畢業(yè)設(shè)計---基于plc的刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程序控制器簡稱PLC，由于PLC的可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、靈活通用、使用方便、維護簡單等優(yōu)點，PLC的應(yīng)用領(lǐng)域在迅速擴大。目前已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動化的主要控制設(shè)備之一。對于早起的PLC，凡是有繼電器的地方，都可采用。而對于當(dāng)今的PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC。尤其是在近幾年來，PLC的生產(chǎn)成本下降，

2、功能又不斷增強，所以，目前PLC在國內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用于各個行業(yè)。</p><p>　　隨著現(xiàn)代化電力工業(yè)的不斷發(fā)展，自動化水平不斷提高，安全生產(chǎn)和經(jīng)濟節(jié)能受到了人們的廣泛關(guān)注，刮板給煤機因為系統(tǒng)簡單，維護工作量小，工作穩(wěn)定、壽命長和煤種適應(yīng)性強等特點受到了眾多火電廠的青睞，但由于刮板給煤機的內(nèi)部構(gòu)造原因，給煤量在實際測量中測量困難，致使電廠制粉系統(tǒng)增加不安全因素，原料浪費。本設(shè)計根據(jù)刮板給煤機的結(jié)構(gòu)特點，以旋轉(zhuǎn)編

3、碼器作為傳感器，以PLC作為計量裝置，以觸摸屏為監(jiān)控界面，研制了一套適合刮板給煤機煤量監(jiān)測裝置。該裝置操作方便，運行穩(wěn)定，使給煤機安全度增加，經(jīng)濟度增加。</p><p>　　本文介紹了可編程控制器構(gòu)成及原理，刮板給煤機的組成和應(yīng)用，闡述了刮板給煤機給煤量控制系統(tǒng)，并完成了該控制系統(tǒng)的梯形圖和組態(tài)圖的設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞 PLC，監(jiān)測系統(tǒng)，刮板給煤機，角位移傳感器</

4、p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Programmable logic controller is referred to as PLC, PLC reliability, environmental adaptability, versatile, easy to use, easy maintenance advantages of

5、 PLC applications is rapidly expanding. Has become one of the contemporary industrial automation control equipment. Early PLC, any place of the relay, can be used. Can almost be said to those who need to control the syst

6、em for today's PLC will need to PLC. Especially in recent years, the PLC production costs fell, function and continuously enhanc</p><p>　　With the continuous development of modern electric power industry

7、, the automation level of continuous improvement, production safety, and economic energy efficiency has been widespread concern scraper coal feeder system is simple, less maintenance, and job stability, long life and coa

8、l adaptability, and other characteristics by the number of thermal power plants of all ages, but increase insecurity scraper coal feeder the internal structure of reason, to the amount of coal in the actual measurem</

9、p><p>　　This article describes the composition of the programmable controller and principles, composition and scraper coal feeder, described to the amount of coal scraper coal feeder control system, and complet

10、ed the design of the ladder and configuration of the control system diagram.</p><p>　　Keywords PLC, The monitoring system, Scraper stoker, Angular displacement sensor</p><p><b>　　目

11、錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1 研究目的1</p><p>　　1.2 研究背景1</p>&l

12、t;p>　　1.3 研究方法2</p><p>　　2 可編程控制器PLC概述3</p><p>　　2.1 可編程邏輯控制器簡介3</p><p>　　2.2 可編程邏輯控制器分類4</p><p>　　2.3 可編程邏輯控制器構(gòu)成4</p><p>　　2.4 模擬量輸入擴展模塊EM2315<

13、;/p><p>　　2.5 可編程邏輯控制器軟件系統(tǒng)及常用編程語言6</p><p>　　3 刮板給煤機簡介7</p><p>　　3.1 給煤機概述7</p><p>　　3.2 刮板給煤機8</p><p>　　3.3 刮板給煤機結(jié)構(gòu)特點8</p><p>　　4 刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)

14、計10</p><p>　　4.1 可編程邏輯控制器機型選擇10</p><p>　　4.2 旋轉(zhuǎn)編碼器11</p><p>　　4.3 刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計思路12</p><p>　　4.4 給煤機煤層厚度的測量13</p><p>　　4.5 給煤機煤層運行速度的測量14</p>&l

15、t;p>　　5 刮板給煤機控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計16</p><p>　　5.1 刮板給煤機控制系統(tǒng)流程圖16</p><p>　　5.2 刮板給煤機控制系統(tǒng)I/O表16</p><p>　　5.3 刮板給煤機控制系統(tǒng)梯形圖16</p><p>　　6 刮板給煤機控制系統(tǒng)組態(tài)圖設(shè)計17</p><p>　　

16、6.1 嵌入版組態(tài)軟件MCGS17</p><p>　　6.2 刮板給煤機控制系統(tǒng)組態(tài)圖畫面21</p><p><b>　　結(jié)論24</b></p><p><b>　　致謝25</b></p><p><b>　　參考文獻26</b></p><

17、;p><b>　　附圖27</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p><b>　　1.1 研究目的</b></p><p>　　隨著我國近幾年經(jīng)濟的發(fā)展，現(xiàn)代化電力工業(yè)水平也在不斷提升，自動化水平不斷提高，在確保安全生產(chǎn)和質(zhì)量的情況下經(jīng)濟環(huán)保節(jié)能等問題越來越受到人們

18、的關(guān)注。我國的燃煤需求量很高，且煤炭價格在近幾年不斷上漲，在有些火電廠輸煤過程中，由于節(jié)能設(shè)備的不完備，造成了對生產(chǎn)原料的浪費，這直接影響了電廠的經(jīng)濟效益。隨著現(xiàn)代化電力工業(yè)的不斷進步和發(fā)展，自動化水平不斷提高，安全生產(chǎn)和經(jīng)濟節(jié)能越來越受到人們的廣泛關(guān)注，刮板給煤機因為其系統(tǒng)簡單，維護工作量小，工作穩(wěn)定、壽命長和煤種適應(yīng)性強等特點受到了眾多火電廠的青睞，但由于刮板給煤機內(nèi)部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造等原因，給煤量在實際測量中測量困難，致使電廠制粉系統(tǒng)增

19、加不安全和不穩(wěn)定因素，原料浪費。本文對裝有刮板式給煤機的系統(tǒng)進行設(shè)計，刮板給煤機不同于其它給煤機，由于它僅由一條長鏈和若干個擋板組成，不能靠電子秤的方法來測量煤量大小，在本次設(shè)計中利用高度傳感器和弦切角的數(shù)學(xué)理論來對煤量進行測算，并多采用監(jiān)視系統(tǒng)與PLC程序相結(jié)合的方法，對給煤量進行限制。</p><p>　　本設(shè)計根據(jù)刮板給煤機的結(jié)構(gòu)特點，以旋轉(zhuǎn)編碼器作為傳感器，以PLC作為計量裝置，以觸摸屏為監(jiān)控界面，研制了

20、一套適合刮板給煤機煤量監(jiān)測裝置。該裝置操作方便，運行穩(wěn)定，可以使給煤機安全度增加，經(jīng)濟度增加。</p><p><b>　　1.2 研究背景</b></p><p>　　隨著火電廠中機組容量的不斷增大，系統(tǒng)變得越來越龐大和復(fù)雜，對自動控制水平的要求也越來越高。在火電廠的很多系統(tǒng)中，由于控制對象數(shù)量較多，且又需要經(jīng)常啟動和停止，并要求在各種運行方式之間進行切換，還必須有

21、一定的連鎖保護。因此，為了減少運行人員操作和監(jiān)視項目，防止誤操作事故，保證機組的安全運行，采用PLC進行控制已是勢在必行?；痣姀S輸煤系統(tǒng)的主要任務(wù)是卸煤、儲煤、上煤和配煤。輸煤控制系統(tǒng)就是對輸煤系統(tǒng)的設(shè)備進行控制，使其按一定的順序運行，以便完成上述任務(wù)。輸煤系統(tǒng)的控制方式從就地手動控制發(fā)展到集中控制，再到PLC控制。目前，我國火電廠輸煤系統(tǒng)大多數(shù)采用集中控制方式。近年來，隨著引進機組的增加和大型機組的投產(chǎn)，有越來越多的火電廠輸煤系統(tǒng)采用

22、了PLC控制，這已經(jīng)成為輸煤控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。PLC是實現(xiàn)火電廠熱工自動化的理想控制器，具有體積小、功能強、程序設(shè)計簡單、靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，更是得到用戶的好評?？梢灶A(yù)言，隨著PLC控制技術(shù)的不斷進步，PLC在火電廠的應(yīng)用將越來越多，在給煤機系統(tǒng)上的應(yīng)用也會日趨完善。</p><p>　　目前，采用刮板給煤機作為制粉系統(tǒng)磨煤機的給煤設(shè)備是非常普遍的。刮

23、板給煤機適用于對煤的長距離輸送，由于在給煤機運行使用的過程中，煤的粒徑及外表水的影響，或有時煤中混雜的大石頭、大木塊等異物堵塞等原因，會出現(xiàn)給煤機煤層變厚、變薄、堵煤等狀況，這會降低鍋爐系統(tǒng)運行的安全性。因此刮板給煤機需要有準確的在線監(jiān)測裝置。</p><p>　　現(xiàn)在電廠中輸煤系統(tǒng)和給煤系統(tǒng)中煤量計量應(yīng)用相對較為成熟的計量設(shè)備主要有電子皮帶秤和核子秤。目前的電子皮帶秤采用了非接觸式測量方式，具有防震、防塵、防位

24、移，秤架結(jié)構(gòu)簡單，無傳力機構(gòu)和抗偏載能力等優(yōu)點，而且具備了通過RS-232總線同計算機通訊的功能，但是電子皮帶秤的安裝和計量要求條件卻不適合刮板給煤機的具體結(jié)構(gòu)，因而電子皮帶秤無法在刮板給煤機上得到實際應(yīng)用。核子秤測量給煤量采用的是容積法，這種方法適合刮板給煤機的具體結(jié)構(gòu)，可以在刮板給煤機上得到具體應(yīng)用；但是由于給煤機給煤的煤層表面不是一個平面，煤層表面峰谷差較大，因而核子秤容積法所測煤層高度不具備代表性，而且由于核輻射的問題，人們對核

25、子秤的應(yīng)用存在恐懼心理。鑒于上述問題，核子秤至今也沒有在刮板給煤機上得到實際應(yīng)用。許多曾經(jīng)在刮板給煤機上安裝核子秤的電廠，都因上述問題而拆除了該裝置，因此目前沒有真正合適的檢測刮板給煤機的給煤量裝置，所以研制開發(fā)適合刮板給煤機結(jié)構(gòu)的給煤量在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)想。通過理論分析，本文采用監(jiān)視系統(tǒng)與PLC程序相結(jié)合的方法來測量給煤量，這可以有效對給煤機系統(tǒng)進行監(jiān)督控制。</p><p><b>　　1.3 研究方

26、法</b></p><p>　　刮板給煤機控制系統(tǒng)主要由PLC、紫金橋組態(tài)軟件、變頻器、測位機構(gòu)、測速反饋機構(gòu)、位角換算機構(gòu)以及各執(zhí)行機構(gòu)等組成，PLC和紫金橋組態(tài)軟件設(shè)計主要工作有針對多需工藝要求的PLC進行程序的設(shè)計，通過PLC程序的梯形圖，運用數(shù)字邏輯，來對系統(tǒng)進行操控，最后通過紫金橋組態(tài)軟件來進行畫面設(shè)計布局，與實際的系統(tǒng)相聯(lián)系。</p><p>　　在本次的擋板給煤機

27、系統(tǒng)設(shè)計中，我們采用的控制點采用的是接地和遠程控制方式，這樣可以保證機組在正常和出故障情況下可以安全運行。給煤機電控系統(tǒng)PLC中央處理器對測位傳感器和位角換算機構(gòu)送來的重量信號以及測速裝置反饋的電動機轉(zhuǎn)速信號進行相乘與積分，求出物料輸送率，同時與集控系統(tǒng)輸入的實時給煤率進行比較后對驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)進行PID調(diào)節(jié)，以達到控制皮帶輸送煤料速度的目的，實現(xiàn)對給煤率的精確控制。</p><p>　　2 可編程控制器

28、PLC概述</p><p>　　2.1 可編程邏輯控制器簡介</p><p>　　PLC全稱PROGRAM LOGIC CONTROL，中文名稱“可編程邏輯控制器”，是基于計算機技術(shù)發(fā)展起來的一種工業(yè)控制設(shè)備，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過

29、程；而有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。PLC與以往所講的機械式的順序控制器在“可編程”方面有質(zhì)的區(qū)別。由于PLC引入了微處理機及半導(dǎo)體存儲器等新一代電子器件，并用規(guī)定的指令進行編程，所以能靈活地修改程序，即它是用軟件方式來實現(xiàn)“可編程”的目的。</p><p>　　在目前世界上已經(jīng)有200多生產(chǎn)廠家生產(chǎn)300多種PLC產(chǎn)品，比較著名的廠家有美國的AB、GE、MODICO

30、N，日本的MITSUBISHI、OMRON、FUJI、松下電工，德國的SIEMENS和法國的SCHNEIDER公司等。</p><p>　　圖2.1 可編程邏輯控制器外觀圖</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程復(fù)雜多樣，它們對控制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用設(shè)計，可編程邏輯控制器有很多特點，受到廣大工程技術(shù)人員歡迎。</p><p><b>　

31、　其主要特點如下：</b></p><p>　　1）抗干擾能力強，可靠性高；</p><p>　　2）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強；</p><p>　　3）編程方便，易于使用；</p><p>　　4）功能強大，成本低；</p><p>　　5）設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短；</p><p&

32、gt;<b>　　6）維護方便。</b></p><p>　　2.2 可編程邏輯控制器分類</p><p>　　2.2.1 按I/O點數(shù)容量分類</p><p>　　小型機：一般以處理開關(guān)量邏輯控制為主，價格低廉、體積小巧，適用于控制單擊設(shè)備和開發(fā)機電一體化產(chǎn)品。</p><p>　　中型機：不僅具有極強的開關(guān)量邏輯控制

33、功能，其他的通信聯(lián)網(wǎng)功能和模擬量處理能力更強大，適用于復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)和連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制場合。</p><p>　　大型機：不僅具有計算、控制和調(diào)節(jié)功能，還具有強大的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力，適用于設(shè)備自動化控制、過程自動化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　2.2.2 按結(jié)構(gòu)形式分類</p><p>　　整體式：PLC體積小，成本低，安裝方便，通常為微型

34、和小型PLC。</p><p>　　模塊式：由一些模塊單元構(gòu)成，這些標準模塊有CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等，像堆積木一樣，使用時將這些模塊插在框架上或基板上，通常中大型PLC為模塊式結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.3 可編程邏輯控制器構(gòu)成</p><p>　　可編程邏輯控制器結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：</p><p>　　

35、圖2.2 可編程邏輯控制器結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　整體式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p>　　1）CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程

36、序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。</p><p>　　2）I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。</p><p>　　3）PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。<

37、;/p><p>　　4）大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。</p><p>　　5）編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。</p><p&

38、gt;　　6）最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面非常普及。</p><p>　　7）依靠先進的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點說法。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其

39、他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點接口(MPI)的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進行聯(lián)網(wǎng)。 </p><p>　　2.4 模擬量輸入擴展模塊EM231</p><p>　　本次設(shè)計的模擬量輸入模塊選擇的是EM231。此模擬量擴展模塊提供了模擬量輸入

40、/輸出的功能，具有很高的實用性和便捷性。</p><p>　　可適用于復(fù)雜的控制場合。可以直接與傳感器和執(zhí)行器相連，12位的分辨率和多種輸入/輸出范圍能夠不用外加放大器而與傳感器直接相連。同時具有很好的靈活性，當(dāng)實際應(yīng)用變化時，PLC可以相應(yīng)地進行擴展，并可非常容易的調(diào)整用戶程序。</p><p>　　擴展模塊具有與基本單元相同的設(shè)計特點，S7-200 CN PLC的擴展模塊種類很多，固定

41、方式與CPU相同。如果需要擴展模塊較多時，模塊連接起來會過長，這時可以使用擴展轉(zhuǎn)接電纜重疊排布。在標準導(dǎo)軌上安裝模塊卡裝在緊挨CPU右側(cè)的導(dǎo)軌上，通過總線連接電纜與CPU互相連接。</p><p>　　圖2.3模擬量模塊EM231端子圖</p><p>　　2.5 可編程邏輯控制器軟件系統(tǒng)及常用編程語言</p><p><b>　　2.5.1軟件系統(tǒng)<

42、;/b></p><p>　　PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機、將程序語言翻譯成機器語言，診斷機器故障。</p><p>　　用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標準軟件包，也就是用戶程序，我們就是

43、使用STEP7來進行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。</p><p>　　2.5.2 常用編程語言</p><p>　　標準語言梯形圖語言是最常用的一種語言，它有以下特點：</p><p>　　1）它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。 </p><p&

44、gt;　　2）梯形圖中接點（觸點）只有常開和常閉，接點可以是PLC輸入點接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點或內(nèi)部寄存器、計數(shù)器等的狀態(tài)。 </p><p>　　3）梯形圖中的接點可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 </p><p>　　4）內(nèi)部繼電器、計數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。 </p><p>　　5）PL

45、C是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。</p><p><b>　　3 刮板給煤機簡介</b></p><p><b>　　3.1 給煤機概述</b></p><p>　　給煤機由機體、輸煤皮帶及其電動機驅(qū)動裝置、清掃裝置、控制箱、稱

46、重裝置、皮帶賭煤及斷煤報警裝置、取樣裝置和工作燈等組成，是火電廠中制粉系統(tǒng)的主要設(shè)備,能在很大的負荷變動范圍內(nèi)改善鍋爐性能,使過熱溫度、再熱溫度和壓力溫度的控制更為穩(wěn)定,使燃料與所需空氣量更為匹配,所需的空氣過剩量減少,連續(xù)給煤,稱量準確,工作穩(wěn)定,節(jié)能高效,是燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)中與磨煤機相配的先進的計量給煤設(shè)備。給煤機主要技術(shù)參數(shù)包括：額定出力、給煤機距離、進煤口、落煤口、帶寬、主驅(qū)電動機型號/功率、清掃電動機型號/功率、給煤機計量精度

47、、給煤機控制精度。</p><p>　　圖3.1 鐵嶺電廠給煤機</p><p>　　給煤機分為很多種，常見的有圓盤式給煤機、皮帶式給煤機、刮板式給煤機、振動式給煤機、電子重力式皮帶給煤機等。給煤機運行中需要實時監(jiān)視瞬時煤量和累計煤量。監(jiān)測給煤量的目的有三個，其一是用瞬時煤量與鍋爐負荷要求煤量對比去控制給煤機電機速度，從而精確調(diào)節(jié)給煤機的給煤量，實現(xiàn)鍋爐穩(wěn)定運行；其二可以通過DCS以正平

48、衡方式計算鍋爐的燃燒效率，提高機組運行經(jīng)濟性；其三是為鍋爐耗煤量的分爐統(tǒng)計。本設(shè)計主要研究刮板給煤機控制系統(tǒng)，設(shè)計出一套適合刮板給煤機煤位的動態(tài)測量裝置。</p><p>　　3.2 刮板給煤機</p><p>　　刮板給煤機是利用可改變運動速度的刮板的運動，定量供煤的設(shè)備。是在刮板輸送機的密閉殼體內(nèi)，通過刮板鏈條的傳動，物料受擠壓產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力大于物料與刮板間的外摩擦力時，物料即反鏈條

49、一起運動，來連續(xù)輸送散狀物料的輸送設(shè)備。它是火力發(fā)電廠鍋爐制粉系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一。刮板給煤機輸送物料時,物料受到刮鏈條在運動方向的推力使物料間產(chǎn)生了內(nèi)摩擦力保證了料層之間的穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)它大于物料與槽壁之間的外摩擦力時物料就形成連續(xù)整體的料流,隨著刮板鏈條向前輸送。刮板給煤機廣泛應(yīng)用于電廠磨煤機前的給煤、煤粉配倉及除灰渣系統(tǒng)輸送飛灰和底渣，是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)中的重要輔機之一。其主要作用是將燃煤連續(xù)、均勻地送入磨煤機中。<

50、/p><p>　　圖3.2 刮板給煤機外觀</p><p>　　埋刮板給煤機工作原理：由給煤機主體和驅(qū)動裝置組成。其中給煤機主體包括：頭部箱體、進煤口箱體、標準節(jié)、調(diào)整節(jié)、出煤口箱體、閘門、刮板鏈條組和落煤接管。驅(qū)動裝置包括：減速器、電動機、電磁或變頻調(diào)速裝置。給煤時，驅(qū)動裝置通過鏈條帶動刮板運動，原煤在刮板推力和自身內(nèi)摩擦力作用下，形成一股高于刮板自身高度的連續(xù)物料流，不斷地從入料口輸送到出

51、料口，實現(xiàn)物料的輸送。其給煤量與電機轉(zhuǎn)速基本成線性關(guān)系，可通過電磁或變頻調(diào)速裝置調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)出力結(jié)構(gòu)特點本機采用全封閉箱式結(jié)構(gòu)，箱體與箱體之間采用全焊接形式，適于正負壓力狀態(tài)下運行，并設(shè)有斷鏈報警裝置。</p><p>　　3.3 刮板給煤機結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　刮板給煤機結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、密封性強、裝置維修比較方便;給煤量調(diào)節(jié)范圍大，適應(yīng)煤種廣，不易堵煤；密封性能好

52、，可在正壓下工作在廠房內(nèi)布置方便,長度可根據(jù)需要改變。刮板給煤機不但能水平輸送，也能傾斜或垂直提升輸送，也能單機輸送，而且能組合布置，串聯(lián)輸送；能多點加料，刮板給煤機也能多點卸料，給煤機工藝布置較為靈活，由于刮板給煤機殼體是封閉的,輸送易飛揚的有毒的易爆的高溫的物料時，刮板給煤機對改善工人的操作條件和防止環(huán)境污染等方面都有較突出優(yōu)點。</p><p>　　圖3.3 刮板給煤機結(jié)構(gòu)圖</p><

53、p>　　不過,刮板式給煤機也有其自身的缺點，在給煤機運行使用過程中，由于煤的粒徑及外表水的影響，或有時煤中混雜的大石頭、大木塊等異物堵塞等原因， 經(jīng)常出現(xiàn)給煤機煤層變厚、變薄、斷煤、堵煤，嚴重時甚至導(dǎo)致給煤機刮板被弄彎曲、撕裂，板鏈被拉斷，嚴重影響設(shè)備正常運行，降低了鍋爐系統(tǒng)運行的安全性。另外，在運行過程中，給煤機給煤量依靠變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來控制，但由于沒有給煤量測量裝置，無法知道煤量的準確數(shù)值，只能靠運行操作人員經(jīng)驗調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)

54、速來調(diào)節(jié)給煤量，無法準確調(diào)節(jié)給煤量，使送入鍋爐的燃煤與負荷所需相匹配，降低了鍋爐系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。</p><p>　　4 刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　針對刮板給煤機監(jiān)控要求，我們采用軟測量方法，以旋轉(zhuǎn)編碼器作為傳感器，以PLC作為計量裝置，以觸摸屏為監(jiān)控界面，研制了一套適合刮板給煤機煤量監(jiān)測裝置，該系統(tǒng)可以有效測量刮板給煤機給煤量，保證給煤機的安全運行。</p>

55、;<p>　　4.1 可編程邏輯控制器機型選擇</p><p>　　在本設(shè)計中我們將采用S7-200 PLC，S7-200 PLC是德國西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC，其許多功能達到大、中型PLC的水平，而價格卻和小型PLC一樣，它適用于各種行業(yè)、各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制自動化。</p><p><b>　　工業(yè)現(xiàn)場總線</b></p>

56、<p>　　圖4.1 S7-200 PLC 系統(tǒng)組成圖</p><p>　　主機單元：又稱基本單元或CPU主機模塊。它由CPU、存儲器、基本輸入輸出點和電源組成，是S7-200 PLC的主要組成部分，實際上它就是一個完整的控制系統(tǒng)，可以單獨完成一定的控制任務(wù)。</p><p>　　擴展單元：擴展單元也稱擴展模塊。當(dāng)主機I/O點數(shù)量不能滿足控制系統(tǒng)的要求時，用戶可以根據(jù)需要擴展各

57、種I/O模塊。根據(jù)I/O點數(shù)的數(shù)量不同、性質(zhì)不同、供電電壓不同，I/O擴展模塊有多種類型。每個CPU所能連接的擴展單元的數(shù)量和實際所能應(yīng)用的I/O點數(shù)由多種因素共同決定。</p><p>　　功能模塊：當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時，需要擴展功能模塊。</p><p>　　相關(guān)設(shè)備：相關(guān)設(shè)備是為充分和方便利用系統(tǒng)的硬件和軟件資源而開發(fā)、使用的一些設(shè)備，主要有編程設(shè)備、觸摸屏和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等

58、。</p><p>　　軟件：軟件是為管理和使用這些設(shè)備而開發(fā)的與之相配套的程序。對S7-200 PLC來說，與其配套的軟件主要有編程軟件STEP7-Micro/WIN和HMI人機界面的組態(tài)編程軟件ProTool、WinCC foexible。</p><p><b>　　4.2 旋轉(zhuǎn)編碼器</b></p><p>　　4.2.1 旋轉(zhuǎn)編碼器簡

59、介</p><p>　　在下文的給煤機厚度測量中，我們將用到旋轉(zhuǎn)傳感器，旋轉(zhuǎn)編碼器是集光機電技術(shù)于一體的速度位移傳感器。當(dāng)旋轉(zhuǎn)編碼器軸帶動光柵盤旋轉(zhuǎn)時，經(jīng)發(fā)光元件發(fā)出的光被光柵盤狹縫切割成斷續(xù)光線，并被接收產(chǎn)生初始信號。該信號經(jīng)后繼電器處理后，輸出脈沖或代碼信號。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)編碼器主要有兩種，一種是增量型，另一種是絕對型。 增量式編碼器是將位移轉(zhuǎn)換成周期性的電信號，再把這個電

60、信號轉(zhuǎn)變成計數(shù)脈沖，用脈沖的個數(shù)表示位移的大小。絕對式編碼器的每一個位置對應(yīng)一個確定的數(shù)字碼，因此它的示值只與測量的起始和終止位置有關(guān)，而與測量的中間過程無關(guān)。 旋轉(zhuǎn)增量式編碼器以轉(zhuǎn)動時輸出脈沖，通過計數(shù)設(shè)備來知道其位置，當(dāng)編碼器不動或停電時，依靠計數(shù)設(shè)備的內(nèi)部記憶來記住位置。這樣，當(dāng)停電后，編碼器不能有任何的移動，當(dāng)來電工作時，編碼器輸出脈沖過程中，也不能有干擾而丟失脈沖，不然，計數(shù)設(shè)備記憶的零點就會偏移，而且這種偏移的量是無從知道的

61、，只有錯誤的生產(chǎn)結(jié)果出現(xiàn)后才能知道。解決的方法是增加參考點，編碼器每經(jīng)過參考點，將參考位置修正進計數(shù)設(shè)備的記憶位置。在參考點以前，是不能保證位置的準確性的。為此，在工控中就有每次操作先找參考點，開機找零等方法。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)編碼器在實際應(yīng)用中有許多優(yōu)點。信息化：除了定位，控制室還可知道其具體位置；柔性化：定位可以在控制室柔性調(diào)整；安裝方便和安全、編碼器使用壽命長。一個旋轉(zhuǎn)編碼器，可以測量從幾個微米到幾

62、十米幾百米的距離。多個工位，只要選用一個旋轉(zhuǎn)編碼器，就可以避免使用多個接近開關(guān)、光電開關(guān)，解決現(xiàn)場機械安裝麻煩，容易被撞壞和遭高溫、水氣的困擾等一系列問題。由于是光電碼盤，無機械損耗，只要安裝位置準確，其使用壽命往往很長；多功能化：除了定位，還可以遠傳當(dāng)前位置，換算運動速度，對于變頻器，步進電機等的應(yīng)用尤為重要；經(jīng)濟化：對于多個控制工位，只需一個旋轉(zhuǎn)編碼器，安裝、維護、損耗成本降低，使用壽命增長。</p><p>

63、;　　4.2.2 旋轉(zhuǎn)型編碼器工作原理</p><p>　　由一個中心有軸的光電碼盤，其上有環(huán)形通、暗的刻線，有光電發(fā)射和接收器件讀取,獲得四組正弦波信號組合成A、B、C、D,每個正弦波相差90度相位差（相對于一個周波為360度），將C、D信號反向，疊加在A、B兩相上，可增強穩(wěn)定信號；另每轉(zhuǎn)輸出一個Z相脈沖以代表零位參考位。 </p><p>　　由于A、B兩相相差90度，可通過比較A相在

64、前還是B相在前，以判別編碼器的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)，通過零位脈沖，可獲得編碼器的零位參考位。</p><p>　　4.3 刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計思路</p><p>　　4.3.1 刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計概要</p><p>　　在國內(nèi)的電廠應(yīng)用中，目前大約有百分之三十的給煤機采取的是刮板式給煤機，由于給煤機是火力發(fā)電廠燃燒系統(tǒng)的重要的輔助設(shè)備，所以對給煤機運行中瞬時煤量和累

65、計煤量的測量尤為重要，準備的檢測給煤量，可以通過瞬時煤量與鍋爐負荷要求煤量相對比，控制給煤機電機速度的方法，來精確的調(diào)節(jié)給煤機的給煤量，從而實現(xiàn)鍋爐的穩(wěn)定運行。</p><p>　　目前電廠給煤系統(tǒng)中煤量計量主要應(yīng)用電子皮帶秤，但是其安裝和計量要求條件不適合刮板給煤機的具體結(jié)構(gòu)，在刮板給煤機上無法得到實際應(yīng)用。目前刮板給煤機沒有煤量測量裝置，只能靠運行人員根據(jù)經(jīng)驗調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速來控制給煤量。由于煤的粒徑不同造成給煤

66、機煤層變厚、變薄，瞬時煤量不均勻，致使鍋爐燃燒系統(tǒng)運行不穩(wěn)定，因此，需要采用一種新的測量方法來檢測煤量。</p><p>　　針對第三章中刮板給煤機的優(yōu)缺點，為了提高鍋爐運行安全性，節(jié)約原料，經(jīng)過鐵嶺電廠的實習(xí)考察研究分析，本文在原給煤機設(shè)備上采用角位移傳感器作為主要測量元件，并采用變準信號傳輸，將以此測量元件信號上傳至就地PLC，PLC內(nèi)部計算出瞬時值和累計值后傳送給DCS系統(tǒng)。硬件結(jié)構(gòu)圖如下圖所示： <

67、/p><p>　　信號上傳 控制指令</p><p>　　角位移 電機轉(zhuǎn) 電機轉(zhuǎn)</p><p>　　傳感器 速反饋 速控制</p><p>　　圖4.2 刮板給煤機給煤量監(jiān)測系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　4.3.2 刮板給煤機控制系統(tǒng)給煤量測量原理</p><p>　　由

68、于刮板給煤機的組成結(jié)構(gòu)特點，在現(xiàn)場應(yīng)用中無法通過稱重的方法直接測出給煤量，皮帶秤無法在刮板給煤機中無法得到廣泛應(yīng)用，因此，我們采取數(shù)學(xué)的方法，利用角度和速度測量，通過公式計算，來對瞬時給煤量進行測量，同時根據(jù)積分，進而求出累計給煤量。</p><p>　　給煤量的流量計算公式如式（4.1）所示</p><p>　　G=hvbρ

69、 （4.1）</p><p>　　式中 G —— 單位時間內(nèi)通過的給煤量，kg/s；</p><p>　　h —— 煤層厚度的測量，m；</p><p>　　b —— 給煤機中煤層的寬度，m；</p><p>　　ρ —— 給煤機中煤層的密度，kg/ m³。</p><p>　

70、　通過測出煤層厚度、煤層運行速度、煤層的寬度和煤層的密度來算出給煤量，由于煤層的寬度,煤層的密度為已知量，事先已存儲在plc內(nèi)部程序中，當(dāng)須有的時候從plc程序中選擇調(diào)用，所以只需測的煤層厚度和運動速度即可算出單位時間內(nèi)的瞬時給煤量，進而求出累計給煤量。</p><p>　　4.4 給煤機煤層厚度的測量</p><p>　　4.4.1刮板給煤機控制系統(tǒng)中角位移傳感器工作原理</p&

71、gt;<p>　　角位移傳感器是把對角度測量轉(zhuǎn)換成其他物理量的測量, 該傳感器采用特殊形狀的轉(zhuǎn)子和線繞線圈，模擬線性可變差動傳感器(LVDT)的線性位移，有較高的可靠性和性能，轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生線性輸出信號，圍繞出廠預(yù)置的零位移動±60(總共120)度。此輸出信號的相位指示離開零位的位移方向。</p><p><b>　　1</b></p><p

72、>　　- 5V + 3</p><p><b>　　1 </b></p><p><b>　　3</b></p><p><b>　　2</b></p><p>　　圖4.3角位移傳感器簡化原理圖</p><p>　

73、　根據(jù)刮板給煤機的組成結(jié)構(gòu)特點，由于我們無法在現(xiàn)場實際應(yīng)用中通過稱重的方法直接測出給煤量，因此，我們結(jié)合刮板給煤機的結(jié)構(gòu)，采用了軟測量的方法，對刮板給煤機通過測量某些參數(shù)間接算出給煤量。在給煤機煤層上方安裝一個煤流擋板，上端固定一個自由轉(zhuǎn)動軸，下端靠重力下垂，安裝時讓下端垂入煤層。在擋板上方安裝一個角位移傳感器，在傳感器轉(zhuǎn)動軸上安裝高精度編碼器，當(dāng)煤層觸動擋板轉(zhuǎn)動時，通過角位移傳感器測出擋板偏離的角度，使編碼器輸出的脈沖隨角度成比例變化

74、，繼而用PLC高速計數(shù)輸入端和高速計數(shù)器計量脈沖數(shù)，通過PLC程序計算出角度。</p><p>　　4.4.2 給煤機煤層厚度測量方法</p><p>　　在給煤機煤層上方垂直安裝一塊擋板，在擋板的上方頂端安裝一個軸，使擋板可以沿著軸轉(zhuǎn)動，下圖為給煤機煤層厚度測量方法示意圖：</p><p>　　圖4.4 煤層厚度測量方法示意圖</p><p&g

75、t;　　當(dāng)煤層在刮板的帶動下向前運動時，擋板在煤層的帶動下沿著頂端的軸旋轉(zhuǎn)，和頂端垂直的方向產(chǎn)生了一個夾角α，通過余弦原理，可求出煤層厚度。</p><p>　　煤層厚度的計算如式（4.2）所示</p><p>　　h=H-LCOSα （4.2）</p><p>　　式中 h —— 給煤

76、機煤層的厚度，m；</p><p>　　H —— 擋板頂端據(jù)刮板底端的距離，m；</p><p>　　L —— 擋板的長度，m；</p><p>　　α ——給煤機擋板偏轉(zhuǎn)的角度。</p><p>　　4.5 給煤機煤層運行速度的測量</p><p>　　在驅(qū)動鏈條的電動機上裝上旋轉(zhuǎn)編碼器，讓S7-200的PLC中的高

77、速脈沖卡中接受編碼器信號，繼而轉(zhuǎn)成轉(zhuǎn)速信號，再通過運算，求出變速齒輪變比，則可得到鏈條的移動速度。煤層的運動速度等于給煤機鏈條的運動速度減去煤層與鏈條的相對速度，由于煤層與鏈條的相對速度可以從實際經(jīng)驗或反復(fù)試驗中獲得，所以可以通過旋轉(zhuǎn)編碼器求出鏈條速度，并用其相減鏈條的相對速度來求出給煤機煤層運行速度，繼而求出單位時間內(nèi)給煤機給煤量的多少。</p><p>　　由于旋轉(zhuǎn)設(shè)備的工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，振動劇烈，所以使用接

78、近開關(guān)作為傳感器。因為它具有不怕灰塵，工作溫度范圍寬，檢測距離大，使用方便，內(nèi)置靈敏度調(diào)節(jié)電位器和補償電極，輸出狀態(tài) LED 顯示，且體積小，價格低。如果旋轉(zhuǎn)設(shè)備主軸上沒有適合檢測齒輪，則需增設(shè)一個專用齒輪，只需保證測速齒輪與旋轉(zhuǎn)設(shè)備同軸同步轉(zhuǎn)動。為保證測量精度建議測速齒輪齒數(shù)為偶數(shù)(本例取100個齒)，且齒隙盡可能小。接近開關(guān)對測速齒輪材料要求不高，只要是導(dǎo)磁材料，齒厚大于2mm就可。把接近開關(guān)固定在距齒輪齒頂圓2mm的導(dǎo)引固定架上

79、,當(dāng)測速齒輪隨主軸轉(zhuǎn)動，每個齒經(jīng)過接近開關(guān)的正前方時，產(chǎn)生磁通量的變化，通過故態(tài)磁性傳感元件獲得信號，經(jīng)內(nèi)置放大整形電路，輸出幅度穩(wěn)定的方波信號。</p><p>　　接近開關(guān)電路原理圖如下圖所示：</p><p>　　圖4.5 接近開關(guān)電路原理圖</p><p>　　采用高速計數(shù)器對接近開關(guān)輸出的脈沖進行計數(shù)。</p><p>　　給煤機轉(zhuǎn)

80、速的計算如式（4.3）所示</p><p>　　n = 60f/Z （4.3）</p><p>　　式中 n —— 給煤機齒輪的轉(zhuǎn)速，r/m in；</p><p>　　f —— 出信號頻率，HZ；</p><p>　　Z —— 測速齒輪齒數(shù)。<

81、;/p><p>　　如果每15ms(在1～255ms可任取)讀取一次高速計數(shù)器的話。設(shè)15ms輸出脈沖數(shù)為N ,則轉(zhuǎn)速與15m s輸出脈沖數(shù)的關(guān)系為 : </p><p>　　n = 60f/Z =60/100 * N*1000/15 = 40N</p><p>　　假設(shè)旋轉(zhuǎn)設(shè)備額定轉(zhuǎn)速為1000r/min時，兩次讀數(shù)值的差為：</p><p&g

82、t;　　100*1000/60 * 15/1000=25（脈沖）</p><p>　　此時，測量精度為4r/min。</p><p>　　5 刮板給煤機控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計</p><p>　　5.1 刮板給煤機控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　遠程 就地</p&g

83、t;<p><b>　　停機</b></p><p>　　是 否</p><p>　　圖5.1 刮板給煤機控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　5.2 刮板給煤機控制系統(tǒng)I/O表</p><p>　　5.3 刮板給煤機控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　5.3.1

84、 刮板給煤機梯形圖程序</p><p><b>　　主程序</b></p><p><b>　　SBR_0</b></p><p><b>　　SBR_1</b></p><p><b>　　INT_0</b></p><p>　　

85、5.2.2刮板給煤機控制系統(tǒng)梯形圖工作過程分析</p><p>　　6 刮板給煤機控制系統(tǒng)組態(tài)圖設(shè)計</p><p>　　6.1 嵌入版組態(tài)軟件MCGS</p><p>　　6.1.1 嵌入式組態(tài)軟件MCGS簡介</p><p>　　MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基礎(chǔ)上開發(fā)的，專門應(yīng)用于嵌入式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，MCGS嵌入版包括組

86、態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分，它的組態(tài)環(huán)境能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，運行環(huán)境則是在實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE中運行。適應(yīng)于應(yīng)用系統(tǒng)對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性能有嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。此外MCGS嵌入版還帶有一個模擬運行環(huán)境環(huán)境，用于對

87、組態(tài)后的工程進行模擬測試，方便用戶對組態(tài)過程的調(diào)試。</p><p>　　6.1.2 主控窗口</p><p>　　MCGS嵌入版的主控窗口是組態(tài)工程的主窗口，它相當(dāng)于一個大的容器，可以放置一個設(shè)備窗口和多個用戶窗口，負責(zé)這些窗口的管理和調(diào)度，并調(diào)度用戶策略的運行。同時主控窗口又是組態(tài)工程結(jié)構(gòu)的主框架，可在主控窗口內(nèi)設(shè)置系統(tǒng)運行流程及特征參數(shù)，方便用戶的操作。</p><

88、;p>　　在MCGS嵌入版中，一個應(yīng)用系統(tǒng)只允許有一個主控窗口，主控窗口是作為一個獨立的對象存在的，其強大的功能和復(fù)雜的操作都被封裝在對象的內(nèi)部，組態(tài)時只需對主控窗口的屬性進行正確地設(shè)置即可。</p><p>　　6.1.3 設(shè)備窗口</p><p>　　設(shè)備窗口是MCGS嵌入版系統(tǒng)的重要組成部分，在設(shè)備窗口中建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接關(guān)系，使系統(tǒng)能夠從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)

89、備的工作狀態(tài)，實現(xiàn)對工業(yè)過程的實時監(jiān)控。</p><p>　　在MCGS嵌入版中，一個用戶工程只允許有一個設(shè)備窗口。運行時，由主控窗口負責(zé)打開設(shè)備窗口，而設(shè)備窗口是不可見的，在后臺獨立運行，負責(zé)管理和調(diào)度設(shè)備構(gòu)件的運行。</p><p>　　對已經(jīng)編好的設(shè)備驅(qū)動程序，MCGS嵌入版使用設(shè)備構(gòu)件管理工具進行管理。單擊在MCGS嵌入版組態(tài)環(huán)境中“工具”菜單下的“設(shè)備構(gòu)件管理”項，將彈出如下圖所

90、示的設(shè)備管理窗口：</p><p>　　圖6.1 昆侖組態(tài)設(shè)備管理圖</p><p>　　設(shè)備管理窗口中提供了上百種的設(shè)備驅(qū)動程序，方便用戶快速找到適合自己的設(shè)備驅(qū)動程序，還可以完成所選設(shè)備在Windows中的登記和刪除登記等工作。</p><p>　　6.1.4 用戶窗口</p><p>　　MCGS嵌入版系統(tǒng)組態(tài)的一項重要工作就是用生動的

91、圖形界面、逼真的動畫效果來描述實際工程問題。在用戶窗口中，通過對多個圖形對象的組態(tài)設(shè)置，建立相應(yīng)的動畫連接，用清晰生動的畫面反映工業(yè)控制過程。</p><p>　　用戶窗口是由用戶來定義的、用來構(gòu)成MCGS嵌入版圖形界面的窗口。用戶窗口是組成MCGS嵌入版圖形界面的基本單位，所有的圖形界面都是由一個或多個用戶窗口組合而成的，它的顯示和關(guān)閉由各種功能構(gòu)件(包括動畫構(gòu)件和策略構(gòu)件)來控制。</p>&l

92、t;p>　　用戶窗口相當(dāng)于一個“容器”，用來放置圖元、圖符和動畫構(gòu)件等各種圖形對象，通過對其組態(tài)設(shè)置，建立與實時數(shù)據(jù)庫的連接，來完成圖形界面的設(shè)計工作。</p><p>　　圖形對象放置在用戶窗口中，是組成用戶應(yīng)用系統(tǒng)圖形界面的最小單元。MCGS嵌入版中的圖形對象包括圖元對象、圖符對象和動畫構(gòu)件三種類型，不同類型的圖形對象有不同的屬性，所能完成的功能也各不相同。圖形對象可以從MCGS嵌入版提供的繪圖工具箱和

93、常用圖符工具箱中選取，如下圖，在繪圖工具箱中提供了常用的圖元對象和動畫構(gòu)件，在常用圖符工具箱中提供了常用圖形。</p><p>　　圖6.2 原件庫管理圖</p><p>　　6.1.5 動畫構(gòu)件</p><p>　　所謂動畫構(gòu)件，實際上就是將工程監(jiān)控作業(yè)中經(jīng)常操作或觀測用的一些功能性器件軟件化，做成外觀相似、功能相同的構(gòu)件，存入MCGS嵌入版的“工具箱”中，供用戶

94、在圖形對象組態(tài)配置時選用，完成一個特定的動畫功能。</p><p>　　動畫構(gòu)件本身是一個獨立的實體，它比圖元和圖符包含有更多的特性和功能，它不能和其它圖形對象一起構(gòu)成新的圖符。</p><p>　　MCGS嵌入版目前提供的動畫構(gòu)件有：</p><p>　　1）輸入框構(gòu)件：用于輸入和顯示數(shù)據(jù)；</p><p>　　2）標簽構(gòu)件：用于顯示文本、

95、數(shù)據(jù)和實現(xiàn)動畫連接相關(guān)的一些操作；</p><p>　　3）流動塊構(gòu)件：實現(xiàn)模擬流動效果的動畫顯示；</p><p>　　4）百分比填充構(gòu)件：實現(xiàn)按百分比控制顏色填充的動畫效果；</p><p>　　5）標準按鈕構(gòu)件：接受用戶的按鍵動作，執(zhí)行不同的功能；</p><p>　　6）動畫按鈕構(gòu)件：顯示內(nèi)容隨按鈕的動作變化；</p>

96、<p>　　7）旋鈕輸入構(gòu)件：以旋鈕的形式輸入數(shù)據(jù)對象的值；</p><p>　　8）滑動輸入器構(gòu)件：以滑動塊的形式輸入數(shù)據(jù)對象的值；</p><p>　　9）旋轉(zhuǎn)儀表構(gòu)件：以旋轉(zhuǎn)儀表的形式顯示數(shù)據(jù)；</p><p>　　10）動畫顯示構(gòu)件：以動畫的方式切換顯示所選擇的多幅畫面；</p><p>　　11）實時曲線構(gòu)件：顯示數(shù)據(jù)對象

97、的實時數(shù)據(jù)變化曲線；</p><p>　　12）歷史曲線構(gòu)件：顯示歷史數(shù)據(jù)的變化趨勢曲線；</p><p>　　13）報警顯示構(gòu)件：顯示數(shù)據(jù)對象實時產(chǎn)生的報警信息；</p><p>　　14）自由表格構(gòu)件：以表格的形式顯示數(shù)據(jù)對象的值；</p><p>　　15）歷史表格構(gòu)件：以表格的形式顯示歷史數(shù)據(jù)，可以用來制作歷史數(shù)據(jù)報表；</p&

98、gt;<p>　　16）存盤數(shù)據(jù)瀏覽構(gòu)件：用表格形式瀏覽存盤數(shù)據(jù)；</p><p>　　17）組合框構(gòu)件：以下拉列表的方式完成對大量數(shù)據(jù)的選擇；</p><p>　　6.1.6 實時數(shù)據(jù)庫</p><p><b>　　1）數(shù)據(jù)對象的概念</b></p><p>　　在MCGS嵌入版中，數(shù)據(jù)不同于傳統(tǒng)意義的數(shù)

99、據(jù)或變量，以數(shù)據(jù)對象的形式來進行操作與處理。數(shù)據(jù)對象它不僅包含了數(shù)據(jù)變量的數(shù)值特征，還將與數(shù)據(jù)相關(guān)的其它屬性（如數(shù)據(jù)的狀態(tài)、報警限值等）以及對數(shù)據(jù)的操作方法（如存盤處理、報警處理等）封裝在一起，作為一個整體，以對象的形式提供服務(wù)，這種把數(shù)值、屬性和方法定義成一體的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)對象。</p><p>　　2）實時數(shù)據(jù)庫的概念</p><p>　　在MCGS嵌入版中，用數(shù)據(jù)對象來描述系統(tǒng)中的實

100、時數(shù)據(jù)，用對象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義上的值變量，數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理的所有數(shù)據(jù)對象集合稱實時數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動外部設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫；由用戶窗口組成的圖形對象，與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象建立連接關(guān)系，以動畫形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化；運行策略通過策略構(gòu)件，對數(shù)據(jù)進行操作和處理。如下圖所示：</p><p>　　圖6.3 實時數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)流程</p>

101、<p>　　6.1.7 運行策略</p><p>　　所謂“運行策略”，是用戶為實現(xiàn)對系統(tǒng)運行流程自由控制所組態(tài)生成的一系列功能塊總稱。MCGS嵌入版為用戶提供了進行策略組態(tài)的專用窗口和工具箱。</p><p>　　運行策略的建立，使系統(tǒng)能夠按照設(shè)定的順序和條件，操作實時數(shù)據(jù)庫，控制用戶窗口的打開、關(guān)閉以及設(shè)備構(gòu)件的工作狀態(tài)，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)工作過程精確控制及有序調(diào)度管理的目的。

102、</p><p>　　6.2 刮板給煤機控制系統(tǒng)組態(tài)圖畫面</p><p><b>　　6.2.1 主界面</b></p><p>　　下圖為刮板給煤機控制系統(tǒng)的主界面圖，也是待機畫面，它是用來切換至各畫面。通過MCGS嵌入式組態(tài)環(huán)境的工作臺上的用戶窗口建立一個新的窗口，利用工具箱上的標準按鈕工具制作出鏈接各畫面的按鈕，與各畫面做相應(yīng)的鏈接。在

103、待機情況下，切換面板隱藏，當(dāng)想切換各個窗口時，單擊展開，則會出現(xiàn)切換面板，通過切換面板切換至各畫面。主畫面組態(tài)圖如下圖所示：</p><p>　　圖6.4 刮板給煤機控制系統(tǒng)主界面圖</p><p>　　6.2.2 參數(shù)標定界面</p><p>　　下圖為刮板給煤機參數(shù)標定界面，它用來設(shè)定煤層寬度、煤層密度、擋板長度、擋板高度等已知量的界面，通過參數(shù)的標定，來通過程

104、序算出給煤量，監(jiān)控刮板給煤機，使刮板給煤機控制系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。</p><p>　　圖6.5 刮板給煤機參數(shù)標定界面圖</p><p>　　6.2.3 監(jiān)視畫面</p><p>　　下圖為刮板給煤機監(jiān)視畫面，通過畫面可以方便的查看給煤機的運行狀態(tài)，來完成刮板給煤機的監(jiān)控功能。在畫面中，按下啟動按鈕，則刮板給煤機皮帶啟動運行，通過畫面可以看到擋板偏轉(zhuǎn)角度，給煤機運行

105、速度，瞬時煤量和累計煤量的實時顯示，及時對刮板給煤機進行監(jiān)控。并設(shè)有賭煤報警、電機過載、超溫、電源失電、欠速、傳感器故障等報警和保護功能。</p><p>　　圖6.6 刮板給煤機控制系統(tǒng)監(jiān)視畫面圖</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　大學(xué)生活的最后一個學(xué)期，在老師的耐心指導(dǎo)和同學(xué)們的悉心幫助下，我完成了大學(xué)時代的最后

106、一門科目—畢業(yè)設(shè)計。一學(xué)期，看似漫長，卻又很短暫。經(jīng)過這一學(xué)期的學(xué)習(xí)與設(shè)計，我收獲頗豐，設(shè)計完成后，我不僅對大學(xué)四年所學(xué)到的知識有了更深一步的理解，也使我收獲了許多課堂內(nèi)學(xué)不到的內(nèi)容，更使我把所學(xué)知識與實際應(yīng)用很好的結(jié)合起來，使我對未來的學(xué)習(xí)和工作充滿了信心。</p><p>　　我所設(shè)計的題目是基于PLC的刮板給煤機控制系統(tǒng)設(shè)計，剛拿到題目的時候，由于之前沒有太多的實踐經(jīng)歷，對火電廠刮板給煤機比較生疏，所以不知

107、該如何下手。通過圖書館和互聯(lián)網(wǎng)，我查閱了許多關(guān)于所設(shè)計題目的相關(guān)文獻，李老師也在課余時間為我們尋找了豐富的資料，這使我對課題有了一定程度的了解，做設(shè)計也得心應(yīng)手起來。在設(shè)計期間，我遇到了很多問題，譬如對外文資料的選擇及翻譯不夠清楚明白，對傳感器知識運用不夠熟練，對組態(tài)畫面操作生疏等，其中最難處理的問題是刮板給煤機給煤量測取問題，由于我所設(shè)計的刮板給煤機本身的結(jié)構(gòu)特點，無法采用傳統(tǒng)的稱重方式來對給煤量進行計量。老師了解我所設(shè)計的困難后，為

108、我提出了軟測量等多種建議，并給我了耐心的指導(dǎo)和幫助，使我很快的設(shè)計出方案，并最終克服了難題。</p><p>　　通過這次設(shè)計，我學(xué)到了很多課本內(nèi)和課本外的知識，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力，畢業(yè)設(shè)計是一項很負責(zé)的過程，在設(shè)計中要嚴格的分析與實驗，也需要有良好的信心和耐心，這樣所設(shè)計的題目才能得到更好的完善和發(fā)揮，這次設(shè)計過后，我懂得了要嚴謹?shù)乃伎?，一絲不茍做事，也體會了遇到困難擁有不懈精神的重要性。在遇到困難時，我

109、們不應(yīng)該退縮，無論困難如巍峨的峻嶺，亦或洶涌的洪濤，我們都應(yīng)當(dāng)冷靜的對待，分析困難，找到困難的突破口，迎難而上，那么再大的困難也會被我們踩在腳下，妥善解決，迎刃而解。</p><p>　　一學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計就這樣結(jié)束了，我會牢牢記住此次課程設(shè)計，記住老師的諄諄教誨，我會將此次所學(xué)到的知識運用到以后的工作中，來不斷完善自己，在未來取得更好的成績。我們即將走出校園，步入社會，未來將不會有老師的庇佑，不會有同學(xué)的幫助，我