倉(cāng)泵進(jìn)出料PLC控制及其上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)(共25頁(yè))

1、目 錄1引言(ynyn)1.1 課題(kt)簡(jiǎn)介11.2 燃煤發(fā)電廠(chǎng)除灰概述(i sh) 1 1.3 氣力除灰技術(shù)簡(jiǎn)介 22 大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)簡(jiǎn)介4 2.1 系統(tǒng)流程42.2 系統(tǒng)布置53 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7 3.1 上引式倉(cāng)泵的工作過(guò)程7 3.2 PLC設(shè)計(jì)83.2.1西門(mén)子S7-300PLC簡(jiǎn)介8 3.2.2 PLC的工作原理143.2.3 PLC的硬件設(shè)計(jì)及選型163.2.5 PLC的I/O表20 3.2.6 PLC設(shè)計(jì)梯形圖24 3.2.6.1自動(dòng)操作梯形圖24 3.2.6.2手動(dòng)操作過(guò)程23中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2007屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 PAGE 33頁(yè)1引言(ynyn)1課題(kt)簡(jiǎn)

2、介倉(cāng)泵進(jìn)料、出料過(guò)程(guchng)是燃煤電廠(chǎng)氣力除灰的很重要的一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，主要包括三種工作情況：進(jìn)料、出料和堵灰。本課題研究的主要是倉(cāng)泵進(jìn)出料的PLC控制系統(tǒng)以及其上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在PLC系統(tǒng)中分為手動(dòng)和自動(dòng)兩部分操作，手動(dòng)操作是在測(cè)試和排出故障時(shí)才使用。PLC硬件是采用的是西門(mén)子公司的S7-300。上位機(jī)組態(tài)設(shè)計(jì)也分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種操作，軟件是采用的北京昆侖自動(dòng)化軟件科技有限公司的MCGS。本系統(tǒng)的上位機(jī)系統(tǒng)與以往的上位機(jī)設(shè)計(jì)最明顯的改進(jìn)是：語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)，視頻監(jiān)視功能，互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)視功能，可以完全實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人操作，有效避免了對(duì)員工的身體危害。1.2 燃煤發(fā)電廠(chǎng)除灰概述 煤炭是由各種

3、物質(zhì)組成的，其中有一部分為不可燃燒的礦物質(zhì)。這種不可燃燒的礦物質(zhì)，一般通稱(chēng)為煤的成分。煤經(jīng)燃燒后，灰分被分解析出，冷卻后成為灰渣。它是由硅、鋁、鈣、鎂、鐵等氧化物組成的礦物殘?jiān)?煤的成分來(lái)源于生成煤的植物所固有的礦物雜質(zhì)，以及因地殼變化隨植物帶入的泥沙雜質(zhì)，并在碳化過(guò)程中與可燃物質(zhì)化合在一起，只有經(jīng)過(guò)高溫燃燒才能分解析出，這是煤的灰分的主要部分。另外，煤在開(kāi)采和運(yùn)輸過(guò)程中，還混入一些矸石、頁(yè)巖、巖石等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)也是煤中灰分的一部分。煤的灰分含量是衡量媒質(zhì)優(yōu)劣的主要指標(biāo)之一。煤的灰分含量越高，煤的發(fā)熱量越低。對(duì)于灰分含量在12%以下的各種原煤或洗混煤，稱(chēng)為高灰分的低質(zhì)煤。另外，灰分含量為1

4、640%的煤泥、水采煤泥和灰分含量在32%以上的洗中煤，亦稱(chēng)為低質(zhì)煤。目前，我國(guó)動(dòng)力用煤，一般為未經(jīng)洗選或篩選的原煤，灰分含量多在25%左右，高者達(dá)4050%。燃用低質(zhì)煤的電廠(chǎng)，宜燒含灰量較低的原煤或經(jīng)過(guò)篩選加工的煤。送入鍋爐內(nèi)的燃煤所含的灰分沒(méi)，在煤燃燒后都要通過(guò)不同的形式排除出來(lái)，從鍋爐排出來(lái)的灰渣量，為送入爐內(nèi)燃煤量的灰量。實(shí)際上，煤在燃燒過(guò)程中，還會(huì)有一部分固態(tài)的可燃物質(zhì)沒(méi)有燃燒，并化合于灰渣中，因此鍋爐實(shí)際排出的灰渣量，就還包括這部分可燃物質(zhì)。在鍋爐排出的灰渣量中，除有一部分灰量隨煙氣排至大氣外，其余都將由除灰系統(tǒng)排出。燃煤發(fā)電廠(chǎng)的除灰，大體上可分為水力(shul)除灰、氣力除灰和機(jī)

5、械除灰三種方式。采用哪一種除灰方式，要從電廠(chǎng)的實(shí)際情況出發(fā)，根據(jù)灰渣量、灰渣性質(zhì)、排灰去向和自然條件等方面來(lái)選擇確定。一般電廠(chǎng)多采用水力除灰方式，當(dāng)有部分或全部灰要供給綜合利用時(shí)，宜采用氣力(ql)除灰方式。如采用一種除灰方式不能滿(mǎn)足送灰要求時(shí)，可以采用兩種或者三種(sn zhn)聯(lián)合的除灰方式。3 氣力除灰概述氣力除灰是以空氣為介質(zhì)，通過(guò)壓送或抽吸設(shè)備及其管道，輸送粉粒狀灰的一種干式除灰方式。干灰呈松散狀態(tài)，流動(dòng)性好，易于裝卸和吹送。氣力除灰輸送設(shè)備比較簡(jiǎn)單，除塵器集灰斗與輸送設(shè)備之間，有的是通過(guò)螺旋給料（干灰）機(jī)或空氣斜槽連接，有的則是把輸送設(shè)備或抽灰裝置直接裝在除塵器的集灰斗下部。由于氣

6、力除灰輸送單位重量干灰所需要的空氣量少，與輸送同樣灰量的一般水方式除灰系統(tǒng)相比，輸送管道直徑要小的多，所以管道的布置、敷設(shè)都比較方便靈活，除灰管道既能把各個(gè)排灰點(diǎn)集中往一個(gè)方向輸送，又可以把灰分別送往各個(gè)用灰點(diǎn)或轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)。另外，氣力除灰系統(tǒng)從進(jìn)灰到排灰的全部輸送過(guò)程容易控制，可按輸送的程序采用自動(dòng)起停，運(yùn)行管理比較方便。主要缺點(diǎn)是輸送距離短，管道磨損快，易堵灰不適于干渣的輸送。有的電廠(chǎng)為了滿(mǎn)足灰渣綜合利用的工廠(chǎng)連續(xù)用灰，還配備了運(yùn)輸干灰的槽罐車(chē)，作為除灰系統(tǒng)故障時(shí)的備用。氣力除灰系統(tǒng)分為正壓和負(fù)壓兩類(lèi)系統(tǒng)。簡(jiǎn)言之，管內(nèi)壓力大于大氣壓力者稱(chēng)為正壓，反之則為負(fù)壓。近20年來(lái)，氣力輸送技術(shù)在我國(guó)燃煤電

7、廠(chǎng)中的應(yīng)用進(jìn)入了快速發(fā)展階段。這主要得益于三大有利背景：（1）國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。80年代以來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的全面復(fù)興推動(dòng)了國(guó)內(nèi)建材工業(yè)的高速發(fā)展，從而為干灰在建工、建材等領(lǐng)域的應(yīng)用開(kāi)辟了前所未有的市場(chǎng)。（2）環(huán)保需要。傳統(tǒng)水力除灰技術(shù)存在耗水量高、水體污染嚴(yán)重、灰場(chǎng)占地大、濕度利用效益低等一系列缺陷，隨著我國(guó)水資源、土地資源的日益緊缺以及國(guó)家環(huán)境保護(hù)法律、法規(guī)的出臺(tái)，氣力除灰技術(shù)日益得到重視。（3）電除塵技術(shù)的廣泛應(yīng)用。電除塵器在國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)大面積推廣應(yīng)用始于70年代。電除塵器對(duì)于粉灰煤的綜合利用(znghlyng)具有不可替代的三大優(yōu)勢(shì)： = 1 * GB3 干式(n sh)收塵，使粉灰煤得以保

8、持原有的良好活性； = 2 * GB3 收塵效率高，可以最大限度地將利用最高的細(xì)微灰粒收集(shuj)下來(lái)； = 3 * GB3 自身的多電場(chǎng)收塵結(jié)構(gòu)具有相對(duì)干灰進(jìn)行粒徑分級(jí)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)粗、中、細(xì)灰分除、分儲(chǔ)和分用?？梢灶A(yù)見(jiàn)，隨著我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施和環(huán)境保護(hù)、粉煤灰綜合利用的發(fā)展，燃煤電廠(chǎng)氣力除灰技術(shù)應(yīng)用前景將會(huì)越來(lái)越好。2大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)(xtng)簡(jiǎn)介大倉(cāng)泵正壓氣力(ql)除灰系統(tǒng)是以壓縮空氣(ysu kngq)作為輸送介質(zhì)，將干灰輸送到灰?guī)旎蚱渌付ǖ攸c(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)燃煤電廠(chǎng)應(yīng)用最早、最廣泛的一種氣力除灰方式。像其他氣力除灰系統(tǒng)一樣，大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)由供料設(shè)備、氣源設(shè)備

9、和集料設(shè)備三大基本功能組分以及管道、控制系統(tǒng)等構(gòu)成。不同類(lèi)型的氣力除灰系統(tǒng)采用的功能設(shè)備的類(lèi)型、性能以及布置形式是不同的。大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)的核心設(shè)備是倉(cāng)式氣力輸送泵，電動(dòng)鎖氣器是與之相配套的前置供料器；氣源設(shè)備采用較多的是空壓機(jī)組、羅茨風(fēng)機(jī)或其他高壓風(fēng)機(jī)；集料設(shè)備是結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的布袋收塵，布袋收塵器通常安裝在灰?guī)斓膸?kù)頂，也可以根據(jù)需要直接安裝于用灰現(xiàn)場(chǎng)。根據(jù)倉(cāng)泵配置方式的不同，大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)分為集中供料式和直聯(lián)供料式兩種類(lèi)型。集中供料系統(tǒng)是指多只灰斗共用一臺(tái)倉(cāng)泵，俗稱(chēng)大倉(cāng)泵系統(tǒng)，本文設(shè)計(jì)的對(duì)象就是該系統(tǒng)；直聯(lián)供料式系統(tǒng)是指每一只灰斗單獨(dú)配置一臺(tái)倉(cāng)泵，這種系統(tǒng)因倉(cāng)泵的容積較小，因而

10、習(xí)慣上稱(chēng)之為小倉(cāng)泵系統(tǒng)。2.1 系統(tǒng)流程 大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)的工藝流程：干灰從電除塵器（EP）灰斗流出，經(jīng)閘板閥、電動(dòng)鎖氣器，進(jìn)入干灰集中設(shè)備，干灰集中設(shè)備將來(lái)自若干不同灰斗的干灰集中輸送給一臺(tái)倉(cāng)泵。在倉(cāng)泵內(nèi)干灰與壓縮空氣混合，使干灰呈懸浮狀態(tài)，并經(jīng)輸灰管道直接打入灰?guī)?。大部分干灰直接落入?kù)底，少量會(huì)隨乏氣進(jìn)入安裝于庫(kù)頂?shù)幕掖諌m器，細(xì)灰被收集下來(lái)重新落入灰?guī)?，清潔空氣直接排入大氣。EP灰斗EP灰斗閘板閥閘板閥電動(dòng)鎖氣器電動(dòng)鎖氣器干灰集中設(shè)備 空壓機(jī) 倉(cāng)泵灰?guī)焓諌m器排大氣.大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)(xtng)除倉(cāng)泵外，還應(yīng)包括前置給料設(shè)備電動(dòng)鎖氣器和干灰集中設(shè)備(shbi)。電動(dòng)鎖氣器的主要

11、作用一是連續(xù)定量給料。二是隔絕上下空氣。干灰集中設(shè)備將多只灰斗的灰匯集一起，達(dá)到多灰斗共用一臺(tái)倉(cāng)泵的目的。燃煤電廠(chǎng)常用的干灰集中設(shè)備有空氣斜槽、螺旋輸送機(jī)和埋刮板機(jī)等。2.2 系統(tǒng)(xtng)布置 下圖是一套典型的燃煤電廠(chǎng)大倉(cāng)泵正壓氣力除灰系統(tǒng)。該系統(tǒng)為單爐雙電除塵器配置，每臺(tái)電除塵器為雙室三電廠(chǎng)結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)共有兩條除灰管路，采用粗細(xì)灰分輸、分儲(chǔ)方式。一電場(chǎng)干灰為粗灰，二、三電場(chǎng)為細(xì)灰。兩臺(tái)電除塵的一電場(chǎng)8只灰斗共用一條輸灰母管，二、三電場(chǎng)的16只灰斗共用另一條輸灰母管。系統(tǒng)共配有兩座儲(chǔ)灰?guī)?，其中一座用于存?chǔ)一電場(chǎng)的粗灰，另一座用于存儲(chǔ)二、三電場(chǎng)的細(xì)灰。 以一電場(chǎng)粗灰為例：干灰分別從1、2號(hào)兩

12、臺(tái)電除塵器的灰斗下來(lái)。1號(hào)電除塵器4只灰斗的干灰經(jīng)閘板閥、電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入一只空氣斜槽，2號(hào)電除塵器4只灰斗的干灰經(jīng)另外的閘板閥、電動(dòng)鎖氣器進(jìn)入另一條空氣斜槽。兩條斜槽共用一只大倉(cāng)泵，當(dāng)干灰進(jìn)入倉(cāng)泵并與來(lái)自空壓機(jī)的壓縮空氣混合后，形成具有較高壓力的灰氣流，灰氣流沿輸灰管道被送入粗灰?guī)?，?kù)內(nèi)乏氣通過(guò)安裝于庫(kù)頂?shù)牟即龎m器，細(xì)灰被過(guò)濾下來(lái)，清潔空氣被排入大氣。 細(xì)灰輸送管路布置與上述粗灰輸送管路略有不同。由于電除塵器二、三電場(chǎng)收集的干灰量較小，總共只占干灰總量的20%左右，因此二、三電場(chǎng)的細(xì)灰先分別進(jìn)入各自的倉(cāng)泵和相應(yīng)的分支除灰管道，然后匯合于同一條母管打入細(xì)灰?guī)臁? 控制系統(tǒng)(kn zh x tn

13、)設(shè)計(jì)倉(cāng)泵正壓氣力(ql)除灰系統(tǒng)中包括對(duì)倉(cāng)泵進(jìn)出(jnch)料的控制、灰斗氣化風(fēng)機(jī)、灰?guī)鞖饣L(fēng)機(jī)以及管道切換等的控制。由于對(duì)倉(cāng)泵進(jìn)出料的控制最為復(fù)雜，其它控制過(guò)程較為簡(jiǎn)單，因此本文選擇該控制過(guò)程為研究對(duì)象。倉(cāng)泵依不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的分類(lèi)方式，本論文以CB型（上引式）倉(cāng)泵為研究對(duì)象。3.1上引式倉(cāng)泵的工作過(guò)程CB型倉(cāng)泵可分為單倉(cāng)泵和雙倉(cāng)泵兩種。CB型單倉(cāng)泵是由缸體及附件、進(jìn)料閥、鋼底進(jìn)風(fēng)閥、傘形透氣閥、傘形閥、止回閥、直角考克、自動(dòng)料位指示器等組成。雙倉(cāng)泵是由兩臺(tái)單倉(cāng)泵加上飼料機(jī)、出料閥等組成。缸體由鋼板焊接而成。缸體內(nèi)有環(huán)形吹送管，它的作用是通過(guò)壓縮空氣把缸體內(nèi)物料氣化，以增加物料的流動(dòng)性和便

14、于輸送。進(jìn)料閥由錐閥、連桿和活塞開(kāi)關(guān)等部分組成，當(dāng)活塞缸的活塞被氣壓推至上部時(shí)，連桿帶動(dòng)搖臂桿試錐閥落下，進(jìn)料閥開(kāi)啟；反之，當(dāng)活塞開(kāi)關(guān)的活塞處于下部時(shí)，靠活塞開(kāi)關(guān)內(nèi)的彈簧的壓力把錐閥推至上方，并于橡膠圈壓緊，此時(shí)就是進(jìn)料閥的關(guān)閉狀態(tài)。缸底進(jìn)風(fēng)閥是壓縮空氣進(jìn)入缸體的主要通道。其工作原理是：由閥上的上下氣流壓力差與彈簧之間的平衡作用維持一定的開(kāi)度，讓一定量的壓縮空氣進(jìn)入缸體，使缸體內(nèi)物料氣化后，借缸體與管道的壓力差，將氣化的物料送至輸送管道。傘形閥與傘形透氣閥的工作原理：當(dāng)控制管路通氣時(shí)，閥的橡膠膜上受壓推動(dòng)閥桿，使彈簧壓縮，并頂開(kāi)閥芯，從而閥門(mén)開(kāi)啟工作。傘形透氣閥的作用是將缸體內(nèi)的大氣排出，使倉(cāng)

15、泵順利出料。傘形閥的開(kāi)啟作用事將缸底進(jìn)風(fēng)閥打開(kāi)，便于送料。自動(dòng)料位指示器的作用是當(dāng)料位到達(dá)規(guī)定的高度時(shí)即發(fā)出指示信號(hào)，從而使倉(cāng)泵達(dá)到自動(dòng)控制。如圖就是一個(gè)典型的CB型倉(cāng)泵控制系統(tǒng)圖。為了便于后面(hu mian)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，圖中只畫(huà)出了倉(cāng)泵的主要(zhyo)組成部分，有些(yuxi)零部件譬如排氣閥、料位計(jì)、環(huán)形吹松管等沒(méi)有畫(huà)出。下面簡(jiǎn)述一下其工作工程：打開(kāi)透氣閥DQC，將罐內(nèi)的空氣排出，再將進(jìn)料閥JLJ打開(kāi)，向罐內(nèi)供料。這兩個(gè)閥門(mén)的啟閉均靠啟動(dòng)執(zhí)行。當(dāng)罐體內(nèi)料位達(dá)到預(yù)定高度時(shí)，料位計(jì)動(dòng)作，并發(fā)出信號(hào)將控制氣源的電磁閥HJ關(guān)閉，氣源切斷后透氣閥和進(jìn)料閥同時(shí)關(guān)閉。當(dāng)進(jìn)料閥關(guān)閉后，其限位開(kāi)關(guān)將

16、電氣信號(hào)傳遞給電磁閥HJC，將進(jìn)風(fēng)閥DQC開(kāi)啟，通過(guò)環(huán)形吹松管和缸底進(jìn)風(fēng)閥將壓縮空氣送至罐體內(nèi)，使罐體內(nèi)的粉料受到均勻的攪拌，并從排料管隨壓縮空氣一起排出。3.2 PLC設(shè)計(jì)3.2.1西門(mén)子S7-300PLC簡(jiǎn)介 S7-300是模塊化小型PLC系統(tǒng)，能滿(mǎn)足中等性能要求的應(yīng)用。 SIMATIC S7-300 可編程序控制器是模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。各種單獨(dú)的模塊之間可進(jìn)行廣泛組合以用于擴(kuò)展。 一、系統(tǒng)組成中央(zhngyng)處理單元 (CPU) 各種 CPU 有各種不同(b tn)的性能，例如，有的 CPU 上集成有輸入/輸出(shch)點(diǎn)，有的 CPU 上集成有 PROFIBUS-DP 通訊接口等。

17、信號(hào)模塊 (SM) 用于數(shù)字量和模擬量輸入/輸出 通訊處理器 (CP) 用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接 功能模塊 (FM) 用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 (開(kāi)環(huán)或閉環(huán)定位) 和閉環(huán)控制。 負(fù)載電源模塊 (PS) 用于將 SIMATIC S7-300 連接到 120/230 伏交流電源，或 24/48/60/110 伏直流電源。 接口模塊 (IM) 用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架 (CR) 和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300 通過(guò)分布式的主機(jī)架 (CR) 和 3 個(gè)擴(kuò)展機(jī)架 (ER)，可以操作多達(dá) 32 個(gè)模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。二、SIMATIC S7-300 適用于通用領(lǐng)域： 高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，沖擊性，

18、使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。三、類(lèi)型S7-300 有兩種類(lèi)型： 標(biāo)準(zhǔn)型 溫度范圍從 0到 60 環(huán)境條件擴(kuò)展型 溫度范圍從 -25 到 +60 更強(qiáng)的耐受振動(dòng)和污染特性。 四、功能SIMATIC S7-300 的大量功能支持和幫助用戶(hù)進(jìn)行編程、啟動(dòng)和維護(hù) 高速的指令處理 0.60.1s的指令處理時(shí)間在中等到較低的性能要求范圍內(nèi)開(kāi)辟了全新的應(yīng)用領(lǐng)域。浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算 用此功能可以有效地實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算:方便用戶(hù)的參數(shù)賦值 一個(gè)帶標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口的軟件工具給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值，這樣就節(jié)省了入門(mén)和培訓(xùn)的費(fèi)用。 人機(jī)界面 (HMI):方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7-300 操作系統(tǒng)(co zu x

19、 tn)內(nèi)。因此人機(jī)對(duì)話(huà)的編程要求大大減少。SIMATIC人機(jī)界面 (hmi) 從 S7-300 中取得數(shù)據(jù)，S7-300 按用戶(hù)指定的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300 操作系統(tǒng)自動(dòng)地處理數(shù)據(jù)的傳送。 診斷功能:CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否(sh fu)正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件 (例如 ：超時(shí)，模塊更換，等等)。 口令保護(hù):多級(jí)口令保護(hù)可以使用戶(hù)高度、有效地保護(hù)其技術(shù)機(jī)密，防止(fngzh)未經(jīng)允許的復(fù)制和修改。 操作方式選擇開(kāi)關(guān):操作方式選擇開(kāi)關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，當(dāng)鑰匙拔出時(shí)，就不能改變操作方式。這樣就防止非法刪除或改寫(xiě)用戶(hù)程序。 五、SIMATIC S7-300

20、具有多種不同的通訊接口： 多種通訊處理器用來(lái)連接 AS-I 接口、和工業(yè)以太網(wǎng)總線(xiàn)系統(tǒng) 串行通訊處理器用來(lái)連接點(diǎn)到點(diǎn)的通訊系統(tǒng) 多點(diǎn)接口 (MPI) 集成在 CPU 中，用于同時(shí)連接編程器、PC 機(jī)、人機(jī)界面系統(tǒng)及其他SIMATIC S7/M7/C7 等自動(dòng)化控制系統(tǒng)。六、CPU支持下列通訊類(lèi)型： 過(guò)程通訊 通過(guò)總線(xiàn) (AS-I 或 PROFIBUS ) 對(duì) I/O 模塊周期尋址 (過(guò)程映象交換) 數(shù)據(jù)通訊:在自動(dòng)控制系統(tǒng)之間或人機(jī)界面 (HMI) 和幾個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)之間，數(shù)據(jù)通訊會(huì)周期地進(jìn)行或被用戶(hù)程序或功能塊調(diào)用。七、結(jié)構(gòu) DIN 標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝:只需簡(jiǎn)單地將模塊鉤在 DIN 標(biāo)準(zhǔn)的安裝導(dǎo)軌

21、上，轉(zhuǎn)動(dòng)到位，然后用螺栓鎖緊。 集成的背板總線(xiàn):背板總線(xiàn)集成在模塊上，模塊通過(guò)總線(xiàn)連接器相連，總線(xiàn)連接器插在機(jī)殼的背后。 更換模塊簡(jiǎn)單并且不會(huì)弄錯(cuò):更換模塊時(shí)，只需松開(kāi)安裝螺釘。很簡(jiǎn)單地拔下已經(jīng)接線(xiàn)的前連接器。在連接器上的編碼防止將已接線(xiàn)的連接器插到其他的模塊上。 可靠的接線(xiàn)端子:對(duì)于信號(hào)模塊可以使用螺釘型接線(xiàn)端子或彈簧型接線(xiàn)端子 TOP 連接(linji):采用一個(gè)帶螺釘或夾緊連接的 1 至 3 線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)接線(xiàn)。或者直接在信號(hào)模塊上進(jìn)行接線(xiàn)。 確定的安裝深度:所有的端子和連接器都在模塊上的凹槽內(nèi)，并有端蓋保護(hù)(boh)，因此所有的模塊都有相同的安裝深度。 沒(méi)有槽位的限制:信號(hào)模塊和通訊處理

22、模塊可以不受限制地插到任何(rnh)一個(gè)槽上，系統(tǒng)自行組態(tài)。 SIMATIC PCS 7過(guò)程控制系統(tǒng)詳細(xì)介紹 SIMATIC PCS7是西門(mén)子公司基于全集成自動(dòng)化思想的面向未來(lái)的過(guò)程控制系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)六年的發(fā)展，SIMATIC PCS 7憑借極高的可靠性和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比成為了新一代DCS系統(tǒng)的典范。 已經(jīng)發(fā)布的SIMATIC PCS 7的最新版本6.0版將會(huì)極大地提高系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，大大地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，更適合于在苛刻領(lǐng)域中的應(yīng)用，并且促進(jìn)了從儀表到系統(tǒng)的縱向集成。這將使得SIMATIC PCS 7無(wú)論從產(chǎn)品質(zhì)量還是性能指標(biāo)都達(dá)到全新的高度。 盡管先前版本的SIMATIC PCS 7過(guò)程控制

23、系統(tǒng)已經(jīng)擁有了優(yōu)越的系統(tǒng)功能，6.0版本仍有其突出的貢獻(xiàn)： 極大地提高了系統(tǒng)容量（網(wǎng)絡(luò)能力和控制/監(jiān)控站的數(shù)量） 整體硬件性能和編程環(huán)境的提高 系統(tǒng)免疫能力和抗超載能力提高 可用性增強(qiáng) 工程工具得到優(yōu)化，大大地減少了組態(tài)工作（如消除了等待次數(shù)） 符合FDA標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)查帳索引（確保數(shù)據(jù)安全） 創(chuàng)新的SIMATIC批處理的功能更強(qiáng) 系統(tǒng)范圍的在線(xiàn)可更換性（硬件、通訊、自動(dòng)化系統(tǒng)和操作員站） 工程師站、操作員站和SIMATIC批處理系統(tǒng)的操作平臺(tái)將升級(jí)為 Windows 2000 全集成自動(dòng)化的高度集成使得我們的客戶(hù)能夠在企業(yè)級(jí)的自動(dòng)化解決方案中達(dá)到全新的境界。 SIMATIC PCS 7 實(shí)現(xiàn)

24、全集成自動(dòng)化的過(guò)程控制系統(tǒng) 通過(guò)全集成自動(dòng)化（TIA），西門(mén)子公司實(shí)現(xiàn)了基于單一平臺(tái)提供用于全過(guò)程鏈的通用自動(dòng)化技術(shù)的目標(biāo)，從輸入物流，到生產(chǎn)或所有流程，直到輸出物流。這種通用自動(dòng)化技術(shù)還可用于優(yōu)化一個(gè)企業(yè)的所有業(yè)務(wù)流程，從企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）級(jí)，到管理執(zhí)行系統(tǒng)（MES）級(jí)和控制級(jí)，直到現(xiàn)場(chǎng)級(jí)。 橫向(hn xin)集成 橫向集成意味著所有生產(chǎn)流程，從輸入物流，到生產(chǎn)或所有流程，直到輸出物流，都可使用統(tǒng)一的 SIMATIC 系列標(biāo)準(zhǔn)硬件(yn jin)和軟件部件。 作為企業(yè)范圍內(nèi)全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的過(guò)程控制系統(tǒng)，SIMATIC PCS 7 采用 TIA 系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)硬件和軟件。借助于其通用的

25、數(shù)據(jù)維護(hù)、通訊和設(shè)計(jì)功能，可以提供一種基于開(kāi)放式平臺(tái)的先進(jìn)的、面向未來(lái)的經(jīng)濟(jì)自動(dòng)化解決方案，用于過(guò)程工業(yè)、加工工業(yè)(ji n n y)以及綜合工業(yè)的所有領(lǐng)域（連續(xù)/批量過(guò)程以及分散式加工，例如在玻璃工業(yè)和制藥工業(yè)）。 在過(guò)程工業(yè)和綜合工業(yè)的輔助流程和物流過(guò)程中，經(jīng)常通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和 SIMATIC 部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，其主要流程通過(guò)過(guò)程控制系統(tǒng) SIMATIC PCS 7 來(lái)完成。 通過(guò)全集成自動(dòng)化理念，SIMATIC PCS 7 不僅可以承擔(dān)過(guò)程控制技術(shù)相關(guān)任務(wù)，而且還可以完成一個(gè)生產(chǎn)平臺(tái)的輔助流程（例如裝料，包裝）或輸入輸出物流（例如物料輸送和貯存）的自動(dòng)化。 縱向集成:縱向集成將實(shí)現(xiàn)從 E

26、RP 平臺(tái)，到 MES 平臺(tái)和控制臺(tái)，直到現(xiàn)場(chǎng)平臺(tái)的通用和透明化數(shù)據(jù)通訊。通過(guò)不斷融入自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)以及標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化。由此可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工藝流程的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化，顯著提高生產(chǎn)的靈活性。 SIMATIC PCS 7 在公司范圍內(nèi)的縱向集成包括兩個(gè)方面 與全公司范圍內(nèi)的信息網(wǎng)絡(luò)集成 現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)集成 通過(guò)將自動(dòng)化平臺(tái)連接到 IT 環(huán)境，可以將過(guò)程的數(shù)據(jù)在整個(gè)公司范圍內(nèi)應(yīng)用于設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)流程以及業(yè)務(wù)流程的評(píng)價(jià)、規(guī)劃、協(xié)同和優(yōu)化。同時(shí)，還可滿(mǎn)足公司的全球化戰(zhàn)略要求。 強(qiáng)大的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 借助于其面向未來(lái)的理念、基于最先進(jìn) SIMATIC 技術(shù)的模塊化和開(kāi)放式架構(gòu)、工業(yè)

27、標(biāo)準(zhǔn)的繼承性使用以及配合使用的高性能控制功能，使用過(guò)程控制系統(tǒng) SIMATIC PCS 7，可以實(shí)現(xiàn)所有項(xiàng)目階段中控制技術(shù)設(shè)備的高性?xún)r(jià)比實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從規(guī)劃、工程、調(diào)試和培訓(xùn)，到運(yùn)行、維護(hù)和保養(yǎng)，直到擴(kuò)展和完善。同時(shí)，SIMATIC PCS 7 以及最高的舒適性，簡(jiǎn)單安全的運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)較高的性能和可靠性。 SIMATIC PCS 7 充分利用了 PROFIBUS 技術(shù)的分布式現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)集成功能。PROFIBUS 是一種簡(jiǎn)單、堅(jiān)固和可靠的總線(xiàn)系統(tǒng)，已在全球應(yīng)用于過(guò)程、加工和綜合工業(yè)的所有領(lǐng)域以及主要流程和輔助流程的輸入輸出物流。該總線(xiàn)系統(tǒng)支持冗余和故障安全以及在線(xiàn)擴(kuò)展功能，既可安裝在標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)環(huán)

28、境中，也可安裝在具有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)合。這為具有傳統(tǒng)信號(hào)(xnho)輸入輸出以及帶有最先進(jìn)集成現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的分布式外圍設(shè)備 ET 200（遠(yuǎn)程 I/O）所無(wú)法比擬。 采用 SIMATIC PCS 7 過(guò)程控制系統(tǒng)的全集成自動(dòng)化主要(zhyo)具有以下優(yōu)點(diǎn)： 顯著節(jié)約開(kāi)發(fā)、實(shí)施和壽命(shumng)周期成本 降低工程造價(jià) 過(guò)程優(yōu)化功能 自適應(yīng)應(yīng)用要求變化 使用 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)部件的優(yōu)點(diǎn)： 降低硬件和工程成本 可靠的質(zhì)量和穩(wěn)定性 簡(jiǎn)單快速地系統(tǒng)部件的選型 較低的備件成本 顯著縮短的備件和擴(kuò)展部件供貨周期 全球通用 顯著節(jié)約物流、檢修和培訓(xùn)成本 通用而協(xié)同的完整系統(tǒng) 作為現(xiàn)代化的過(guò)程控制系統(tǒng)，SIMA

29、TIC PCS 7 可單獨(dú)，也可與運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)和 SIMATIC 結(jié)合使用，形成一個(gè)通用而協(xié)同的完整系統(tǒng)。隨著對(duì)無(wú)縫通用自動(dòng)化技術(shù)的要求不斷提高，競(jìng)爭(zhēng)和價(jià)格壓力的不斷增加，以及對(duì)生產(chǎn)設(shè)備柔性度的要求和對(duì)生產(chǎn)效率的期望越來(lái)越大，SIMATIC PCS 7 的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。 在復(fù)雜性越來(lái)越大的背后，尤其是自動(dòng)化技術(shù)與信息技術(shù)的融合，將是越來(lái)越多的通用系統(tǒng)平臺(tái)的縱向和橫向集成，實(shí)現(xiàn)所謂的“Best-of-Breed 產(chǎn)品”自動(dòng)化解決方案。采用全集成自動(dòng)化理念的 SIMATIC PCS 7 即可最佳滿(mǎn)足這種高要求，前瞻未來(lái)。 卓越的性能和優(yōu)秀的系統(tǒng)特性，保證了可靠的數(shù)據(jù)維護(hù)、通訊和設(shè)計(jì)，符合過(guò)程控制

30、系統(tǒng)(kn zh x tn)的所有要求： 簡(jiǎn)單而且安全的過(guò)程(guchng)控制； 方便(fngbin)的操作和可視化； 功能強(qiáng)大、快速、統(tǒng)一的全系統(tǒng)范圍的工程； 系統(tǒng)范圍內(nèi)的在線(xiàn)更改功能； 開(kāi)放性系統(tǒng)； 靈活性和可擴(kuò)展性； 冗余性； 故障安全自動(dòng)化解決方案； 豐富的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)集成； 靈活的批量過(guò)程解決方案； 靈活性和可擴(kuò)展性 直接連接 IT 環(huán)境。借助于其模塊化的設(shè)計(jì)，基于甄選的 SIMATIC 標(biāo)準(zhǔn)程序以及硬件和軟件的架構(gòu)，SIMATIC PCS 7 可以靈活適配不同的客戶(hù)要求和設(shè)備規(guī)格，將來(lái)的容量擴(kuò)展和技術(shù)工藝更改都毫無(wú)問(wèn)題。SIMATIC PCS 7 的可擴(kuò)展性表現(xiàn)在，從具有大約 160

31、 個(gè)測(cè)量點(diǎn)的較小的單一系統(tǒng)（例如：PLT 點(diǎn)，MSR 點(diǎn)），例如用于實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化或工業(yè)學(xué)校中的應(yīng)用，直到具有 60000 個(gè)測(cè)量點(diǎn)、客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)的分布式多站系統(tǒng)，用于大型生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化。 因此，SIMATIC PCS 7 可以適配所有設(shè)備規(guī)格，并隨著設(shè)備的不同而柔性擴(kuò)展！ 面向未來(lái) SIMATIC PCS 7 基于全集成自動(dòng)化系統(tǒng)系列的模塊化硬件和軟件部件，可以相互完美協(xié)同。該系統(tǒng)可以無(wú)縫、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行擴(kuò)展和創(chuàng)新，通過(guò)其長(zhǎng)期穩(wěn)定的接口，而面向未來(lái)。因此，盡管創(chuàng)新速度越來(lái)越快，生產(chǎn)壽命周期越來(lái)越短，仍能優(yōu)秀保護(hù)客戶(hù)的投資。 SIMATIC PCS 7 采用連續(xù)性強(qiáng)、全新、功能強(qiáng)大的先進(jìn)技術(shù)

32、以及國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如 IEC、XML、PROFIBUS、以太網(wǎng)、TCP/IP、OPC、aGlance、ISA S88 或 S95，無(wú)與倫比。 SIMATIC PCS 7 的開(kāi)放性更是使其可以運(yùn)行在所有平臺(tái)和自動(dòng)化系統(tǒng)以及過(guò)程外圍設(shè)備中，以及操作員和功能系統(tǒng)、工業(yè)通訊(tngxn)或 SIMATIC IT Framework，并以連接到公司范圍內(nèi)的信息工具、協(xié)同工具和規(guī)劃工具。 其開(kāi)放性不僅表現(xiàn)在系統(tǒng)架構(gòu)上，縱向(zn xin)集成和橫向集成以及通訊上，而且還表現(xiàn)在用戶(hù)程序的編程和數(shù)據(jù)切換接口，圖形、文本和數(shù)據(jù)的導(dǎo)入導(dǎo)出，例如從 CAD/CAE 環(huán)境中導(dǎo)入和導(dǎo)出數(shù)據(jù)。 由此，SIMATIC P

33、CS 7 也可以與來(lái)自其它制造商的部件一起(yq)使用，連接到現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)中。PLC的工作原理最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于替代傳統(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但是這兩者的運(yùn)行方式是不一樣的：繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線(xiàn)圈通電或斷電，該繼電器的所有觸點(diǎn)不論在繼電器控制線(xiàn)路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。然而PLC的CPU則采用順序逐條地掃描用戶(hù)程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線(xiàn)圈或邏輯線(xiàn)圈被接通或斷開(kāi)，該線(xiàn)圈的所有觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作，PLC的這種“串行”工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題?？紤]到繼電器控制裝置中各類(lèi)

34、觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均少于100ms，為了消除二者以上之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，PLC采用了一種不同于一般微機(jī)的運(yùn)行方式掃描技術(shù)。循環(huán)掃描的工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順序掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)的整個(gè)工作過(guò)程可分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理五個(gè)階段。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。每次掃描用戶(hù)程序之前，都先進(jìn)行內(nèi)部處理，PLC檢查I/O部分、存儲(chǔ)器、CPU等硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器。通信操作服務(wù)階段，PLC檢查是否有編程器、計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，有則進(jìn)

35、行相應(yīng)處理，接收由編程器送來(lái)的程序、命令或各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信信等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果(rgu)有計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送任務(wù)。當(dāng)PLC處于(chy)“STOP”狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信(tng xn)操作服務(wù)等內(nèi)容。在PLC處于“RUN”狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作，到程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。輸入處理又叫輸入采樣。在此階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。輸入采樣結(jié)束后，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生

36、變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證輸入被讀入。在程序執(zhí)行階段，PLC的CPU總是按先左后右、先上后下的順序依次掃描程序（梯形圖）。但對(duì)于跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。當(dāng)用戶(hù)程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對(duì)應(yīng)映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件的寄存器中。當(dāng)程序執(zhí)行階段結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照映像寄存器內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出電路，并驅(qū)動(dòng)相應(yīng)

37、的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。PLC的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶(hù)程序所指定的可變順序進(jìn)行。這不僅因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而且也因?yàn)樵谝恍┐笙到y(tǒng)中需要處理的I/O點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性。3.2.3 PLC的硬件設(shè)計(jì)及選型根據(jù)倉(cāng)泵的工作原理，對(duì)倉(cāng)泵的進(jìn)料、出料過(guò)程可采用如下設(shè)計(jì)：傳感器傳感器控制對(duì)象備注位置傳感器X0繼電器KM1倉(cāng)泵滿(mǎn)時(shí)閉合壓力傳感器X1繼電器KM2倉(cāng)內(nèi)壓力小于某設(shè)定值時(shí)閉合壓力傳感器X2繼電器KM3倉(cāng)內(nèi)壓力大于某設(shè)定值時(shí)閉合壓力傳感器X3繼電器KM4出料管壓力大于某設(shè)定

38、值時(shí)閉合壓力傳感器X4繼電器KM5出料管壓力小于某設(shè)定值時(shí)閉合工作(gngzu)過(guò)程說(shuō)明(shumng)：在該設(shè)計(jì)中，PLC的輸入為數(shù)字模塊，它是受設(shè)置(shzh)在爐內(nèi)的各種傳感器所控制線(xiàn)圈的相應(yīng)開(kāi)關(guān)控制，只有開(kāi)和關(guān)兩種狀態(tài)。本設(shè)計(jì)所用到的傳感器主要是兩種：一是位置傳感器，它主要是檢測(cè)爐內(nèi)料的高度；另一種為壓力傳感器，它主要檢測(cè)爐內(nèi)和出料管的壓強(qiáng)，進(jìn)而對(duì)各開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制。如圖所示，爐內(nèi)傳感器有5個(gè)，設(shè)定編碼為X0-X4，它們分別控制的繼電器線(xiàn)圈為KM1-KM5，功能簡(jiǎn)述為：X0為位置傳感器，它檢測(cè)爐內(nèi)料的高度，當(dāng)爐內(nèi)的料到達(dá)一定高度時(shí)（預(yù)設(shè)為料滿(mǎn)），則由它控制的線(xiàn)圈KM1帶電，該線(xiàn)圈相應(yīng)控制的

39、開(kāi)關(guān)要?jiǎng)幼?；X1-X4都是壓力傳感器，其中X1是檢測(cè)爐內(nèi)低壓的傳感器，當(dāng)出料到一定值時(shí)（預(yù)設(shè)值）時(shí)，就認(rèn)為此時(shí)壓強(qiáng)為料空時(shí)的壓強(qiáng)，此時(shí)該傳感器所控制的繼電器線(xiàn)圈KM2帶電，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作；X2與X1正好相反，它是檢測(cè)爐內(nèi)高壓的傳感器，即當(dāng)進(jìn)料到預(yù)設(shè)值時(shí)的壓強(qiáng)，當(dāng)認(rèn)為料滿(mǎn)時(shí)（此時(shí)認(rèn)為爐內(nèi)壓強(qiáng)高），該傳感器控制的繼電器線(xiàn)圈KM3帶電，相應(yīng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作；X3、X4為控制出料管的壓強(qiáng)，防止出料管堵塞，其中X3檢測(cè)管的高壓，當(dāng)管壓強(qiáng)到達(dá)預(yù)設(shè)值時(shí)，它控制的線(xiàn)圈KM4帶電，同時(shí)相應(yīng)線(xiàn)圈動(dòng)作；X4是管的低壓檢測(cè)，它是解除高壓設(shè)置，當(dāng)管子在不斷的控制下壓強(qiáng)降低到一定值（認(rèn)為管子不堵）時(shí)，該傳感器控制的繼電器線(xiàn)圈KM

40、5帶電，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。下面(xi mian)對(duì)PLC的控制原理進(jìn)行解釋?zhuān)海ㄈ鏟LC控制I/O圖及梯形圖）進(jìn)料過(guò)程：當(dāng)爐內(nèi)的料少或空時(shí)，KM1不帶電，爐內(nèi)壓強(qiáng)低，KM2帶電，因此它們控制的開(kāi)關(guān)KM1常閉節(jié)電保持閉合，KM2常開(kāi)節(jié)點(diǎn)閉合。對(duì)應(yīng)于梯形圖為：I0.1閉合，輔助(fzh)繼電器M1帶電，形成記憶電路，輸出接點(diǎn)Q4.0、Q4.1、Q4.2帶電，分別使所控制的透氣閥、進(jìn)料閥、進(jìn)料指示燈工作，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料過(guò)程。出料過(guò)程：出料過(guò)程實(shí)現(xiàn)的前提是進(jìn)料已滿(mǎn)。當(dāng)料滿(mǎn)時(shí)，進(jìn)料位置控制(kngzh)傳感器所控制的線(xiàn)圈KM1帶電，其相應(yīng)的常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，常開(kāi)開(kāi)關(guān)閉合，此時(shí)爐內(nèi)壓強(qiáng)認(rèn)為高，即KM3帶電，它控制的KM

41、3開(kāi)關(guān)閉合。對(duì)應(yīng)于梯形圖為：I0.0閉合，I0.2閉合，輔助繼電器帶電，形成記憶電路，使輸出接點(diǎn)Q4.3、Q4.4帶電，它控制的進(jìn)風(fēng)閥、出料指示燈工作，實(shí)現(xiàn)出料過(guò)程。以上兩過(guò)程不能同時(shí)(tngsh)工作，所以在上面兩過(guò)程的梯形圖中采用了互鎖電路。下面對(duì)堵灰過(guò)程(guchng)進(jìn)行解釋?zhuān)寒?dāng)出料管壓強(qiáng)大的一定值時(shí)，線(xiàn)圈KM4帶電，它控制的KM4常開(kāi)接點(diǎn)閉合，對(duì)應(yīng)在梯形圖上為I0.3閉合，輔助繼電器M3帶電，形成記憶電路，使輸出接點(diǎn)Q4.5、Q4.6帶電，使吹風(fēng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，對(duì)管子吹風(fēng)，吹走管子中的堵塞物，并同時(shí)(tngsh)報(bào)警。為了保護(hù)設(shè)備，此時(shí)使進(jìn)料過(guò)程停止，并強(qiáng)制出料過(guò)程工作。當(dāng)管子的壓強(qiáng)降到一

42、定值時(shí)，線(xiàn)圈KM5帶電，對(duì)應(yīng)的KM5開(kāi)關(guān)閉合，在梯形圖中為：I0.4閉合，使輔助繼電器帶電，同時(shí)形成記憶電路。該電路與堵灰高壓控制電路形成互鎖，當(dāng)壓強(qiáng)低時(shí)，會(huì)強(qiáng)制關(guān)斷堵灰高壓控制電路，使進(jìn)出料過(guò)程正常進(jìn)行。根據(jù)控制系統(tǒng)中輸入信號(hào)和控制量的多少，選取PLC個(gè)模塊如下：(1)CPU單元:CPU315-2DP,RAM48K,可擴(kuò)展EEPROM512K；(2)DI模塊: SM321,16路/塊，1塊;(3)DO模塊:SM322,16路晶體管/塊,1塊;(4)電源:PS307,10A,1塊；CPU315-2DP具有48KB RAM，80KB（RAM）的裝載存儲(chǔ)器，可用存儲(chǔ)卡擴(kuò)充裝載存儲(chǔ)器容量最大到512

43、KB，每執(zhí)行1000條二進(jìn)制指令約需0.3ms.最大可擴(kuò)展1024點(diǎn)數(shù)字量I/O或128路模擬量通道。CPU314內(nèi)裝硬件實(shí)時(shí)時(shí)鐘，如安裝后備電池，則在電源關(guān)掉時(shí)CPU的時(shí)鐘仍繼續(xù)工作。CPU315-2DP是唯一帶現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)(PROFIBUS)SINEC L2-DP接口的CPU模塊。CPU315-2DP的操作系統(tǒng)是事件驅(qū)動(dòng)的用戶(hù)程序掃描過(guò)程。CPU響應(yīng)那些事件，操作系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用該事件的組織塊OB。例如，用于循環(huán)掃描的OB1；用于再啟動(dòng)的OB100；時(shí)間/日期中斷OB10；延時(shí)中斷（16000ms）OB20；硬件中斷OB35；診斷中斷OB82及錯(cuò)誤/故障組織塊OB80，OB81，OB85，OB87

44、，OB121，等。CPU314可調(diào)用128個(gè)功能塊FB（0127）；128個(gè)功能調(diào)用FC（0127）；127個(gè)數(shù)據(jù)塊DB（0127，0保留）；OB,FB,FC,DB的容量均不大于8KB。除此之外，有34個(gè)系統(tǒng)功能SFC集成在操作系統(tǒng)中供用戶(hù)調(diào)用，有九個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)塊SDB裝載S7-300的系統(tǒng)參數(shù)。 SM321數(shù)字量輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)(xinchng)過(guò)程送來(lái)的數(shù)字信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成S7-300內(nèi)部信號(hào)電平。數(shù)字量輸入模塊分為直流輸入方法和交流輸入方法，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)輸入元件，僅要求提供開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)即可。輸入信號(hào)進(jìn)入模塊后，一般都經(jīng)過(guò)光電隔離和濾波，然后才送至輸入緩沖器等待CPU采樣。采樣時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)背板總線(xiàn)進(jìn)入到輸

45、入映象區(qū)。 數(shù)字量輸入(shr)模塊SM321有四種模塊型號(hào)可供選擇，即直流16點(diǎn)輸入直流32點(diǎn)輸入(shr)交流16點(diǎn)輸入交流8點(diǎn)輸入模塊本系統(tǒng)因?yàn)榭紤]手動(dòng)操作,所以數(shù)字量很多所以采用直流32點(diǎn)輸入模塊。 SM322數(shù)字量輸出模塊將S7300內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成過(guò)程所要求的外部信號(hào)電平，可直接用于驅(qū)動(dòng)電磁閥接觸器小型電動(dòng)機(jī)燈和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等。按負(fù)載回路使用的電源不同分為：直流輸出模塊交流輸出模塊和交直流兩用輸出模塊。按輸出開(kāi)關(guān)器件的種類(lèi)不同又可分為：晶體管輸出方式可控硅輸出方式和繼電器觸點(diǎn)輸出方式。晶體管輸出方式的模塊，只能帶直流負(fù)載，屬于直流輸出模塊；可控硅輸出方式屬于交流輸出模塊；繼電器觸

46、點(diǎn)輸出方式的模塊屬于交直流兩用輸出模塊，從影響速度上看，晶體管響應(yīng)最快，繼電器最慢；從安全隔離效果及應(yīng)用靈活性角度看，以繼電器觸點(diǎn)輸出型最佳。本系統(tǒng)因?yàn)榭紤]手動(dòng)操作,所以數(shù)字量很多所以采用直流32點(diǎn)輸出模塊。 PS307是西門(mén)子公司為S7300專(zhuān)配的24V DC電源。PS307系列模塊除輸出額定電流不同外（有2A,5A,10A三種），其工作原理和參數(shù)都不一樣。 本系統(tǒng)選用PS307 10A模塊電源。PS307 10A模塊的輸入接單相交流系統(tǒng)，輸入電壓120/230V,50/60HZ，在輸入和輸出之間有可靠的隔離。如果正常輸出電壓24V，則綠色LED點(diǎn)亮；如果輸出電路過(guò)載，則LED閃爍，輸出電流長(zhǎng)期在10A到13A之間時(shí)，輸出電壓下降，電源壽命縮短，電流超過(guò)13A時(shí)，電壓跌落，跌落后可自動(dòng)恢復(fù)；如果輸出短路，輸出電壓為0V，LED變暗，在短路消失后電壓自動(dòng)恢復(fù)。輸出電壓允許范圍24V5%,最大上升時(shí)間2.5S,最大殘留紋波150Mvpp.電源效率89，功率輸入270W，功率損耗30W。PS307 2A模塊的功率損耗10W, PS307 5A 模塊