鍋爐車間輸煤機(jī)組控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　課 題 名 稱： 鍋爐車間輸煤機(jī)組控制 </p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí)： 13數(shù)控302 </p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 陳杰 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師：

2、 張新亮 </p><p>　　二O一六 年 五 月</p><p>　　重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　院 部： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí)： 13數(shù)控302

3、</p><p>　　學(xué) 生 姓 名： 陳杰 </p><p>　　二O一六 年 五 月</p><p>　　重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　說明：任務(wù)書由指導(dǎo)教師完成。重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p&

4、gt;　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)紀(jì)要</p><p>　　院 部： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 13數(shù)控302 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 張新亮 </p><p>　　二O一六 年 五 月</p><p>　　重慶

5、工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)及階段工作情況檢查表</p><p>　　學(xué)生簽字 年 月 日</p><p>　　指導(dǎo)教師簽字 年 月 日</p><

6、p>　　說明：1．此表由指導(dǎo)教師手工填寫；</p><p>　　2．“完成任務(wù)情況”一欄按學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度完成任務(wù)的情況填寫。</p><p>　　重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?cè)u(píng)定表</p><p>　　說明：1. 答辯組必須由專任教師組成，答辯組長(zhǎng)必須由本專業(yè)的專業(yè)課教師擔(dān)任。</p>

7、<p>　　2．總評(píng)成績(jī)按五級(jí)計(jì)分制評(píng)定：優(yōu)秀（90分及以上）、良好（80～89分）、中等（70～</p><p>　　79分）、及格（60～69分）、不及格（60分以下）。</p><p>　　重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄</p><p>　　說明： 1. 答辯記錄以一問一答方式手工填寫，并

8、給出回答正確與否的相應(yīng)符號(hào)：√、、×。</p><p>　　2. 答辯提問不少于3個(gè)，且應(yīng)為與論文或設(shè)計(jì)相關(guān)的問題。</p><p>　　鍋爐車間輸煤機(jī)組控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源和環(huán)境矛盾同趨尖銳，使我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。作為供

9、熱系統(tǒng)重要能源轉(zhuǎn)換設(shè)備的燃煤鍋爐能耗巨大，占我國(guó)原煤產(chǎn)量的三分之一左右。然而，我國(guó)目前很多自動(dòng)運(yùn)行的鍋爐控制系統(tǒng)自動(dòng)化水平不高、安全性低，工作效率和環(huán)境污染普遍低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此實(shí)現(xiàn)鍋爐的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制具有重要的意義。</p><p>　　本文基于西門子公司的S7-200 PLC設(shè)計(jì)了鍋爐輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括下位機(jī)控制和上位機(jī)控制兩部分，下位機(jī)控制系統(tǒng)采編用CPU224模塊作為控制系統(tǒng)的核心。采用V4.0

10、 STEP 7 Micro/WIN程序軟件，進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)；選用組態(tài)軟件“組態(tài)王6.53”進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控畫面設(shè)計(jì)。本文先對(duì)鍋爐輸煤系統(tǒng)做了簡(jiǎn)單介紹，接著給出本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體方案；然后是對(duì)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)做了說明，緊接著是詳細(xì)介紹系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法和步驟。然后對(duì)組態(tài)軟件作簡(jiǎn)單介紹和再給出具體設(shè)計(jì)的操作方法及步驟。最后是對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)試，通過上位機(jī)與PLC的通信，最終實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)PLC系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。</p><p&

11、gt;　　關(guān)鍵詞：PLC；輸煤；皮帶傳送；上位機(jī)</p><p>　　Design of Boiler Shop Coal Handling Unit Control </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of Chinese economic, resource

12、and environmental conflicts with the increasingly sharp, so that China's modernization is facing severe challenges. The coal-fired boiler which uesd as energy conversion devices for heating system consumpts large ene

13、rgy.It accounts for about one- third of China's coal output. However,the automation level of the boiler control system running automatically is not high, low security, efficiency and environmental pollution are gener

14、ally lower than t</p><p>　　Boiler coal handling unit control system is designed based on Siemens S7-200 PLC. The system includes two parts of the control and PC control ,the under the position control system

15、 uses CPU224 module as the core of the control system. Using the V4.0 the STEP 7 Micro / WIN programming software, and the PLC program to design; the software Kingview 6.53 "PC is used to monitor screen design.At fi

16、rst, this article gives a brief introduction on the boiler coal handling system, then gives the general d</p><p>　　Keywords: PLC; coal handling; belt transmission; the host computer</p><p><b

17、>　　目錄</b></p><p><b>　　第一章 前言1</b></p><p>　　1.1 鍋爐系統(tǒng)概述1</p><p>　　1.2 鍋爐輸煤研究意義1</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及目標(biāo)3</p>

18、;<p>　　2.2 設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)方案4</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)信號(hào)說明4</p><p>　　2.3.2 輸煤機(jī)組運(yùn)行過程5</p><p>　　2.3.3程序流程圖6</p><p>　　2.3.4 上位機(jī)監(jiān)控7</p><

19、p>　　第三章 下位機(jī)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 硬件電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)控制主電路圖設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.2 電器元件的選擇9</p><p>　　3.1.3 I/O地址分配9</p><p>　　3.1.4 PLC控制電路接線圖10</p&g

20、t;<p>　　3.2 軟件設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.2.1 順序功能圖11</p><p>　　3.2.2 程序設(shè)計(jì)12</p><p>　　第四章 上位機(jī)界面設(shè)計(jì)16</p><p>　　4.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介16</p><p>　　4.2 上位機(jī)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)17</p&g

21、t;<p>　　4.2.1 新建工程17</p><p>　　4.2.2 通道連接21</p><p>　　4.2.3 定義設(shè)備變量24</p><p>　　4.2.4 畫面設(shè)計(jì)26</p><p>　　4.2.5 建立動(dòng)畫連接29</p><p>　　4.2.6 配置運(yùn)行系統(tǒng)31</p

22、><p><b>　　第五章 調(diào)試32</b></p><p>　　5.1 設(shè)置PLC通信32</p><p>　　5.1.1 設(shè)置PG/PC接口32</p><p>　　5.1.2 設(shè)置通信33</p><p>　　5.1.3 系統(tǒng)塊參數(shù)設(shè)置34</p><p>　

23、　5.2 設(shè)置組態(tài)王通信35</p><p>　　5.3 調(diào)試中的問題35</p><p>　　5.4 調(diào)試結(jié)果36</p><p><b>　　結(jié)束語37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　致 謝3

24、9</b></p><p>　　附錄1：PLC梯形圖程序40</p><p>　　附錄2：設(shè)計(jì)過程結(jié)果圖47</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　鍋爐是工業(yè)生產(chǎn)或生活采暖的供熱源，按其供熱的方式分為蒸汽和熱水兩種。前者主要用于發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)及間接供熱；后者主要用于生活供暖

25、和生活熱水，多用于集中供暖地區(qū)及賓館、飯店等。從80年代石橫工程[1]全套引進(jìn)第一臺(tái)300MW機(jī)組[1]到至今，鍋爐廠房控制系統(tǒng)、控制思路發(fā)生了很大的變化，其設(shè)計(jì)逐漸成熟。由原來的繼電器實(shí)現(xiàn)控制功能轉(zhuǎn)化為用PLC實(shí)現(xiàn)控制功能。隨著電力系統(tǒng)市場(chǎng)的開放，減人增效越來越得到工廠包括各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的重視，如何優(yōu)化車間的控制已成為每個(gè)工程所必須面臨的問題。</p><p>　　1.1 鍋爐系統(tǒng)概述</p><

26、p>　　鍋爐是化工、煉油、發(fā)電等工業(yè)生產(chǎn)過程中必不可少的重要的動(dòng)力設(shè)備，它所產(chǎn)生的高壓蒸汽，既可作為風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、大型泵類的驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力源，又可作為蒸餾、化學(xué)反應(yīng)、干燥和蒸發(fā)等過程的熱源。隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大、生產(chǎn)設(shè)備的不斷革新，作為動(dòng)力和熱源的鍋爐，亦向著大容量、高效率發(fā)展。為了確保安全、穩(wěn)定生產(chǎn)，鍋爐設(shè)備的控制系統(tǒng)就顯得更加重要。</p><p>　　輸煤系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的第一關(guān)。燃料是工廠安全經(jīng)濟(jì)生

27、產(chǎn)，全面完成任務(wù)的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有了燃料，一切將無從談起。燃料費(fèi)用占成本的75%左右，這就奠定了輸煤系統(tǒng)是工廠經(jīng)營(yíng)管理的重要組成部分，也是安全生產(chǎn)管理的主要環(huán)節(jié)。隨著能源供需矛盾的發(fā)展變化，輸煤系統(tǒng)的地位顯得更加重要。</p><p>　　1.2 鍋爐輸煤研究意義</p><p>　　所謂鍋爐輸煤系統(tǒng)，是指從送煤開始，一直到將合格的煤塊送到原煤倉(cāng)的整個(gè)工藝過程，它包括以下幾個(gè)主要環(huán)節(jié)：給煤生

28、產(chǎn)線、選煤、皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)[2]、破碎與提升、回收系統(tǒng)以及一些輔助生產(chǎn)環(huán)節(jié)。本設(shè)計(jì)中主要研究的是其中的輸煤系統(tǒng)部分，即煤塊從給煤機(jī)傳輸?shù)皆簜}(cāng)的過程。</p><p>　　傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)是一種基于繼電接觸器和人工手動(dòng)方式的半自動(dòng)化系統(tǒng)。由于輸煤系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境十分惡劣，不僅極大損害了工人的身體健康，而且由于輸煤系統(tǒng)范圍大，經(jīng)常有皮帶跑偏、皮帶撕裂及落煤管堵塞等等麻煩，大大降低了發(fā)電廠的生產(chǎn)效率。隨著發(fā)電廠規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)

29、煤量的需求大大提高，傳統(tǒng)的輸煤系統(tǒng)已無法滿足發(fā)電廠的需要。</p><p>　　隨著生產(chǎn)過程的控制規(guī)模不斷增大，運(yùn)行參數(shù)越來越高，生產(chǎn)設(shè)備及其相應(yīng)的熱力設(shè)備和系統(tǒng)更加復(fù)雜。輸煤系統(tǒng)是熱力系統(tǒng)的重要組成部分，是鍋爐車間燃料供應(yīng)的有力保證。輸煤機(jī)組工作效率的提高是整個(gè)工藝過程的關(guān)鍵因素，而整個(gè)輸煤過程往往采用遠(yuǎn)程控制，這就對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，傳統(tǒng)方法不能得到滿意的測(cè)控效果。因此，在輸煤系統(tǒng)中往往選擇

30、比較有優(yōu)勢(shì)的PLC（可編程控制器）控制系統(tǒng)，使整個(gè)控制過程具有正常運(yùn)行、事故處理、參數(shù)監(jiān)測(cè)、故障報(bào)警、裝置調(diào)控、危險(xiǎn)保護(hù)等功能。由于PLC控制器優(yōu)越的控制性能和高度可靠性,使得其在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛[3]。通過對(duì)PLC的應(yīng)用，對(duì)鍋爐的配煤系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)原有的傳統(tǒng)手動(dòng)配煤方式進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。本課題的主要目標(biāo)是改變以往配煤系統(tǒng)的傳統(tǒng)手動(dòng)配煤方式，提高運(yùn)行人員工作效率，從煤源上進(jìn)行篩選比控制，解決鍋爐的配煤?jiǎn)栴}，提高鍋爐

31、的燃煤效率和經(jīng)濟(jì)效益。通過利用PLC實(shí)現(xiàn)鍋爐輸煤機(jī)組的自動(dòng)控制[4]，可以提升輸煤技術(shù)的自動(dòng)化水平，盡可能的降低煤損耗，提高煤的利用率，從而提高生產(chǎn)效益。.</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)內(nèi)容及目標(biāo)</p><p>　　本項(xiàng)目要求輸煤機(jī)組主要由6臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和一臺(tái)磁選料器YA組成，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐的輸煤機(jī)組的運(yùn)

32、行控制,具備開車、停車的自動(dòng)和手動(dòng)控制功能，需具備提醒、保護(hù)和緊急停車功能。此外要對(duì)供煤機(jī)組的運(yùn)動(dòng)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控，在突發(fā)故障或意外情況是給予顯示以便操作人員對(duì)系統(tǒng)故障能夠及時(shí)排除，此次設(shè)計(jì)基于以上控制目的。此外在操作臺(tái)還將有一臺(tái)觸摸屏來監(jiān)控電控系統(tǒng)運(yùn)行的各個(gè)過程參數(shù)。輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)示意圖如圖2-1所示。</p><p>　　圖2-1 輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)示意圖</p><p>　　鍋爐車間輸煤

33、機(jī)組控制設(shè)計(jì)是根據(jù)工業(yè)鍋爐供煤工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，其在工業(yè)生產(chǎn)中的主要任務(wù)是：能夠?qū)﹄姍C(jī)進(jìn)行啟停，手/自動(dòng)，緊急停車等基本控制要求；能夠?qū)?duì)電控系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控；能夠?qū)ν话l(fā)故障進(jìn)行報(bào)警顯示。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　針對(duì)以上設(shè)計(jì)目標(biāo)，為了保證輸煤系統(tǒng)的正常、可靠運(yùn)行，該系統(tǒng)應(yīng)滿足以下具體要求：</p&g

34、t;<p>　　（1）供煤時(shí)，各設(shè)備的啟動(dòng)、停止必須遵循特定的順序，即對(duì)各設(shè)備進(jìn)行聯(lián)鎖控制； </p><p>　?。?）各設(shè)備啟動(dòng)和停止過程中，要合理設(shè)置時(shí)間間隔（延時(shí)）。啟動(dòng)，停車延時(shí)統(tǒng)一設(shè)定為10s。啟動(dòng)延時(shí)是為保證無煤堆積以發(fā)生故障；停車延時(shí)是為保證停車時(shí)破碎機(jī)等為空載狀態(tài)；</p><p>　?。?）運(yùn)行過程中，某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)立即發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)停

35、車，其整個(gè)輸煤設(shè)備也立即停車。此外在現(xiàn)場(chǎng)也有控制系統(tǒng)裝置運(yùn)行的按鈕； </p><p>　　（4）可在線選擇啟動(dòng)備用設(shè)備。在特殊情況下可開啟另一套備用設(shè)備，由兩條輸煤線的有關(guān)設(shè)備組成交叉供煤方式。 </p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　本控制系統(tǒng)是基于PLC控制的設(shè)計(jì)，并且輸煤系統(tǒng)的故障

36、判斷是建立在實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上的。首先它的硬件部分屬于電氣控制，軟件部分是利用PLC的軟件編程對(duì)其進(jìn)行控制，同時(shí)利用組態(tài)軟件建立上位機(jī)監(jiān)測(cè)畫面，通過與PLC的通信對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。</p><p>　　2.3.1 設(shè)計(jì)信號(hào)說明</p><p>　　輸煤機(jī)組的拖動(dòng)系統(tǒng)由6臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和一臺(tái)磁選料器YA組成。SA1為手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，SB1和SB2為自動(dòng)開車/停車按鈕

37、，SB3為事故緊急停車按鈕，SB4～SB9為6個(gè)控制按鈕，手動(dòng)時(shí)單機(jī)操作使用。HA為開車/停車時(shí)訊響器，提示在輸煤機(jī)組附近的工作人員，輸煤機(jī)準(zhǔn)備起動(dòng)請(qǐng)注意安全。HL1為手動(dòng)運(yùn)行指示，HL2為緊急停車指示，HL3為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示。為保證輸煤機(jī)組輸煤順暢，開車采用逆煤流方向啟動(dòng)，停車時(shí)按順煤流方向停車。輸煤機(jī)組的控制信號(hào)說明見表2-1。</p><p>　　表2-1輸煤機(jī)組控制信號(hào)說明</p><

38、;p>　　2.3.2 輸煤機(jī)組運(yùn)行過程</p><p>　　1.手動(dòng)開車/停車功能</p><p>　　SA1手柄指向左45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-1接通，通過SB4～SB9控制按鈕，對(duì)輸煤機(jī)組單臺(tái)設(shè)備獨(dú)立調(diào)試與維護(hù)使用，任何一臺(tái)單機(jī)開車/停車時(shí)都有音響提示，保證檢修和調(diào)試時(shí)人身和設(shè)備安全。</p><p>　　2.自動(dòng)開車/停車功能</p>

39、<p>　　SA1手柄指向右45º時(shí)，接點(diǎn)SA1-2接通，輸煤機(jī)組自動(dòng)運(yùn)行。</p><p>　　(1) 正常開車 按下自動(dòng)開車按鈕SB1，音響提示5s后回收電動(dòng)機(jī)M6起動(dòng)運(yùn)行；10s后送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)M5電動(dòng)機(jī)起動(dòng)運(yùn)行；10s后提升電動(dòng)機(jī)M4起動(dòng)運(yùn)行；10s后破碎電動(dòng)機(jī)M3起動(dòng)運(yùn)行；10s后送煤機(jī)P1電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)運(yùn)行；10s后給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA起動(dòng)運(yùn)行并；10s后，點(diǎn)亮HL

40、3系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈，輸煤機(jī)組正常運(yùn)行。</p><p>　　(2) 正常停車 按下自動(dòng)停車按鈕SB2，音響提示5s后給料器電動(dòng)機(jī)M1和磁選料器YA停車，同時(shí)，熄滅HL3系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈；10s后送煤機(jī)P2電動(dòng)機(jī)M5停車；10s后破碎電動(dòng)機(jī)M3停車；10s后提升電動(dòng)機(jī)M4停車；10s后送煤機(jī)P1電動(dòng)機(jī)M2電動(dòng)機(jī)停車；10s后，回收電動(dòng)機(jī)M6停車；至此輸煤機(jī)組全部正常停車。</p><p&g

41、t;　　(3) 過載保護(hù) 輸煤機(jī)組有三相異步電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA的過載保護(hù)裝置熱繼電器，如果電動(dòng)機(jī)、磁選料器在輸煤生產(chǎn)中，發(fā)生過載故障需立即全線停車并發(fā)出報(bào)警指示，HA電鈴斷續(xù)報(bào)警20s，到事故處理完畢，繼續(xù)正常開車，恢復(fù)生產(chǎn)。</p><p>　　(4) 緊急停車 輸煤機(jī)組正常生產(chǎn)過程中，可能會(huì)突發(fā)各種事件，因此需要設(shè)置緊急停車按鈕，實(shí)現(xiàn)緊急停車防止事故擴(kuò)大。緊急停車與正常停車不同，當(dāng)按下緊急停車

42、按鈕SB3時(shí)，輸煤機(jī)組立即全線停車，HA警報(bào)聲持續(xù)10s停止，緊急停車指示燈HL2連續(xù)閃亮10s，直到事故處理完畢，恢復(fù)正常生產(chǎn)。</p><p>　　(5) 系統(tǒng)正常運(yùn)行指示 輸煤機(jī)組中，拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)M1～M6和磁選料器YA按照程序全部正常起動(dòng)運(yùn)行后，HL3指示燈點(diǎn)亮。如果有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)或選料器未能正常起動(dòng)運(yùn)行，則視為故障，輸煤機(jī)組停車。</p><p>　　2.3.3程序流程圖</

43、p><p>　　軟件部分即程序的設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)要根據(jù)I/O地址的分配和要實(shí)現(xiàn)的功能結(jié)合硬件電氣的連接進(jìn)行編程，來實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)要完成的功能，PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，首先進(jìn)行手動(dòng)/自動(dòng)的選擇，所以程序的主流程圖如圖2-3所示。</p><p>　　圖2-3 控制程序主流程圖</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)以手動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，是單個(gè)設(shè)備點(diǎn)動(dòng)控制，較為簡(jiǎn)單，這里不再做程序流程圖。當(dāng)系統(tǒng)

44、以自動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，PLC運(yùn)行的程序流程圖如圖2-4所示。</p><p>　　圖2-4 輸煤機(jī)組程序設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　2.3.4 上位機(jī)監(jiān)控</p><p>　　監(jiān)控部分是利用組態(tài)軟件建立監(jiān)控畫面，通過建立通道連接、動(dòng)畫連接和控制策略實(shí)現(xiàn)PLC與上位的行通信后的運(yùn)行動(dòng)畫，對(duì)輸煤系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障報(bào)警。</p><p&g

45、t;<b>　　第三章 下位機(jī)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)控制主電路圖設(shè)計(jì)</p><p>　　按照設(shè)計(jì)方案，給料器M1、P1送煤機(jī)M2、破碎機(jī)M3、提升機(jī)M4、P2送煤機(jī)M5和回收電動(dòng)機(jī)M6由6臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。磁選料器YA由兩相電源提供。負(fù)載M2-M6由接觸器KM2-KM6

46、控制，給料器M1和磁選料器YA共同由KM1控制。由于破碎機(jī)M3功率為13KW和2#送煤機(jī)M5功率為75KW都比7.5KW大，在實(shí)際使用中要采用星—三角降壓?jiǎn)?dòng)。其余負(fù)載均采用直接啟動(dòng)方式，本設(shè)計(jì)考慮實(shí)驗(yàn)室PLC I/O口數(shù)限制，只做直接啟動(dòng)。主電路圖見圖3-1。</p><p>　　圖3-1 輸煤機(jī)控制主電路圖</p><p>　?。?) 主回路中交流接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、

47、KM5、KM6分別控制三相異步電動(dòng)機(jī)M1給料電動(dòng)機(jī)，M2送煤電動(dòng)機(jī)，M3破碎電動(dòng)機(jī)，M4提升電動(dòng)機(jī)，M5送煤電動(dòng)機(jī)，M6回收電動(dòng)機(jī)。</p><p>　?。?) 熱繼電器FR1、FR2、FR3、FR4、FR5、FR6的作用是對(duì)電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3、M4、M5、M6實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。</p><p>　　（3) 熔斷器FU1、FU2、FU3、FU4、FU5、FU6分別實(shí)現(xiàn)各負(fù)載回路的短路保護(hù)。

48、 </p><p>　　3.1.2 電器元件的選擇</p><p>　　設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)室考慮實(shí)驗(yàn)室調(diào)試方便，使用了最簡(jiǎn)的點(diǎn)數(shù)，輸入點(diǎn)數(shù)有：2個(gè)輸入開關(guān)分別控制手動(dòng)/自動(dòng)控制，9個(gè)輸入按鈕分別為SB1和SB2為自動(dòng)開車/停車按鈕，SB3為事故緊急停車按鈕，SB4～SB9分為6個(gè)電動(dòng)機(jī)控制按鈕。 輸出點(diǎn)數(shù)有：6個(gè)輸出接觸器KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6分別控制三相異步電動(dòng)機(jī)M1

49、給料電動(dòng)機(jī)，M2送煤電動(dòng)機(jī)，M3破碎電動(dòng)機(jī)，M4提升電動(dòng)機(jī)，3個(gè)輸出指示燈其中HL1手動(dòng)運(yùn)行指示燈、HL2為緊急停車指示燈、HL3為系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)指示燈和1個(gè)輸出HA電鈴。繼電-接觸器系統(tǒng)雖然有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使得設(shè)備連線復(fù)雜，且觸電在開閉是易受電弧的危害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差；所以如果采用繼電-接觸器控制方式，控制電路將會(huì)很復(fù)雜，而且可靠性難以保證。本文按照本課題的控制要求，控制過程主要采用邏輯和順序控制，PL

50、C恰能滿足此控制要求。所以用PLC進(jìn)行控制，不僅能滿足控制要求、控制方便簡(jiǎn)單，而且具有較高的可靠性。因此，本設(shè)計(jì)應(yīng)采用PLC進(jìn)行控制。</p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)采用西門子S7-200PLC,使用CPU224模塊，其輸入/輸出接口（I/O）數(shù)量分別為輸入端口14個(gè)，輸出端口10個(gè)，剛好可以滿足本設(shè)計(jì)的I/O使用需求。</p><p>　?。?）為保證負(fù)載安全可靠的供電，所以采用輸出形

51、式為繼電器。</p><p>　　3.1.3 I/O地址分配</p><p>　　I/O信號(hào)在PLC接線圖端子的地址分配是進(jìn)行PC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說，分配I/O點(diǎn)地址以后才可以進(jìn)行編程；對(duì)控制柜和PLC的外圍接線來說，只有I/O點(diǎn)地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)接線圖和安裝圖安裝控制柜。由上硬件系統(tǒng)的選擇可知控制系統(tǒng)使用一個(gè)CPU224即可。<

52、;/p><p>　　CPU224基本單元的I/O地址如下：</p><p>　　I0.0 I0.1、IO.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6、I0.7、I1.0、I1.1、I1.2、I1.3、I1.4、I1.5；</p><p>　　Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1</p><

53、p>　　PLC輸入輸出接口地址分配表見表3-1。</p><p>　　表3-1 PLC輸入輸出接口地址分配表</p><p>　　3.1.4 PLC控制電路接線圖 </p><p>　　根據(jù)上述硬件選型及工藝要求，繪制PLC控制電路接線圖，如圖3-2。在接線過程中要注意，在實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)箱中輸入公共端1M/2M要求連接24VDC電源的的正極“L+”處，此時(shí)輸入端

54、是低電平有效；輸出公共端的1L/2L/3L要求連接24VDC電源的負(fù)極“M”處，此時(shí)輸出端輸出的是高電平有效。</p><p>　　圖3-2 I/O接線圖</p><p><b>　　3.2 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)選用西門子公司的S7-200PLC剛好可以滿足設(shè)計(jì)要求，程序是設(shè)計(jì)使用西門子公司的V4.0 STEP 7 M

55、icro/WIN SP3編程軟件。此軟件具有漢化的語言，使用起來十分方便。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方便的聯(lián)機(jī)幫助功能?？梢允褂么塑浖_發(fā)PLC應(yīng)用程序，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。西門子S7-200 PLC的編程語言有三種，分別是：梯形圖（LAD）和功能塊圖（FBD）是一種圖形語言，語句表（STL）是一種類似于匯編語言的文本型語言。三種語言之間可以相互轉(zhuǎn)化，本設(shè)計(jì)采用梯形圖編程。</p><p>

56、　　3.2.1 順序功能圖</p><p>　　輸煤機(jī)組的控制過程分為自動(dòng)和手動(dòng)控制方式。在自動(dòng)控制模式下，要求各負(fù)載從M6到M1逆序自動(dòng)啟動(dòng)，并能從M1到M6順序自動(dòng)停止。同時(shí)，該輸煤機(jī)組還能在手動(dòng)控制模式下進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)，以便調(diào)試和維修。而且，該系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、緊急停車和故障提醒功能，并有相應(yīng)的指示報(bào)警功能。根據(jù)此要求，本設(shè)計(jì)采用SCR指令編寫梯形圖程序[9]。</p><p>　　輸

57、煤機(jī)組的整個(gè)運(yùn)行過程可以用順序功能圖來描述。鍋爐車間輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)的順序功能圖如圖3-3所示，該順序功能圖非常直觀，清楚地面描述了鍋爐車間輸煤機(jī)組自動(dòng)工作的過程。</p><p>　　圖3-3 輸煤機(jī)組自動(dòng)控制順序功能圖</p><p>　　3.2.2 程序設(shè)計(jì)</p><p>　　完成以上內(nèi)容緊接著即可對(duì)控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行相應(yīng)的梯形圖設(shè)計(jì)，V4.0 STEP

58、 7 Micro/WIN編程軟件的界面如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 V4.0 STEP 7 Micro/WIN編程軟件主界面</p><p><b>　　1.編寫程序</b></p><p>　　使用V4.0 STEP 7 Micro/WIN編程軟件編輯和修改程序是本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，設(shè)計(jì)只采用了梯形圖編程，其語句表和功能圖

59、可以相互轉(zhuǎn)化。</p><p><b>　　（一）輸入編程元件</b></p><p>　　梯形圖的編程元件（編程元素）主要有線圈、觸點(diǎn)、指令盒、標(biāo)號(hào)及連接線。輸入方法有兩種：</p><p>　?。?）用指令窗口中所列的一系列指令，把光標(biāo)放在需要放置的位置，雙擊要輸入的指令，就可以在舉行光標(biāo)處放置一個(gè)編程軟件，如圖3-7所示的“位邏輯”指令。

60、</p><p>　　（2）用工具條上的一組編程按鈕，如圖3-5所示。單擊觸點(diǎn)、線圈、或指令盒按鈕，從彈出的窗口下拉菜單所列出的指令中選擇要輸入的指令，單擊即可。</p><p><b>　　圖3-5 編程按鈕</b></p><p>　　（二）編寫自動(dòng)選擇程序</p><p>　　使用上述方法編寫主要程序，程序的開始段

61、如圖3-6所示。</p><p>　　圖3-6 選擇自動(dòng)運(yùn)行程序</p><p>　　啟動(dòng)過程中的梯形圖如圖3-7所示。其中的I1.3和I0.4分別是過載保護(hù)和緊急停車按鈕。</p><p>　　圖3-7 啟動(dòng)電機(jī)M6</p><p>　　以這種方法，結(jié)合左側(cè)的指令樹和程序要完成的功能，按照順序控制的方式對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編輯。因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)使用子程

62、序的調(diào)用，所以在主程序編輯完成后，要轉(zhuǎn)入子程序SBR＿0編寫子程序，如圖3-8所示。所有程序完成后最終做一個(gè)完整梯形圖程序。選擇“文件”中“另存為”將程序保存為“鍋爐車間輸沒機(jī)組控制PLC程序”，編程完成。</p><p><b>　　圖3-8子程序編輯</b></p><p><b>　　（三）注釋</b></p><p&g

63、t;　　梯形圖編輯過程中的“網(wǎng)絡(luò)n”表示每個(gè)網(wǎng)絡(luò)或梯級(jí)，同時(shí)又是標(biāo)題欄，可以再在此為每個(gè)網(wǎng)絡(luò)加標(biāo)題或必要的說明，使程序清晰易讀。用光標(biāo)點(diǎn)擊如圖3-9所示的“子程序注釋”，此時(shí)即可在文本框中鍵入相關(guān)標(biāo)題和注釋。</p><p><b>　?。ㄋ模┚幾g用戶程序</b></p><p>　　程序編輯完成，可用菜單“PLC”中的“編譯”項(xiàng)或通過如圖3-10所示的編譯按鈕進(jìn)行離

64、線編譯。</p><p>　　圖3-10編譯和下載按鈕</p><p>　　編譯完成后在輸出窗口顯示程序中的語法錯(cuò)誤數(shù)量、各種錯(cuò)誤的原因和錯(cuò)誤在程序中的位置，如圖3-11所示。雙擊輸出窗口中的某一條錯(cuò)誤，程序編譯器中矩形光標(biāo)會(huì)移到程序中該錯(cuò)誤所在的位置。必須改正程序中的所有錯(cuò)誤，編譯成功后才能下載程序。</p><p>　　圖3-11 編譯輸出窗口</p>

65、;<p><b>　?。ㄎ澹┏绦虻南螺d</b></p><p>　　在計(jì)算機(jī)與PLC建立起通信連接且用戶程序編譯成功后，就可以將程序下載到PLC中去。下載之前，PLC應(yīng)處于STOP方式。單擊圖3-12所示的工具條中“STOP”按鈕，或選擇PLC菜單命令中的“停止”項(xiàng)，可進(jìn)入STOP方式。下載時(shí)單擊圖3-12中的“下載”按鈕，可進(jìn)行程序的下載，下載完成后需要運(yùn)行，點(diǎn)擊“RUN”按

66、鈕或選擇PLC菜單命令中的“運(yùn)行”項(xiàng)即可進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。</p><p><b>　　上位機(jī)界面設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 組態(tài)軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　組態(tài)的概念是伴隨著集散型控制系統(tǒng)(Distributed Control System 簡(jiǎn)稱DCS)的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動(dòng)化技術(shù)人員所熟知的。組態(tài)的概念最早來自英文C

67、onfiguration，含義是使用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，達(dá)到讓計(jì)算機(jī)或軟件按照預(yù)先設(shè)置自動(dòng)執(zhí)行特定任務(wù)、滿足使用者要求的目的。監(jiān)控組態(tài)軟件是面向監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集（Supervisory Control and Data Acquisition, SCADA）的軟件平臺(tái)工具，具有豐富的設(shè)置項(xiàng)目，使用方式靈活，功能強(qiáng)大。監(jiān)控組態(tài)軟件最早出現(xiàn)時(shí),主要解決人機(jī)圖形界面問題。隨著它的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)控制、通訊及聯(lián)網(wǎng)、

68、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)I/O設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。</p><p>　　組態(tài)王是北京亞控公司開發(fā)的一款工業(yè)組態(tài)軟件，是中國(guó)最早的一款組態(tài)工具，在中國(guó)使用的監(jiān)控軟件中，組態(tài)王擁有國(guó)內(nèi)最多的用戶，也是目前國(guó)內(nèi)的所有國(guó)產(chǎn)組態(tài)軟件中最成熟的一款。組態(tài)王有著強(qiáng)大的硬件設(shè)備支持功能，幾乎目前國(guó)內(nèi)所有的PLC設(shè)備都能支持。它融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯

69、集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)，因此我這次設(shè)計(jì)中的上位機(jī)的操作界面就使用組態(tài)王6.53來做。</p><p>　　4.2 上位機(jī)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)</p><p>　　組態(tài)

70、王對(duì)于初學(xué)者來說并不難入門，繼續(xù)深入并不那么容易。組態(tài)的一般過程大致分為五個(gè)步驟：分別是創(chuàng)建新的工程，定義硬件設(shè)備并添加工程變量，制作畫面并定義動(dòng)畫連接，編寫命令語言，運(yùn)行系統(tǒng)配置并運(yùn)行，后面幾步是交替進(jìn)行并不是按順序進(jìn)行的。下面詳細(xì)介紹本次設(shè)計(jì)的過程[10]。</p><p>　　4.2.1 新建工程</p><p>　　在組態(tài)王中，我們所建立的每一個(gè)組態(tài)稱為一個(gè)工程。每個(gè)工程反映到操作

71、系統(tǒng)中是一個(gè)包括多個(gè)文件的文件夾。工程的建立則通過工程管理器。</p><p>　　組態(tài)王工程管理器是用來建立新工程，對(duì)添加到工程管理器的工程做統(tǒng)一的管理。工程管理器的主要功能包括：新建、刪除工程，對(duì)工程重命名，搜索組態(tài)王工程，修改工程屬性，工程備份、恢復(fù)，數(shù)據(jù)詞典的導(dǎo)入導(dǎo)出，切換到組態(tài)王開發(fā)或運(yùn)行環(huán)境等。正確安裝好“組態(tài)王6.53”以后，通過以下方式啟動(dòng)工程管理器：</p><p>　　

72、點(diǎn)擊“開始”—〉“程序”—〉“組態(tài)王6.53”—〉“組態(tài)王6.53”（或直接雙擊桌面上組態(tài)王的快捷方式），啟動(dòng)后的工程管理器窗口如圖4-1 所示。</p><p>　　圖4-1 組態(tài)王工程管理器</p><p>　　新建：?jiǎn)螕艄こ坦芾砥髦械摹靶陆ā卑粹o，彈出新建工程向?qū)е弧皻g迎使用本向?qū)А保鐖D4-2所示。</p><p>　　圖4-2 新建工程向?qū)?lt;/p&

73、gt;<p>　　點(diǎn)擊“下一步”彈出新建工程向?qū)е斑x擇工程所在路徑”，畫面如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-2 選擇工程路徑</p><p>　　點(diǎn)擊“瀏覽”按鈕選擇新建工程所要存放的路徑，如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 添加工程路徑</p><p>　　點(diǎn)擊“打開”，選擇路徑完成，點(diǎn)擊“下一步”進(jìn)

74、入新建工程向?qū)е肮こ堂Q和描述”，如圖4-4所示，在“工程名稱”處寫上給工程起的名字“鍋爐輸煤機(jī)組”?！肮こ堂枋觥睘椤败囬g鍋爐輸煤機(jī)組監(jiān)控中心”，是對(duì)工程進(jìn)行詳說明（注釋作用）。</p><p>　　圖4-4 工程名稱和描述</p><p>　　點(diǎn)擊“完成”，會(huì)出現(xiàn)“是否將新建工程設(shè)為當(dāng)前工程”的提示，點(diǎn)擊“是”，生成如圖4-5所示的畫面，組態(tài)王當(dāng)前工程的意義是指直接進(jìn)行開發(fā)或運(yùn)行的工

75、程。</p><p>　　圖4-5 新建的工程</p><p>　　點(diǎn)擊“開發(fā)”或直接雙擊當(dāng)前工程就進(jìn)入組態(tài)王的工程瀏覽器，如圖4-6所示。工程瀏覽器是一個(gè)工程開發(fā)設(shè)計(jì)工具，由菜單欄、工具條、工程目錄顯示區(qū)、目錄內(nèi)容顯示區(qū)、狀態(tài)條組成。用于創(chuàng)建監(jiān)控畫面、監(jiān)控的設(shè)備及相關(guān)變量、動(dòng)畫鏈接、命令語言以及設(shè)定運(yùn)行系統(tǒng)配置等的系統(tǒng)組態(tài)工具。</p><p>　　圖4-6 工程

76、瀏覽器</p><p>　　4.2.2 通道連接</p><p>　　在圖4-6的工程瀏覽器中單擊“設(shè)備”，雙擊右面窗口的“新建”圖標(biāo)，彈出圖4-7所示的設(shè)備配置向?qū)А吧a(chǎn)廠家、設(shè)備名稱、通信方式”對(duì)話框。</p><p>　　圖4-7 設(shè)備配置向?qū)?lt;/p><p>　　選擇“PLC”—〉“西門子”—〉“S7-200系列”—〉“PPI”，如圖

77、4-8所示。</p><p><b>　　圖4-8 設(shè)備配置</b></p><p>　　點(diǎn)擊“下一步”，彈出設(shè)備配置向?qū)А斑壿嬅Q”對(duì)話框，給要安裝的設(shè)備指定唯一的邏輯名稱“plc”，如圖4-9所示。</p><p>　　圖4-9 指定邏輯名稱</p><p>　　點(diǎn)擊“下一步”，彈出設(shè)備配置向?qū)А斑x擇串口號(hào)”對(duì)話框，

78、選擇與設(shè)備所連接的串口“COM1”，如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-10 選擇串口號(hào)</p><p>　　點(diǎn)擊“下一步”，彈出“設(shè)備地址設(shè)置指南”對(duì)話框，選擇設(shè)備地址為“2”，如圖4-11所示。如果對(duì)此不明白，可以點(diǎn)擊“地址幫助”按鈕，獲得設(shè)備地址幫助信息。</p><p>　　圖4-11 設(shè)置設(shè)備地址</p><p>　　點(diǎn)擊

79、“下一步”，彈出“通信參數(shù)”對(duì)話框，在此對(duì)話框中可以設(shè)置“嘗試恢復(fù)間隔”和“最長(zhǎng)恢復(fù)時(shí)間”參數(shù)，如圖4-12所示。</p><p>　　圖4-12 通信參數(shù)設(shè)置</p><p>　　通信參數(shù)使用默認(rèn)值，直接點(diǎn)擊“下一步”，彈出設(shè)備安裝向?qū)А靶畔⒖偨Y(jié)”對(duì)話框，如圖4-13所示。校對(duì)信息無誤后直接點(diǎn)擊“完成”，至此，設(shè)備建立完成。</p><p>　　圖4-13 信息總

80、結(jié)</p><p>　　設(shè)備定義完成后，可以在 COM1 項(xiàng)下看到新建的設(shè)備“plc”。雙擊COM1口，彈出串口通訊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，如圖4-14所示，因?yàn)橐cPLC通信，所以必須對(duì)串口通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置且設(shè)置項(xiàng)要與實(shí)際設(shè)備中的設(shè)置項(xiàng)完全一致（包括：波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、奇偶校驗(yàn)選項(xiàng)的設(shè)置），否則會(huì)導(dǎo)致通訊失敗。</p><p>　　圖4-14 設(shè)置串口</p><p&g

81、t;　　4.2.3 定義設(shè)備變量</p><p>　　在組態(tài)王工程瀏覽器中提供了“數(shù)據(jù)庫(kù)”項(xiàng)供用戶定義設(shè)備變量[11]。數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王軟件”最核心的部分。在組態(tài)王運(yùn)行時(shí)，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)為核心，所以說數(shù)據(jù)庫(kù)是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合形象地稱為“

82、數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。數(shù)據(jù)詞典中存放的是應(yīng)用工程中定義的變量以及系統(tǒng)變量。變量可以分為基本類型和特殊類型兩大類，基本類型的變量又分為內(nèi)存變量和I/O 變量?jī)煞N?；绢愋偷淖兞恳部梢园凑諗?shù)據(jù)類型分為離散型、實(shí)型、整型和字符串型。</p><p>　　下面開始進(jìn)行本設(shè)計(jì)的變量定義，首先在工程瀏覽器樹型目錄中選擇“數(shù)據(jù)詞典”，在右側(cè)雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量屬性”對(duì)話框，在對(duì)話

83、框中添加：</p><p><b>　　變量名：手動(dòng)開關(guān)</b></p><p>　　變量類型：I/O 離散</p><p><b>　　連接設(shè)備：plc</b></p><p><b>　　寄存器：M10.0</b></p><p><b>

84、　　數(shù)據(jù)類型：bit</b></p><p>　　采集頻率：1000 毫秒</p><p><b>　　讀寫屬性：讀寫</b></p><p><b>　　其他默認(rèn)</b></p><p>　　如圖4-15所示。設(shè)置完成后單擊“確定”，即完成一個(gè)變量的定義。</p><

85、;p>　　圖4-15 變量定義</p><p>　　由于變量的定義要根據(jù)監(jiān)控畫面的需要，同時(shí)要結(jié)合動(dòng)畫連接需要，它們之間不是按順序進(jìn)行，而是交替進(jìn)行的。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，繼續(xù)添加不同變量，本設(shè)計(jì)的完整的變量如圖4-16所示。</p><p>　　圖4-16 建立的變量</p><p>　　4.2.4 畫面設(shè)計(jì)</p><p><b&g

86、t;　　1．建立畫面</b></p><p>　　在工程瀏覽器左側(cè)的“工程目錄顯示區(qū)”中選擇“畫面”選項(xiàng)，在右側(cè)視圖中雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出新建畫面對(duì)話框，如圖3-17所示,新建畫面名稱為“鍋爐輸煤機(jī)組監(jiān)控中心”，畫面屬性設(shè)置使用默認(rèn)。</p><p>　　圖4-17 新建畫面</p><p>　　點(diǎn)擊“確定”組態(tài)王軟件將按照指定的屬性產(chǎn)生出一幅名為“鍋

87、爐輸煤機(jī)組監(jiān)控中心”的畫面。</p><p><b>　　2.使用工具箱</b></p><p>　　接下來在此畫面中繪制各種圖素。繪制圖素的主要工具放置在圖形編輯工具箱內(nèi)。當(dāng)畫面打開時(shí)，工具箱自動(dòng)顯示。工具箱中的每個(gè)工具按鈕都有“浮動(dòng)提示”，幫助了解工具的用途。如果工具箱沒有出現(xiàn)，選擇“工具”菜單中的“顯示工具箱”或按F10 鍵將其打開，工具箱中各種基本工具的使用方

88、法和Windows 中的“畫筆”很類似，如圖4-18 所示：</p><p><b>　　圖4-18 工具箱</b></p><p>　　在工具箱中單擊文本工具，在畫面上輸入文字“鍋爐輸煤機(jī)組監(jiān)控畫面”，如果要改變文本的字體，顏色和字號(hào)，先選中文本對(duì)象，然后在工具箱內(nèi)選擇字體工具。在彈出的“字體”對(duì)話框中修改文本屬性。</p><p><

89、b>　　3.使用調(diào)色板</b></p><p>　　選擇“工具”菜單中的“顯示調(diào)色板”，或在工具箱中選擇按鈕，彈出調(diào)色板畫面（注意，再次單擊就會(huì)關(guān)閉調(diào)色板畫面），如圖4-19所示。</p><p>　　圖4-19 調(diào)色板</p><p>　　選中文本，在調(diào)色板上按下“對(duì)象選擇按鈕區(qū)”中“字符色”按鈕（即圖4-19所示），然后在“選色區(qū)”選擇某種顏

90、色，則該文本就變?yōu)橄鄳?yīng)的顏色。</p><p><b>　　4.使用圖庫(kù)管理器</b></p><p>　　選擇“圖庫(kù)”菜單中“打開圖庫(kù)”命令或按 F2 鍵打開圖庫(kù)管理器，如圖4-20所示。在圖庫(kù)管理器左側(cè)圖庫(kù)名稱列表中選擇圖庫(kù)名稱，選中所需圖素后雙擊鼠標(biāo)，圖庫(kù)管理器自動(dòng)關(guān)閉，在工程畫面上鼠標(biāo)位置出現(xiàn)一“|_”標(biāo)志， 在畫面上單擊鼠標(biāo)，該圖素就被放置在畫面上并拖動(dòng)邊框

91、到適當(dāng)?shù)奈恢?，改變其至適當(dāng)?shù)拇笮〔⒗霉ぞ邩?biāo)注此圖素在工程中的名稱。</p><p>　　圖4-20 圖庫(kù)管理器</p><p>　　重復(fù)上述的操作，在圖庫(kù)管理器中選擇不同的圖素，過程中根據(jù)需要可以自己畫一些自己想要的圖素，例如畫面中的“煤塊”就是利用“多邊形”工具畫的，就這樣建立一個(gè)完整的監(jiān)控畫面如圖4-21所示。</p><p>　　圖4-21 監(jiān)控畫面&l

92、t;/p><p>　　4.2.5 建立動(dòng)畫連接</p><p><b>　　1.建立連接</b></p><p>　　所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫(kù)變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中制作的畫面都是靜態(tài)的，它們要想反映工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的狀況，必須通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，因?yàn)橹挥袛?shù)據(jù)庫(kù)中的變量才是與現(xiàn)場(chǎng)狀況同步變化的。這樣，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)，比如指示燈、沒快

93、動(dòng)作等，當(dāng)它們發(fā)生變化時(shí)，通過I/O 接口，將引起實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的變化。 </p><p>　　給圖形對(duì)象定義動(dòng)畫連接是在“動(dòng)畫連接” 對(duì)話框中進(jìn)行的。在組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)中雙擊送煤機(jī)P1“皮帶滑輪”圖素對(duì)象（不能有多個(gè)圖形對(duì)象同時(shí)被選中），彈出動(dòng)畫連接對(duì)話框如圖4-22所示。</p><p>　　圖4-22 動(dòng)畫連接</p><p>　　此動(dòng)畫連接是定義滑輪的旋轉(zhuǎn)

94、，點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)”，彈出“旋轉(zhuǎn)連接”對(duì)話框，點(diǎn)擊右側(cè)的“？”進(jìn)行變量關(guān)聯(lián)“\\本站點(diǎn)\送煤機(jī)1滑輪”，如圖4-23所示，單擊確定完成動(dòng)畫連接。</p><p>　　圖4-23 關(guān)聯(lián)變量</p><p>　　依照此方法，不同的元素有不同連接，其中有：旋轉(zhuǎn)、隱含、移動(dòng)、閃爍等，依次對(duì)各個(gè)變量進(jìn)行動(dòng)畫連接。</p><p><b>　　2．控制策略</b&g

95、t;</p><p>　　通過“動(dòng)畫連接”的建立還不能完全表達(dá)實(shí)際的運(yùn)行情況，這個(gè)時(shí)候就需要新建一些內(nèi)部變量，然后雙擊組態(tài)王工程瀏覽器中樹形目錄中“命令語言”下的“應(yīng)用程序命令語言”，進(jìn)入“應(yīng)用程序命令語言”編輯對(duì)話框，如圖4-22所示，在此對(duì)話框中編寫監(jiān)控畫面中元素的動(dòng)作命令即可。點(diǎn)擊“確定”完成命令語言編寫，完整應(yīng)用程序命令語言見附錄2。</p><p>　　圖4-24 應(yīng)用程序命令

96、語言</p><p>　　4.2.6 配置運(yùn)行系統(tǒng)</p><p>　　在運(yùn)行組態(tài)王工程之前首先要在開發(fā)系統(tǒng)中對(duì)運(yùn)行系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行配置。在開發(fā)系統(tǒng)中單擊菜單欄“配置\運(yùn)行系統(tǒng)”命令活動(dòng)工具條或工程瀏覽器工程項(xiàng)目顯示區(qū)“系統(tǒng)配置、設(shè)置運(yùn)行系統(tǒng)”圖標(biāo)后，彈出“運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)置”對(duì)話框，單擊“主畫面配置”屬性，則此屬性頁(yè)對(duì)話框彈出，同時(shí)屬性頁(yè)畫面列表對(duì)話框中列出了當(dāng)前應(yīng)用程序所有有效的畫面。如果希望將

97、某個(gè)畫面設(shè)為主畫面即為當(dāng)前運(yùn)行的畫面，例如本例將“鍋爐輸煤機(jī)組監(jiān)控畫面”設(shè)為運(yùn)行時(shí)的主畫面。</p><p><b>　　第五章 調(diào)試</b></p><p>　　5.1 設(shè)置PLC通信</p><p>　　5.1.1 設(shè)置PG/PC接口</p><p>　　在調(diào)試時(shí)首先將PLC與電腦用PPI通信電纜連接起來，接著是PL

98、C程序的下載，下載之前要按照第三章的方法編譯，編譯成功后先設(shè)置通信，以保證能與上位機(jī)組態(tài)監(jiān)控取得通信。</p><p>　　設(shè)置方法是：在V4.0 STEP 7 Micro/WIN SP3編程窗口中的“查看”目錄下點(diǎn)擊“設(shè)置PG/PC接口”按鈕，彈出如圖5-1所示的“Set PG/PC Interface”窗口。</p><p><b>　　圖5-1 通信設(shè)置</b>

99、</p><p>　　選擇“PC/PPI cable（PPI）”，點(diǎn)擊屬性按鈕“Properties”，彈出屬性設(shè)置對(duì)話框如圖5-2所示。</p><p><b>　　圖5-2 屬性設(shè)置</b></p><p>　　在“PPI”下設(shè)置波特率為默認(rèn)“9.6kbps”，其他默認(rèn)，然后進(jìn)入本地連接“Local Connection”下的連接到“Con

100、nection to”下拉窗口中選擇“com1”后點(diǎn)“確定”完成設(shè)置。</p><p>　　5.1.2 設(shè)置通信</p><p>　　在PG/PC接口設(shè)置完成后，點(diǎn)擊“設(shè)置通信”按鈕，彈出如圖5-3所示的“通信”窗口</p><p><b>　　圖5-3 通信設(shè)置</b></p><p>　　雙擊“雙擊刷新”圖標(biāo)，系統(tǒng)自

101、動(dòng)搜索PLC設(shè)備，搜索以后直接點(diǎn)擊“確定”即可。</p><p>　　5.1.3 系統(tǒng)塊參數(shù)設(shè)置</p><p>　　以上設(shè)置完成后，點(diǎn)擊編程窗口中的“查看”目錄下的“系統(tǒng)塊”，彈出如圖5-4所示的系統(tǒng)塊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，在對(duì)話框中設(shè)置波特率位9.6kbps，其他使用默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊“確定”完成設(shè)置。</p><p>　　圖5-4 系統(tǒng)塊參數(shù)設(shè)置</p>

102、<p>　　至此通信設(shè)置完成，點(diǎn)擊下載按鈕將梯形圖程序下載到PLC中，然后置PLC于“RUN”狀態(tài)。在單獨(dú)調(diào)試PLC程序運(yùn)行狀態(tài)時(shí)可以點(diǎn)擊第三章圖3-11中的“程序狀態(tài)監(jiān)控按鈕”對(duì)程序進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。PLC運(yùn)行結(jié)果如圖5-5所示。</p><p>　　圖5-5 硬件接線及運(yùn)行結(jié)果</p><p>　　5.2 設(shè)置組態(tài)王通信 </p><p>　　PLC程序調(diào)

103、試完成后，打開本設(shè)計(jì)建立的工程，在工程瀏覽器中點(diǎn)擊“設(shè)備”，右擊已經(jīng)建立的設(shè)備“plc”圖標(biāo)，選擇“測(cè)試plc”彈出如圖5-5所示的“串口設(shè)備測(cè)試”對(duì)話框。</p><p>　　圖5-5 串口設(shè)備測(cè)試</p><p>　　在“通信參數(shù)”欄設(shè)置“波特率”為9600，“通信超時(shí)”和“采集頻率”根據(jù)需要設(shè)置，這里采用默認(rèn)值。</p><p>　　在“設(shè)備測(cè)試”欄下添加一個(gè)

104、變量如“M10.0”讀取PLC中的數(shù)據(jù)，如果讀取成功說明上位機(jī)與PLC通信成功，點(diǎn)擊“確定”完成設(shè)置。下一步即可進(jìn)入運(yùn)行畫面，對(duì)PLC的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。</p><p>　　5.3 調(diào)試中的問題</p><p>　　1.梯形圖程序編譯無誤，下載時(shí)卻提示有錯(cuò)誤，經(jīng)過細(xì)致耐心的檢查，后來發(fā)現(xiàn)是因?yàn)轫樞蚬δ苤噶钍褂貌煌暾斐傻?，而這又不是邏輯性錯(cuò)誤，所以編譯時(shí)發(fā)現(xiàn)不了錯(cuò)誤，到下載編譯時(shí)才被檢

105、查出來。</p><p>　　2.程序下載運(yùn)行后，達(dá)不到之前的設(shè)計(jì)要求，主要是一個(gè)手動(dòng)、自動(dòng)的切換問題不能實(shí)現(xiàn)各自的功能，經(jīng)過多次的修改通過子程序調(diào)用解決了這個(gè)問題。</p><p>　　3.組態(tài)畫面運(yùn)行時(shí)與上位機(jī)通信了，但運(yùn)行的狀態(tài)不符合實(shí)際情況，后來進(jìn)過添加中間關(guān)聯(lián)變量與命令語言的結(jié)合，解決了問題，其中，由于變量太多名稱又太相似，編寫命令語言時(shí)費(fèi)了很大功夫。</p>&l

106、t;p><b>　　5.4 調(diào)試結(jié)果</b></p><p>　　經(jīng)過在實(shí)驗(yàn)室的連續(xù)奮戰(zhàn)，最終實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)要求的手動(dòng)、自動(dòng)的切換，緊急停車，過載保護(hù)等功能，上位機(jī)與下位機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能形象的反應(yīng)出實(shí)際情況。盡管如此，也有一些不完美的地方，由于能力有限，組態(tài)王畫面的設(shè)計(jì)在立體感上還有欠缺，在以后的工作學(xué)習(xí)中還需繼續(xù)努力。調(diào)試運(yùn)行結(jié)果和監(jiān)控畫面如圖5-6和5-7所示。</p>

107、<p>　　圖5-6 上位機(jī)監(jiān)控狀態(tài)</p><p>　　圖5-6 上位機(jī)與PLC聯(lián)機(jī)運(yùn)行結(jié)果</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　本文進(jìn)行了控制系統(tǒng)模擬設(shè)計(jì)與仿真，在設(shè)計(jì)中主要做了以下工作：</p><p>　　(1) 收集和整理了輸煤機(jī)組設(shè)計(jì)方案及監(jiān)控管理研究現(xiàn)狀的資料，分析

108、了輸煤機(jī)組類型的原理，得出“安全、可靠、經(jīng)濟(jì)”符合我國(guó)現(xiàn)狀的輸煤機(jī)組供煤設(shè)計(jì)。</p><p>　　(2) 通過對(duì)輸煤機(jī)組運(yùn)行原理的分析，設(shè)計(jì)了用可編程控制器PLC實(shí)現(xiàn)輸煤機(jī)組控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)六電機(jī)模擬的控制，對(duì)PLC在復(fù)雜控制系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用有一定的理論意義和較大的實(shí)際價(jià)值。</p><p>　　(3) 學(xué)習(xí)了基于組態(tài)王對(duì)控制系統(tǒng)虛擬仿真和與上位機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)方法，明確了組態(tài)王實(shí)現(xiàn)上微機(jī)

109、監(jiān)控的方法和制作過程，作為上位機(jī)監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用，該軟件較直觀、真實(shí)體現(xiàn)了輸煤機(jī)組的運(yùn)行過程，并且為實(shí)際中的控制裝置的開發(fā)與調(diào)試開辟一條經(jīng)濟(jì)、可靠的途徑。</p><p>　　根據(jù)本次設(shè)計(jì)內(nèi)容，本人認(rèn)為還需要以下方面繼續(xù)努力：</p><p>　　(1) 關(guān)于控制方面的展望：在我國(guó)，輸煤機(jī)組的發(fā)展還處在發(fā)展階段，隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制等先進(jìn)控制理論的不斷發(fā)展，對(duì)現(xiàn)有的功能模

110、塊不斷更新有助于控制系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。</p><p>　　(2) 對(duì)組態(tài)軟件組態(tài)王的展望：好的組態(tài)軟件不但可以很好地模擬控制系統(tǒng)，并且支持實(shí)際控制過程中的數(shù)據(jù)通信遠(yuǎn)程監(jiān)控形象直觀。在工程中變量的互用方面，組態(tài)王有待進(jìn)一步的努力。</p><p>　　設(shè)計(jì)心得： </p><p>　　在設(shè)計(jì)過程中通過同一控制對(duì)象兩種控制方式的對(duì)比，再一次直觀地證明了PL

111、C控制的優(yōu)越性先進(jìn)性，在實(shí)踐中探索答案，具有極強(qiáng)地說服力。這次課程設(shè)計(jì)使我加深鞏固了基礎(chǔ)知識(shí)，更加深刻的認(rèn)識(shí)到基礎(chǔ)知識(shí)的重要，了解了本專業(yè)的具體應(yīng)用范圍和未來工作中應(yīng)用方法措施。提高了動(dòng)手和實(shí)際解決問題的能力，提高了對(duì)問題整體規(guī)劃的意識(shí)。能把握重點(diǎn)設(shè)計(jì)的核心，并提高查閱資料的能力，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和人際交往能力，在學(xué)習(xí)知識(shí)的同時(shí)也培養(yǎng)了同學(xué)間的感情，在即將畢業(yè)的時(shí)刻，這是很有意義的一次課程設(shè)計(jì)。</p><p>

112、;　　通過本次課程設(shè)計(jì)的鍛煉，使我更加自信，更加積極，這會(huì)對(duì)我更快的融入到將來的社會(huì)，出色地完成工作任務(wù)有不可估量的積極作用。經(jīng)過幾個(gè)星期的努力，終于有了一個(gè)較成型的設(shè)計(jì)展現(xiàn)在了我面前，加深了對(duì)PLC控制系統(tǒng)的進(jìn)一步了解，更加清楚地認(rèn)識(shí)到其在現(xiàn)代化工業(yè)中所起的巨大作用。由于本人水平有限，難免有考慮不足之處，所以懇請(qǐng)老師批評(píng)指正。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>