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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,*,第3章 自动化工程项目设计,*,/28,工业自动化技术,自动化控制系统设计流程,PLC,控制方案设计流程图,确定系统控制任务与设计要求,制定电气控制方案,确定控制系统的输入输出信号,硬件选型与配置,I/O,分配、绘制接线图,修改程序,交付使用,制作控制柜,输入输出配线,编写符号表、,设计控制程序,现场运行调试,项目归档,Y,N,程序初步调试,安装硬件模块、,I/O,连线,是否满足要求？,2024/11/15,1,第3章 自动化工程项目设计,自动化控制系统设计流程 PLC控制方案设计流程图确定系统控制,确定系统控制任务与设计要求,了解机械运动与电气执行元件之间的关系，仔细分析被控对象的控制过程和控制要求，熟悉工艺流程及设备性能，明确各项任务的要求、约束条件及控制方式。,对于较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立的部分，这样可以化繁为简，有利于编程和调试。,2024/11/15,2,第3章 自动化工程项目设计,确定系统控制任务与设计要求 了解机械运动与电,制定电气控制方案,根据生产工艺和机械运动的控制要求，确定控制系统的工作方式，例如全自动、半自动、手动、单机运行、多机联线运行等。还要确定控制系统应有的其他功能，例如故障诊断与显示报警、紧急情况的处理、管理功能、网络通信等。,2024/11/15,3,第3章 自动化工程项目设计,制定电气控制方案 根据生产工艺和机械运动的,确定控制系统的输入输出信号,1.控制对象的类型,数字量输出对象:,继电器,电磁阀,电动机起动器,指示灯,蜂鸣器等,模拟量输入对象:,温度,压力,流量,液位,电动机电流等,数字（开关）量型 模拟量型,数字量输入对象,:,按钮,选择开关,行程开关,限位开关,光电开关等,模拟量输出对象:,电动调节阀,变频器等,2024/11/15,4,第3章 自动化工程项目设计,确定控制系统的输入输出信号1.控制对象的类型数字量输出对,确定控制系统的输入输出信号,外部负载,电压等级:,DC24/48V,DC48125V,AC120/230V,外部输入传感器信号的类型（如电压、电流、电阻等）及测量的量程范围,数字（开关）量型 模拟量型,外部输入信号,电压等级,:,DC24V,DC48,125V,AC120/230V,外部负载的类型（如电压或电流）及对应的输出值范围,2.,控制对象的数值范围,2024/11/15,5,第3章 自动化工程项目设计,确定控制系统的输入输出信号外部负载外部输入传感器信号的类型（,硬件选型与配置,PLC,选型主要考虑以下几点：,I/O,信号的点数,根据已经确定的,I/O,设备，统计所需要的,I/O,信号的点数，选择是否支持扩展机架的,CPU,网络通信的模式,特殊功能需求,根据信号传输方式所需要的网络接口形式，选择支持现场总线网络、工业以太网络或点到点通信的,CPU,。如果网络有路由要求，则要选择支持路由功能的,CPU,如果现场有高速计数或高速脉冲输出要求，可选择集成了该功能的,CPU,。,选择硬件模块时要留有适当的余量：,根据已经确定的,I/O,信号的点数和类型，预留,10%,15%,的容量。,2024/11/15,6,第3章 自动化工程项目设计,硬件选型与配置 PLC选型主要考虑以下几点：I/O信号的点数,I/O分配,通过对输入输出设备的分析、分类和整理，进行相应的I/O地址分配，应尽量将相同类型的信号、相同电压等级的信号地址安排在一起，以便施工和布线，并绘制I/O接线图。,2024/11/15,7,第3章 自动化工程项目设计,I/O分配 通过对输入输出设备的分析、分类和整,控制程序设计,按照控制系统的要求进行PLC程序设计是工程项目设计的核心。程序设计时应将控制任务进行分解，编写完成不同功能的程序块，包括循环扫描主程序、急停处理子程序、手动运行子程序、自动运行子程序、故障报警子程序等。,编写的程序要在实验室进行模拟运行与调试，检查逻辑及语法错误，观察在各种可能的情况下各个输入量、输出量之间的变化关系是否符合设计要求，发现问题及时修改设计。,2024/11/15,8,第3章 自动化工程项目设计,控制程序设计 按照控制系统的要求进行PLC程,现场运行调试,在工业现场所有的设备都安装到位，所有的硬件连接都调试好以后，要进行程序的现场运行与调试。在调试过程中，不仅要进行正常控制过程的调试，还要进行故障情况的测试，应当尽量将可能出现的情况全部加以测试，避免程序存在缺陷，确保控制程序的可靠性。只有经过现场运行的检验，才能证明设计是否成功。,2024/11/15,9,第3章 自动化工程项目设计,现场运行调试 在工业现场所有的设备都安装到位,项目归档,在设计任务完成后，要编制工程项目的技术文件。技术文件是用户将来使用、操作和维护的依据，也是这个控制系统档案保存的重要材料，包括总体说明、电气原理图、电器布置图、硬件组态参数、符号表、软件程序清单及使用说明等。,2024/11/15,10,第3章 自动化工程项目设计,项目归档 在设计任务完成后，要编制工程项目的,物料灌装自动生产线控制要求,就地/远程选择开关,物料灌装自动生产线模型设计了就地和远程两种控制方式。就地控制是用操作面板上的按钮和开关来控制设备的运行。远程控制是通过网络用HMI的监控系统来控制设备的运行。,手动/自动选择开关,物料灌装自动生产线模型设计了手动和自动两种工作模式。手动模式用于设备的调试和系统复位，包括：允许通过点动按钮使传送带正向或反向运行，用来调试设备；允许按下计数值清零按钮对计数统计值进行复位。自动模式下允许启动生产线运行。,只有在设备停止运行的状态下，才允许切换手动/自动模式。,控制面板模型,启动,停止,就地,远程,故障,1,故障,2,故障,3,急停,正向点动,反向点动,计数值清零,故障复位,手动,自动,2024/11/15,11,第3章 自动化工程项目设计,物料灌装自动生产线控制要求 就地/远程选择开关 控制面,物料灌装自动生产线控制要求,启动按钮,在自动模式下，按下启动按钮，启动生产线运行。物料灌装工艺流程为：,（1）按下启动按钮，电动机正转，传送带正向运行。,（2）空瓶子到达灌装位置时电动机停止转动，灌装阀门打开，开始灌装物料。,（3）灌装时间到，灌装阀门关闭，电动机正转，传送带继续运行，直到下一个空瓶子到达灌装位置。,停止按钮,在自动模式下，按下停止按钮，停止生产线运行，电动机停止转动，传送带停止运行，灌装阀门关闭。,急停按钮,当设备发生故障时，按下急停按钮停止生产线的一切运行。,控制面板模型,启动,停止,就地,远程,故障,1,故障,2,故障,3,急停,正向点动,反向点动,计数值清零,故障复位,手动,自动,2024/11/15,12,第3章 自动化工程项目设计,物料灌装自动生产线控制要求 启动按钮 控制面板模型启动停,物料灌装自动生产线控制要求,正向点动/反向点动按钮,在手动模式下，正向点动/反向点动按钮用于调试设备。按下正向点动按钮，传送带正向运行，松手后传送带停止运行；按下反向点动按钮，传送带反向运行，松手后传送带停止运行。,工件计数统计,要求控制系统可以实现工件的计数统计，包括空瓶数、成品数和废品数。成品数显示在操作面板的数码管上。,模拟量检测,灌装液罐的液位由模拟量液位传感器进行监视。液位低于下限时要打开进料阀门，液位高于上限时要关闭进料阀门。,控制面板模型,启动,停止,就地,远程,故障,1,故障,2,故障,3,急停,正向点动,反向点动,计数值清零,故障复位,手动,自动,2024/11/15,13,第3章 自动化工程项目设计,物料灌装自动生产线控制要求 正向点动/反向点动按钮 控制,物料灌装自动生产线控制要求,故障报警,当设备发生故障时，控制系统能够立即响应，操作面板上相应的故障报警灯会闪亮。按下故障应答按钮后，如果故障已经排除则故障报警灯不亮；如果故障依然存在则故障报警灯常亮。,PROFIBUS-DP网络,构建现场总线PROFIBUS-DP网络，实现物料灌装自动生产线上的I/O信号通过PROFIBUS-DP网络与控制柜中的CPU进行通信。,HMI监控系统,在计算机组态上位监控系统，能够实时监视与控制生产线的运行。,控制面板模型,启动,停止,就地,远程,故障,1,故障,2,故障,3,急停,正向点动,反向点动,计数值清零,故障复位,手动,自动,2024/11/15,14,第3章 自动化工程项目设计,物料灌装自动生产线控制要求故障报警 控制面板模型启动停止就,物料灌装自动生产线信号分析,数字量输入信号,数字量输出信号,模拟量输入信号,2024/11/15,15,第3章 自动化工程项目设计,物料灌装自动生产线信号分析 数字量输入信号 数字量输出信号,工程项目设计报告,2024/11/15,16,第3章 自动化工程项目设计,工程项目设计报告 2023/8/216第3章 自动化工程项,自动化项目设计软件STEP7,或,启动,SIMATIC,管理器,2024/11/15,17,第3章 自动化工程项目设计,自动化项目设计软件STEP7 或启动SIMATIC管理器2,SIMATIC,管理器用户自定义选项,定义存盘路径,定义软件和编程的语言,退出,STEP7,重新进入有效,2024/11/15,18,第3章 自动化工程项目设计,SIMATIC管理器用户自定义选项定义存盘路径定义软件和编,设置编程器通信接口,2024/11/15,19,第3章 自动化工程项目设计,设置编程器通信接口2023/8/219第3章 自动化工程项,检查通信状态,2024/11/15,20,第3章 自动化工程项目设计,检查通信状态2023/8/220第3章 自动化工程项目设计,STEP 7项目结构,2024/11/15,21,第3章 自动化工程项目设计,STEP 7项目结构2023/8/221第3章 自动化工程,输入项目名,选择存盘路径,确定项目名,创建,S7,项目,2024/11/15,22,第3章 自动化工程项目设计,输入项目名选择存盘路径确定项目名创建 S7 项目2023/8,在项目中插入站点,2024/11/15,23,第3章 自动化工程项目设计,在项目中插入站点2023/8/223第3章 自动化工程项目,设置项目属性,2024/11/15,24,第3章 自动化工程项目设计,设置项目属性2023/8/224第3章 自动化工程项目设计,STEP7,的帮助系统,帮助文档,2024/11/15,25,第3章 自动化工程项目设计,STEP7的帮助系统 帮助文档 2023/8/225第3章,STEP7,的帮助系统,F1功能键,在线帮助,2024/11/15,26,第3章 自动化工程项目设计,STEP7的帮助系统F1功能键 2023/8/226第3章,精品课件,！,2024/11/15,27,第3章 自动化工程项目设计,精品课件！2023/8/227第3章 自动化工程项目设计,精品课件,！,2024/11/15,28,第3章 自动化工程项目设计,精品课件！2023/8/228第3章 自动化工程项目设计,任务1 新建物料灌装自动生产线项目,1,启动,STEP7,软件，设置用户自定义选项。,2,设置,PC,机与,CPU,通信的接口，检查通信状态。,3,新建物料灌装自动生产线项目FILL，插入SIMATIC 300站点。,2024/11/15,29,第3章 自动化工程项目设计,任务1 新建物料灌装自动生产线项目 1启动STEP7软件,
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