水箱恒压恒温PID PROFIBUSDP控制报告.docx

1、水箱恒压恒温PID PROFIBUSDP控制报告水箱恒压恒温PID_ PROFIBUSDP控制报告 目录1、设备及构造2、对西门子300系列PLC及元器件功能原理的认识3、实训要求4、本组功能方案5、硬件组态及软件编程和下载6、心得体会1、设备及构造1、PLC系统1.1 CPU 315-2 DP，订货号6ES7 315-2AF30-0AB0/V1.2简述：64 KB 工作存储器;0.3 ms/1000 条指令;MPI + DP 连接(DP 主站或 DP 从站);多排最多可组态 32 个模块，用于直接数据交换时具有发送和接收功能，恒定总线周期，带路由功能，支持 S7 通讯(可装载的 FB/FC)

2、，固件 V1.2。1.2 DI16xDC24V，订货号6ES7 321-1BH01-0AA0简述：数字输入模块 DI16 24 V，分成 16 组。1.3 DO16xDC24V/0.5A，订货号 6ES7 322-1BH01-0AA0简述：数字输出模块 DO16 24 V / 0.5 A，分成 8 组。1.4 CP 343-1，订货号 6GK7 343-1EX11-0XE0/V2.0简述：用于工业以太网 ISO 和 TCP/IP 的具有 发送/接收 和 读取/写入 接口的 S7 CP，长整型数据，UDP，TCP，ISO，S7 通讯，路由，无需 PG 即可进行模块更换，10/100 Mbps，固

3、定的 MAC 地址，通过局域网进行初始化，IP 多点传送，固化程序 V2.0。2、PROFIBUS(1) DP 主站系统2.1 ET 200M系列，IM 153-1，订货号 6ES7 153-1AA03-0XB0简述：S7-300自动化系统的模块产品系列中，最多 8个或12个 I/O 模块可以与该接口模块相连。 接口模块和必需的 I/ 模块安装在 S7300 的 异型导轨上；在安装期间，用总线连接器把 I/O模块相互连接起来并与 IM 153 接口模块连接。2.2 AO4x12Bit，订货号 6ES7 332-5HD01-0AB0简述：模拟输出模块 AO4/12 位，可在线重新组态。2.3 A

4、I2x12Bit，订货号 6ES7 331-7KB02-0AB0简述：模拟输入模块 AI2/12 到 14 位。3、水循环系统有两个水箱，分为上水箱和下水箱，两水箱之间油管道联通。下水箱可通过水泵将水抽到上水箱，此管道只为单向。而上水箱有两种控制方式给下水箱给水，一种是电磁阀给水控制，一种是手动旋转阀门控制。4、检测系统1、 上水箱有一个水位检测传感器。2、 下水箱低端的侧壁上装有两个传感器，一为压力传感器，一为温度传感器。5、执行机构1、 加热器：安装在下水箱低端的侧壁上。2、 水泵：由下水箱往上水箱单向抽水。3、 给水电磁阀：由上水箱往下水箱给水。6、操作面板说明1、 点动启动按钮2、 点

5、动停止按钮3、 切除/运行转换开关4、 启动指示灯5、 停止指示灯6、 报警指示灯7、 蜂鸣器7、构造补充说明：系统用普通电源模块给PLC系统供电，包括220V交流和24V直流，所以系统不需西门子特定的SP供电模块。CPU模块的右边第一槽时DI模块，即数字量输入模块。CPU模块的右边第二槽时DO模块，即数字量输出模块。CPU模块的右边第三槽时CP模块，即以太网通讯模块（在此实验中不适用此通讯方式）。CPU模块通过MPI与上位机连接通讯，而CPU的第二通讯口通过PROFIBUS总线与IM模块连接，IM模块的右边第一槽是AO模块，即模拟量输出模块。IM模块的右边第二槽是AI模块，即模拟量输入模块。

6、点动启动按钮、点动停止按钮、切除/运行转换开关与DI模块连接。启动指示灯、停止指示灯、报警指示灯、蜂鸣器与DO模块连接。压力传感器和温度传感器与AI模块连接。加热器是大功率器件，由AO模块通过单向交流调压模块间接控制，即单向交流调压模块的控制端与AO模块连接。二、 对西门子300系列PLC和元器件功能原理的认识1、 西门子300系列PLC介绍SIMATIC S7-300是一种通用型的PLC，能适合自动化工程中的各种应用场合，尤其是在生产制造工程中的应用。模块化、无风扇结构、易于实现分布式的配置以及易于掌握等特点，使得S7-300在各种工业领域中实施各种控制任务时，成为一种既经济又切合实际的解决

7、方案。本章详细介绍各模块结构和安装规范。S7-300（见图1-1）由多种模块部件组成，包括导轨（Rack）、电源模块（PS）、CPU模块、接口模块（IM）、输入输出模块（SM）。各种模块能以不同方式组合在一起，从而可使控制统设计更加灵活，满足不同的应用需求。图1-1 S7-300 PLC的基本结构CPU是PLC系统的运算控制核心。它根据系统程序的要求完成以下任务：接收并存储用户程序和数据，接收现场输入设备的状态和数据，诊断PLC内部电路工作状态和编程过程中的语法错误，完成用户程序规定的运算任务，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，实现输出控制或数据通信等功能。 S7-300 CPU有2

8、0种不同型号，各种CPU按性能等级划分，可以涵盖各种应用范围。S7-300的各款CPU都有非常详尽的性能数据表（具体参数可查阅相关资料），其中最值得关注的CPU性能有以下五方面：I/O扩展能力、指令执行速度、工作内存容量、通讯能力、CPU上的集成功能。操作员控制和显示单元： 下图为CPU 31xC的控制和显示单元和打开前面板后的集成数字和模拟I/O。CPU上安装有6个LED指示灯，显示运行状态和故障。CPU315-2DP是具有中到大容量程序存储器和PROFIBUS-DP主/从接口的CPU，它用于包括分布式及集中式I/O的任务中。CPU315/CPU315-2DP具有48 KB/64 KB，内置

9、80/96 KB的装载存储器(RAM)，可用存储卡扩充装载存储器，最大容量为512 KB，指令执行速度为300 ns/二进制指令，最大可扩展1024/2048点数字量或128/256个模拟量通道。信号模块（SM）也叫输入/输出模块，是CPU 模块与现场输入输出元件和设备连接的桥梁，用户可根据现场输入/输出设备选择各种用途的I/O模块。S7-300的输入/输出模块外部连线接在插入式的前连接器的端子上，前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前连接器上的外部连线，就可以迅速的更换模块。信号模块面板上的LED用来显示各数字量输入/输出点的信号状态，模块安装在DIN标准导轨上，通过总线连接器与相邻的模块

10、连接。 2、元器件功能原理的认识2.1 温度变送器：型号SBWZ，pt100，0-100C,420ma，精度0.2%，二线制2.2 压力变送器：型号PMC800-901PCJMOM1BE5,量程：0-10kpa，电源24vdc，输出4-20ma，精度0.5%，二线制。2.3 全隔离单相交流调压模块，型号：TY-380D2CP-220，控制信号为 05VDC 输入。单相交流调压模块控制接线图三、 实训要求利用已有实验设备及构造进行硬件组态和软件编程，实现方案自拟。四、本组功能方案1、将切除/运行旋钮由切除转到运行档位，采集温度和水压。2、开始你按下停止按钮进行初始化，启动泵进行抽水，同时蜂鸣器一

11、直接通，将下水箱的水抽到最低水位1800，当抽到1800指示蜂鸣器闪烁，证明初始化完毕。3、初始化完毕后，按下启动按钮，接通给水电磁阀，给下水箱供水。水压一直上升，到2200时，证明水位没过加热器，接通PID进行加热，加热指示灯（报警灯）亮。水位到3500时，停止给水。4、在启动情况下，水箱低于2200的压力时，不启动PID加热。且我们设定的稳定水压为2800-3500，允许欲量为3500-3700，而3700为警戒水位。水压低于2800时，进行给水直到3500。高于3700时，蜂鸣器响并抽水，直到3500停止，蜂鸣器熄灭。5、本组设定的温度为40C，且用比例和积分调节。比例系数为0.28，积

12、分时间为20s（可调）。6、在任何启动和停止状态下切除/运行旋钮拨至切除档，均可是设备停止工作。五、硬件组态和软件编程1、硬件组态2、软件编程2.1、OB100（初始化DB1中的参数）2.2、符号表2.3、OB12.4、变量表VAT_12.5、OB353、下载1、PLC上电，至RUN-P档，确认通讯线已连接。2、打开SIMATIC 300窗口，单击下载按钮，将组态好的硬件下载至PLC3、打开块窗口，选中所有的块和数据，单击按钮，全部下载至PLC.6、心得体会一个月的实习如期结束，在整个实习的小组设备方案制作过程中，我们经历了理论学习到实践应用，从未知到知之，从无到有。即对整个设备的初步了解和深

13、刻认识，方案的拟定，所需资料及知识的搜索和学习，程序的编写及整改，方案的调试，最后到验收答辩的工作准备。其中还融入了老师的指导，同组组员的合作，与其他组别的交流和个人的学习领悟等等。整个实习一路走来，让我欣喜，更使我受益匪浅，学到了很多，领悟颇深，让人回味无穷。实习开始之初，我对设备和实习所用到的西门子300PLC的了解几乎为零。底气有些许不足，因为时间只有一个月，但顾虑之余感觉更多的是挑战。不服输的个性更激起我的斗志：如果能让不可能变为可能这可是乐趣无穷，再且又能学到知识，何乐而不为呢！于是在老师的讲解下我首先对设备有了一定的了解，之后我又将整个硬件系统的各元器件名牌记下并在网上搜索学习。由

14、于我们之前学习了电器控制和西门子200PLC的课程，对这两门学科有了一定的基础，很快我就对硬件达到了的深刻认识，为之后的工作奠定了基础。实习中更令我难忘的是老师对西门子300PLC编程软件SIMATIC Manager的使用讲解，对现场硬件在软件编程中的组态、参数设置和通讯建立。老师一边讲解一边操作，现场给我们解说，更不辞辛苦的对其中的一些注意事项和常发故障的解决技巧加以解说，这可是在长久的实践中总结出来的经验。老师还为了能让我们学习深刻，做了更多的实践应用举例和找来一些硬件设备加以展示讲解。也许这是老师多年教学形成的风格，但我们更多的是钦佩。再有的感动就是同学之间的合作和交流，坦诚相待的倾囊相授。我在对PID的使用和参数的设定学习之初，对其中的参数和PID的调整原理理解不到位。在多方请教同学之时，同学们也热心的放下自己手头的事情，细心给我讲解，更亲自在软件上实践证明，使我在学习当中，学到知识，体会了更多的温馨，收获了更多的感动。实习结束了，程序结果也达到了预期的方案效果。这可是全体人员努力的成果，喜悦之余也有不舍，但也曾加了我对学习的热情。我相信这短暂的经历和学习给予我的不是短暂，而是受用长久。最后感谢老师和各位同学对我们的教导和帮助。