S7 1200PLC的项目实际应用(高端培训)课件.pptx
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1、工程师培训资料,标题:S7-1200PLC的项目实际应用(高端培训)培训人:xx,内部工程师培训资料,一、项目简介,本项目是我公司为XXXX有限公司36米连续式退火炉增加天然气燃烧系统。退火炉的总功率900104Kcal/h,原炉体两侧各有5台每小时燃烧1800Nm3/h的双蓄热式高炉煤气烧嘴,各有2台每小时燃烧1500Nm3/h的双蓄热式高炉煤气烧嘴,各有2台小型保温烧嘴。退火炉加热段温度为95010,在退火炉尾部排烟,排烟温度约为650。现需要增加天然气燃烧系统,由于天然气系统为临时或者暂时用燃料,因此设计制作应本着简单、安全、投资低的原则。现在炉体加热段两侧各加装4台天然气燃烧器,天然气
2、燃烧器位于两个高炉煤气烧嘴之间,每台燃烧器功100104Kcal/h。,二、控制系统功能概述,1、以炉内温度为目标,自动完成燃料比例调节和鼓风风量比例调节(利用鼓风风门调节机构调节)。退火炉原有四个温度测点,新增的8台天然气燃烧器分为4个控制区域分别控制,每个区域可实现单独控温实现比例调节;2、每台燃烧器独立点火,独立探火;3、控制系统具有可靠的点火程序和熄火保护程序,每次点火前进行吹扫,吹扫时间至少为3分钟,熄火停炉后进行后吹扫,后吹扫时间至少为2分钟;4、控制系统具有燃气压力高、低报警保护,炉内温度高报警及保护,鼓风机、引风机等连锁保护功能。,三、PLC模块选型,根据控制系统的技术要求计算
3、出所需的控制点数为: 数字量输入点数(DI):27个 数字量输出点数(DO):66个 模拟量输入点数(AI):20个 模拟量输出点数(AO):0个 由于本项目和其他项目相比控制点数较多,我们常用的西门子S7-200 SMART系列PLC虽然能够实现控制要求,但是已达到了可扩展的极限,不利于以后的扩展升级,所以我们选择了和西门子S7-300相比具有较高性价比的西门子S7-1200系列PLC。,三、PLC模块选型,下面是PLC模块的选型以上选型包含数字量输入点数(DI)30个,数字输出点数(DO)74个,模拟量输入点数(AI)24个,可以满足本项目要求且有足够的余量。,四、西门子S7-1200系类
4、PLC介绍,西门子S7-1200系列PLC的产品定位是低端小型PLC,是介于S7-200CN和S7-300之间的一款产品。S7-1200设计紧凑,组态灵活且具有功能强大的指令集,这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。S7-1200的硬件组成包括:控制器即CPU,信号板,信号模块,通讯模块,附件如电源、存储卡等;,四、西门子S7-1200系类PLC介绍,S7-1200的功能与特点: S7-1200CPU最多可添加三个通信模块,支持多种通信协议; S7-1200CPU集成了PROFINET接口,可用于与编程设备、 HMI及CPU之间的通信; S7-1200CPU带有多大6个高速计数器用
5、于计数和测量; S7-1200CPU集成2个高速脉冲输出用于运动控制; S7-1200CPU中提供了多达16个带自动调节功能的PID控制回路,用于简单的闭环过程控制; S7-1200CPU支持SIMATIC存储卡,通过不同的设置可用作编程卡,传送卡和硬件更新卡三种功能; S7-1200CPU最多可扩展8个信号模块,以支持更多数字量和模拟量输入/输出信号连接。,五、S7-1200软件编程,工程软件平台TIA博途 TIA博途是一款集成了 SIMATIC STEP 7、SIMATIC WinCC和SINAMICS StartDrive 的工程技术软件平台。通过SIMATIC STEP 7 可以对SI
6、MATIC S7-1200和SIMATIC HMI精简系列面板进行高效组态。除了支持编程以外, SIMATIC STEP 7 还为硬件和网络配置、诊断等提供通用的项目组态框架。下面是打开博图的画面,五、S7-1200软件编程,1、新建项目,在桌面中双击“TIA Portal V14”图标启动软件,在 Portal 视图中,单击“创建新项目”,并输入项目名称,路径和作者等信息,然后点击“创建”即可生成新项目,如图所示,2、硬件组态,下面介绍在项目视图中如何进行项目硬件组态。进入项目视图,在左侧的项目树中,双击“添加新设备”,随即弹出添加新设备对话框,在该对话框中选择与实际系统完全匹配的设备即可。
7、如图所示,在添加完成新设备后,与该新设备匹配的机架也会随之生成。所有通信模块都要配置在S7-1200 CPU左侧,而所有信号模块都要配置在 CPU的右侧,在CPU本体上可以配置一个扩展板。 步骤: 单击打开设备视图; 打开硬件目录; 选择要配置的模板; 拖拽到机架上相应的槽位;,3、编辑程序,3.1 用户程序组成 S7-1200PLC可在程序块中添加组织块(OB)、功能(FC)、功能块(FB)和数据块(DB)。组织块(OB) 组织块为程序提供结构,是操作系统和用户程序之间的接口,OB是由事件驱动的;功能(FC) 是不含存储区的代码块,常用于对一组输入值执行特定运算;功能块(FB) 是使用背景数
8、据块保存其参数和静态数据的代码块;数据块(DB) 在用户程序中创建数据块 (DB) 以存储代码块的数据。 用户程序中的所有程序块都可访问全局 DB 中的数据,而背景 DB 仅存储特定功能块 (FB) 的数据。,3.2 用户程序结构类型 可根据实际应用要求,选择线性结构或模块化结构用于创建用户程序:线性程序 按顺序逐条执行用于自动化任务的所有指令。 通常,线性程序将所有程序指令都放入用于循环执行程序的OB(OB1) 中。模块化程序 调用可执行特定任务的特定代码块。 要创建模块化结构,需要将复杂的自动化任务划分为与过程的工艺功能相对应的更小的次级任务。 每个代码块都为每个次级任务提供程序段。 通过
9、从另一个块中调用其中一个代码块来构建程序。本项目中采用模块化结构。,3.3 在程序块中添加块用户可继续根据自动化任务设计用户程序。用户可以在程序块中添加:组织块(OB) 、功能 (FC)、带背景数据的功能块(FB) 、数据块 (DB)。点击左侧的项目树中的“添加新块”即可打开添加新块的窗口,如下图所示:,3.4 S7-1200PLC 编程的指令S7-1200PLC指令包括基本指令、扩展指令和工艺指令。基本指令主要包括位逻辑运算、定时器、移动、比较、数学函数等;扩展指令包括时间日期和时钟、中断、脉冲、诊断等;工艺指令包括高速计数器、PID控制和运动控制。下面就结合本项目介绍一下常用的指令:,3.
10、4.1 标定和标准化指令 通过这两个指令可以对模拟量输入信号进行处理,把输入的电流信号转换为实际显示的 工程值。来自模拟量输入模块的4-20mA电流信号对应的数值范围5530-27648,假如模拟量输入代表温度,其中模拟量输入值 5530表示 0,27648 表示500,要将模拟值转换为对应的工程单位,应将输入标准化为 0.0 到 1.0 之间的值,然后再将其标定为 0.0到 500.0 之间的值。,3.4.2定时器指令 使用定时器指令可创建编程的时间延时。用户程序中可以使用的定时器数仅受 CPU 存储器容量限制。 每个定时器均使用 16 字节的 IEC_Timer 数据类型的 DB 结构来存
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