本论文采用西门子S7-300 PLC分别对某分步压装药机的机电控制系统、变频调速系统和气动控制系统进行设计,并运用组态监控软件WinCC对其生产监控系统进行设计开发,最后建立了其上位机WinCC和下位机PLC的通信连接,从而完成了自动分步压装药机的控制与监控系统设计。综合分析PLC、单片机和微机控制系统的优缺点,最终选择PLC作为控制系统主体。根据分步压装药机的动作流程和生产控制要求,绘制动作流程图并完成控制程序结构规划。通过计算该动作流程所需输入输出点数,完成PLC的硬件选型和部分控制程序设计。针对PLC传统编程方法缺点和不足,本文提出一种新型的PLC梯形图编程方法,Petri网法。该编程方法具有控制过程清晰,程序易于修改,编程设计效率高等优点。根据Petri网的运行规则和基本性能,确定顺序控制流程图与Petri网模型的对应关系,并完成分步压装药机的Petri网建模。根据PLC的基本逻辑指令与Petri网模型的转换关系完成分步压装药机Petri网模型的PLC梯形图转换。最后,运用Petri网模型仿真工具Visual Object Net和S7300 PLC仿真软件S7-PLCSIM分别对Petri网模型与PLC梯形图进行仿真测试。根据生产现场监控控制要求,运用WinCC组态监控软件分别对登录界面、主界面、生产运行界面等七个生产界面进行开发设计并完成后台运行程序编写。对比分析WinCC与PLC不同通信方式的优缺点,选定MPI网络作为WinCC与PLC的通信方式,并建立二者的通信网络结构。最后,利用WinCC的通道诊断工具WinCC Channel Diagnosis完成上位机WinCC和下位机PLC的通信测试。