基于s-200的纺织设备数据采集子系统设计_毕业论文(编辑修改稿)

基于s-200的纺织设备数据采集子系统设计_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

SIMATIC S7200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。 S7200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。 因此S7200系列具有极高的性价比。 S7200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块。 S7200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。 使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。 应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。 S7200PLC的使用S7200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，S7200主要执行下列五个部分的操作：（1）读输入：S7200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，S7200将程序逻辑结果写到输出映像寄存器中。 （3）处理通讯请求：S7200执行通讯处理。 （4）执行CPU自诊断：S7200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，S7200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。 S7200的编程软件为STEP 7Micro/WIN，该编程软件为用户开发、编辑和监控自己的应用程序提供了良好的编程环境，基本功能：（1）STEP 7Micro/WIN是在Windows平台上运行的SIMATIC S7200 PLC编程软件，简单、易学，能够解决复杂的自动化任务。 （2）适用于所有SIMATIC S7200 PLC机型软件编程。 （3）支持IL、LAD、FBD三种编程语言，可以在三者之间随时切换。 （4）具有密码保护功能。 （5）STEP 7Micro/WIN提供软件工具帮助您调试和测试您的程序。 这些特征包括：监视S7200正在执行的用户程序状态，为S7200指定运行程序的扫描次数，强制变量值等。 （6）指令向导功能：PID自整定界面；PLC内置脉冲串输出(PTO)和脉宽调制(PWM)指令向导；数据记录向导；配方向导。 （7）支持TD 200和TD 200C 文本显示界面 (TD 200向导)。 S7200PLC的数据采集申行端口的本质功能是作为CPU和串行设备间的编码转换器。 当数据从CPU经过串行端口发送出去时，字节数据被转换为串行的位。 在接收数据时，串行的位将被转换为字节数据。 PLC的数据采集分为以下两种：（1）开关量的采集，通过PLC输入模块实现，一般都是直流24V输入，PLC提供一个公共点，或正或负，再将这个公共点接入限位开关等设备中，当限位闭合时，形成通路，将信号引入PLC输入点，此时PLC里面这个输入点就通了，可以在编程时使用。 （2）模拟理的采集，通过模拟量模块，A/D（模拟量/数字量）模块，可以将外面的重量信号，温度信号、压力信号等引入，A/D模块能接受的信号是010V，05V，55V电压信号及020MA，420MA电流信号，如果终端采集模块得到的信号不是这些标准信号，还要通过变送器转换一下，标准信号进入A/D模块后，就会由A/D转换成数字，这些转换后的数字量，可由程序使用，进行转换，处理，最后得到所需要的数据显示出来。 在工业生产中．数据采集系统应用广泛，各类传感器、变送器与其配合使用，可同时对温度、压力、液位、流量、重量、湿度等工程参数进行测量、显示、报警、控制、变送输出等。 因此利用该数据采集系统与霍尔传感器通过运算放大电路相连组成一个产量计算系统，可以使繁琐的产量计算以及相关复杂的数据处理实现自动化解决了一大难题。 随着PLC单片机的不断发展和微机技术的不断发展，特别是网络技术在测控领域的广泛应用．由PC机和多台单片机构成的测控系统已成为单片机技术发展的一个方向。 它结合了单片机在实时数据采集和微机对图型处理、显示的优点。 同时WINDOWS环境下后台微机在数据库管理上具有明显的优势。 二者结合，使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的二者结合，使得单片机的应用已不仅仅局限于传统意义上的自动监测或控制，而形成了以网络为核心的分布式多点系统可发展的趋势。 高速计数器 高速计数器的简介不同型号的PLC主机，高速计数器的数量也不同， CPU222有4个，它们是HC0、HCHC4和HC5；CPU22CPU224XP和CPU226有6个，它们是HC0HC5。 这些计数器中，HC3和HC5只能作为单向计数器，其他计数器既可作为单向计数器，也可以作为双向计数器使用。 在此选用的高速计数器是高数计数器0到高速计数器3[8]。 另外高速计数器的计数和动作可采用中断方式进行控制，与CPU的扫描周期关系不大，各种型号的PLC可用的高速计数器的中断事件大致分为3类：当前等于预设值中断；输入方向改变中断和外部复位中断。 在我的这个系统中就是利用高速计数器的初始值等于预设值便产生中断。 所用高速计数器都支持当前值等于预设值中断。 每个高速计数器的3种中断的优先级由高到低，不同高速计数器之间的优先级又按编号顺序由高到低。 高速计数器的使用(1)工作模式及输入点：高速计数器的使用共有四种基本类型：带有内部方向控制的单向计数器，带有外部方向控制的单向计数器，带有两个时钟输入的双向计数器和A/B相正交计数器。 它的输入信号类型有：无复位或启动输入，有复位无启动输入或者既有启动又有复位输入。 每种高速计数器有多种工作模式，以完成不同的功能。 高速计数器的工作模式与中断事件有密切关系。 在使用一个高速计数器时，首先要使用HDEF指令给计数器设定一种工作模式，每一种HSCn的工作模式的数量也不同，HSC1和HSC2最多可达12种，而HSC5只有一种工作模式。 选用某个高速计数器在某种工作模式下工作后，高速计数器所使用的输入端不是任意选择的，必须按系统指定的输入点输入信号。 例如，如果HSC0在模式4下工作，。 高速计数器输入点、输入/输出中断输入点都包括在一般数字量输入点编号范围内。 同一个输入点只能用做一种功能，如果程序使用了高速计数器，则高速计数器的这种工作模式下指定的输入点只能被高速计数器使用。 只有高速计数器不用的输入点才可以作为输入/输出中断或一般数字量输入使用。 例如HSC0在模式0下工作，，则这两个输入端可作为他用。 在我的毕业设计中，使用的是HSC0到HSC3，并且都是使其工作在模式0，、[8]。 高速计数器的输入点和工作模式如表31所示，在该表中可以清楚的看出当选择高速计数器的工作模式时其控制输入点为哪个。 表31 高速计数器的输入点和工作模式模 式描 述输 入 点HSC0HSC1HSC2HSC3(2)高速计数器的使用方法：每个高速计数器都有一个状态字节，程序运行时根据运行状况自动使某些位置位，可以通过程序来读取相关位的状态，用做判断条件实现相应的操作。 每个高速计数器都对应一个控制字节。 用户可以根据要求来设置控制字节中各控制位的状态，如复位与启动输入信号的有效状态、计数速率、计数方向、允许更新双字值和允许执行HSC指令等，实现对高速计数器的控制。 在我的程序中设置高速计数器为增计数，即给其传送的值为16F8，这便是按照控制字节来的。 使用高速计数器即选择工作模式有以下规定：选择高速计数器及工作模式包括两方面工作：根据使用的主机型号和控制要求，一是选用高速计数器；二是选择该高速计数器的工作模式。 第一，选择高速计数器；第二，设置控制字节，在选择用HSC0的工作模3之后，对应的控制字节为SMB37。 如果想SMB37写入211111000，即16F8，则对HSC0的功能设置为：复位与启动输入信号都是高电位有效，4倍计数频率，计数方向为增计数，允许更新双字值和允许执行HSC指令。 第三，执行HDEF指令；第四，设定初始值和预设值，每个高速计数器都对应一个双字长的初始值和一个双字长的预设值。 两者都是有符号整数。 当前值随计数脉冲的输入而不断变化，当前值可以由程序直接读取HCn得到；第五，设置中断事件并全局开中断，高速计数器利用中断方式对高速事件进行精确控制；第六，执行HSC指令，以上设置完成并用指令实现之后，即可用HSC指令对高速计数器编程进行计数。 倍捻工序中倍捻机运转速度很快，计数很不方便，因此在上面安装有霍尔传感器，倍捻机每转一圈霍尔传感器传递出一个脉冲信号，高速计数器就用来计算脉冲信号的数量，即倍捻机转的圈数，再结合传送一定信号所用的时间来计算倍捻机的转速，从而计算出倍捻机的产量。 倍捻工序中高速计数器输入点分配，如表32所示。 表32 高速计数器的输入点分配A车B车C车线速锭子速度霍尔传感器是根据霍尔效应制作的一种磁场传感器。 霍尔传感器分为线型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种：（1）线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。 （2）开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。