S7-300PLC实验报告
PLC s7-300红绿灯交通灯程序设计报告书
上海理工大学之袁州冬雪创作课程设计报告书题目：plc课程设计系名：电气工程及其自动化专业班级：姓名：学号：指导教员：7月 1日课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教员：工作单位：题目：十字路口交通灯的节制一．初始条件1.给定交通灯节制的时序逻辑和工作形式；2.给出用于系统调试用的S7300PLC、计算机及交通灯模子；3.给出PLC系统的编程软件.二．要求完成的主要任务1. 设计要求⑴根据课程设计指导书的交通灯节制所要求的时序逻辑，要求用线性化编程和布局化编程两种编程方法来实现该节制逻辑.⑵在布局化编程方法中，以某一方向的红灯和另外一方向的绿灯和黄灯为节制对象编制FC1，OB1中调用FC1.而且东西向和南北向灯只能调用同一个FC1.2. 设计陈述撰写要求内容要求一般要求包含如下内容：⑴目次编制课程设计的目次，目次的各级题目依照章节顺序摆列，最多列到三级题目即可，如1.1.1.⑵引言课程设计正文前的简短先容.包含本课题的设计目标、设计的主要过程及主要的设计内容.⑶电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图.⑷ PLC硬件组态要求列出硬件组态表.⑸ PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点停止地址分配，然后对其他编程元件也停止地址分配，如位存储器M，定时器T，计数器C等.编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包含输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表.⑹编写节制程序要求：①编写线性化程序；②在布局化编程中分别编制OB1和FC1；③在程序段中添加注释.⑺程序调试说明对设计中遇到的主要问题及处理方法、调试过程及方法、在调试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进及调试的成果几方面停止阐述.⑻竣事语对本课程设计停止总结，写出设计中的体会.⑼主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献，注意参考文献的格式.格式要求1.纸张格式：要求统一用A4纸打印，页面设置上空2.5cm，下空2.0cm，左空2.5cm，右空2.0cm）：2. 正文条理：正文内容条理序号为：1、1.1、1.1.1……，其中⑴．正文题目；一级题目1.（黑体小2号加粗），二级题目 1.1（黑体小三号），三极题目 1.1.1（黑体小四号）.⑵．正文内容格式：宋体五号，1.25倍行距.3. 参考文献格式：参考文献很多于5个，并应按文献号、作者、文献题名、出版地：出版社和出版年等顺序书写.如：[1] 戴军，袁惠新.膜技术在含油废水处理中的应用.膜迷信与技术，.4. 图表要求：所有曲线、图表、线路图、流程图、程序框图、示意图等不准徒手画，必须采取计算机辅助绘图.图序及图名置于图的下方；表序及表名置于表的上方；图表一律采取采取阿拉伯数字持续编号.装订顺序设计陈述依照如下顺序装订：封面—任务书—目次—正文—参考文献—评分表.2.2课题二：十字路口交通灯的节制⑴ 综合应用所学PLC知识设计一个交通灯节制系统；⑵ 通过自行编程调试掌握PLC节制系统的设计方法.2.2.2任务描绘：某十字路口的东西方向和南北方向分别装置红、绿、黄交通信号灯，设置如下图1.1所示：图1.1 十字路口交通灯设置示意图2.2.3节制要求：交通信号灯在白日和夜晚的工作方式分歧，由选择开关SA 停止节制.⑴ 白日工作形式：表11 交通信号灯的详细节制要求表中绿灯闪烁的频率为1HZ，亮500MS灭500MS循环.图1.2 交通信号灯白日工作时的时序图⑵ 夜晚工作形式：当SA选择夜晚工作形式时，红灯和绿灯停止工作，只有黄灯一直闪烁，闪烁的频率为1HZ（亮500MS灭500MS循环）.2.2.4 程序设计方案要求：⑴ 要求用线性化编程和布局化编程两种编程方法来实现.⑵ 在布局化编程中，以某一方向的红灯和另外一方向的绿灯和黄灯为节制对象编制FC1，OB1中调用FC1.而且东西向和南北向灯只能调用同一个FC1.2.2.5课程设计陈述的主要内容：⑴ 目次编制课程设计的目次，目次的各级题目依照章节顺序摆列，列到三级题目即可.⑵ 引言课程设计正文前的简短先容.包含本课题的设计目标、设计的主要过程及主要的设计内容.⑶ 电路设计要求画出PLC的输入/输出接线图.⑷ PLC硬件组态要求列出硬件组态表.⑸ PLC编程元件的地址分配首先对输入/输出点停止地址分配，然后对其他编程元件也停止地址分配，如位存储器M，定时器T，计数器C等.编程中要使用符号地址，所以在OB1中要编辑符号表（包含输入继电器、输出继电器、定时器及位存储器（或叫辅助继电器），在FC1中要编辑变量声明表.⑹ 编写节制程序要求① 编写线性化程序；② 在布局化编程中分别编制OB1和FC1；③ 在程序段中添加注释.⑺ 程序调试说明对设计中遇到的主要问题及处理方法、调试过程及方法、在调试过程中对对原设计程序做了哪些有意义的改进及调试的成果几方面停止阐述.⑻ 竣事语对本课程设计停止总结，写出设计中的体会.⑼ 主要参考文献写出完成设计任务过程中参考的主要参考文献，注意参考文献的格式.据不完全统计，今朝我国城市里的十字路口交通系统大都采取定时来节制(不解除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况)，这样必定发生如下弊病:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯，而此时另外一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯，这种多等少的尴尬现象是未对实际情况停止实时监控所造成的，不但让司机乘客怨声载道，而且对人力和物力资源也是一种华侈. 智能节制交通系统是今朝研究的方向，也已经取得很多成果，在少数几个先进国家已采取智能方式来节制交通信号，其中主要运用GPS全球定位系统等.出于便捷和效果的综合思索，我们可用如下方案来节制交通路况:制作传感器探测车辆数量来节制交通灯的时长.详细如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈，当汽车颠末时就会发生涡流损耗，环状绝缘电线的电感开端减少，即可检测出汽车的通过，并将这一信号转换为尺度脉冲信号作为可编程节制器的节制输入，并用PLC 计数，按一定节制规律自动调节红绿灯的时长. 比较传统的定时交通灯节制与智能交通灯节制，可知后者的最大优点在于减缓滞流现象，也不会出现空道占时的情形，提高了公路交通通行率，较全球定位系统而言成本更低.1.4 PLC编程元件的地址分配3。
1.实验一 S7-300的天塔之光控制
实验一 S7-300的天塔之光控制
一、实验目的
用S7-300 PLC实现闪光灯系统的控制，为下一实验在触摸屏上模拟做准备。
二、控制要求及I/O分配
1.天塔之光控制示意图
示意图如图1。
图1 天塔之光控制示意图
2.控制要求
启动S7-300电源，灯光按如下规律循环：
3.I/O分配
Q8.0 L1 Q8.6 L7
Q8.1 L2 Q8.7 L8
Q8.2 L3 Q9.0 L9
Q8.3 L4 Q9.1 L10
Q8.4 L5 Q9.2 L11
Q8.5 L6 Q9.3 L12
三、硬件组态
根据实验室现有的S7-300型号进行组态，仿真模块组态为16点输出的模块，并把仿真模块的选择开关切换到16点输出的位置，参考组态如图2。
图2 S7-300的硬件组态图
四、实验要求
参考图2进行硬件组态，编写S7-300梯形图控制程序，并观察仿真模块输出指示灯能否与控制
要求相符，调试程序直到满足要求为止，实验结束后要撰写实验报告。
PLC课程设计报告_5
PLC课程设计报告题目：S7-300PLC与S7-200PLC主-从站的闭环变频调速系统设计(用PID配置向导)姓名：班级：学号：指导老师：时间：2011年9月6日地点：第二实验楼PLC实验室目录1 引言1.1实验目的：通过本次课程设计，学生掌握PLC控制技术、PLC主-从站设计技术、变频调速技术、上位监控技术、系统调试技术等。
1.2设计内容：1.2.1 S7-200PLC从站程序设计① S7-200PLC的模拟量输出信号0～10V作为MM440变频器的模拟量输入，来控制输出频率从0 Hz～50 Hz之间变化，转速由S7-200PLC的控制程序给定，电机转速由光电编码器检测到并反馈到PLC的I0.0和I0.1，构成闭环变频调速系统。
②采用指令向导中的PID配置指令进行PID算法编程，用传送指令输出电压控制量到变频器的模拟量输入口。
③采用指令系统中的HDEF、HSC指令进行PID算法编程，进行高速计数器中断程序设计，高速计数器设为HSC1和模式10，增计数，实时采集并存储光电编码器反馈的A、B两相正交脉冲数。
1.2.2 S7-300PLC主站程序设计要求采用MOVE指令进行主—从站的数据交换，通过S7-300PLC主站进行写操作(如系统启动/停止，转速给定等)，并能读取S7-200PLC从站的参数；S7-200PLC能接收S7-300PLC主站的指令；实现主-从站读/写(接收/发送)操作，驱动三相电动机运行。
2 系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理选用S7-300PLC作为主站控制器，由电源模块，CPU模块(CPU为315-2DP，通讯为PROFIBUS-DP)，32点数字量输入模块，32点数字量输出模块等组成；选用S7-200PLC作为从站控制器，CPU为226，数字量输入为24点DC输入，数字量输出为16点晶体管输出，扩展EM277 DP模块；主-从站采用PROFIBUS-DP通讯。
西门子s7300实验指导(精)
系统送电过程:
合上S1--------S3---------S2---------S5----------S4。
在给本控制系统供电的过程中,必须注意观察整个系统设备的状态指示灯变化,以及其它的异常现象的出现。
如果供电开关合上后,相应的设备没有相应状态显示,必须立即停止送电,并进行检查确认,直到故障完全解决为止,供电工作才可以继续进行。
图1-12
6、编译硬件组态,并下装到CPU。
点击画面上的图标,对刚刚完成的硬件组态进行编译。系统提示编译成功没有错误
后,点击图标将硬件的组态下装到CPU。或者,在编译完成后,关闭HW configuration窗口,返回到SIMATIC MANAGER窗口,用鼠标选中SIMATIC 300(1图标,然后点击窗口上的图标,下装刚刚完成的硬件组态。根据画面上的提示完成下装,然后回车,1通道就变为“0”状态,“Status value”显示灰色,硬件模块上的1通道显示灯灭,试验板上对应的指示灯L1也灭了。
3测试AI通道
图1-14
参照DI通道测试方式打开AI卡的监控窗口如图1-14所示,选中Monitor的复选框,就可以看到每个通道的“Status value”的状态显示,有16进制的数值显示,转动试验板上的电位器,对应的通道的“Status value”的数值发生变化,证明该通道的连接通讯正确。
点击SIMATIC MANAGER窗口中图标或者点击工具栏上的File—New ,弹出如图1-5的对话窗口。
图1-5图1-6
在Name栏下,填入你要建立的新项目的名称,如:LG2004,然后通过BROWSE按钮选择你的新项目所要存储的路径。最后,点击OK按钮关闭改窗口。在SIMATIC MANAGER将会出现刚新建的项目LG2004,如图1-6所示。
西门子PLC实验报告
THSMS-D(S7-300)实验报告课程名：工程实践训练光电信息与计算机工程学院电气与信息工程实验中心实验一基本指令的编程练习(一) 与或非逻辑功能实验一、实验目的1.熟悉PLC实验装置，S7-300系列编程控制器的外部接线方法2.了解编程软件STEP7的编程环境，软件的使用方法。
3.掌握与、或、非逻辑功能的编程方法。
二、基本指令编程练习的实验面板图左图中的接线孔，通过防转座插锁紧线与PLC的主机相应输入输出插孔相接。
I为输入点，Q为输出点。
上图中下面两排I0.0～I1.5为输入按键和开关，模拟开关量的输入。
上边一排Q0.0～Q1.1是LED指示灯，接PLC主机输出端，用以模拟输出负载的通与断。
梯形图参考程序通过程序判断Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4的输出状态，然后再输入并运行程序加以验证。
参考程序如下：Network1A I 0.0 A I 0.1 = Q 0.1 Network2O I 0.2 O I 0.3= Q 0.2Network3AN I 0.4AN I 0.5= Q 0.3Network4ON I 0.6ON I 0.7= Q 0.4四、实验步骤程序中的I0.0至I0.7分别对应控制实验单元输入开关I0.0至I0.7。
通过专用PC/MPI电缆连接计算机与PLC主机。
打开编程软件STEP7，逐条输入程序，检查无误后，将所编程序下载到主机内,并将可编程控制器主机上的STOP/RUN开关拨到RUN 位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。
分别拨动输入开关I0.0至I0.7，观察输出指示灯.Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4是否符合逻辑。
小结：西门子编程入门，主要是熟悉整个应用过程及简单的编程。
书上已有现成的，轻松加愉快，遗憾的是这个实验好像未算在内。
（二）定时器/计数器功能实验在S21 S7-300模拟实验挂箱上完成本实验。
一、实验目的掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器扩展方法,用编程软件对可编程控制器的运行进行监控。
PLC实验报告
东南大学成贤学院《PLC技术及应用》课内实验报告专业电气工程及其自动化班级12电力2班学生姓名宋瑞星学号********指导教师王珩实习地点电工电子实习中心403 实习时间：2014年 11月25日和 12月19日实验项目一：与、或、非逻辑功能实验一、实验目的熟悉PLC实验装置，S7—200/300系列编程控制器的外部接线方式了解编程软件STEP7编程环境，软件的使用方法掌握与、或、非逻辑功能的编程方法二、主要实验仪器设备编程控制器模拟实验挂箱STEP7三、实验内容梯形图：指令表：LD I0.1A I0.3= Q0.1LD I0.1O I0.3= Q0.2LDN I0.1AN I0.3= Q0.3ADI I0.1OI I0.3= Q0.4逻辑表：I0.1与I0.3=Q0.1I0.1或I0.3=Q0.2I0.1与非I0.3=Q0.3I0.1或I0.3=Q0.1四、实验心得体会与收获初步了解了STEP7的使用方法，对S7-200的特性有了进一步的认识，了解与掌握了输入输出口的用法。
实验项目二：定时器/计数器功能试验一、实验目的掌握定时器、计数器的正确编程方法，并学会定时器和计数器的扩展方法，用编程软件对可编程控制器的运行进行监控二、实验仪器S7-200/300模拟实验挂箱三、实验内容1、定时器的认识实验(1)接通延时定时器梯形图：指令表:NETWORK 1LD I0.0TOH T37,+50NETWORK2LD T37= Q0.0功能：接通延时定时器I0.0接通，100ms定时器T37在0.5s后到时I0.0断开，T37复位(2)有记忆的接通延时定时器梯形图：NETWORK 1CD I0.0TONR T37，+100NETWORK2LD T1= Q0.0NETWORK3LD I0.1R T1，1功能：有记忆的接通延时定时器I0.0接通，100ms定时器T1在1s后到时I0.1接通，T1复位(3)断开延时定时器梯形图：NETWORK1LD I0.0TOF T33，+100NETWORK2LD T33= Q0.0功能：断开延时定时器I0.0接通，10ms定时器T33在1s后到时I0.0接通，T33复位2、定时器扩展实验梯形图：指令表：LD I0.1TON T37,+50LD T37TON T38,+30LD T38= Q0.03、计数器认识实验指令表：(1)递增计数器梯形图：NETWORK1LD I0.0LD I0.1CTU C1，+3NETWORK2LD C1= Q0.0功能：递增计数器向上计数计数器C1当前值从0计数至3，其中I0.0关闭，I0.0由关闭到打开递减C1当前值(2)递减计数器梯形图：NETWORK1LD I0.0LD I0.1CTD C2，+3NETWORK2CD C2= Q0.0功能：递减计数器向下计数计数器C2当前值从3计数至0，其中I0.0关闭，I0.0由关闭到打开递减C2当前值(3)递增递减计数器梯形图：NETWORKLD I0.0LD I0.1CTUD C3，+3NETWORK2LD C3= Q0.0功能：递增递减计数器I0.0接通，I0.1和I0.2断开时计数器从0计数至3I0.1接通，I0.0和I0.2断开时计数器从3计数至04、编一个延时5s程序，按下sb1(I0.0)，延时5s输出通电Q0.0，电动机M1启动，按下按钮sb2(I0.1)，电动机停止。
南理工S7300实验B
S7-300 PLC 实 验 指 导 书南京理工大学自动化学院 姜建芳实验一 位逻辑指令应用实验一、实验目的1、熟悉可编程序控制器及其编程器的操作和使用。
2、 学习Bit Logical在梯形图程序中实现单循环，分支循环，并行循环应用技术。
二、实验内容1、使用Bit Logical指令实现单循环控制实验。
2、使用Bit Logical指令实现分支循环控制实验。
3、使用Bit Logical指令实现并行循环控制实验。
三、实验要求1、根据单循环控制顺序功能图（SFC）和梯形图写出状态语句表（SLT）程序，并把该程序通过编程器输入到可编程序控制器验证程序的正确性。
图7.1.1 单循环顺序功能图2、参考单循环控制实验，根据分支循环顺序功能图（SFC），编出该实验的梯形图，写出该梯形图的语句表（STL）程序，并把该程序输入到可编程序控制器验证程序的正确性。
图7.1.2分支循环顺序功能图3、参考单循环控制实验，根据并行循环顺序功能图（SFC），编出该实验的梯形图，写出该梯形图的语句表（STL）程序，并把该程序输入到可编程序控制器验证程序的正确性。
图7.1. 3并循环顺序功能图四、实验报告1、给出每个实验的顺序功能图，梯形图，并给出必要的说明。
2、小结实验中碰到的问题及实验体会。
3、提出好的建议和方法。
实验二 定时器、计数器、移位寄存器应用实验一 、实验目的1、通过实验加深对可编程序控制器定时器，计数器，移位寄存器指令的理解和认识。
2、掌握定时器，计数器，移位寄存器在实际问题中的应用方法和技巧。
二、 实验内容与要求1、使用定时器指令编一个对可编程序控制器输入输出模板各输入点和输出点正常与否的检查程序。
要求输入点I0.0—I0.7分别为ON时,Q0.0—Q0.7同时以周期为3秒,占空比为2:1的连续方波信号输出。
图7.2.1自检程序1时序图2、使用定时器指令，按以下时序图编写出相应的梯形图程序，对输出模板进行检查。
plc实训报告300字
PLC实训报告
PLC，即可编程逻辑控制器，是一种常用于自动化控制领域的数字计算机。
在我的PLC实训中，我学习了如何使用PLC控制设备的运行，并且成功地完成了一系列的实验。
首先，我们在实训课程中学习了PLC硬件和软件的基本知识。
我们了解了PLC的基本工作原理，如何进行PLC程序设计以及如何使用PLC进行设备控制，这些知识对于我们进行后续的实验非常重要。
随后，在实验过程中，我们编写了PLC程序来控制不同类型的设备，如电机、传感器、灯等。
我们学会了如何使用Ladder语言进行程序编写，并学习了如何进行调试和修改。
通过一步步的实验，我们加深了对PLC的理解，掌握了基本的PLC应用技能。
最后，在实验结束时，我们进行了实验总结和报告。
我们总结了整个实训过程中遇到的问题和解决方法，分析了PLC在自动化控制中的优势和应用前景。
我们认为PLC已经成为自动化控制领域的主要技术之一，未来将会有更多的应用场景出现。
同时，我们也意识到了在实际的工作中，PLC技能的掌握对于自动化控制工程师来说是至关重要的。
通过这次PLC实训，我对PLC的基本知识和应用技能有了更深入的了解，也加强了我的自动化控制技能。
这次实训为我的未来职业发展提供了坚实的基础。
plc通讯抓包与安全扫描操作实训报告
plc通讯抓包与安全扫描操作实训报告摘要：一、实训目的二、实训内容与过程1.PLC通讯抓包2.安全扫描操作三、实训成果与分析1.通讯抓包结果分析2.安全扫描结果分析四、实训总结与建议正文：一、实训目的本次PLC通讯抓包与安全扫描操作实训的主要目的是让参与者了解和掌握PLC通讯原理及安全扫描方法，提高自动化控制系统的安全性能。
二、实训内容与过程1.PLC通讯抓包实训过程中，我们使用了一台西门子S7-300 PLC作为主站，通过以太网与多台远程I/O模块进行通讯。
参与者学习了如何使用网络抓包工具（如Wireshark）捕捉PLC通讯数据包，分析数据包内容，了解PLC通讯协议（如MMS、Modbus TCP/IP）的工作原理。
2.安全扫描操作为了确保自动化控制系统的安全，参与者还学习了如何对PLC及其通讯网络进行安全扫描。
实训中使用了专业的网络安全扫描工具（如Nessus）对PLC系统进行漏洞扫描，评估系统安全性能，并提出相应的安全防护措施。
三、实训成果与分析1.通讯抓包结果分析通过抓包工具分析，参与者了解了PLC通讯数据包的结构和内容，掌握了PLC通讯协议的工作原理。
此外，参与者还学会了如何解析和分析网络数据包，为故障排查和系统优化提供了有力支持。
2.安全扫描结果分析安全扫描结果显示，部分PLC系统存在一定的安全隐患，如未设置有效的访问密码、未关闭不必要的服务等。
针对这些问题，参与者提出了相应的安全防护措施，如加强密码策略、关闭不必要的服务、更新安全补丁等。
四、实训总结与建议本次实训使参与者对PLC通讯原理和安全扫描方法有了更深入的了解，提高了自动化控制系统的安全性能。
为进一步提高我国自动化控制系统的安全水平，建议在以下方面加强：1.加强PLC通讯协议的研究和创新，提高通讯效率和安全性。
2.提高PLC及其通讯网络的安全防护措施，降低安全隐患。
3.加大网络安全培训力度，提高从业人员的安全意识和技能水平。
PLC课程设计S7—300实验报告
Right_limit Left_limit Stopped
程序符号 Down_move
Clamp Up_move Right_move Left_move
输入点 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5
输出点 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4
五、实验程序
S7-300 实验报告
院（系、部）：
姓
名：
班
级：
学
号：
指导教师签名：
信息工程学院 ***** ***** ****
自 *** ***********
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实验一：十字路口交通灯控制
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握 PLC 的编程和程序调试方法。 进一步熟悉 PLC 的 I/O 连接。 熟悉计时和比较指令的应用。
R1、R2、R3、L1、L2、L3 为小车位置，LL、RR 为仓库位置。
一、实验目的
通过对工程实例的模拟，熟练地掌握 PLC 的编程和程序调试方法； 进一步熟悉 PLC 的 I/O 连接； 熟悉计时器、计数器及置位、复位指令。
二、实验原理
当按下开始按键时，如果 MODE 为开，则为自动状态，如果 MODE 为关则为手动状态。开始从 LL 仓库向 RR 仓库运行，3 秒钟后到达 R1，R1 亮，停 1 秒；再过三秒到达 R2，R2 亮，停 1 秒；再 过三秒到达 R3，R3 亮，停 1 秒；再到三秒到 RR 仓库，RR 亮，此时开始卸货物，货物卸完后按 RR 键，小车开始向 LL 仓库运行，如此往复，直到有 STOP 按下，运行停止。自动模式下，全程自动运 行。
二、控制要求
实验模拟一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手，上 升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位 电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀 线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为 止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行 放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：
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S7-300PLC实验报告一PLC技术的概念及发展过程1.1 PLC技术的概念PLC即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
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。
1.2 PLC技术的发展历史长期以来，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。
1.3 PLC的发展趋势（1）、功能向增强化和专业化的方向发展，针对不同行业的应用特点，开发出专业化的PLC产品。
以此提高产品的性能和降低产品成本，提高产品的易用性和专业化水平。
（2）、规模向小型化和大型化的方向发展，小型化是提高系统可靠性基础，产品的体积越来越小，功能越来越强；大型化是应用在工业过程控制领域较大应用市场，应用的规模从几十点到上千点，应用功能从单一的逻辑运算扩展几乎能满足所有的用户要求。
二西门子S7-300 PLC1 S7-300的系统结构S7-300 PLC是模拟式中小型PLC，电源、CPU和其他模块都是独立的，可以通过U形总线把电源（PS）、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。
每个模块都有一个总线连接器，后者插在各模块的背后。
电源模块总是安装在机架的最左边，CPU模块紧靠电源模块。
S7编程软件组态主架导轨硬件时，电源，CPU和IM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。
一条导轨共有11个槽号：1号槽至11号槽，其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPU和IM以外的其他模块。
如：DI（数字量输入）、DO（数字量输出）、AI（模拟量输入）、AO（模拟量输出）、FM（功能模块）和CP（通信模块）等。
2 S7-300 CPU模块CPU模块是控制系统的核心，负责系统的中央控制责任，存储并执行程序，实现通信功能，为U形总线提高5V电源。
CPU有4种操作模式：STOP（停机），STARTUP（启动），RUN（运行）和HOLD （保持）。
在所有的模式中，都可以通过MPI接口与其他设备通信。
S7-300的CPU模块大致可以分为以下几类：1、6种紧凑型CPU，带有集成的功能和I/O：CPU 312C、313C、313C-PtP、313C-2DP、314C-PtP和314C-2DP。
2、革新的标准型CPU：CPU 312、314和315-2DP。
3、5种标准的CPU：CPU 313、314、315、315-2DP和316-2DP。
4、户外型CPU：CPU 312 IFM、314 IFM、314户外型和315-2DP。
5、大容量高端型CPU：317-2DP和CPU 318-2DP。
6、主从接口安全型CPU：CPU 315F-2DP[3]。
3 S7-300的模拟量输入模块在生产过程中有大量的连续变化的模拟量需要用PLC来测量或控制。
有的是非电量，例如温度、压力、流量物体的成分和频率等。
有的是强电量，例如发电机组的电流、电压、有功功率和无功功率等。
变送器用于将传感器提供的电量或非电量转换成标准的量程的直流电流和直流电压信号，例如DC1~5V和DC4~20mA。
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成部分是A/D转换器。
模拟量输入模块的输入信号一般都是模拟量变送器输出的标准量程的直流电压，直流电流信号。
模拟量输入/输出模块中模拟量对应的数字称为模拟值，模拟值用16位二进制补码来表示最高位为符号位。
模拟量输入模块的模拟值与百分数表示的模拟量之间的对应关系为：双极性模拟量量程的上下限(100%和-100%)分别对应模拟值27648和-27648。
单极性模拟量量程的上下限(100%和0%)分别对应于模拟值27648和0[3]。
4 程序设计功能模块本程序的设计主要是针对水箱液位的在线控制而设计的，利用PID控制方式，使下水箱液位达到控制要求。
本人设计了两套系统，一个是单闭环的一个是三闭环的，对其控制效果进行比较，得出两系统优缺点。
在本程序中，使用的主要模块有：OB35，DB41，DB42, DB43，DB44，DB1，OB1和FB41。
4.1 OB35模块S7 CPU提供循环中断OB，可用于按一定间隔中断循环程序的执行，循环中断按间隔触发，间隔的时间是从STOP状态到RUN时开始计算。
时间间隔不能小于5ms，如果时间间隔过短，还没有执行完循环中断程序又开始调用它，将会产生时间错误事件。
在本程序中，其默认的时间间隔为100ms，程序运行后每隔100ms将自动调用一次OB35，周期性地执行闭环控制系统的PID运算程序。
4.2 FB41模块FB41称为连续控制的PID用于控制连续变化的模拟量，其功能是S7-300提供的标准的已经为用户编制好程序模块，用户可以直接调用它们，以便高效地编制自己的程序，但不能修改这些功能块。
系统功能块有存储功能，其变量保存在指定给它的背景数据块中。
FB41的框图如图2.1所示。
图2.1 FB41的框图（1）对设定值、过程变量和误差的处理设定值的输入：浮点数格式的设定值用变量SP_INT（内部设定值）输入。
过程变量的输入：可以用两种方式输入过程变量（即反馈值）：1、用PV_IN（过程输入变量）输入浮点格式的过程变量，此时开关量PVPER_ON （外围设备过程变量ON）应为0状态。
2、用PV_PER（外围设备过程变量）输入外围设备（I/O）格式的过程变量，即用模拟量输入输出的数字值作为PID调节的过程变量，此时开关量PVPER_ON 应为1状态。
外围设备过程变量转换为浮点数：外围设备（即模拟量输入模块）正常范围的最大输出值（100.0%）为27648（6C00H），功能CRP_IN将外围设备输入值转换为-100.0%至100.0%之间的浮点数格式的数值，CPR_IN的输出（以%为单位）用下式计算：_RPV（2.1）PV=*100/27648PER_外围设备过程变量的标准化：PV_NORM功能用下面的公式将CPR_IN的输出PV_R 格式化：_PV_*_=_的输出（2.2）+NORMOFFFACPVPVRPV式中：PV_FAC——过程变量的系数，默认值为1.0；PV_OFF——过程变量的偏移量，默认值为0.0。
PV_FAC和PV_OFF用来调节过程输入的范围。
如果设定值有物理意义，实际值（即反馈量）也可以转换为该物理值。
（2）手动模式参数MAN_ON（手动值ON）为1时为手动模式，为0时为自动模式。
在手动模式中，控制变量（Manipulated Variable，即控制器的输出值）被手动选择的值MAN（手动值）代替。
在手动模式时如果令微分分项为0，将积分部分（INT）设置为LMN-LMN_P-DISV，可以保证手动到自动的无忧切换，即切换时控制器的输出值不会突变，DISV为扰动输入变量。
（3）输出限幅LMNLIMIT（输出量限幅）功能用于将控制器输出值（Manipulated Value）限幅。
LMNLIMIT功能的输入量超出控制器输出值的上极限LMN_HLM时，信号位QLMN_HLM（输出超出上限）变为1状态；小于下极限值LMN_LLM时，信号位QLMN_LLM（输出超出下限）变为1状态。
（4）输出量的格式化处理LMN_NORM（输出量格式化）功能用下述公式来讲功能LMNLIMIT的输出量LMN_LIM格式化：LMN=LMN_LIM×LMN_FAC+LMN_OFF（2.3）式中：LMN——格式化后浮点数格式的控制器输出值；LMN_FAC——输出量的系数，默认值为1.0；LMN_OFF ——输出量的偏移量，默认值为0.0；LMN_FAC和LMN_OFF用来调节控制器输出量的范围。
（5）输出量转换为外围设备（I/O）格式控制器输出值如果要送给模拟量输出模块中的D/A转换器，需要用“CPR_OUT”功能转换为外围设备（I/O）格式的变量LMN_PER。
转换公式为：LMN_PER=LMN×27648/100 （2.4）用参数赋值工具可以进行参数检查，给出错误信息。
FB41的输入参数见表2.1。
表2.1 FB41的输入参数参数名称数据类型地址说明默认值COM_RSTCYCLESP_INTPV_IN PVPER_ON PV_PERPV_FAC PV_OFF DEADB_WGAINTITDTM_LAG P_SELI_SELD_SELI_ITLVAL I_ITL_ON BOOLTIMEREALREALBOOLWORDREALREALREALREALTIMETIMETIMEBOOLBOOLBOOLREALBOOL0.026100.214485236202428320.30.40.7640.6完全重新起动，为1时执行初始化程序采样时间，两次块调用之间的时间，取值范围>=20ms内部设定值输入，取值范围为±100.0%或物理值浮点数格式的过程变量输入使用外围设备输入的过程变量外围设备输入的I/O格式的过程变量值输入的过程变量的系数输入的过程变量的偏移量死区宽度，误差变量死区带的大小，>= 0.0或物理值比例增益输入，用于设置控制器的增益积分时间输入，积分器的响应时间，取值范围应>= CYCLE微分时间输入，微分器的响应时间微分操作的延迟时间输入为1时打开比例（P）操作为1时打开积分（I）操作为1时打开微分（D）操作积分操作的初始值积分作用初始化，为1时将输入I_ITLVAL作为积分器的初值FALSET#1s0.00.0FALSE16#00001.00.00.02.0T#20sT#10sT#2sTURETUREFALSE0.0FALSE 表2.2 FB41的输入参数（续2.1）参数名称数据类型地址说明默认值INT_HOLDDISV MAN_ONMAN LMN_HLM LMN_LLMLMN_FAC LMN_OFF BOOLREALBOOLREALREALREALREALREAL0.5680.11640445660为1时积分操作保持，为1时积分输出被冻结扰动输入变量为1时控制循环将被中断，手动值被设置为操作值操作员接口输入的手动值，取值范围100.0%±或物理量控制器输出上限值，取值范围LMN_LLM~100.0%或物理值控制器输出下限值，取值范围-100.0%~ LMN_HLM或物理值控制器输出量的系数控制器输出量的偏移量FALSE0.0TURE0.0100.00.01.00.0FB41的输出参数见表2.3。