过程控制实习报告

过程控制工程实习报告

学院：机械与控制工程班级：自动化10-3班

学号：

姓名：傅

指导老师：周

日期：年月

目录

1 绪论 (2)

1.1 过程控制系统的概述 (2)

2 西门子PLC的介绍 (2)

2.1 S7-300PLC介绍 (2)

2.2 S7-3O0主要功能模块介绍 (2)

3 基于PLC的双容量水箱控制系统硬件组成 (3)

3.1硬件模块 (3)

3.2 双容量水箱控制系统实验装置 (4)

3.3双容量水箱对象组成 (4)

4 基于PLC的双容量水箱控制系统的编程设计 (5)

4.1 控制原理 (5)

4.2 STEP 7简介 (6)

4.3 SEP7硬件组态及参数设置 (6)

4.4 SETP7程序设计 (8)

5 控制系统程序编写及调试、运行 (8)

5.1 S7-300_PLC模拟量输入输出量程转换模块FC105简介 (8)

5.2 系统的I/O地址分配 (8)

5.3 双容量水箱控制系统程序 (9)

6 实习结语 (13)

1 绪论

1.1 过程控制系统的概述

过程控制是指根据工业生产过程的特点，采用测量仪表、执行机构和计算机等自动化工具，应用控制理论，设计工业生产过程控制系统，实现工业生产过程自动化。随着生产过程的连续化﹑大型化和不断强化, 随着对过程内在规律的进一步了解,以及仪表﹑计算机技术的不断发展, 生产过程控制技术近年来发展异常迅速.所谓生产过程自动化, 一般指工业生产中(如石油﹑化工﹑冶金﹑炼焦﹑造纸﹑建材﹑陶瓷及热力发电等)连续的或按一定程序周期进行的生产过程的自动控制.凡是采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数(如温度﹑压力﹑流量等)进行的自动控制统称为过程控制，随着科学技术的飞速前进，过程控制也在日新月异地发展。它不仅在传统的工业改造中，起到了提高质量，节约原材料和能源，减少环境污染等十分重要的作用。生产过程自动化是保持生产稳定、降低消耗、减少成本、改善劳动条件、保证安全和提高劳动生产率重要手段，在社会生产的各个行业起着极其重要的作用。

2 西门子PLC的介绍

2.1 S7-300PLC介绍

S7-300是通用可编程控制器，它广泛地应用于自动化领域，涉及多个行业，可用于组建集中式或分布式结构的测控系统，重点在于为生产制造工程中的系统解决方案提供一个通用的自动化平台，性能优良，运行可靠。

S7-300PLC采用模块化结构，模块种类的品种繁多，功能齐全，应用范围十分广泛，可用于集中形式的扩展，也可用于带ET200M分布式结构的配置。S7系列PLC用DIN标准导轨安装，各模块用总线连接器连接在一起，系统配置灵活、维护简便、易扩展。CPU模块是PLC的核心，负责存储并执行用户程序，存取其他模块的数据，一般还具有某种类型的通信功能。信号模块用来传送数字量及模拟量信号，通信模块可提供PROFIBUS、以太网等通信连接形式。

2.2 S7-3O0主要功能模块介绍

1、导轨（Rail）

S7-300的模块机架（起物理支撑作用，无背板总线），西门子提供五种规格的导轨。

2、电源模块（PS）

将市电电压（AC120/230V）转换为DC24V，为CPU和24V直流负载电路（信号模块、传感器、执行器等）提供直流电源。输出电流有2A、5A、10A三种*正常：绿色LED灯亮

*过载：绿色LED灯闪

*短路：绿色LED灯暗（电压跌落，短路消失后自动恢复）

*电压波动范围：5%

3、CPU模块

各种CPU有不同的性能，例如有的CPU集成有数字量和模拟量输入/输出点，有的CPU集成有PROFIBUS－DP等通信接口。CPU前面板上有状态故障指示灯、模式开关、24V电源端子、电池盒与存储器模块盒（有的CPU没有）

4、信号模块（SM）

数字量（开关量）输入模块：24V DC，120/230V AC

数字量（开关量）输出模块：24V DC，继电器

模拟量输入模块：电压，电流，电阻，热电偶

模拟量输出模块：电压，电流

5、功能模块 (FM)

功能模块主要用于对时间要求苛刻、存储器容量要求较大的过程信号处理任务。

*计数：计数器模块

*定位：快速/慢速进给驱动位置控制模块、电子凸轮控制器模块、步进电动机定位模块、伺服电动机定位模块等

*闭环控制：闭环控制模块

*工业标识系统：接口模块、称重模块、位置输入模块、超声波位置解码器等。

6、接口模块 (IM)

接口模块用于多机架配置时连接主机架（CR）和扩展机架（ER）。S7－300通过分布式的主机架和3个扩展机架，最多可以配置32个信号模块、功能模块和通信处理器。

连接：

IMS 360发送、IMR 361接收；对于双层组态，常用硬连线的IM 365 接口模块

距离：

采用IM 365 、两层机架，电缆最大长度可达1米；采用IM 360 / 361 、多层机架，机架之间电缆最大长度10米。

7、通讯处理器(CP)

扩展中央处理单元的通讯任务，提供以下的连网能力：

*点到点连接

*PROFIBUS

*工业以太网

3 基于PLC的双容量水箱控制系统硬件组成

3.1硬件模块

名称型号备注数量

中央处理器模块（CPU）CPU315-2 DP

2AF03-0AB0

v1.2

内存扩展到32K 1

数字量输入模块（DI）SM321 DI16*24V

1BH01-0AA0

处理2点输入信号 1

数字量输出模块

（DO）

SM321

DO16*24V/0.5A

1BH01-0AA0

处理6个输出信号 1

监控软件通讯

（SIMATIC NET）

343-1EX11-0XE0 1

SIMATIC ET200

IM153-1

AA03-0XB0

1

模拟量输入模块（AI）

SM331

DI 2*12Bit

7KB02-0AA0

处理2点输入信号。 1

模拟量输出模块

（AO）

SM332

AO 4*12Bit

5HD01-0AB0

处理1点输出信号 1

电源模块PS-307 5A，24V DC 1

自吸水泵M DBZ650-4.6-50

1

电磁阀Y QZD-1000A 输入信号：4～20mA

输出压力：0.02-0.1MPa气

源压力：0.14MPa

1

3.2 双容量水箱控制系统实验装置

双容水箱是两个串联在一起的水箱，整个系统有上水箱、下水箱、水管、阀门、抽水泵组成。本系统由双容水箱作为控制对象，上水箱的液位高度h1，下水箱水温、压力作为被控量。下水箱里液位的变化，由压力、温度传感器转换成4~20mA的标准电信号，在由I/O接口的A/D转换成二进制编码的数字信号后，送入计算机端口。经计算机算出的控制量通过D/A转换成1~5V的控制电信号。

3.3双容量水箱对象组成

1、被控对象