【西门子早餐机系统设计5200字（论文）】.docx

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1、西门子S7-200的基于早餐机系统设计目录摘要11弓I言12.相关理论概述22.1 P1C定义22.2 P1C工作原理22.3 早餐机分类33系统的硬件设计43.1 称重传感器的选型43.2 液位传感器的选型43.3 电机的选型43.4 I/O分配设计53.5 可编程控制器的选型53.6 接线图设计64结论8弁考文献9摘要本系统设计采用西门子S7-200可编程控制器、传感器检测单元等基本部件。系统的完成主要经历了总体设计阶段、图纸设计阶段、软件编程设计阶段等。在实际的系统设计中研究系统的内部结构，并找到设计的思路；在设计硬件系统的时候应该着重分析P1C及其他接线进的设计原理；在设计软件系统的时

2、候有必要先明确整个系统的运行流程以及所需的编程指令，从而满足早餐机系统的所有设计要求，确保早餐机系统的正常运行。关键词：早餐机；可编程控制器；设计1引言在信息化的时代背景下，各工业国家都提出规划大力发展智能制造，如德国提出了“工业4.0”，美国提出了“先进制造业伙伴计划”与“制造业创新网络计划”，日本提出了“机器人新战略”和“再兴战略”，我国提出了“中国制造2025”。面对由人工智能、物联网、云计算等技术带来的数字化变革和数字化经济浪潮，数字化技术和工业自动化控制系统开始碰撞、融合，从而驱动传统生产方式向数字化、智能化的转型。将数字化技术运用在传统生产线上无疑是一次大的跨越，跨越了企业之间的壁

3、垒、地理上的隔绝，实现了信息的共享。随着时代的发展，数据共享已是大势所趋，互联网+传统行业、互联网+生产制造等新型制造模式正在快速发展。国内油脂生产行业相较与时代而言，还处于机械化、电气化阶段，阻碍了生产的发展。目前，很多工业环境中早餐机的性能远远高于家用早餐机。早餐机必须在相对恶劣的条件下长时间连续运转，控制系统必须更加可靠和耐用才能最大程度的实现经济效益，但要实现这一点，控制系统需要很高的技术标准。作为一款家用早餐机，其所带来的经济效益完全可以让人们忽视掉其高昂的成本。全自动早餐机采用了全自动工艺设计。本设计选取了全自动早餐机作为研究课题，对全自动早餐机的系统设计和功能设计进行论文相应的研

4、究分析。2.相关理论概述2.1 P1C定义可编程控制器(ProgrammabIeCOrItrOner)处于计算机体系之中也占有一席之地，设计出来的目的是为了实现工业控制的实际用。可编程控制器最初被称为可编程逻辑控制器(P1C),它针对于逻辑控制代替了继电器的功能进行了实际化落实。随着技术的发展，该设备的功能已跨越多个领域，如逻辑控制，所以也称为可编程控制器(PC)。然而，为了针对于与个人计算机(PerSOnaIeOmPUter)的简称混淆进行比年，因此，能够将可编程控制器简称P1Co2.2 P1C工作原理P1C等都是通过系统采用”顺序扫描，不断循环”的系统操作原理模式设计来有效实现这一技术目标

5、。即在在P1C上正常系统运行时，CPU都会根据每个用户按照编程控制器的需求自动将其编制好并将其中储存于一个用户控制数据库和用户存储器文件中的执行程序，按照该指令中的步序步符号(或者用户地址步符号)执行周期性第二周期程序的顺序扫描。如果没有指令，跳转执行指令，从第一条指令开始一条一条执行用户程序，直到程序结束。然后，返回第一条指令，开始下一次新的扫描。在每个扫描过程中，对输入信号进行采样并刷新输出状态。P1C的一个数据扫描工作周期须主要经历了读出输入数据采样，程序运行及读入输出数据刷新三个主要步骤。P1C这是在线对输入通断信号进行采样的第一中断阶段：首先，按照图中指定的采样顺序，通过中断工作状态

6、或无线扫描采样方式，读出每个输入锁存器端口中临时存储的所有输入开关量端子或所有输入端子的所有数据，并将所有数据写入每个相位容器对应的所有输入开关量状态的子寄存器中，即所有输入自动刷新，然后所有刷新后的输入子端口再次自动关闭，整个程序开始执行。P1C在用户程序的先后执行处理阶段：根据要存储在新的用户程序执行指令中的文件位置和指令执行的顺序，连续执行一系列扫描以连续连接和执行每个程序指令。经过一系列程序编码操作和基于数据库的优化处理后，操作结果被再次扫描写入指令输出的某个状态条件寄存器，输出状态条件寄存器中的所有指令地址和内容都会随着用户程序的指令开始继续执行而相应改变。输出插入刷新第二个初始阶段

7、：换句话说，当所有插入指令正常运行时，输出再生状态会插入注册表的输出清空状态，输出信号会被发送到初始阶段的输出插入和更新阶段，然后再发送到输出插入锁中，并带有一定的工作频率以及工作方法（就比如直流继电器、晶体管或者特别是光电晶间二极管）从插入输出，驱动到一个相应的插入输出刷新装置而正常运行工作。2.3 早餐机分类四合一早餐机，从功能角度分析:此早餐机是一种最新型的家用电器，它充分考虑多种食物的不同制作要求，利用先进的科技技术和原理，实现了将烘烤、前烤、蒸煮等几种功能融于一身，不仅能在极短的时间内搞定一顿丰富、营养、美味的早餐，轻松解决您对早餐的各种烦恼，平时您还可以用它制作各种糕饼、茶点，与家

8、人朋友分享，给您的生活带来极大的方便。优点:这个早餐机增加了蒸煮的功能还可以制作各种糕点、茶点。制作出的食物丰富多彩很好的解决了人们的早餐机，再也不会觉得乏味了。并目用时少，提高了人们做早餐的效率。多种功能使这个早餐机不再局限于做早餐。烤箱的盖子设计为下拉放置，不会碰到其他东西节约空间，便于人们的使用。三合一早餐机，从功能角度分析:格兰仕早餐机是名副其实的多功能早餐机，是三合一体的早餐机，具有三个组件，可以拓展出多种功能。格兰什早餐机的出现轻松解决了上班族早餐吃什么的问题，咖啡、面包与煎蛋一机搞定，在此基础上还有多种功能可以拓展，操作简便，省时省力。格兰仕早餐机主要有咖啡壶部分，煎盘部分和烤箱

9、部分。这个早餐机有三个功能，微波炉、煎饼锅、咖啡机。两片面包、一根烤肠、一个前蛋、一杯咖啡（牛奶）就构成了西方人的传统早餐。而这些东西只需要这样一部机器就可以全部搞定。虽然只是简单的组合，却体现了无穷的创意。优点:采用上下盘扣设计环保卫生，并且是全自动的只要把原料放好，人们不用担心三明治糊了，用时短。收线防滑设计给人们带来很大的便利，显得厨房没有那么乱。温度可以随意控制，根据自己的口味随意调节。缺点:这个早餐机功能简单，只能做三明治，人们长时间会感到乏味的。3系统的硬件设计3.1 称重传感器的选型该传感器为电阻应变传感器，型号是TSC-300o并且该感应器所需的供电电压为DC24V,被测材料重

10、量范围为0-60KG,模拟量输出数据类型为电流信号。TSe-300称重传感器的硬件接线由两根电源线和两根模拟输出电缆组成。同时，电源线电压等级是DC24V,模拟输出类型是420mA。3.2 液位传感器的选型液位传感器输出的信号为标准的模拟量信号，通常包含O-IOV和4-20mA0液位传感器有二线和四线两种接线方式。在四线制液位传感器中，有两线为DC24V电源线，模拟输出信号通常为（MoV,供电为DC24V电源线。双线液位传感器是设备或可编程控制器的电源。正负极连接液位传感器，检测标准模拟电流信号，输出信号类型为4-20ma0系统的设计需要确定介质的级别。根据设计资料和硬件要求，选择了以下两线液

11、位传感器型号：国产DATA-52系列。检测液的液位范围为0-1m,模拟输出信号为4-2OmA。本设备或P1C的电源是DC24V。以上述选择为基础，液位传感器的选择参数如表31所示。表1液位传感器的选型参数性能指标指标值型号DAA-52供电电压DC24V测量范围O-1.OMpa精度等级0.1%FS输出信号4-20MA3.3电机的选型按照早餐机的容量进行计算，选择该电动机的容量。以20KG的洗衣机为例进行说明。该洗衣机的脱水桶直径相对来说比较大，特别要考虑到偏心量的问题，因此要根据浴室产生的最大偏心量来计算。脱水电机的功率通常要高于洗衣机的功率。所以，如果是20公斤的洗衣机，就应该选择一个功率为7

12、50W的电机，和选择的模型是一个YY104-180单相电容电机功率为750瓦,额定电压220V,1350转/分钟的速度和电流2.7Ao3. 4I/O分配设计设计自动洗衣机控制的I/O分配的时候，主要任务是分配系统外部输入输出信号之间的地址。尤其是在设计软件的时候，必须在程序内保留地址，从而方便程序的设计。特别是在后期调试中，如果出现调试问题，可以在分配的地址处获取I/O表，对问题进行评估,得到相关的问题，为后期的系统调试提供极大的支持。按照本设计的要求，经过分析确定了输入输出函数，并对这些输入输出函数进行了I/O分配设计。具体如下表所示：表2I/O点的分配表输入动作输入I点分配输出动作输出O点

13、分配系统启动10.0运行指示Q0.0系统停止10.1洗涤指示Q0.1电源开关10.2脱水指不Q0.2高液位传感器10.3漂洗指示Q0.3低液位传感器10.4电机正转Q0.4手动排水开关10.5电机反转Q0.5称重模拟量AIWO高速输出Q0.6液位模拟量AIW2电机开关Q0.7进水阀Q1.0排水阀Q1.1脱水阀Q1.23.5 可编程控制器的选型随着社会的不断发展和工业自动化的迅速普及，大型自动化控制集成商开始开发自己的产品，从而可以适应工业自动化的发展。中国市场上最常见的自动化产品品牌有德国西门子自动化生产的S7系列可编程控制器等。各公司的产品包括配套的开发和编程软件，特别是西门子开发的大型编程

14、软件POrtaISoftWare,该软件结合了设备配置设计、STEP7编程设计等。三菱的GX-WORKS编程软件效率高，具有在线仿真功能，能够经过在线仿真来监控当前的业务状况。这些大型的工控产品生产厂家在市场应用上各有优势，是当前工控自动化的主要产品。本系统拟采用西门子S7-200CPU226可编程控制器作为系统控制单元。外部有24个输入接口，16个输出端子，1个220v交流电源。编程软件为St叩7-Microwin4.00产品如图2所示:图2S7-200可编程控制器连续工业变量，如称重变量、液位变量等。需要一个外部识别单元来检测这些变量，并把它们转换成标准模拟信号。模拟信号分为电压型模拟量和

15、电流型模拟量。模拟电压信号主要有0-5V、0-10V；电流模拟信号主要有4-2OmA和0-20mA0对于这些通过模拟块输入的模拟信号，转换为6400-320000-32000的值。西门子模拟扩展模块，本系统采用EM231输入和处理模拟信号。3.6 接线图设计按照自动洗衣机设备的设计要求和产品S7-200CPU226设备的接线规范可知，系统的电源连接器为N和1,分别接在N和1上。AC220V电源通过断路器连接到电池端子上。DI输入部分有常用的连接器IM和2Mo公共接头必须接电源的n极，另一端接电源P1C的D1接头。当按钮的常开触点闭合时，可编程控制器对应接头上的指示灯点亮，表示按钮接线正常。DO输出常用的接头有IMJ1等。所有公共连接器的M接头连接电源的N极,所有公共连接器的1端连接电源的1极。在线圈输出执行器中，线圈一端连接可编程控制器的输出，另一端连接电源的负极。当可编程控制器打开时，表示电路有输出，线圈有电压。P1C接线必须正确，不能更换电源。否则，P1C无法工作。对于模拟输入扩展模块的接线，以第一模拟输入模块的接线为例。连接器是RA,A+和A-,其中A+是模拟信号的正侧，A-是负侧。布线时，将连接器连接到连接器，只需将RA连接到A+连接器。模拟输入信号线为屏蔽信号线，