Введение 11
1. Управление гидравлическим объектом 12
1.1. Обзорная глава. Актуальность вопроса 12
1.2. Гидравлический объект 13
2. Краткий обзор систем автоматизации 14
2.1. Анализ современных средств автоматизации 14
2.1.1. Общие сведения о микроконтроллерах 14
2.1.2. Промышленные микроконтроллеры, применяемые в АСУ ТП 17
2.2. Коммуникационные сети 19
3. Обзор микроконтроллера Siemens S7-400 23
3.1. Общие сведения о микроконтроллерах Siemens S7 23
3.2. Структура микроконтроллера Siemens S7-400 25
3.3. Технические данные Siemens S7-400 26
4. Программирование систем автоматизации в SIMATIC S7 27
4.1. Обработка программы 27
4.2. Блоки 28
4.3. Языки программирования 31
4.4. Переменные, константы, типы данных в STEP7 34
5. Разработка программного обеспечения для управления гидравлическим
объектом на языке FBD 36
5.1. Определение этапов проектирования системы автоматического
управления гидравлическим объектом 36
5.2 Анализ существующих законов регулирования 37
5.2. Настройка инструментальной среды SIMATIC STEP7 39
5.2.1. Создание проекта в SIMATIC Manager 39
5.2.2. Конфигурирование аппаратных средств 44
5.2.3. Настройка связи с контроллером 47
5.3. Разработка управляющей программы на языке FBD
7.1 Планирование комплекса работ 52
7.2.1 Материальные затраты 59
7.2.2 Затраты на оплату труда 59
7.2.3 Отчисления во внебюджетные фонды 61
7.2.4 Амортизация основных фондов 62
7.2.5 Прочие расходы 62
7.2.6 Себестоимость ВКР 63
7.2.7 Прибыль 63
7.2.8 Общая стоимость ВКР 63
8. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 64
8.1.1 Опасность поражения электрическим током 65
8.1.2 Параметры микроклимата в помещениях 67
8.1.3 Недостаток освещения рабочей зоны 68
8.1.4 Повышенное электромагнитное излучение 70
8.1.5 Ионизирующее излучение от дисплея на ЭЛТ компьютера 71
8.1.6 Повышенный уровень шума 72
8.2 Пожарная безопасность 73
8.2.1 Оценка пожарной безопасности помещения 73
8.2.2 Анализ возможных причин загорания 74
8.2.3 Мероприятия по устранению и предупреждению пожаров 75
8.3 Экологическая безопасность 76
Заключение 78
Conclusion 79
Список литературы 80
Приложение А 82
Приложение B
В настоящее время, развитие автоматизации во всех областях производственной деятельности направлено на постепенное увеличение доли машин и агрегатов, связанных с одной или несколькими взаимосвязанными САУ. Основой любой системы автоматического управления являются информационные процессы, неразрывно идущие со сбором информации, ее первичной обработкой, передачей на разные уровни системы, хранением, распределением и отображением, а также выполнение команд управления. Исследование тонкостей работы современных систем управления технологическими процессами в производственной сфере играет важную роль в освоении автоматизации производства.
Задача управления гидравлическим объектом, на сегодняшний день, является одной из актуальных проблем в сфере промышленной автоматизации. Возможность точного регулирования технологического параметра процесса на производстве обуславливает правильность и безопасность его протекания. Использование современных средств автоматизации позволяет упростить задачу управления гидравлическим объектом и обеспечить необходимую надежность.
На основании изложенного можно сформулировать следующую цель и задачи:
Целью дипломной работы является изучение и анализ программного обеспечения автоматизации производственных процессов компании Siemens, изучение методики проектирования и программирования систем автоматизации технологических процессов с использованием микроконтроллера Siemens S7-400, языка программирования FBD и среды Simatic Step7 на базе управления гидравлическим объектом.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1. Изучить параметры гидравлического объекта, принцип его работы;
2. Изучить техническую документацию по эксплуатации микроконтроллера Siemens S7-
400;
3. Изучить и понять процесс разработки и отладки программ в среде Simatic Step7;
4. Изучить язык программирования FBD и реализовать ПД-регулятор для управления
гидравлического объектом на этом языке;
5. Изучить процесс конфигурирования сети для загрузки программы в контроллер;
6. Проанализировать работу программы регулирования уровня гидравлического объекта.
Для решения поставленных в работе задач использовались методы курса теории автоматического управления, автоматизированных информационных управляющих систем и локальных систем автоматического управления.
В процессе работы приведено:
- описание объекта управления и его роль в современной промышленности;
- краткий обзор современных систем автоматизации, описание программируемого контроллера SIMATIC S7-400 и сравнение их с контроллерами других фирм;
- детальное описание пакета программ Step 7;
- рассмотрены законы регулирования.
В процессе выполнения работы разработано программное обеспечение для управления гидравлическим объектом на языке FBD, выполнено конфигурирование аппаратных средств.
