工业自动化软件：Siemens S7-1200二次开发_（17）.S7-1200的应用案例与项目实践.docx

PAGE1

PAGE1

S7-1200的应用案例与项目实践

在上一节中，我们详细介绍了SiemensS7-1200的基本功能和配置方法。本节将通过一些具体的应用案例和项目实践，进一步展示如何在实际工业场景中使用S7-1200进行二次开发。我们将涵盖以下几个方面：

温度控制系统

电机控制与调速

数据采集与监控系统

故障诊断与报警系统

人机交互界面（HMI）设计

与SCADA系统的集成

1.温度控制系统

1.1系统概述

温度控制系统是工业自动化中常见的应用之一，广泛用于化工、制药、食品加工等行业。本节将介绍如何使用S7-1200PLC设计一个简单的温度控制系统。

1.2硬件配置

首先，我们需要配置S7-1200PLC的硬件模块，包括：

CPU模块：选择适合项目需求的S7-1200CPU模块，例如CPU1214C。

模拟输入模块：用于采集温度传感器的信号，例如SM1231AI2x14位。

模拟输出模块：用于控制加热器或冷却器，例如SM1232AO2x14位。

数字输入/输出模块：用于控制开关和指示灯，例如SM1223DI/DO8x8。

1.3软件编程

接下来，我们将使用TIAPortal软件进行编程。具体步骤如下：

1.3.1创建新项目

打开TIAPortal软件，选择“新建项目”。

输入项目名称，例如“TemperatureControl”。

选择合适的CPU模块，例如CPU1214C。

1.3.2配置硬件

在“硬件配置”中，添加模拟输入模块SM1231AI2x14位。

添加模拟输出模块SM1232AO2x14位。

添加数字输入/输出模块SM1223DI/DO8x8。

1.3.3编写控制程序

采集温度数据

//定义温度传感器的地址

VAR

TemperatureSensor:REAL;//温度传感器的输入地址

TemperatureSetpoint:REAL;//温度设定值

END_VAR

//采集温度数据

TemperatureSensor:=AIW0;//AIW0为模拟输入模块的第一个通道

PID控制算法

使用PID控制算法来调整加热器或冷却器的输出。TIAPortal提供了PIDControl功能块，可以直接使用。

//定义PID控制变量

VAR

PID:PID_CTRL;//PID控制功能块

HeaterOutput:REAL;//加热器的输出

END_VAR

//初始化PID控制功能块

PID.SETPT:=TemperatureSetpoint;//设定温度

PID.ACTUAL:=TemperatureSensor;//实际温度

PID.GAIN:=1.0;//比例增益

PID.TI:=100.0;//积分时间

PID.TD:=10.0;//微分时间

//运行PID控制算法

PID(Enable:=TRUE,Mode:=PID.PID_MODE,Reset:=FALSE);

//输出控制信号

HeaterOutput:=PID.PV;

控制输出

将PID控制的输出信号发送到加热器或冷却器。

//定义模拟输出地址

VAR

HeaterOutputAddress:REAL;//加热器的输出地址

END_VAR

//控制加热器输出

HeaterOutputAddress:=HeaterOutput;//将PID输出信号发送到模拟输出模块的第一个通道

数据记录与显示

使用TIAPortal的监视表功能记录和显示温度数据。

//定义数据记录变量

VAR

TemperatureHistory:ARRAY[0..99]OFREAL;//温度历史记录

Index:INT;//记录索引

END_VAR

//记录温度数据

IFIndex100THEN

TemperatureHistory[Index]:=TemperatureSensor;

Index:=Index+1;

ELSE

Index:=0;

END_IF

1.4测试与调试

在线监控与调试

在TIAPortal中，可以使用在线监控功能实时查看温度数据和PID控制信号。

模拟输入输出

使用TIAPortal的模拟输入输出功能，测试温度控制系统的响应。

2.电机控制与调速

2.1系统概述

电机控制与调速在工业自动化中同样重要，尤其是在制造、传