關(guān)的 S7-200 培訓(xùn)設(shè)備及開發(fā)軟件。教師充分利用此有利的實驗條件，基于這些設(shè)備設(shè)計開發(fā)一些 PLC開放

37、實驗項目，讓學(xué)有余力“吃不飽”的學(xué)生進一步加強 PLC應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)，了解并操作最先進的自動化設(shè)備，初步掌握工業(yè)自動化的先進控制技術(shù)和控制系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)，提高學(xué)生的工程實踐能力，實現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標，滿足社會對此類技術(shù)人才的需求。 </p><p>　　1 模塊化 S7-200 培訓(xùn)設(shè)備</p><p>　　PLC 原理及應(yīng)用技術(shù)的學(xué)習(xí)和掌握需要軟硬件實驗平臺做支持。在我校與西門子自動

38、化與驅(qū)動集團聯(lián)合成立的小型自動化培訓(xùn)中心中，配有 10套 S7-200 培訓(xùn)設(shè)備，示意圖如右圖（只畫了部分擴展模塊）所示。該設(shè)備采用模塊化設(shè)計，主模塊中除了性能優(yōu)越、性價比較高的 CPU 224XP主機外，還附帶了文本顯示器 TD400C，帶有專用 PT100 溫度變送器、加熱器、風(fēng)扇等物理控制對象，可實現(xiàn)基本普及培訓(xùn)的大部分內(nèi)容實驗，多人可同時進行。針對西門子產(chǎn)品豐富的擴展功能模塊，考慮成本等因素，配備了一定數(shù)量的功能模塊，包括EM2

39、31 RTD測溫模塊、EM253 位控模塊、EM241 Modem通訊模塊、CP243-1 以太網(wǎng)通訊模塊、EM277 Profibus-DP 模塊、SP系列稱重傳感器及Siwarex MS稱重模塊等六種擴展功能模塊，采用總線方式連接擴展單元，實現(xiàn)了免接線的功能切換，培訓(xùn)實驗時可交叉使用。另外還配有 HMI（人機接口）設(shè)備P177B、 OP177B、 MP277等共 10 臺觸摸屏，既可掛在設(shè)備機架上，也可單獨支撐操作。整套設(shè)備采用了標

40、準的 S7-300 卡軌安裝，使模塊安裝可</p><p>　　2 PLC 開放實驗設(shè)計 </p><p>　　因每個學(xué)期開設(shè) PLC 課程的班級很多，受實驗設(shè)備、場地和課程學(xué)時的限制，一般在PLC 原理及應(yīng)用課程中所配套開設(shè)的實驗內(nèi)容主要有基本指令練習(xí)、順序控制、簡單數(shù)字量控制系統(tǒng)設(shè)計，如跑馬燈設(shè)計、運料小車自動往返運動控制、十字路口交通燈模型控制、三層電梯模型控制等，該部分實驗內(nèi)容是

41、基礎(chǔ)的、必修的。對于 S7-200 的特殊高級實用功能、豐富的擴展功能模塊使用以及現(xiàn)場廣泛應(yīng)用的通訊功能的實現(xiàn)卻很少涉及?？紤]到學(xué)生的接受能力差異和實驗條件限制，此部分實驗內(nèi)容最適宜于作開放性實驗[2]，即教師提供相關(guān)的實驗設(shè)備和資料，提出實驗任務(wù)要求，由學(xué)生自主擬定實驗方案，確定有效測定實驗效果的方法， 使學(xué)生有較大的思維空間， 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性， 對學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)具有極其重要的意義

42、[3]。因此，利用現(xiàn)有實驗設(shè)備，并考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的知識結(jié)構(gòu)，設(shè)計開發(fā)了部分開放實驗項目。</p><p>　　2.1 基于主模塊設(shè)計的開放實驗 </p><p>　　利用主模塊，除了可完成一些 PLC基礎(chǔ)編程實驗外，還可以完成一些特殊功能[4]實驗，同時也練習(xí)了 Micro/Win 編程環(huán)境集成的各種編程向?qū)褂?，主要有?</p><p>　?。?）主模塊中包

43、括了 TD400C，它是一款性價比極高的 S7-200 PLC 專用的新一代文本顯示器，是一種簡易人機接口裝置，無需 HMI專用組態(tài)軟件，使用 Micro/WIN V4.0 SP4 以上版中文界面中的 TD向?qū)Ъ纯山M態(tài)[5]。在 TD400C 的組態(tài)開放實驗中，通過配置顯示用戶菜單、報警菜單，與 S7-200 CPU進行交互，對 CPU存儲區(qū)中的數(shù)據(jù)訪問和編輯，可實現(xiàn)小型的具有人機交互功能的控制系統(tǒng)，如結(jié)合基礎(chǔ)實驗中運料小車自動往返控制

44、程序，可實現(xiàn)通過控制面板來控制小車運動狀態(tài)，并在到達兩端限位位置時顯示報警畫面，同時在TD400C 上修改小車在兩端停留的時間等，使實驗效果更加豐富生動，也讓學(xué)生了解掌握了生產(chǎn)現(xiàn)場采用的實際控制設(shè)備。 </p><p>　?。?）高速計數(shù)、高速輸出、內(nèi)部外部中斷等實用的特殊功能，可通過一個開放實驗來學(xué)習(xí)和掌握，如首先利用高速輸出功能得到 PTO（脈沖串）輸出，然后實現(xiàn)由高速計數(shù)器HSC0 對 PTO的高速輸出進行

45、計數(shù)，通過 HSC0的中斷功能進行反復(fù)計數(shù)，編程實現(xiàn)一個可調(diào)的 PWM（脈沖寬度調(diào)制）高速輸出，由定時器中斷實現(xiàn)一個秒計數(shù)器，并將當前計數(shù)值、PWM 輸出的占空比等相關(guān)內(nèi)容顯示在 TD 400C上。</p><p>　?。?） 主模塊中帶的 PT100 溫度變送器將 0~100 攝氏度轉(zhuǎn)化成 0~10V作為模擬量輸入接入 CPU，將加熱器、風(fēng)扇等物理控制對象連接在 CPU數(shù)字量輸出上，可實現(xiàn)有關(guān)模擬量的數(shù)據(jù)變換、

46、手動 PID 控制編程、利用向?qū)瓿?PID 組態(tài)、PID 參數(shù)自整定功能的實驗，使學(xué)生深刻理解并掌握工業(yè)現(xiàn)場模擬量 PID控制的相關(guān)知識和實現(xiàn)方法。</p><p>　?。?）將兩臺 S7-200 系列 PLC 通過 RS232 通訊電纜連接，即可組成一個使用 PPI 協(xié)議的單主站通信網(wǎng)絡(luò)，可進行 PPI 點對點的通訊實驗，實現(xiàn)兩個 PLC 之間的數(shù)據(jù)交換，如將主站的 I0.0~I0.7 的狀態(tài)映射到從站的 Q

47、0.0~Q0.7，將從站的 I0.0~I0.7 的狀態(tài)映射到主站的Q0.0~Q0.7，可讓學(xué)生體會網(wǎng)絡(luò)讀寫指令向?qū)У暮啽闶褂?，以及通過組成 PPI 網(wǎng)絡(luò)擴展可實現(xiàn)更加復(fù)雜的控制功能。 </p><p>　　（5）S7-200 CPU 的通信端口支持自由端口通信模式，可使用用戶自定義的通信協(xié)議實現(xiàn)與計算機或其他具有串行通信接口的設(shè)備進行通信。在此，讓學(xué)生利用簡單易學(xué)的 Visual Basic（VB）語言編寫上位機

48、程序，實現(xiàn) PC 與 S7-200 CPU之間的自由端口通信模式實驗[6]，由 PLC 完成對現(xiàn)場開關(guān)量、模擬量的控制處理，上位計算機實現(xiàn)對過程參數(shù)的監(jiān)控、分析、統(tǒng)計和修改等，給用戶提供良好的界面便于監(jiān)控。 </p><p>　　2.2 基于 CP243-1 以太網(wǎng)模塊設(shè)計的開放實驗 </p><p>　　工業(yè)以太網(wǎng)是西門子 SIMATIC NET開放通信系統(tǒng)的頂層，可以實現(xiàn)管理與控制網(wǎng)絡(luò)

49、的一體化，甚至可以集成到互聯(lián)網(wǎng)，為遠程控制和全球聯(lián)網(wǎng)提供了條件。給 S7-200 PLC 配備以太網(wǎng)模塊 CP243-1 或互聯(lián)網(wǎng)模塊 CP243-1 IT 即可將 S7-200 連接到以太網(wǎng)。在此，選擇現(xiàn)有的 CP243-1 擴展模塊進行實驗，通過 Micro/WIN 中以太網(wǎng)向?qū)У暮唵谓M態(tài)即可完成對模塊的配置。通過安裝以太網(wǎng)網(wǎng)卡的計算機和 Micro/WIN，可實現(xiàn)通過以太網(wǎng)對 S7-200 CPU的遠程編程、組態(tài)和診斷。另外，兩臺

50、均配備 CP243-1 模塊的 S7-200 PLC，通過軟件編程并下載配置程序后，通過網(wǎng)線連接即可實現(xiàn)兩臺 S7-200 PLC 基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。通過此實驗可讓學(xué)生對工業(yè)現(xiàn)場常用的 S7-200 之間的以太網(wǎng)通訊方式有清楚地了解。</p><p>　　2.3 基于觸摸屏設(shè)計的開放實驗 </p><p>　　TD400C 只能顯示文本信息，而很多工業(yè)被控對象要求控制系統(tǒng)具有很強的人機

51、界面功能，通過具有明確意義和提示信息的畫面來實現(xiàn)操作人員與控制系統(tǒng)之間的對話和相互作用。觸摸屏是人機界面的發(fā)展方向。利用現(xiàn)有的觸摸屏設(shè)備設(shè)計開放實驗，可讓學(xué)生學(xué)習(xí)如何通過組態(tài)軟件 WinCC Flexible 對觸摸屏進行組態(tài)和傳送程序[7]，以及 HMI 和 PLC 的數(shù)據(jù)交換方式和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如讓學(xué)生在 HMI 上組態(tài)交通燈系統(tǒng)運行監(jiān)控界面或電梯轎箱內(nèi)的操作界面，再結(jié)合基礎(chǔ)實驗中編寫的 S7-200 十字路口交通燈控制程序或三層電梯控

52、制程序，即可檢驗程序是否正確執(zhí)行，又可讓學(xué)生操作先進的設(shè)備，并學(xué)會其組態(tài)方法。另外，讓學(xué)生設(shè)計一些被控對象的運行效果界面，如運料小車的運動、機械手運動等，可以彌補實驗室中實際被控對象不足的缺陷， 在此可大大發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力， 完善并豐富控制系統(tǒng)的功能，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和積極性。 </p><p>　　以上給出了利用模塊化 S7-200 培訓(xùn)設(shè)備設(shè)計的部分開放實驗項目。隨著學(xué)生專業(yè)課學(xué)習(xí)的不斷深入，知識儲備增

53、加和時間充裕的情況下，也可在畢業(yè)設(shè)計課題中將多個模塊結(jié)合起來實現(xiàn)一個相對復(fù)雜的系統(tǒng)，如將 S7-300 CPU接入系統(tǒng)中，實現(xiàn)與 S7-200 的 Profibus、MPI 通信，利用 EM253 位控模塊進行運動控制、伺服電機和步進電機控制知識的深入理解和掌握等。</p><p><b>　　3 結(jié)束語 </b></p><p>　　充分利用實驗室現(xiàn)有的模塊化 S7

54、-200 培訓(xùn)設(shè)備，研發(fā)大量的開放實驗項目，豐富了實驗內(nèi)容，開闊了學(xué)生視野，讓學(xué)生深刻感受到學(xué) PLC 有趣，學(xué) PLC 有用，同時又掌握了生產(chǎn)工業(yè)現(xiàn)場目前用的較多的西門子典型產(chǎn)品和最新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，全面認識 PLC 控制技術(shù)、計算機工業(yè)組態(tài)監(jiān)控、觸摸屏控制、網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)在實際自動化控制系統(tǒng)中的互相滲透和補充，學(xué)生的工程實踐能力、分析問題、解決問題的綜合能力都得到極大提高，更有信心去面對激烈的就業(yè)競爭，因此受到學(xué)生的普遍歡迎。<