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PLC实训心得
因为12月份有全国研究生统一考试的缘故，系里的刘老师考虑到这个特殊情况，将我们考研的学生的综合实训的时间延迟到了一月份。由于暑假实习我们做的是嵌入式系统开发设计，因此这次我们做的是有关PLC和变频器方面的，即PLC交通灯系统及小车变频调速系统设计I.经过七天的实习，我们主要进行了三个任务的设计与调试，流水灯控制实验、十字路口交通灯试验、小车多段速控制实验。
交通灯控制实验比较基础，也是对以前所学的PLC课程的回顾，采用STEP7M icroWin来设计梯形图，EasyBuild8000来编辑触摸屏界面。由于梯形图较为简单，到后期我们小组在触摸屏界面上下了功夫，在演示前将流水灯做成了打地鼠游戏的样式获得了同学们的一致好评。
十字路口交通灯控制实验是以前我们在课堂上和PLC实验中学习过的，除了常规的交通灯设计之外，还要求我们在各个交通灯旁加上倒计时，经过努力，我们小组通过减法器和除法器实现了这个功能。
小车多段速控制实验较为复杂，分为步进模式和自动模式两种，这个功能通过三菱PLC的步进指令也较容易实现，但我们小组做的PLC是西门子200系列，不包含步进指令，当然通过我们团队的合作，最终还是实现了实训所要求的功能。
通过这次实习，我又收获了许多东西，实际的对PLC跟工业现场常用的触摸屏设备进行了学习跟操作，进一步将课堂知识与实际应用结合到了一起，学会了EasyBuild8000这款软件的基本应用。除却所学的知识外，我还深刻的意识到了团队合作的重要性，每个人独特的想法结合到一起就能擦出非常奇妙的火花，一方面加深了团队各成员之间的默契程度，另一方面也加快了团队完成项目的速度。无论对提高自己还是对于团队都很有帮助，合作真的很重要！
最后感谢学院老师的理解，让我们在考研之后仍能参加一次非常有意义的实际培训，我会将此次培训所学得的知识和对合作的理解运用到以后的工作和学习生活当中去。
第二章PLC简介
PLC是一种专门从事逻辑控制的微型计算机系统，由于PLC具有性能稳定、抗干扰能力强、设计配置灵活等特点，因此在控制方面得到了广泛应用。2.1 PLC的定义
可编程控制器（PLC）是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：“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。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则选择。而PLC技术与CAD/CAM技术、机器人技术并称现代工业技术的三大支柱。2.2 PLC的发展
长期以来，计算机控制和传统PLC控制一直是工业控制领域的两种主要控制方法。PLC自1969年问世以来，以其功能强、可靠性高、使用方便、体积小等优点在工业自动化领域得到迅速推广，成为工业自动化领域中极具竞争力的控制工具。但传统的PLC体系结构是封闭的，各个PLC厂家的硬件体系互不兼容，编
程语言及指令系统各异，用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的控制规程，不利于终端用户功能的扩展。近年来，工业自动化控制系统的规模不断扩大，控制结构更趋于分散化和复杂化，需要更多的用户接口。
目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
2.3 PLC的基本结构 1.中央处理器
中央处理器(CPU)由控制器、运算器和寄存器组成并集成在一个芯片内。CPU通过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相连接。2.存储器
PLC存储器主要用于存放系统程序、用户程序和数据等。包含系统存储区(采用ROM、EPROM、EZPROM、FLASH等)、用户存储区(采用随机存取存储器RAM)。3.I/O接口
输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口采集现场控制或检测元件输入的各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等,通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。4.编程器
编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器,并利用编程器检查、修改和调试用户程序,监视用户程序的执行过程,显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。常用的有手持编程器和PC上位机。5.电源
PLC电源为各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源(220VAC或110VAC),直流电源(常用的为24VAC)。6.人机界面
最简单的人机界面是指示灯和按钮,目前液晶屏(或触摸屏)式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机(运行组态软件)充当人机界面非常普及。2.4 PLC的工作原理
PLC的工作方式:按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的工作过程，包括上电处理、输入采样、程序执行、输出刷新、通信处理、自诊断
等。
第三章 硬件介绍 3.1 西门子S7—200系列PLC
本次实习采用西门子S7—200系列PLC。如图3—1所示。西门子S7--200系列是一种可编程序逻辑控制器。它能够控制各种设备以满足自动化控制需求。
S7--200的用户程序中包括了位逻辑、计数器、定时器、复杂数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容，从而使它能够监视输入状态，改变输出状态以达到控制目的。紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集使S7--200成为各种控制应用的理想解决方案。
图3—1 西门子S7—200系列PLC
3.1.1西门子S7—200工作过程
S7-200在扫描循环中完成一系列任务。任务循环执行一次称为一个扫描周期。在一个扫描周期中，S7-200主要执行下列五个部分的操作：
1.读输入：S7-200从输入单元读取输入状态，并存入输入映像寄存器中。
2.执行程序：CPU根据这些输入信号控制相应逻辑，当程序执行时刷新相关数据。程序执行后，S7-200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。3.处理通讯请求：S7-200执行通讯处理。
4.执行CPU自诊断：S7-200检查固件、程序存储器和扩展模块是否工作正常。5.写输出：在程序结束时，S7-200将数据从输出映像寄存器中写入把输出锁存器，最后复制到物理输出点，驱动外部负载。3.1.2 西门子S7—200工作模式
S7-200有两种操作模式：停止模式和运行模式。CPU面板上的LED状态灯可以显示当前的操作模式。在停止模式下，S7—200不执行程序，可以下载程序和CPU组态。在运行模式下，S7-200将运行程序。
S7-200提供一个方式开关来改变操作模式。可以用方式开关（位于S7-200前盖下面）手动选择操作模式：当方式开关拨在停止模式，停止程序执行；当方式开关拨在运行模式，启动程序的执行。也可以将方式开关拨在TERM（终端）（暂态）模式，允许通过编程软件来切换CPU的工作模式，即停止模式或运行模式。如果方式开关打在STOP或者TERM模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会自动进入STOP模式。如果方式开关打在RUN模式，且电源状态发生变化，则当电源恢复时，CPU会进入RUN模式。3.2WEINVIEW人机界面
WEINVIEW 新一代嵌入式工业人机界面有MT8000 和MT6000 系列。通过采用不同的CPU，可分为T 系列、i 系列和X 系列。他们的区别主要是：T 系列采用200MHz 32 bit RISC（精简指令集）CPU，32M 内存；i 系列采用400MHz，32 bit Risc CPU，128M 内存；而X 系列采用 500MHz，32 bit CISC（复杂指令集）CPU，256M内存。由此可以看出i 系列和X 系列采用了更快的 CPU 和更大的内存，从而运行速度更快。而这三个系列里面，根据接口配置的不同，又可以分为MT6000系列通用型产品、MT8000 系列网络型产品和MT8000 系列专业型产品。MT6000系列通用型产品没有配备以太网口，MT8000系列网络型产品配备有以太网口，而MT8000X 系列我们称之为专业型产品，除了配备以太网口外，还配置有音频输出口等。WEINVIEW人机界面如图3—2所示。
图3—2 WEINVIEW人机界面
3.3 Danfo变频器
Danfo变频器全称为“丹佛斯交流变频调速器”，主要用于三相异步交流电机，用于控制和调节电机速度。Danfo变频器是丹麦丹佛斯集团生产的变频器产品，迄今，已有40余年的历史，产品已经涵盖所有低压市场。丹佛斯变频器始终坚持以客户为导向的研发更保证了产品的稳定性、创新性、灵活性，这使得丹佛斯变频器成为全球变频器市场的佼佼者。
Danfo变频器是一种电机控制器，它将交流主电源转变成可变交流波形输出。为了控制电动机速度或转矩，输出的频率和电压会受到调节。变频器可以根据系统反馈（比如温度或压力变化）来改变电动机的速度，从而实现对风扇、压缩机或泵用电动机的控制。变频器还可以根据来自外部控制器的远程命令来调节电动机。此外，变频器还可以监测系统和电动机状态；发出故障情况警告或报警、启动和停止电动机、优化能效以及提供众多的控制、监测和增效功能。操作和监测功能还可以作为状态指示提供给外部控制系统或串行通讯网络。Danfo变频器如图3—3所示。
图3—3 Danfo变频器
第四章 软件介绍
4.1 EB8000 软件
人机界面是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是控制系统的重要组成部分。可连接可编程序控制器(PLC)、变频器、直流调速器、仪表等工业控制设备，利用显示屏显示，通过输入单元(如触摸屏、键盘、鼠标等)写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互的数字设备，由硬件和软件两部分组成。硬件部分包括处理器、显示单元、输入单元、通讯接口、数据存贮单元等，其中处理器的性能决定了HMI产品的性能高低，是HMI的核心单元;HMI软件一般分为两部分，即运行于HMI硬件中的系统软件和运行于PC机Windows操作系统下的画面组态软件。
人机界面和组态软件有如下区别:人机界面产品，常被大家称为“触摸屏”，包含HMI硬件和相应的专用画面组态软件，一般情况下，不同厂家的HMI硬件使用不同的画面组态软件，连接的主要设备种类是PLC。而组态软件是运行于PC
硬件平台、windows操作系统下的一个通用工具软件产品，和PC机或工控机一起也可以组成HMI产品;通用的组态软件支持的设备种类非常多，如各种PLC、PC板卡、仪表、变频器、模块等设备，而且由于PC的硬件平台性能强大(主要反应在速度和存储容量上)，通用组态软件的功能也强很多，适用于大型的监控系统中。
WEINVIEW HMI 组态软件EasyBuilder8000是台湾威纶科技公司开发的新一代人机界面软件，适用于本公司MT8000和MT6000 系列所有型号的产品。相对于以往产品，具有较高兼容性、支持市场上绝大多数PLC、强大的宏指令、强大的以太网通讯功能等优点。EB8000软件沿用了“易学易用、功能强大”的特点，客户在掌握之前产品的基础上，很容易的学会如何使用EB8000软件。4.2 STEP7编程软件 4.2.1 STEP7简介
STEP7是用于西门子S7—200站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，需要安装、运行在使用Windows操作系统的计算机上。是供它们编程、监控和参数设置的标准工具，是西门子工业软件的重要组成部分。
STEP7支持三种编程模式：LAD（梯形图）、FBD（功能块图）和STL（语句表）。该软件的基本功能有：
1.创建用户程序、修改和编辑原有的用户程序。
2.设置PLC的工作方式和参数，上装和下装用户程序。
3.具有简单语法的检查、对用户程序的文档管理和加密等功能，并提供在线帮助。4.2.2 STEP7的安装
STEP7可以通过setup程序自动地进行安装。用户可按照屏幕弹出的安装向导，完成整个安装步骤，按照标准的Windows 2000/XP/Server 2003软件安装步骤调用Setup程序。
1.主要安装步骤:
将数据拷贝到你的编程器上
设置EPROM和通讯的驱动器
安装授权(如果需要)2.安装要求： 1)操作系统：
Windows 2000或 Windows XP，Windows Server2003。2)基本硬件: 编程器或PC：奔腾处理器(600MHz)/RAM：至少256MB/Microsoft Windows支持的彩色显示器、键盘和鼠标。3)MPI接口(可选): 如果用户需要使用STEP7与PLC进行通讯，则在PG或PC与PLC之间可使用多点接口(MPI)。
4)外部编程设备(可选): 如果用户希望在PC上向EPROM中存储程序，则还需要一个外部编程设备。
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