电气自动化毕业设计高炉冲渣水泵房控制系统设计

武汉科技大学高职学生毕业设计I摘要目前PLC己成为工业控制的标准设备,是自动控制系统的三大技术支柱之一,在自动控制系统的应用中,可编程序控制器占据着举足轻重的地位。本次设计的内容是在西门子S7300系列编程软件及WinCC6.2编程环境下对水冲渣系统进行的编程设计及上位机控制画面设计。在熟练掌握S7300梯形图编程及特点和WinCC上位机编程的前提下，对该系统进行全面设计，反复试验。在WinCC画面窗口中显示出与PLC运行相一致的过程和结果，使抽象的程序一目了然地展现与眼前。本论文大致可分为四个部分：第一部分主要对水冲渣系统设计的相关知识做了介绍；第二部分介绍了PLC的基本组成和工作原理及PLC在自动化系统中的应用；第三部分主要是对水冲渣系统图纸介绍及实验调研；最后一部分是水冲渣系统的软件叙述。本论文所设计软件可用于PLC和WinCC的模拟运行与学习，经进一步完善和扩充功能也可作为基于计算机平台控制技术的基础。关键词：PLC；WinCC；画面窗口武汉科技大学高职学生毕业设计IIAbstractAtpresentPLChasbecomethestandardofindustrialcontrolequipment,automaticcontrolsystemisoneofthepillarsofthethreetechnology,theapplicationinautomaticcontrolsystem,PLCholdsanimportantposition.ThisdesignisthecontentoftheSiemensS7300seriesinprogrammingsoftwareandwincc6.2programmingenvironmentwatercinderflushingsystemprogrammingdesignandPCcontrolscreendesign.InthemasterS7300ladder-diagramprogrammingandcharacteristicsandWinCCPCprogramming,underthepremiseofthesystemoveralldesign,repeatedtest.InthepicturewindowshowsWinCCisconsistentwithPLCoperationoftheprocessandresult,maketheabstractprogramclearlyshowandeyes.Thispaperisdividedintofourparts:thefirstpartofmainwatercinderflushingsystemdesignoftherelatedknowledgeareintroduced;ThesecondpartintroducesthebasiccompositionofPLCandworkingprincipleandtheapplicationofPLCinautomationsystem;Thethirdpartismainlytothewatercinderflushingsystemisintroducedandtheexperimentalresearchdrawings;Thelastpartisthewatercinderflushingsystempapernarrative.ThispaperdesignsoftwarecanbeusedforsimulationofthePLCandWinCCoperationandstudy,thefurtherimprovementandextendthefunctionalitycanbeusedasaplatformbasedoncomputercontroltechnologyfoundation.Keywords:PLC;WinCC;Picturewindow武汉科技大学高职学生毕业设计III目录1序言.....................................................................11.1PLC的定义..........................................................11.2PLC的特点..........................................................11.3PLC的应用领域......................................................21.4选题背景和意义......................................................31.5本文主要研究对象和工作任务..........................................42Step7编程软件介绍.......................................................52.1Step7编程软件简介..................................................52.2Step7编程软件使用步骤..............................................52.2.1建立新项目.......................................................52.2.2硬件组态.........................................................92.2.3编写程序........................................................122.2.4调试运行........................................................143WinCC组态软件介绍......................................................153.1WinCC组态软件简介.................................................153.2WinCC简单使用步骤.................................................154水冲渣系统设计图纸......................................................174.1设计系统过程控制流程图.............................................174.2设计冲渣水泵系统的PLC硬件结构图...................................175水冲渣系统设计..........................................................185.1PLC设计部分.......................................................185.2WinCC设计部分.....................................................41结束语....................................................................44参考文献..................................................................45致谢....................................................................46武汉科技大学高职学生毕业设计11序言1.1PLC的定义PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。1.2PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。武汉科技大学高职学生毕业设计2（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。（5）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.3PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。（1）开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。（2）模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。（3）运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。（4）过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。（5）数据处理武汉科技大学高职学生毕业设计3现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利