基于PROFIBUS现场总线的PROTOS控制系统的设计
摘要
可编程控制器(PLC)是以继电器逻辑控制系统为基础，逐步发展为以处理器为中心，同时具有各类运算、控制、网络等功能的控制系统，凭借良好的稳定性和强大的功能，使得在制造工业、电力、运输等领域有着广泛的应用。
国内众多老的设备采用了电路板卡加继电器的控制方式，急需采用新的控制系统对其进行更新换代，本文以设计PROTOS卷接机生产线的PLC控制系统为例，提供了在原控制系统基础上重新设计控制系统的基本设计思想和设计方法。论文主要内容如下：
1、分析了原电路板卡加继电器的控制系统，确定新的PLC控制系统需要实现的具体功能以及其实现方法；
2、根据现场情况选用合适的PLC功能模块、现场总线，设计出了新控制系统的整体架构；
3、运用西门子的STEP 7软件设计和编制了PLC控制软件，实现了原有控制系统的各项功能；
4、使用西门子的组态软件编制监控程序，实现了对生产线的监视和控制，并提供了较强大的数据统计功能。
Programmable Logic Controller (PLC) is based of relay logic control system, today it has developed into a powerful control system with the central of processor and has many functions such as all kinds of calculations, control and network. With its excellent stability and powerful functions, PLC is now widely used in manufacture industry, electric power field, traffic field and etc.
Many old types of equipment adopts the control system with circuit boards and relays, it's in dire need of a new control system to updating the old one. An example of design a PLC control system for the PROTOS product line is given in this paper, it offers an idea on designing new control system to substitute the old one. The main achievements are as following:
1. to analyze the original control system of circuit boards and relays, confirmed the functions that would be achieved by PLC.
2.to select the appropriate PLC function modules and field bus, and design the whole frame for the new control system with the foundation of the status on the port.
3. to design the PLC control software using SIEMENS STEP 7, and to achieve the functions realized by the original control system.
4. to design the supervision control system though which the workers can supervise and control the product line, and it also offers a powerful datum statistic function.
国内众多老的设备采用了电路板卡加继电器的控制方式，急需采用新的控制系统对其进行更新换代，本文以设计PROTOS卷接机生产线的PLC控制系统为例，提供了在原控制系统基础上重新设计控制系统的基本设计思想和设计方法。论文主要内容如下：
1、分析了原电路板卡加继电器的控制系统，确定新的PLC控制系统需要实现的具体功能以及其实现方法；
2、根据现场情况选用合适的PLC功能模块、现场总线，设计出了新控制系统的整体架构；
3、运用西门子的STEP 7软件设计和编制了PLC控制软件，实现了原有控制系统的各项功能；
4、使用西门子的组态软件编制监控程序，实现了对生产线的监视和控制，并提供了较强大的数据统计功能。
Programmable Logic Controller (PLC) is based of relay logic control system, today it has developed into a powerful control system with the central of processor and has many functions such as all kinds of calculations, control and network. With its excellent stability and powerful functions, PLC is now widely used in manufacture industry, electric power field, traffic field and etc.
Many old types of equipment adopts the control system with circuit boards and relays, it's in dire need of a new control system to updating the old one. An example of design a PLC control system for the PROTOS product line is given in this paper, it offers an idea on designing new control system to substitute the old one. The main achievements are as following:
1. to analyze the original control system of circuit boards and relays, confirmed the functions that would be achieved by PLC.
2.to select the appropriate PLC function modules and field bus, and design the whole frame for the new control system with the foundation of the status on the port.
3. to design the PLC control software using SIEMENS STEP 7, and to achieve the functions realized by the original control system.
4. to design the supervision control system though which the workers can supervise and control the product line, and it also offers a powerful datum statistic function.
引文
1．PLC(STEP 7)编程软件使用方法 (上、下册)
2．SIEMENS SIMATIC S7-400 可编程控制器操作手册
3．SIEMENS SIMATIC STEP7 梯形逻辑参考手册
4．SIMATIC S7 STEP7 V5.0使用入门p10，p21
5．SIEMENS SIMATIC STEP7 语句表参考手册
6．刘晓阳，基于现场总线的平板荫罩生产线监控系统的设计，南京航空航天大学硕士学位论文
7．周志峰，基于CAN总线的FOCKE包装机的数据采集，南京航空航天大学硕士学位论文
8．邵官阁，基于INTERBUS现场总线的GD包装机控制系统的设计，南京航空航天大 学硕士学位论文
9．喻人之，YJ17卷烟机卷烟部分电气培训教材，常德烟草工业机械厂1997．9
10．李久国，YJ17卷烟机供料成条部分电气培训教材
11．陈建平，YJ17滤嘴接装机部分电气培训教材
12．金登权，YJ17卷烟机卷烟部分机械培训教材，常德烟草工业机械厂1997．9
13．于学祥，YJ17卷烟机供料成条部分机械培训教材
14．卓常华，YJ17滤嘴接装机部分机械培训教材
15. SIMATIC FM 350-2 Counter Function Module Installation and Parameter Assignment Manual
16. Controller Module FM 455, SIEMENS
17．景林、郭建钢，可编程序控制器网络技术及应用，北京，中国林业出版社，2000邱工伟，可编程控制器网络通信及应用，北京，清华大学出版社，2000
18．王永华，现代电气及可编程控制技术，北京，北京航空航天大学，2002
19．张培仁，自动控制技术和应用—监控网络设计，合肥，中国科学技术大学出版社，2001
20．徐世许，可编程序控制器，合肥，中国科学技术大学出版社，2000
21．程晓琳、徐用懋，现场总线控制网络模型与网络集成，测控技术，2000，Vol.19，
No.10, p35～37
22．杨清宇、李卓、施仁，应用Profibus实现WinCC和多处理器S5-135U PLC的通信，测控技术，2002，Vol.21，No.2，p34～36
23．杨煜文，PROFIBUS现场总线技术在卷烟厂配料中心的应用，烟草科技，2001，Vol.7，p11～13
24．李志刚，PROFIBUS现场总线技术及其应用，矿冶，2000，Vol.9，No.3，p46～50
25．刘荣兵，WINCC在我厂DCS系统中的应用，自动化与仪器仪表，2001，No.6，p53～55，
26．潘宗岭、王超、李国栋，PLC在卷烟透明纸包装机测控系统改造中的应用，自动化仪表，2000，Vol．21，No.9，p33～34
27．钟肇新 彭侃，可编程控制器原理及应用 (第二版)，北京，北京航空航天大学出版社，2002年9月
28．常恒毅，可编程序控制器，北京，人民邮电出版社，1991
29．齐从谦，王士兰，PLC技术及应用，北京机械工业出版社 2000．830．
30．廖常初，PLC编程及应用，机械工业出版社
31．孙传友 孙晓斌 汉泽西 张欣，测控系统原理与设计，北京航空航天大学出版社，2002年9月
32．张浩，现场总线与工业以太网络应用技术手册，上海，上海科技出版社，2002
2．SIEMENS SIMATIC S7-400 可编程控制器操作手册
3．SIEMENS SIMATIC STEP7 梯形逻辑参考手册
4．SIMATIC S7 STEP7 V5.0使用入门p10，p21
5．SIEMENS SIMATIC STEP7 语句表参考手册
6．刘晓阳，基于现场总线的平板荫罩生产线监控系统的设计，南京航空航天大学硕士学位论文
7．周志峰，基于CAN总线的FOCKE包装机的数据采集，南京航空航天大学硕士学位论文
8．邵官阁，基于INTERBUS现场总线的GD包装机控制系统的设计，南京航空航天大 学硕士学位论文
9．喻人之，YJ17卷烟机卷烟部分电气培训教材，常德烟草工业机械厂1997．9
10．李久国，YJ17卷烟机供料成条部分电气培训教材
11．陈建平，YJ17滤嘴接装机部分电气培训教材
12．金登权，YJ17卷烟机卷烟部分机械培训教材，常德烟草工业机械厂1997．9
13．于学祥，YJ17卷烟机供料成条部分机械培训教材
14．卓常华，YJ17滤嘴接装机部分机械培训教材
15. SIMATIC FM 350-2 Counter Function Module Installation and Parameter Assignment Manual
16. Controller Module FM 455, SIEMENS
17．景林、郭建钢，可编程序控制器网络技术及应用，北京，中国林业出版社，2000邱工伟，可编程控制器网络通信及应用，北京，清华大学出版社，2000
18．王永华，现代电气及可编程控制技术，北京，北京航空航天大学，2002
19．张培仁，自动控制技术和应用—监控网络设计，合肥，中国科学技术大学出版社，2001
20．徐世许，可编程序控制器，合肥，中国科学技术大学出版社，2000
21．程晓琳、徐用懋，现场总线控制网络模型与网络集成，测控技术，2000，Vol.19，
No.10, p35～37
22．杨清宇、李卓、施仁，应用Profibus实现WinCC和多处理器S5-135U PLC的通信，测控技术，2002，Vol.21，No.2，p34～36
23．杨煜文，PROFIBUS现场总线技术在卷烟厂配料中心的应用，烟草科技，2001，Vol.7，p11～13
24．李志刚，PROFIBUS现场总线技术及其应用，矿冶，2000，Vol.9，No.3，p46～50
25．刘荣兵，WINCC在我厂DCS系统中的应用，自动化与仪器仪表，2001，No.6，p53～55，
26．潘宗岭、王超、李国栋，PLC在卷烟透明纸包装机测控系统改造中的应用，自动化仪表，2000，Vol．21，No.9，p33～34
27．钟肇新 彭侃，可编程控制器原理及应用 (第二版)，北京，北京航空航天大学出版社，2002年9月
28．常恒毅，可编程序控制器，北京，人民邮电出版社，1991
29．齐从谦，王士兰，PLC技术及应用，北京机械工业出版社 2000．830．
30．廖常初，PLC编程及应用，机械工业出版社
31．孙传友 孙晓斌 汉泽西 张欣，测控系统原理与设计，北京航空航天大学出版社，2002年9月
32．张浩，现场总线与工业以太网络应用技术手册，上海，上海科技出版社，2002