1、 隨著科學技術的發(fā)展，人們對生產設備的穩(wěn)定性，高效性，低成本性要求也越來越高。水泥磨主電機稀油站肩負著主電機的潤滑和溫控的重擔，以確保主電機始終處在一個適宜的條件下運轉。本設計首先介紹了水泥磨主電機稀油站的工藝過程，分析了控制系統(tǒng)國內外的發(fā)展現(xiàn)狀；根據(jù)稀油站的工藝流程設計了整體控制方案；其次進行控制系統(tǒng)的硬件選型、控制柜設計、接線設計和PLC軟件設計；最后應用MCGSE組態(tài)軟件對稀油站的運行全過程進行了監(jiān)控畫面的設計，建立了設備操作畫面、設備狀態(tài)監(jiān)視畫面滿足設計指標要求。本設計實現(xiàn)了對水泥磨主電機稀油站控制系統(tǒng)的控制，對于確保水泥生產能安全有效的進行具有重大的現(xiàn)實意義。研究的課題意義研究的課題

2、意義第1頁/共27頁論文的結構和主要內容論文的結構和主要內容 第一部分 控制系統(tǒng)的工藝過程 第二部分 控制系統(tǒng)硬件介紹、選型及硬件接線 第三部分 控制系統(tǒng)軟件設計包括控制程序和監(jiān)控 界面（MCGSE組態(tài)）第2頁/共27頁第一部分第一部分 控制系統(tǒng)的工藝過程介紹控制系統(tǒng)的工藝過程介紹 1.稀油站介紹：稀油站一般由主副油泵，加熱器，溫度傳感器，壓力傳感器，控制柜等組成。整個設備是圍繞著潤滑和控溫而設計工作的。2.設備工藝流程說明：設備開啟時如果油箱溫度低與下限值，首先啟動電加熱器，對油箱進行加熱，待溫度達到一定值(不可超過42)時，加熱器停止運行；主油泵啟動，待油壓達到下限值0.12MPa時，并且

3、系統(tǒng)無任何預報警信號、供油油溫滿足要求時，控制柜發(fā)出允許主機啟動的信號，主電機啟動。主油泵仍在繼續(xù)運行過程中，兩主副油泵一備一用，供油壓力低于下限設定值0.12MPa時，為保證供油壓力，備用油泵自動啟動工作，當供油壓力達到設定值0.3MPa時，備用泵自動停止。工藝流程圖如下圖所示。第3頁/共27頁工藝流程圖第4頁/共27頁系統(tǒng)總體控制框圖本系統(tǒng)主要由PLC、上位機PC、控制柜、壓力傳感器、溫度傳感器、油位傳感器、加熱器、主油泵、副油泵等組成。工作過程是各個傳感器采集相應的參數(shù)，然后傳送給PLC，接著送給PC，PLC通過對相應參數(shù)的處理與分析自動發(fā)出相應動作指令，做出報警或控制加熱器啟停、主/副

4、油泵啟停、主機啟停，以達到系統(tǒng)控制要求。系統(tǒng)的總體控制流程圖，如下圖所示。第5頁/共27頁第二部分第二部分 控制系統(tǒng)硬件設計控制系統(tǒng)硬件設計1.控制系統(tǒng)整體構成圖第6頁/共27頁2.本設計PLC控制系統(tǒng)的輸入輸出表,I/O分配表如下表所示。第7頁/共27頁3.PLC及各元件選型（1）PLC選用西門子S7200，S7200 PLC是一種小型的可編程控制器其適應各種生產環(huán)境中的檢測、監(jiān)測及控制。（2）加熱器的選型：加熱器選用型號為SRY4-220/6的電加熱器，電220V 功率24kw。（3）各閥門的選型：AFE40/0.8安全閥，DF40的單向閥，Q11F的球閥（4）油泵驅動電機的選型：選用成本

5、相對較低性價比高的CBB型號的齒輪泵具體型號為CBB125，（額定壓力2.5MPa，額定流量125L/min）。其驅動電機為額定功率4KW，轉速1440/min的Y112M4135。（5） 潤滑介質的選擇：本設計考慮到稀油站的使用環(huán)境和液壓大小選用油膜強度較高，潤滑性能能較好，抗氧化能力強，穩(wěn)定性較強，腐蝕作用小的N22 N23的工業(yè)潤滑油。第8頁/共27頁4.主電路接線圖圖中所示L1，L2,L3,為三相電源三個相，N為接地。QF0空氣開關是整個系統(tǒng)電路接線圖的總開關，電路圖中所有的元器件所需要的電流必經(jīng)由QF0開關。QF1、QF2、QF3、QF4為各支路空氣開關，KM0、KM1、KM2、KM

6、3為接觸器。電路通電后QF0閉合，QF1閉合，KM0閉合1號油泵通電運轉；以此類推2號油泵、電加熱器、主電機。第9頁/共27頁5.控制柜設計HL1 主油泵HL3 副油泵HL6 主機停車HL11 油壓報警HL13 油位HL15 油溫HL16 過濾器壓 差第10頁/共27頁第三部分第三部分 控制系統(tǒng)軟件設計控制系統(tǒng)軟件設計1.控制程序設計控制系統(tǒng)主程序流程圖本系統(tǒng)主程序采用模塊化結構，包含有手動運行模塊，自動運行模塊，報警模塊，輸出模塊，轉換模塊。開始時PLC系統(tǒng)通電，當按下I0.0時，系統(tǒng)進入手動運行狀態(tài)；當再一次按下I0.0時，系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)；當系統(tǒng)滿足報警條件（VD4R、I0.7、I1

7、.0、I1.1、I1.2）時，達到報警要求時，系統(tǒng)程序進入報警子程序；當系統(tǒng)滿足輸出條件（M2.1、M0.7、M2.2、M0.5、M0.6、M2.3或M0.2、M10.2和SM0.5等）時達到輸出要求時，系統(tǒng)程序進入輸出子程序。第11頁/共27頁主程序梯形圖SM0.0調用初始化子程序第12頁/共27頁手動運行模塊流程圖第13頁/共27頁手動運行模塊梯形圖第14頁/共27頁系統(tǒng)自動運行模塊流程圖第15頁/共27頁自動運行模塊梯形圖第16頁/共27頁報警模塊梯形圖第17頁/共27頁輸出模塊梯形圖第18頁/共27頁消音常閉SM0.5時鐘脈沖，0.5秒為1，0.5秒為0，周期為1秒鐘。第19頁/共27

8、頁2.組態(tài)軟件設計 系統(tǒng)的監(jiān)控軟件采用了MCGSE組態(tài)軟件，其包含組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩計部分。利用它來設計水泥磨主電機稀油站控制系統(tǒng)主要步驟有：主控窗口建立、設備窗口建立、用戶窗口建立、實時數(shù)據(jù)庫完成和運行策略完成五個步驟。（1） 工程畫面的制作：是整個工程制作的主要步驟之一，其主要目的是以實際的控制對象為模板通過繪制和動畫功能的設置能夠實時模擬系統(tǒng)的運行。它是在用戶窗口中完成，由新建窗口組建。稀油站監(jiān)控窗口畫面制作具體步驟如下： 在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立“窗口0”， 如下圖所示。第20頁/共27頁 選中“窗口0”，單擊“窗口屬性“，進入“用戶窗口屬性設置”。 將窗口名稱改為

9、：“監(jiān)控窗口”；其它不變，單擊“確認”，如圖下所示。第21頁/共27頁 在“用戶窗口”中，選中“監(jiān)控窗口”，雙擊“監(jiān)控窗口”根據(jù)系統(tǒng)設計需要進行繪制監(jiān)控窗口。最后生成的畫面如下圖所示。第22頁/共27頁MCGS中定義的數(shù)據(jù)對象的作用域是全局的，像通常意義的全局變量一樣，數(shù)據(jù)對象的各個屬性在整個運行過程中都保持有效，系統(tǒng)中的其它部分都能對實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)對象進行操作處理。而數(shù)據(jù)對象是實時數(shù)據(jù)庫的基本單元。構造實時數(shù)據(jù)庫的過程，就是定義數(shù)據(jù)對象的過程。通過對水泥磨主電機稀油站控制系統(tǒng)工作要求的分析，要實現(xiàn)對稀油站控制系統(tǒng)的仿真需要以下實時數(shù)據(jù)庫及數(shù)據(jù)對象方可完成。如下圖所示。第23頁/共27頁啟動運行：在工具出口中點擊“下載工程并進入運行環(huán)境”，點擊“模擬運行”，無出現(xiàn)任何提示后，軟件進入模擬運行狀態(tài)，進行下一步驟。點擊“工程下載”，下載所要運行的工程，工程下載完畢后，檢查有無錯誤提示和報警提示，確認無錯誤報警提示可以進行下一步后。點擊“啟動工程”這時組態(tài)軟件會進入模擬運行環(huán)境。本設計使得監(jiān)控系統(tǒng)首先進入開機畫面，如下圖所示。第24