畢業(yè)論文---plc在選煤廠集中控制系統(tǒng)中的應用

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計任務書 </b></p><p>　　任務下達日期 ： 2013 年 12 月 20 日 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計日期： 2014 年 1 月 1 日至 2014 年 6 月 1 日 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計題目：太西選煤廠三分區(qū)關(guān)鍵設(shè)備集控系統(tǒng)初步設(shè)計 </p><p&g

2、t;　　畢業(yè)設(shè)計專題題目： PLC在選煤廠集中控制系統(tǒng)中的應用 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計主要內(nèi)容和要求： </p><p>　　主要內(nèi)容：1.完成《太西選煤廠三分區(qū)集控系統(tǒng)初步設(shè)計》 </p><p>　　2.撰寫一篇專題論文 </p><p><b>　　3.專題論文翻譯 </b></p><

3、p>　　要 求：1.設(shè)計內(nèi)容技術(shù)要求 </p><p>　?。?） 簡單了解選煤工藝以及跳汰機的原理 </p><p>　?。?） 關(guān)鍵設(shè)備啟停機</p><p>　?。?） 跳汰機電磁風閥控制。</p><p>　?。?）控制系統(tǒng)包括：硬件設(shè)備選型、PLC 機架布置、PLC 程序編制</p><p>　　等內(nèi)

4、容，組態(tài)王軟件開發(fā)。 </p><p>　?。?）論文符合《中國礦業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計撰寫規(guī)范》要求，計</p><p><b>　　算機打印。 </b></p><p><b>　　2.專題論文要求 </b></p><p>　?。?）論文內(nèi)容必須與設(shè)計內(nèi)容有關(guān)； </p><p

5、>　?。?）論文字數(shù)在 3000~5000 之間； </p><p>　?。?）論文格式滿足一般科技文獻出版要求 </p><p><b>　　3.資料翻譯 </b></p><p>　?。?）完成不少于 3000 字的規(guī)定英文資料翻譯 </p><p>　　（2）譯文要求能夠表達原意，語句通順，文筆流暢 <

6、/p><p>　　4.所有設(shè)計文件均采用計算機繪制或打印，提供電子文檔一份。 </p><p>　　5.提交設(shè)計說明書、專題論文及專業(yè)翻譯合訂本一冊。 </p><p>　　院長簽字： 指導教師簽字： </p><p><b>　　摘要 </b></p><p>

7、;　　伴隨著世界上工業(yè)自動化水平的迅速提高，選煤行業(yè)也在發(fā)生著日新月異的變化，尤其作為用煤產(chǎn)煤大國的我國來說，選煤過程的自動化顯得更為重要，我國政府也一直在關(guān)注著選煤行業(yè)的發(fā)展，使得我國的選煤企業(yè)不斷地在發(fā)展壯大，其突出表現(xiàn)在：自動化程度高，設(shè)備可靠、系統(tǒng)簡單、操作人員少等特點。在自動化程度較高選煤廠中， 生產(chǎn)的集中控制系統(tǒng)是降低損耗，節(jié)省能源、提升效率、減少人員的基本保障。選煤廠的自動化程度主要體現(xiàn)在其集中控制系統(tǒng)上，集中控制系統(tǒng)中的

8、設(shè)計方案是很關(guān)鍵的，一套設(shè)計比較合理、系統(tǒng)穩(wěn)定、 性能可靠的集控系統(tǒng)， 再加上正確的操作和及時的維護，對提高選煤廠的生產(chǎn)效率、減少建設(shè)投資起著非常重要的作用。與此同時選煤技術(shù)也隨之在不斷的改善。本文是以太西選煤廠三分區(qū)關(guān)鍵設(shè)備為研究對象，控制關(guān)鍵設(shè)備的啟停以及跳汰選煤過程中跳汰機電磁風閥進氣期、排氣期的調(diào)節(jié)控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：跳汰機； 電磁風閥； PLC； 控制系統(tǒng)； 組態(tài)王</p&

9、gt;<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the rapid increase in world industrial automation levels , coal industry is also undergoing rapid change, especially as China's major coal-produc

10、ing countries of the coal , the coal preparation process automation is even more important , our government has been concerned about the the development of the coal industry , making China 's coal enterprises continu

11、e to develop and grow in its outstanding performance in : high degree of automation , reliable equipment , the system is simple, less </p><p>　　Keywords : Jig ; electromagnetic valve ; PLC; control system

12、s ; kingview</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　1.1選煤現(xiàn)狀1</b></p><p>　　1.2集控系統(tǒng)在選煤廠中的應用現(xiàn)狀1</p><p&g

13、t;　　1.3 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計原則和步驟2</p><p>　　1.4 選煤自動化的意義3</p><p>　　2 選煤關(guān)鍵流程控制的設(shè)計4</p><p>　　2.1 控制系統(tǒng)的組成4</p><p>　　2.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng)4</p><p>　　2.2.2 PID 控制用途4</

14、p><p>　　2.2.3 PID 算法中參數(shù)的整定5</p><p>　　2.3 設(shè)備啟停設(shè)計6</p><p>　　2.3.1 關(guān)鍵設(shè)備逆序啟動7</p><p>　　2.3.2 關(guān)鍵設(shè)備順序停車7</p><p>　　2.3.3 關(guān)鍵設(shè)備緊急停車8</p><p>　　2.4 跳汰選

15、煤過程的控制設(shè)計8</p><p>　　2.4.1 跳汰機排料控制系統(tǒng)的設(shè)計8</p><p>　　2.4.2跳汰機電磁風閥控制的設(shè)計10</p><p>　　2.5 PLC模塊選型15</p><p>　　2.5.1 CPU模塊15</p><p>　　2.5.2 電源模塊選型16</p>

16、<p>　　2.5.3 數(shù)字量輸入模塊17</p><p>　　2.5.4 數(shù)字量輸出模塊17</p><p>　　2.6 智能模塊選型18</p><p>　　2.6.1 模擬量輸入模塊18</p><p>　　2.6.2 模擬量輸出模塊19</p><p>　　2.7 變頻器選型19<

17、/p><p>　　2.8 傳感器選型20</p><p>　　2.8.1 浮標傳感器20</p><p>　　2.8.2 在線測灰儀21</p><p>　　2.8.3水位傳感器21</p><p>　　2.9本章小結(jié)22</p><p>　　3 選煤關(guān)鍵流程軟件設(shè)計23</p&g

18、t;<p>　　3.1 組態(tài)軟件23</p><p>　　3.1.1 組態(tài)軟件背景23</p><p>　　3.1.2 組態(tài)軟件特點23</p><p>　　3.1.3 組態(tài)軟件的功能23</p><p>　　3.1.4集控系統(tǒng)組態(tài)軟件的選用24</p><p>　　3.2 本章小結(jié)24&l

19、t;/p><p>　　4 控制方案的實施25</p><p>　　4.1 PLC內(nèi)部地址編制及對應的數(shù)據(jù)類型25</p><p>　　4.2 程序編輯26</p><p>　　4.3 組態(tài)王中的程序設(shè)計33</p><p>　　4.3.1 本設(shè)計中做好的各畫面如下所示：33</p><p&g

20、t;　　4.3.2 定義的變量34</p><p>　　4.4 本章小結(jié)35</p><p>　　5 集控系統(tǒng)仿真運行36</p><p>　　5.1仿真軟件PLC-SIM的準備36</p><p>　　5.2 系統(tǒng)運行36</p><p>　　5.3 本章小結(jié)42</p><p>

21、　　6 畢業(yè)設(shè)計總結(jié)43</p><p><b>　　參考文獻44</b></p><p>　　附錄一：專題論文45</p><p>　　PLC在選煤廠集中控制系統(tǒng)中的應用45</p><p><b>　　0 引言45</b></p><p>　　1、PLC工作原理

22、及系統(tǒng)設(shè)計45</p><p>　　1.1 PLC工作原理45</p><p>　　1.2 PLC的編程工具45</p><p>　　1.3 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計原則和步驟46</p><p>　　1.4 PLC控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢47</p><p>　　2 選煤廠工藝系統(tǒng)的組成47</p>

23、;<p>　　3 配置方案功能設(shè)置47</p><p>　　3.1 系統(tǒng)配置47</p><p>　　3.2 功能設(shè)置47</p><p>　　4 選煤廠PLC 控制系統(tǒng)中存在的干擾48</p><p><b>　　4.1概述48</b></p><p>　　4.2 抗干擾

24、的主要措施。48</p><p><b>　　5 結(jié)語48</b></p><p>　　附錄二：中文譯文50</p><p><b>　　致 謝65</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p><b>　　1.

25、1選煤現(xiàn)狀</b></p><p>　　對于我國來說，其選煤工業(yè)的起步是比較晚的，二十世紀五十年代才建立起了我國自己的選煤工業(yè)。其中“八五”期間原煤的入選量增長速度第一次超過原煤的增長速度，“九五”及“十五”中間選煤量快速持續(xù)增長。2008年的原煤入選量為11億噸，其入選率為 43%；2009年我國總生產(chǎn)的原煤為30.50 億噸，而原煤的入選率基本沒有增長。近幾年來我國越來越重視選煤行業(yè)的發(fā)展，在 2

26、010年之后選煤廠的數(shù)量也在不斷的增加，同時很多選煤廠也在大型化方向發(fā)展，其發(fā)展的突出特點為：自動化程度更高，設(shè)備更可靠，系統(tǒng)更簡單，操作人員更少。與此同時選煤技術(shù)也隨之在不斷的改善。 </p><p>　　到目前為止，各個國家采用的洗煤方法有：跳汰選煤法，重介選煤法，浮選選煤法和干法選煤等。由于中國的煤炭資源在地域上分布非常廣泛，煤種比較齊全，煤質(zhì)也有很大差別，所以，在中國各種類型的選煤工藝幾乎都得到了廣泛應用

27、。然而，我國相對于其他發(fā)達國家而言其選煤技術(shù)還是比較落后的 ，選煤技術(shù)還需要進一步的提高。</p><p>　　在以上四種選煤方法中，其跳汰選煤已經(jīng)有了一百多年的歷史了，是很成熟的一種選煤方法了。跳汰工藝有著生產(chǎn)能力大，工藝流程簡單，生產(chǎn)成本低，管理維護方便的優(yōu)點。近幾年來，隨選煤設(shè)備的研究和應用，跳汰選煤設(shè)備也得到了很大的發(fā)展，其主要表現(xiàn)在跳汰機的自身結(jié)構(gòu)變得更加科學合理，自動化水平也有所完善，更重要的是分選效

28、果也有所提高。當今的跳汰機已經(jīng)從以前的機械化發(fā)展到了自動化，更加提高了選煤效率。我國對跳汰機的自動控制做了大量的研究工作。而且取得了很多成果。</p><p>　　自從新中國成立以來，尤其是在改革開放以后，我國在選煤技術(shù)方面取得了很大的</p><p>　　進步。但是從選煤產(chǎn)品的質(zhì)量及設(shè)備的穩(wěn)定性和耐用性等方面考慮，我們國家與發(fā)達國家相比還是存在很大差距，因而，我國仍需要做出很多努力，來完

29、善流程工藝，研究和改善選煤設(shè)備，讓我國成為一個產(chǎn)煤強國。 </p><p>　　1.2集控系統(tǒng)在選煤廠中的應用現(xiàn)狀</p><p>　　在上個世紀，隨著現(xiàn)代工業(yè)規(guī)模的不斷擴張和工廠自動化的不斷提高，開始出現(xiàn)了在工廠進行施加系統(tǒng)控制和調(diào)度的要求, 可以說，從此就開始了工業(yè)自動化系統(tǒng)發(fā)展。經(jīng)過了長達一世紀的發(fā)展,自動化系統(tǒng)已經(jīng)從當初僅僅幾臺機械的相互關(guān)聯(lián)逐漸發(fā)展到了從原料到成品生成的全過程管理

30、系統(tǒng)。從工業(yè)自動化系統(tǒng)發(fā)展的過程中深受啟發(fā), 選煤廠的控制系統(tǒng)也在不斷的發(fā)展。自上世紀 80年代起,集中控制系統(tǒng)逐步代替了原來的繼電器控制，成為我國選煤廠的生產(chǎn)控制核心。</p><p>　　集中控制系統(tǒng)是選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的核心部分, 它為生產(chǎn)管理人員提供大量的實時現(xiàn)場信息, 以利于便于調(diào)度指揮，大大縮短系統(tǒng)的啟動，停止時間，降低空載損耗，提高生產(chǎn)效率。在同一時間也可以大大減少站點操作人員，降低工人的勞動強度，而且

31、還具有運營、 維護、 維修方便等優(yōu)點......在工業(yè)技術(shù)和科學技術(shù)的不斷發(fā)展的今天，可編程控制器已逐漸在工業(yè)領(lǐng)域中得到了應用，在工業(yè)技術(shù)及科學技術(shù)不斷發(fā)展的今天，可編程控制器（PLC）已經(jīng)逐步的應用在了工業(yè)現(xiàn)場，很多企業(yè)已經(jīng)有所接受并得到了應用，PLC是一種現(xiàn)代化的工業(yè)控制器，是企業(yè)走向現(xiàn)代化生產(chǎn)必要工具之一，因為PLC技術(shù)較其他的控制技術(shù)有著很多優(yōu)勢，比如它的可靠性非常高，控制起來比較靈活，對其的編程簡單而又實用，而且它的硬件配備較

32、齊全等。在現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展的情景下，大多數(shù)工業(yè)控制企業(yè)已經(jīng)對可編程控制器有所應用。同樣，選煤廠若想走向現(xiàn)代化生產(chǎn)的道路，若想實現(xiàn)對整個企業(yè)中所有設(shè)備的有效集中控制，那么PLC是其實現(xiàn)有效集中控制的前提和基礎(chǔ)，同時PLC在選煤廠集中控制系統(tǒng)的應用當中我們還能進一步實現(xiàn)對其的研究與探討。近年來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)選煤廠集中控制，過程</p><p>　　在現(xiàn)代化的選煤廠中， 生產(chǎn)的集中控制系統(tǒng)是降低損耗，節(jié)省能

33、源、提升效率、減少人員的基本保障。集中控制系統(tǒng)中的設(shè)計方案是很關(guān)鍵的，一套設(shè)計比較合理、系統(tǒng)穩(wěn)定、 性能可靠的集控系統(tǒng)， 再加上正確的操作和及時的維護，對提高選煤廠的生產(chǎn)效率、減少建設(shè)投資起著非常重要的作用。</p><p>　　1.3 PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成、設(shè)計原則和步驟</p><p>　　PLC控制系統(tǒng)是由硬件部分和軟件部分組成的。 </p><p>　　對P

34、LC的整個控制系統(tǒng)來說，硬件部分包括符合要求的PLC 機型、通信模塊、電源模塊、輸入和輸出模塊、存儲器容量、模擬量的輸入及輸出模塊和一些特殊功能的模塊等，還包括合適的PLC外圍裝置、接口與設(shè)備。而軟件部分則有對PLC進行的I/O地址、定時器、內(nèi)部繼電器及計數(shù)器等的分配，PLC控制程序的設(shè)計和技術(shù)文件等。因為PLC控制系統(tǒng)是用來給工藝流程服務的，因此PLC要能較好地實現(xiàn)工藝流程所提出的控制要求。</p><p>　

35、　設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時應遵循的原則： </p><p>　?。?）根據(jù)所提出的工藝流程，要很好地滿足工藝流程的前提下較好的實現(xiàn)控制要求。（2）在滿足控制要求的前提下，PLC系統(tǒng)的硬件費用要盡量小。 </p><p>　?。?）由于在控制過程中控制要求會發(fā)生變化，因此設(shè)計控制系統(tǒng)時須注意PLC的可控制性。 </p><p>　　（4）設(shè)計時應注意控制系統(tǒng)在使用過程中的

36、維護、經(jīng)濟、安全、可靠。</p><p><b>　　具體的操作步驟： </b></p><p>　　（1）控制過程中的要求分析 </p><p>　　PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計之前，需要對工藝過程進行一個細致的分析，要知道控制原理、控制對象和控制要求，只有這樣才能明了自己需要完成的各項任務，并且確保更好地完成任務，設(shè)計出一個較好的控制系統(tǒng)。 <

37、;/p><p><b>　?。?）確定輸入</b></p><p>　　根據(jù)控制要求來選取合適的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，PLC的 I/0點數(shù)是根據(jù)所選用的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的類型及數(shù)量確定的。 </p><p>　?。?）選擇合適PLC</p><p>　　PLC的I/0點數(shù)確定后，就可以根據(jù)I/0點數(shù)和控制要求來選擇PLC。包

38、括選擇機型、輸入/輸出模塊、存儲器容量、智能模塊及電源模塊。 </p><p>　　（4）I/0點數(shù)分配 </p><p>　　所謂的點數(shù)分配其實就是規(guī)定PLC的輸入/輸出模塊和I/0端子，并畫出I/0的接線原理圖。 </p><p>　?。?）PLC程序設(shè)計 </p><p>　　工藝流程是分為若干段的，每一階段的輸入和輸出信號控制的設(shè)備要

39、確定，和各個階段間的聯(lián)系，然后畫出程序流程圖，再根據(jù)流程圖進行程序編制。 </p><p><b>　　（6）模擬調(diào)試 </b></p><p>　　程序編好后，可以通過電壓源和電流源來代替其中的模擬量，進行模擬調(diào)試，使得所編的程序滿足控制要求。 </p><p>　?。?）現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試 </p><p>　　在此過程中

40、要找出程序存在的實際問題，然后對其進行修改，使得它滿足其控制要求。 </p><p>　?。?）整理技術(shù)文件 </p><p>　　此過程要整理出與程序設(shè)計有關(guān)的文件，包括I/O接線原理圖、設(shè)計說明書、程序清單以及使用說明書等。</p><p>　　1.4 選煤自動化的意義 </p><p>　　選煤廠的自動化對于選煤廠來說是具有重大意義的。

41、選煤技術(shù)的發(fā)展初期，由于其技術(shù)簡陋，致使車間中不得不集中較多工作人員，然而，選煤廠中的惡劣環(huán)境，以及各種危險的狀況時刻在威脅著車間中工作人員的安全。而自選煤車間實現(xiàn)了自動化之后，工作人員可以直接在監(jiān)控室里操作車間里的設(shè)備，并且可以實現(xiàn)自動生產(chǎn)。因此很大程度上減輕了車間中工作人員的工作量，與此同時給企業(yè)帶來更大的利潤空間，提高了企業(yè)的效率，減小了管理壓力。</p><p>　　2 選煤關(guān)鍵流程控制的設(shè)計</p

42、><p>　　2.1 控制系統(tǒng)的組成 </p><p>　　自動控制系統(tǒng)主要是由兩大部分組成的：其中一部分是自動控制裝置。它主要包括測量儀表、控制儀表、變送器以及執(zhí)行器等等；另外一部分則是自動控制裝置所控制下的各種生產(chǎn)設(shè)備，即為被控對象，例如鍋爐、換熱器、反應器等。自控系統(tǒng)各部分的作用為： </p><p>　?、俦豢貙ο螅?自動控制系統(tǒng)當中，工藝變量所需控制的生產(chǎn)設(shè)

43、備和機器稱為被控對象，簡稱對象。 </p><p>　?、跍y量元件和變送器： 測量元件是用來測量所控制的工藝參數(shù)并將它轉(zhuǎn)化成一種特定信號（電壓或電流信號）的儀器，自動控制系統(tǒng)當中起著“眼睛”的作用，所以要求準確、靈敏、及時。 </p><p>　?、壅{(diào)節(jié)器： 又稱為控制器，他是將檢測元件和變送器傳來的信號和內(nèi)部所設(shè)定的工藝參數(shù)值信號進行比較，得出偏差信號；根據(jù)此偏差大小按照一定的運算規(guī)律算

44、出其控制信號，然后將此控制信號傳給執(zhí)行器。 </p><p>　　④執(zhí)行器： 它是用來接受調(diào)節(jié)器傳來的信號，然后自動改變閥門開度，來改變輸送給被控對象的能量以及物料量。常用的執(zhí)行器一般是氣動薄膜調(diào)節(jié)閥。當采用電動調(diào)節(jié)器時，還需要在調(diào)節(jié)閥上加一個電氣轉(zhuǎn)換器。 </p><p>　　在自動控制系統(tǒng)當中，以上四部分是必不可少的。除此以外，還有一些輔助裝置，如轉(zhuǎn)換裝置、給定裝置、顯示儀表等等。其中

45、的顯示儀表可以是單獨存在的儀表， 有時也有可能是變送器、測量儀表和調(diào)節(jié)器中附帶的顯示部分。 </p><p>　　2.2 直接數(shù)字控制系統(tǒng) </p><p>　　直接數(shù)字控制系統(tǒng)， 通常直接稱為 DDC 控制器。DDC系統(tǒng)一般包括中央控制設(shè)備（彩色監(jiān)視器、集中控制電腦、鍵盤、不間斷電源、打印機、通訊接口等） 、通訊網(wǎng)絡、現(xiàn)場 DDC 控制器、以及相應的執(zhí)行器、傳感器，調(diào)節(jié)閥等元件。 <

46、;/p><p>　　2.2.1 PID 控制概述 </p><p>　　一般的自動控制技術(shù)都是從反饋的概念入手的。反饋理論主要包括以下三個要素：測量、比較和執(zhí)行。即測量出所要控制的變量，然后與設(shè)定值相比較，再用比較出的誤差進行糾正并調(diào)節(jié)閥門達到控制目的。這個自動控制的關(guān)鍵要點是：首先要做出正確的測量，再通過比較后，才能更好地糾正要控制的參數(shù)。 </p><p>　　PI

47、D（比例-積分-微分）控制器已經(jīng)有 70 多年歷史了，作為最早實用化的控制器。PID 控制器簡單易懂，而且在使用過程中對系統(tǒng)模型等先決條件沒有很高的要求，所以現(xiàn)在它仍然是應用最為廣泛的工業(yè)控制器。 </p><p>　　2.2.2 PID 控制用途 </p><p>　　PID 的用途非常廣泛、使用也很靈活，因此已有系列化產(chǎn)品，在使用過程中只需要設(shè)定三個參數(shù)（KP， Ti 和 Td）

48、即可。在一般的情況下，并不是三個單元一定都需要，它可以是一到兩個單元，但比例控制單元是必不可少的。首先，PID的應用范圍很廣。雖然一般的工業(yè)過程是時變的或是非線性的，但是對其通過簡化可以轉(zhuǎn)變成基本線性及動態(tài)特性都不隨時間而變化的系統(tǒng)，這樣 PID 就可實現(xiàn)其控制了。 </p><p>　　其次，PID的參數(shù)比較容易整定。即PID 參數(shù) KP，Ti 和 Td 可以根據(jù)其中的過程動態(tài)特性來及時整定。如果過程的動態(tài)特性

49、發(fā)生變化，如由負載的變化而引起的系統(tǒng)動態(tài)特性的變化，此時PID 參數(shù)就可以重新整定。 </p><p>　　很多通過自身整定參數(shù)的 PID 控制器經(jīng)常都是工作在自動整定的模式下而不是連續(xù)自身整定的模式下。自動整定一般指的是根據(jù)開環(huán)狀態(tài)而確定簡單的過程模型從而自動計算出 PID 參數(shù)。PID 在控制非線性、耦合、時變以及參數(shù)和結(jié)構(gòu)都不確定的復雜過程時，其工作不會太好。 最關(guān)鍵的是，PID 控制器如果不能控制其復雜的

50、過程，參數(shù)無論怎么調(diào)都沒用。雖然如此，最簡單的PID 控制器有時反而是最好的控制器。 </p><p>　　當今自動化水平已經(jīng)成為了衡量各行業(yè)工業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。控制理論的發(fā)展經(jīng)歷了智能控制理論、 現(xiàn)代控制理論與經(jīng)典控制理論三個階段。智能控制的典型實例有模糊全自動洗衣機等等。自動控制系統(tǒng)可分為閉環(huán)控制系統(tǒng)和開環(huán)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)一般包括傳感器，變送器，控制器，執(zhí)行機構(gòu)和輸入輸出接口。控制器通過輸出接口和

51、執(zhí)行機構(gòu)輸出，然后加載到系統(tǒng)中來加以控制 ；控制系統(tǒng)的被控量由傳感器、變送器，通過輸入接口到控制器中。不同的控制系統(tǒng)，傳感器，變送器，執(zhí)行機構(gòu)是不一樣的。如在壓力控制系統(tǒng)中需要采用壓力傳感器。目前，PID控制和控制器或智能PID控制器（儀表）有很多，并且產(chǎn)品已廣泛應用于工程，其中的PID 控制器的參數(shù)的自動調(diào)整是通過自校正、 自適應或智能化調(diào)整算法來實現(xiàn)。</p><p>　　2.2.3 PID 算法中參數(shù)的整定

52、 </p><p>　　PID控制器中的參數(shù)整定將是控制系統(tǒng)設(shè)計中的核心內(nèi)容。PID 控制器的積分時間，比例系數(shù)及微分時間的大小時由被控對象的特性確定的。 </p><p>　　PID 控制器當中參數(shù)整定的方法有很多，大概的可以說成兩大類：第一種為理論計算整定法。通過這種方法，是通過工程實踐獲得的其數(shù)據(jù)必須通過修改和調(diào)整才能使用。二是工程整定方法，此方法主要就是基于工程經(jīng)驗直接在試驗中得出

53、的，這種方法簡單、 易于掌握，所以在實際應用中是非常廣泛的。</p><p>　　以上說的PID 控制器參數(shù)的工程整定法主要有以下幾種：臨界比例法、衰減法和反應曲線法。這些方法各有其特點，但他們都有一個共同點，那就是要通過測試給出一個參數(shù)，然后根據(jù)經(jīng)驗公式進行對此參數(shù)的整定。不管用哪種方法來獲得控制器的工程參數(shù)，都需要在最后的完善和實際操作中做一定的調(diào)整。這幾種方法各有各的特點，但它們有個共同點就是都要通過試驗得

54、出一參數(shù)，然后再根據(jù)工程經(jīng)驗公式進行整定此參數(shù)。在工程整定法中無論用哪一種方法得到控制器的參數(shù)，在最后都需要實際運行的調(diào)整與完善。目前通常采用的是臨界比例法。用這種方法去整定 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù)是實用而又方便的。其具體的步驟是： </p><p>　　1、等到系統(tǒng)穩(wěn)定之后，緩慢減小調(diào)節(jié)器的比例度δ（即 1/P），而且每次減小比例度δ之后，等到被調(diào)節(jié)量回到平衡狀態(tài)之后，再通過手動加一個5%~15%的階躍擾動，此時

55、觀察其被調(diào)量變化的過程。如果被調(diào)量是逐漸衰減的振蕩曲線，那么應該繼續(xù)調(diào)節(jié)減小比例度δ，直至輸出響應曲線的振蕩為等幅振蕩時為止。比例度也不能過小，如果比例度調(diào)節(jié)的太小了，則響應曲線會出現(xiàn)發(fā)散振蕩的情況，此時應該適當?shù)脑龃蟊壤?，讓它變到等幅振蕩。圖 2-1 是臨界比例法的實驗方塊圖。 </p><p>　　圖2-1

56、 </p><p>　　2、在圖 2-2 中，如果被調(diào)量在作等幅振蕩，那么這時的比例度δ即為臨界比例度，用δk 來表示，此時的振蕩周期就是相應的臨界周期 Tk。根據(jù)這個情況，可以按照下表來確定 PID 調(diào)節(jié)器的δ、Ti 和 Td等三個參數(shù)。 </p><p><b>　　圖 2-2</b>

57、;</p><p>　　表一、用臨界比例度δk 整定 PID 調(diào)節(jié)器的參數(shù) </p><p>　　特別要指出的是，表格中的這些調(diào)節(jié)器的參數(shù)是一個初步大概的設(shè)計，因為這些參數(shù)都是通過大量實驗而得到的結(jié)論。如果想要得到更加好的動態(tài)過程，那么需要在表格中這些參數(shù)的基礎(chǔ)上適當調(diào)整δ、Ti（或 Td）。</p><p>　　2.3 設(shè)備啟停設(shè)計 &

58、lt;/p><p>　　選煤廠中幾個關(guān)鍵設(shè)備的啟動和停車都要按照一定的順序進行， 與此同時在設(shè)備啟動和運行過程中還需要實時監(jiān)控這些設(shè)備的運行狀態(tài)。這些設(shè)備的啟動和停車都是通過西門子 PLC 控制實現(xiàn)的，同時還需要在運轉(zhuǎn)過程中通過智能模塊得到設(shè)備的一些重要參數(shù)（比如功率，電流，轉(zhuǎn)速等），然后及時顯示在上位機中，并且在非正常運轉(zhuǎn)情況下要實現(xiàn)自動報警。根據(jù)太西選煤廠三分區(qū)的工藝流程圖（圖2-3）結(jié)合選煤廠逆煤流啟車、順煤流

59、停車的基本思路，制定啟停順序如下：</p><p><b>　　圖2-3</b></p><p>　　2.3.1 關(guān)鍵設(shè)備逆序啟動 </p><p>　　需要按一定順序啟動的關(guān)鍵設(shè)備有，原煤給料，跳汰機，斗提機，精煤脫水篩，離心機，塊精煤分級篩，煤泥桶，一二級振動弧形篩，離心脫水機。而且每個設(shè)備啟動后延時五秒再啟動下一個設(shè)備，其中的啟動順序為：

60、如圖 </p><p><b>　　圖 2-4</b></p><p>　　2.3.2 關(guān)鍵設(shè)備順序停車 </p><p>　　需要按一定順序停止的關(guān)鍵設(shè)備有，原煤給料，跳汰機，斗提機，精煤脫水篩，離心機，塊精煤分級篩，煤泥桶，一二級振動弧形篩，離心脫水機。而且每個設(shè)備停止后延時五秒再停止下一個設(shè)備，其中的停止順序為：如圖 </p>

61、<p><b>　　圖 2-5</b></p><p>　　2.3.3 關(guān)鍵設(shè)備緊急停車 </p><p>　　關(guān)鍵設(shè)備在除了正常的啟停車之外，有時在一些突發(fā)情況下需要緊急停車，所以每一臺關(guān)鍵設(shè)備上都必須有一個按鈕用來緊急停車，同時在監(jiān)控界面中也必須要有一個緊急停車的按鈕以備某些突發(fā)情況使用。</p><p>　　2.4 跳汰選煤

62、過程的控制設(shè)計</p><p>　　跳汰選煤的過程主要可以概括為兩部分 ：第一是物料的分層；第二是產(chǎn)品的分離。分層過程受操作制度和原煤性質(zhì)隨機變化等因素的直接影響, 它是分離結(jié)果好壞的前提; 分離過程即排料過程, 它直接受床層分布好壞、排料方式的合理性、控制系統(tǒng)的精確程度以及重物料層厚度檢測的準確度等因素的影響, 排料的準確性和適度性對分層過程的改善也有著明顯的作用。準確的排料控制系統(tǒng)以及良好的排料裝置能給原煤的

63、分層以反作用，排料的控制精度直接影響到跳汰分選的產(chǎn)品質(zhì)量、精度和分選效率。相反，準確排料的前提就是物料要分層清楚。而對于本設(shè)計研究對象中的篩側(cè)空氣室跳汰機來說使物料實現(xiàn)分層的設(shè)備就是跳汰機的電磁風閥，它的進氣期和排氣期直接決定著物料的分層效果；而實現(xiàn)產(chǎn)品分離的裝置則為排料控制系統(tǒng)，也就是床層厚度控制系統(tǒng)，所以以下的設(shè)計主要是針對這兩部分的控制設(shè)計。</p><p>　　2.4.1 跳汰機排料控制系統(tǒng)的設(shè)計<

64、/p><p>　?。?）排料控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　跳汰機的排料控制系統(tǒng)所要達到的一個目的是：通過對排料量大小的控制，來保持床層厚度的穩(wěn)定。其控制原理是：首先用浮標檢測出床層的厚度，再將檢測出的信號送到控制器中，而控制器依據(jù)實際反饋的床層厚度或者已給定的床層厚度，用控制算法算出其控制量，然后將其控制量信號輸送到排料閘板( 被控對象)來控制排料量的大小，使得床層厚度保持相對的穩(wěn)定

65、。本次設(shè)計采用了參數(shù)自適應模糊 PID 控制，這種控制方法的控制數(shù)是系統(tǒng)自己根據(jù)實際情況整定的，不需要人員自己去設(shè)定，其原理是：通過在線測灰儀檢測出現(xiàn)場的灰分，根據(jù)檢測出的灰分偏差信號 e 和灰分偏差率信號ec，然后利用模糊規(guī)則，對 PID 的 KP、 KI 和 KD 3 個參數(shù)進行在線自整定，從而達到按規(guī)定的灰分要求而生產(chǎn)的目的。參數(shù)自整定模糊 PID 控制器結(jié)構(gòu)如圖2-5所示．</p><p>　　圖2-6

66、PID控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>　　本控制系統(tǒng)的控制策略是：先由灰分儀測得精煤產(chǎn)品的灰分，然后將其信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出，再經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號與設(shè)定的灰分數(shù)字信號相比較，產(chǎn)生灰分偏差信號 e，再計算出 de /dt，即算出灰分偏差率信號 ec；則產(chǎn)生的灰分偏差信號 e 和灰分偏差率信號 ec 就是參數(shù)自整定模糊 PID 控制器輸入量。然后用量化因子將基本論域變換到模糊論域得到 E 和 Ec，再通過模

67、糊控制表得出控制量 U；經(jīng)過比例因子 Kd 得出實際的床層希望值與浮標得到的床層信號進行比較后，傳送給 PLC，再由 PLC 發(fā)出控制信號，控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)節(jié)閘閥的高度，從而控制跳汰機的排料過程，跳汰機排料裝置控制系統(tǒng)工作原理圖如圖2-6所示：</p><p>　　圖2-7 跳汰機排料裝置控制系統(tǒng)工作原理 </p><p>　?。?）控制系統(tǒng)的硬件與軟件設(shè)計</p><

68、;p>　　跳汰機排料裝置控制系統(tǒng)的硬件組成包括: 控制器(PLC 系統(tǒng))、執(zhí)行器、執(zhí)行機構(gòu)、檢測裝置(浮標及測灰儀)．</p><p>　　跳汰機排料裝置控制系統(tǒng)的軟件流程圖如圖2-7所示．軟件流程是：首先對其進行初始化，然后進行信號采樣，選取灰分偏差信號 e 和灰分偏差率信號 ec 作為參數(shù)自整定模糊 PID 控制器的輸入量。</p><p>　　圖2-8 軟件流程圖</p&

69、gt;<p>　　2.4.2跳汰機電磁風閥控制的設(shè)計</p><p>　　（1）跳汰機電磁風閥的概述</p><p>　　跳汰機主要需控制的裝置是電磁風閥裝置, 電磁風閥運行狀況是否良好對選煤廠的生產(chǎn)效益及正常運行起著至關(guān)重要的作用。通過電磁風閥的通、 斷狀態(tài)使高壓空氣( 0.4~ 0.6MPa) 按照編寫好的程序向進氣閥氣缸、 排氣閥氣缸和活塞的上下兩部分交替進氣和排氣。

70、風閥蓋板是由活塞帶動開啟和關(guān)閉的, 由風閥蓋板的啟閉可以實現(xiàn)低壓空氣( 0.035~ 0.05 MPa) 按一定的周期地進入篩下空氣室, 這樣在空氣室內(nèi)能形成脈動壓力，此脈動壓力可以周期性的壓篩下水，使篩下水在跳汰室內(nèi)形成脈動水流, 從而完成跳汰過程。 電磁風閥的工作特性直接影響著跳汰機中水流的脈動過程, 從而也就影響著跳汰機的工作效率與特性。以前跳汰機電磁風閥是用單片機控制的，存在可靠性低、開發(fā)周期長、 維修不便等缺點。 而用可編程控

71、制器來控制電磁風閥就可以大大提高各控制性能。</p><p>　　圖 2-9 電磁風閥工作系統(tǒng)示意圖</p><p>　　1.排氣電磁風閥 2. 排氣閥 3. 排氣口 4.排氣管 5. 進氣閥 6. 進氣口 </p><p>　　7.數(shù)控裝置 8 . 進氣電磁風閥 9. 濾氣閥 10. 調(diào)壓閥 11 . 油霧器</p><

72、p>　　（2）跳汰機常見故障的原因分析</p><p>　　空氣室的進排氣量不平衡是造成跳汰機出現(xiàn)故障的最直接的原因。當空氣室中進氣量大于排氣量時, 空氣室下沿就會溢出氣體, 此氣體上升到篩板然后穿過物料層在水面上形成大量的氣泡, 會沖亂已經(jīng)成形了的的床層, 將此稱為“ 翻花” 現(xiàn)象; 相反, 當空氣室中進氣量小于排氣量時, 空氣室中水位就會不斷上移，脈動水流的振幅也會減小，水位直到空氣室的頂端或脈動水流振

73、幅為零時, 篩板上的物料就會失去篩選動力, 這種現(xiàn)象稱為“ 偏振”現(xiàn)象。跳汰機在工作的過程中, 由于床層厚度，工作風壓和跳汰參數(shù)(可以看成是風閥的參數(shù)) 的變化, 就會產(chǎn)生上述異?，F(xiàn)象。</p><p>　　其實風閥的進氣期和排氣期的調(diào)整效果還跟空氣室水位的變化具有一定制衡作用。假如進氣期等于排氣期等于某一值時, 篩下水就會按一定的振幅脈動，空氣室中的水位也會在高水位 G 和低水位 D 之間穩(wěn)定的振蕩。</

74、p><p>　　如果增加進氣期, 空氣室中的高水位G和低水位D都會降低，即水位將會在偏下的兩點間穩(wěn)定振蕩,當進氣期增加到一定程度時, 就會產(chǎn)生“ 翻花” 現(xiàn)象；假設(shè)空氣室的高度足夠高, 水位到最低點時具有的反水壓能足夠平衡工作風壓, 那么進氣期無論怎么增加, 都不會產(chǎn)生“ 翻花”現(xiàn)象。同樣，如果增加排氣期, 空氣室中的高水位G和低水位D都會增高，即水位將會在偏上的兩點間穩(wěn)定振蕩, 當排氣期增加到一定程度時, 就會產(chǎn)生

75、“ 偏振” 現(xiàn)象；假設(shè)空氣室為篩側(cè)式的, 高水位時大氣壓等于空氣室內(nèi)的壓力, 那么排氣期無論怎么增加, 都不會產(chǎn)生“ 偏振”現(xiàn)象。</p><p>　　從上面的分析可以看出, 當空氣室具有一定高度的頂端和底端時, 不論怎么調(diào)整進、 排氣期都不會出現(xiàn)問題。但是, 增加空氣室高度就會增加機體的重量, 而且又會返回到篩側(cè)式跳汰機時代, 這種代價是不可接受的。因此，如果要保證跳汰機床層一直處于正常起振的狀態(tài)，就必須得控制

76、空氣室中水位的變化。</p><p>　　圖2-10 篩側(cè)式空氣室跳汰機基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1—機體 2—風閥 3—溢流堰 4—自動排料裝置</p><p>　　5—排料輪 6—篩板 7—排中煤道 8—分隔板</p><p>　?。?）跳汰機電磁風閥的控制策略</p><p>　　

77、如果要想達到預期的控制目標, 需要安裝一臺水位傳感器在空氣室內(nèi), 同時每個分選室內(nèi)的篩板上還需要安裝一個床層料位傳感器, 根據(jù)空氣室內(nèi)脈動水流在高水位G和低水位D之間振蕩的要求和對跳汰室內(nèi)物料振幅的要求, 電磁風閥將會自動調(diào)整空氣室的膨脹期、進氣期、排氣期以及跳汰周期。 此控制過程對傳感器的要求比較高，它不但要有足夠高的精度和較快的跟蹤速度，而且還需要防塵防水，以及對壽命和可靠性也有一定的要求, 在安裝和固定傳感器時，對固定傳感器的機械

78、部分同樣也要適應傳感器的性能。由于篩板上需要安裝的床層料位傳感器的機械安裝機構(gòu)比較復雜，而且還比較昂貴, 所以這里考慮的簡便一些,就只安裝水位傳感器，做一個較為簡單的控制系統(tǒng), 也能保證控制系統(tǒng)的可靠性(圖 2-7) 。具體的控制過程為:在每一個周期的跳汰過程中，安裝在空氣室側(cè)邊的水位傳感器不斷的檢測空氣室中水位的變化, 而且在每一個跳汰周期結(jié)束時, 控制器采集并存儲一個最低水位信號值 D和一個最高水位信號值G , 當 G 與 D 的差

79、( 篩下水的脈動振幅) 大于原來設(shè)定的水位振幅值和死區(qū)的和時, 應該自動減小進氣期的值H 和排氣期的值L， 使得檢測到的</p><p>　　圖 2-11　水位傳感器安裝示意圖</p><p>　　除了控制以上所述空氣室水位的振幅之外，為了避免由于產(chǎn)生“翻花”或“偏振”現(xiàn)象而攪亂已經(jīng)形成的床層或使其很難形成良好床層的情況，還必須要控制水位在空氣室的上限和下限之內(nèi)波動。此控制過程與上面的類似

80、：當高水位G 大于所設(shè)定的上限時, 就應自動逐漸增加進氣期的值H，減小排氣期的值L, 使得振蕩中心下移即振蕩整體下移的同時保持水位的振幅不變。 反之, 當?shù)退籇小于所設(shè)定的下限時,就應自動逐漸減小進氣期的值H ,增大排氣期的值L, 使得振蕩中心上移即振蕩整體上移的同時保持水位的振幅不變。</p><p>　　由于受到工作風壓力，物料床層厚度以及進排氣兩閥門的最大開度的影響，不是可以無限增大或減小進氣期的值H 和

81、排氣期的值L的，在各種因素可以允許的波動范圍內(nèi),水位振幅不變的情況下, H 和L 的值通常為 0. 15～0. 50s。</p><p>　　影響膨脹期長短的因素主要有跳汰機篩上重物料在水中的沉降速度和重物料的振幅。也就是說: 形狀圓滑的物料顆粒越大、密度越大、沉降速度越快, 如果其振幅越小, 那么需要的膨脹期也就越短; 形狀不規(guī)則的物料顆粒越小、密度越小、 沉降速度越慢, 如果其振幅越大, 那么需要的膨脹期也就

82、越長。由于物料在膨脹初期由上升的狀態(tài)轉(zhuǎn)變成沉降的狀態(tài)需要一個過渡的時間,而且物料的振幅比水位的振幅要小，正負兩方面的因素可以基本抵消, 所以直接由設(shè)定的水位振幅, 近似可以計算出各空氣室的膨脹期:</p><p>　　P*= (S*·h·kb) /vc= k·S*</p><p>　　式中:P*——膨脹期的計算值(s) 。計算結(jié)果通常在 0. 20～0. 60

83、 之間;</p><p>　　S*——水位振幅設(shè)定值(%)。設(shè)定范圍20%～70%;</p><p>　　h——水位傳感器標定長度(m)。如 0. 6、 0. 8等;</p><p>　　kb——空氣室水平截面與該室篩面之比。通常為 0. 5 左右;</p><p>　　vc——該段重物料的平均沉降速度(m/s) 。矸石為 0. 3～0. 4

84、, 中煤為 0. 2～0. 3;</p><p>　　k——綜合沉降常數(shù)。當 h= 0. 6m, 　vc=0. 3m/s, kb= 0. 5時, k= 1。</p><p>　　由上面的式子可看出, 設(shè)定的振幅與膨脹期的大小是成正比的。如果設(shè)定的振幅大小被調(diào)整了, 則膨脹期的值也會被自動地改變。另外排氣閥的關(guān)閉動作會有一個過渡時間，壓縮期的值應該略大于此過渡時間。一般壓縮期在 0. 1～0

85、. 15s之間選取。根據(jù)上述的計算方法, 風閥自動控制裝置分別計算每一個空氣室的進氣期、排氣期、 膨脹期及壓縮期, 然后相加得到幾個不同的跳汰計算周期, 選取當中的最大值,此最大值即為各室共同的候選跳汰周期, 將原有的跳汰周期與此候選跳汰周期進行比較, 如果它們的差值在死區(qū)范圍之內(nèi), 則保留原來的跳汰周期; 如果它們的差值在死區(qū)范圍之外, 則使用此候選跳汰周期。一般各室內(nèi)壓縮期的值應該相同并且保持同步, 跳汰周期中多余的時間應歸到膨脹期

86、中。</p><p>　　需要注意的是: 為了減小紊流對床層的破壞作用，各分選室間的床層應該保持同步,即要合理調(diào)整風閥行程使跳汰機的風閥動作保持整齊。另外為了提高整機的分選效率，各相鄰的分選室內(nèi)的跳汰振幅應該接近, 相位也應同步。圖2-8為設(shè)計的風閥控制程序框圖。</p><p>　　當空氣室的進氣期已經(jīng)調(diào)到了最大值, 同時排氣期已調(diào)到最小值,而且空氣室的高水位G超過了上限, 即:H=0

87、. 50s,L= 0. 15s, G> 95%時，應該產(chǎn)生上限報警。此種故障的直接原因有:工作風壓消失、排氣缸常開、進氣缸常閉等。 </p><p>　　當空氣室的進氣期已經(jīng)調(diào)到最小值, 同時排氣期已調(diào)到最大值, 而且空氣室的高水位G比下限低, 即: H=0. 15s, L= 0. 50s, G< 5% 時，應該產(chǎn)生下限報警。此種故障的直接原因有: 控制風壓消失、排氣缸常閉、進氣缸常開等

88、。</p><p>　　當空氣室的進氣期和排氣期都已經(jīng)調(diào)到最大,而且空氣室的水位振幅小于下限，即:H= L= 0. 50s, G- D< 20%時 應該產(chǎn)生振幅下限報警。此種故障的直接原因有: 控制風壓消失、工作風壓消失等。</p><p>　　圖2-12 風閥控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　2.5 PLC模塊選型</p><p>

89、　　2.5.1 CPU模塊</p><p><b>　　品牌：西門子</b></p><p>　　名稱：西門子 CPU 314</p><p>　　型號：6ES7 314-1AE01-0AB0 </p><p><b>　　圖2-13</b></p><p><b&g

90、t;　　產(chǎn)品簡介：</b></p><p>　　CPU314 西門子CPU314 西門子S7-300CPU314 SIMATIC S7-300，帶有 MPI 接口，CPU 314 CPU 集成的 24V 直流電源，128 KBYTE 工作內(nèi)存。</p><p>　　2.5.2 電源模塊選型</p><p>　　品牌：SIEMENS-西門子 </p&

91、gt;<p>　　名稱：PS 307 5A </p><p>　　型號：6ES7307-1EA00-0AA0 </p><p><b>　　圖2-14</b></p><p><b>　　產(chǎn)品簡介： </b></p><p>　　6ES7307-1EA00-0AA0 西門子電源單元為

92、S7-300/ET 200M 提供電源，將 120/230 伏交流電壓轉(zhuǎn)變到所需要的 24 伏直流工作電壓輸出電流 2 安、5 安或 10 安。 S7-300 需要 24 伏直流電源。</p><p>　　2.5.3 數(shù)字量輸入模塊</p><p>　　品牌：SIEMENS-西門子 </p><p>　　名稱：西門子 6ES7321-1BH10-0AA0 </

93、p><p>　　型號：6ES7321-1BH10-0AA0 </p><p><b>　　圖 2-15</b></p><p><b>　　產(chǎn)品簡介： </b></p><p>　　6ES7321-1BH10-0AA0SIMATIC S7-300，數(shù)字量輸入 M 321，電隔離，16DI，24V DC，

94、20 針，0.05 MS 輸入延時。 </p><p>　　2.5.4 數(shù)字量輸出模塊 </p><p>　　品牌：SIEMENS-西門子 </p><p>　　名稱：西門子 6ES7322-8BH01-0AB0 </p><p>　　型號：6ES7322-8BH01-0AB0 </p><p><b>　　

95、圖 2-16</b></p><p><b>　　產(chǎn)品簡介： </b></p><p>　　6ES7322-8BH01-0AB0 SM322,數(shù)字量輸出模塊，8 點，24VDC，0.5A，晶體管輸出，光電隔離，診斷功能，冗余功能。</p><p>　　2.6 智能模塊選型</p><p>　　2.6.1 模擬

96、量輸入模塊 </p><p>　　模塊名稱：集智達 R-8017SV </p><p><b>　　數(shù)量：3 只 </b></p><p><b>　　主要特點： </b></p><p><b>　　分辨率：16 位 </b></p><p>　　電

97、壓輸入范圍：±5V </p><p>　　通道數(shù)：6 路差動/2 路單端或 8 路差動（跳線選擇） </p><p>　　采樣頻率：10Hz </p><p><b>　　圖2-17</b></p><p>　　2.6.2 模擬量輸出模塊</p><p>　　模塊名稱：集智達 R-80

98、24 </p><p><b>　　數(shù)量：3 只 </b></p><p><b>　　主要特點：</b></p><p><b>　　分辨率：14 位 </b></p><p>　　電流輸出：0～20mA、4～20mA </p><p>　　電壓輸出：

99、0～5V、0～10V、±10V </p><p>　　分辨率: 14bit </p><p><b>　　輸出斜率可編程 </b></p><p>　　帶 ModBus通訊協(xié)議 </p><p>　　D/A 通道需外配電源供電 </p><p><b>　　圖2-18</

100、b></p><p>　　2.7 傳感器選型 </p><p>　　2.7.1 浮標傳感器 </p><p>　　名稱：無錫南長區(qū)談渡傳感器 </p><p>　　輸出：4~ 20mA;</p><p><b>　　電壓：220V; </b></p><p><

101、b>　　量程：200 mm</b></p><p><b>　　圖2-19</b></p><p>　　2.7.2 在線測灰儀</p><p>　　型號：ZZ—89A 型測灰儀</p><p>　　特點：在線實時測量輸運帶上的精煤、 原煤等的灰分, 采樣量大, 測量準確, 提供兩路 4~ 20 mA 電

102、流輸出灰分信息。</p><p><b>　　圖2-20</b></p><p>　　2.7.3水位傳感器</p><p>　　名稱：佛山水位測檢儀器，投入式水位傳感器</p><p><b>　　數(shù)量：5個</b></p><p><b>　　圖2-21</

103、b></p><p>　　產(chǎn)品主要參數(shù)： 被測介質(zhì)： 液體（弱腐蝕性） 壓力類型： 表壓 量 程： 0～0.1M～1M～3M～5M～10M～20M～50M～100M～200M～500M （水位高/深度,最小量程為0.1米） 輸 出：4～20mA（二線制）、0～5VDC、0～10VDC、0.5～4.5VDC（三線制） 綜合精度： ±0.25%FS、±0.5%FS

104、 供 電： 24V Dc（15～30VDC） 絕緣電阻： ≥1000 MΩ/100VDC 負載電阻: 電流輸出型：最大800Ω</p><p><b>　　2.9本章小結(jié)</b></p><p>　　在本章中，主要介紹了控制系統(tǒng)的基本概念，在清楚了這些基本概念的基礎(chǔ)上做了選煤廠設(shè)備的順序啟停設(shè)計，以及給出了關(guān)鍵流程的的控制策略；最后對設(shè)計中所用到的設(shè)備儀表進行

105、了選型，在本章中寫出的所有控制策略以及選型都是下文設(shè)計中的基礎(chǔ)。</p><p>　　3 選煤關(guān)鍵流程軟件設(shè)計</p><p><b>　　3.1 組態(tài)軟件 </b></p><p>　　組態(tài)軟件又稱為監(jiān)控組態(tài)軟件，它具有非常廣泛的應用領(lǐng)域，可以應用于給水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、化工、石油等領(lǐng)域的監(jiān)視控制、數(shù)據(jù)采集以及過程控制等。</p>

106、<p>　　3.1.1 組態(tài)軟件背景 </p><p>　　我們可以與硬件的生產(chǎn)組裝對照著理解軟件的組態(tài)。假如要組裝一臺電腦，那么事先需要選取電源、主板、CPU、機箱、顯示器、光驅(qū)、硬盤等部件的型號，然后再用這些選好的部件組裝成可運行的或者自己需要的電腦，同樣，軟件的組態(tài)也是從軟件的選型到組態(tài)的一個過程，相比與硬件的組裝，它有一個好處就是軟件的組態(tài)能發(fā)揮的空間比硬件的組裝大，因為軟件中可選用的“部件”

107、要比硬件中多，而且由于軟件的各種規(guī)格都可以通過內(nèi)部屬性來改變，所以軟件中每個 “部件”的使用都很靈活。 </p><p>　　早在組態(tài)的概念出現(xiàn)之前，如果想要實現(xiàn)某一任務，都需要通過編寫程序來實現(xiàn)。但是編寫程序不但周期長、工作量大，而且很容易出現(xiàn)錯誤，使得工期不能保證。過去需要幾個月的編程才能完成的工作量，用組態(tài)軟件只需幾天就能完成。 </p><p>　　3.1.2 組態(tài)軟件特點 &

108、lt;/p><p>　　隨著人們對工業(yè)自動化水平的要求不斷提高的過程中，工業(yè)領(lǐng)域也在廣泛的應用計算機，傳統(tǒng)的工業(yè)上的控制軟件已經(jīng)無法滿足各工業(yè)用戶的需求，因為在軟件開發(fā)過程中，一旦工業(yè)過程中的被控對象有所變動，那么控制系統(tǒng)的源程序也必須得修改，這對傳統(tǒng)的控制軟件來說其工作量是很大的，而且在修改控制軟件的源程序時，如果因為工作的變動原來的編程人員已經(jīng)離去，那么讓新手或者其他人員來修改源程序更是難上加難；而對于已經(jīng)開發(fā)成

109、功的控制軟件來說，由于每個工業(yè)過程中的控制對象不一樣而使得軟件的重復使用率都很低，從而使得開發(fā)軟件的代價是巨大的，當然價格也是非常昂貴的；這就需要開發(fā)出種類更為繁多，功能更強大的過程監(jiān)控裝置和控制設(shè)備來滿足用戶的需求。為了解決上述工程實際中的各種問題，逐漸的就出現(xiàn)了通用工業(yè)自動化組態(tài)軟件，傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件所存在的問題它基本都能解決，使得對不同的控制目的和控制對象都能任意組態(tài)，最終達到了方便而又高效的自動化控制目的。</p>

110、<p>　　3.1.3 組態(tài)軟件的功能 </p><p>　　① 豐富的功能模塊。 </p><p>　　為了滿足現(xiàn)場需求和監(jiān)控的要求，具有豐富的函數(shù)庫和軟件配置，使用這些功能的軟件模塊，可以實現(xiàn)實時監(jiān)控，實時報告，實時曲線，歷史曲線和產(chǎn)生報警功能，使得人機界面更為完善和直觀，且便于操作。 </p><p>　　② 強大的界面組態(tài)功能。 </p

111、><p>　　一般工業(yè)控制的組態(tài)軟件基本都是在 Windows 環(huán)境下運行的，而 Windows 具有完善而又美觀的圖形界面功能，充分利用此特點，可以直接進行軟件的開發(fā)，比較節(jié)省時間。此外組態(tài)軟件還具有各種工況下圖庫和較豐富的圖形控仵。而且用戶還可以根據(jù)自己的需要利用軟件中提供的作圖工具來繪制出自己的工業(yè)界面，而且還可以根據(jù)自己的意愿利用豐富的動畫連接來任意編輯，這樣不但設(shè)計出的界面直觀生動，而且更重要的是開發(fā)人員不

112、需要再付出那么多的精力來設(shè)計界面，這樣就可以將更多的精力放到其它的設(shè)計中。</p><p>　　③ 良好的開放性。 </p><p>　　開放性指的是組態(tài)軟件可以支持多種硬件設(shè)備，可以連接各種通訊協(xié)議。衡量組態(tài)軟件好壞的一個重要指標是開放性。另外組態(tài)軟件向上要能實現(xiàn)與監(jiān)控人員的通信，向下要能實現(xiàn)與數(shù)據(jù)采集設(shè)備的通信，即需要實現(xiàn)下位機與上位機的雙向通信。 </p><p

113、><b>　?、?強大的數(shù)據(jù)庫。</b></p><p>　　為了存儲各種數(shù)據(jù)，組態(tài)軟件都具有實時的數(shù)據(jù)庫，這也是它與外部設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，如模擬量、字符型、離散量等。 </p><p>　　⑤ 可編程的命令語言。</p><p>　　組態(tài)軟件具有可編程的命令語言，使用戶可以根據(jù)自己的需要編寫自己的程序，使之具有更加強大的圖形界面。