1、卷揚(yáng)機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)1. 系統(tǒng)的背景和研究意義 高爐上料卷揚(yáng)機(jī)是高爐冶金系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一， 當(dāng)前多數(shù)的高 爐卷揚(yáng)機(jī)的調(diào)速方式傳奇串電阻調(diào)速， 但電阻容易燒毀， 加上卷揚(yáng)機(jī) 鋼絲繩松緊程度不一， 有時(shí)出現(xiàn)料車 “掛頂”事故，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)， 因此需要此系統(tǒng)進(jìn)行改造。 本文給出了一種基于矢量控制的電機(jī)變頻 調(diào)速系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，使系統(tǒng)具有較好的工作性能。同時(shí)采用PLC控制 保證調(diào)速控制精度，考慮控制電路的空干擾措施，對硬、軟件進(jìn)行了 優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證了系統(tǒng)控制的可靠性和安全性。技術(shù)的發(fā)展及工作特點(diǎn)PLC 的概述可編程邏輯控制器，及PLC是一種可編程的存儲器，用于其內(nèi) 部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控

2、制、定時(shí)、技術(shù)與計(jì)算操作等面 向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 / 輸出控制各種類型的機(jī)械 或生產(chǎn)過程。PLC 的發(fā)展20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏 輯控制器，可使編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、 數(shù)據(jù)傳送及處理等功能， 完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。 此時(shí)的可編程邏輯控制 器為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。 個(gè)人計(jì)算機(jī)噶站 起來后， 為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)， 可編程邏輯控制 器定名為 P LC( Programmable Logic Controller )。20 世紀(jì) 70 年代終末期，可編程邏輯控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，

3、 計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中， 使其功能發(fā)生了飛躍。 更高 的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、 PID 功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20 世紀(jì) 80 年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得 廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多， 產(chǎn)量日益上升。 這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快 的時(shí)期，年增長率一直保持為 30 40%在這時(shí)期，PLC在處理模模 擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， 可編程邏輯控制器逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域， 在某些

4、應(yīng)用上取代了在過 程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS系統(tǒng)。20 世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代 工業(yè)的需要。 這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、 誕生了各種各樣的 特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程 邏輯控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。PLC的工作特點(diǎn)可編程邏輯控制器具有以下鮮明的特點(diǎn)。一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn) 行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)， 如 DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。二、適用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表 等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識，因此系統(tǒng)

5、開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容 易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。三、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各 種機(jī)型。3. 變頻器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用變頻器的概述變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)， 通過改變電機(jī)工作電源方 式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器的發(fā)展變頻器技術(shù)誕生背景是交流電機(jī)無極調(diào)速的廣泛需求。 傳統(tǒng)的直 流調(diào)速技術(shù)因體積大的故障效高而應(yīng)用受限。20 世紀(jì) 60 年代后，電力電子器件普遍應(yīng)用了晶閘管及其升級產(chǎn) 品。但其調(diào)速性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足需要。20 世紀(jì) 70 年代開始，脈寬調(diào)速變壓變頻調(diào)速的研究得到突破，20 世紀(jì) 80年代以后微處理器技術(shù)的完善使得各

6、種優(yōu)化算法得以容易 的實(shí)現(xiàn)。20 世紀(jì) 80 年代中后期，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國家的變頻器技 術(shù)實(shí)用化，商品投入市場，得到了廣發(fā)應(yīng)用。最早的變頻器可能是日 本人買了英國專利研制的。 不過美國和德國憑借電子元件生產(chǎn)和電子 技術(shù)的優(yōu)勢，高端產(chǎn)品迅速搶占市場。步入 21 世紀(jì)后，國產(chǎn)變頻器逐步崛起， 現(xiàn)已逐漸搶占高端市場。 變頻器的應(yīng)用在風(fēng)機(jī)、水泵上應(yīng)用變頻器主要是為了節(jié)能。在風(fēng)機(jī)、泵類設(shè)備 的傳統(tǒng)調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、 閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng) 量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流 過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī) 的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。但

7、在電機(jī)中使用變頻器是為了調(diào)速， 并降低啟動(dòng)電流。 為了產(chǎn)生 可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電， 這個(gè)過程叫整流。把直流電變換為交流電的裝置，其科學(xué)術(shù)語為 逆變器。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定 電壓的逆變電源。對于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們 稱為變頻器。變頻器主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變 頻調(diào)速器。變頻不是處處可以省電的，有不少場合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路， 變頻器本身也要耗電 （約額定功率的 3-5%）。 一臺匹的空調(diào)自身耗電算下來也有20-30W,相當(dāng)于一盞長明燈。變頻器在工頻下運(yùn)行，具有節(jié)電功能，是事實(shí)。但是他的前

8、提條 件是：第一、大功率并且為風(fēng)機(jī) / 泵類負(fù)載； 第二、裝置本身具有節(jié)電功能（軟件支持） ； 第三、長期連續(xù)運(yùn)行。這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。 除此之外， 無所謂節(jié)不節(jié)電， 沒有什么意義。如果不加前提條件的說變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能，就 是夸大或是商業(yè)炒作。4. 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容概述本課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要分為以下幾點(diǎn)：1. 上網(wǎng)查找資料。2. 翻閱詳細(xì)資料。3. 確定設(shè)計(jì)方案。4. 軟件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試。5. 論文的編寫。5. 論文安排內(nèi)容本論文的安排內(nèi)容如下：第一章 系統(tǒng)概述所謂系統(tǒng)概述就是對冶金高爐上料系統(tǒng)做了一個(gè)， 讓大家對整個(gè) 上料系統(tǒng)的構(gòu)成、工藝流程和控制要求有一個(gè)大概的了解。第二章 料車高、

9、中、低速運(yùn)行參數(shù)設(shè)置 也就是卷揚(yáng)機(jī)上料系統(tǒng)中要求的速度控制， 本課題中， 要求用三 段速控制，分為：高速、中速、低速。具體的速度控制要求見圖 2-1 。 而速度的控制就需要變頻器對其進(jìn)行調(diào)速， 也就需要知道變頻器的參 數(shù)意義、 端子的具體功能與參數(shù)設(shè)置方法。 本章節(jié)對這些方面做了具 體的介紹。第三章 硬件設(shè)計(jì)顧名思義， 本章節(jié)具體介紹了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)， 比如：交流電機(jī)、 變頻器與PLC的選擇，硬件的接線圖等。第四章 軟件設(shè)計(jì)介紹卷揚(yáng)機(jī)上料系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)。第五章 調(diào)試運(yùn)行于注意事項(xiàng)很簡單，輸入進(jìn)PLC中的程序進(jìn)行調(diào)試，把調(diào)試的結(jié)果以圖片和 視頻的形式呈現(xiàn)出來。并把調(diào)試中需要注意的方面做一個(gè)介紹。

10、第一章系統(tǒng)概述系統(tǒng)構(gòu)成在冶金高爐煉鐵生產(chǎn)線上，一般把準(zhǔn)備好的爐料從地面的貯 礦槽運(yùn)送到爐頂?shù)纳a(chǎn)機(jī)械為高爐上料設(shè)備。它主要包括料車坑、 料車、斜橋、上料機(jī)。料車的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1-1所示。而料車卷揚(yáng)機(jī)是料車上料機(jī)的拖動(dòng)設(shè)備，結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。圖1-1料車傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖71書動(dòng)機(jī)：2連軸節(jié)：3抱閘：4減速機(jī)；5-祥筒齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；6-卷筒：7-斷電抱閘器圖1-2料車卷揚(yáng)機(jī)示意圖冶金爐高100m3電動(dòng)機(jī)容量 37kW 轉(zhuǎn)速740r/min，卷筒直徑 500mm總減速比，最高鋼繩速度 s、料車全行程時(shí)間40s和鋼繩全 行程51m等。系統(tǒng)工藝流程與控制要求在工作過程中，兩個(gè)料車交替上料，當(dāng)裝滿爐料

11、的料車上升時(shí)， 空料車下行，空車重量相當(dāng)于一個(gè)平衡錘， 平衡了重料車的車箱自重。 當(dāng)上行或下行時(shí)， 兩個(gè)料車由一個(gè)卷揚(yáng)機(jī)拖動(dòng)， 不但節(jié)省了拖動(dòng)電動(dòng) 機(jī)的功率，而且當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總有一個(gè)重料車上行，沒有空行程。 這樣使拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)總是處于電動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行， 避免了電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電運(yùn) 行狀態(tài)所帶來的一些問題。料車運(yùn)行分析： 料車分為正常運(yùn)行狀態(tài)與檢修狀態(tài)。 在正常運(yùn)行狀態(tài)中斜橋上 的運(yùn)行分為啟動(dòng)、加速、穩(wěn)定運(yùn)行、減速、傾翻和制動(dòng)共6 個(gè)階段，在整個(gè)過程中包括一次加速、兩次減速。檢修狀態(tài)中，左右料車可點(diǎn) 動(dòng)運(yùn)行。 系統(tǒng)可單程運(yùn)行和連續(xù)運(yùn)行。 系統(tǒng)設(shè)有急停按鈕與電磁抱閘裝置以應(yīng)付突發(fā)狀況。 系統(tǒng)工藝 流程圖如

12、圖 1-3 所示。根據(jù)料車的工藝流程，卷揚(yáng)機(jī)的工作特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。 能夠頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、停車、反向運(yùn)行，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，過渡時(shí)間 短。 能按照一定的速度曲線運(yùn)行。 調(diào)速范圍廣，一般調(diào)速范圍為s,目前料車最高線速度可達(dá)s。 系統(tǒng)工作可靠。 料車在進(jìn)入曲線軌跡段和離開料坑時(shí)不能有高速?zèng)_擊，重點(diǎn)位置能準(zhǔn)確停車圖1-3 卷揚(yáng)上料系統(tǒng)工藝流程圖第二章料車高、中、低速運(yùn)行參數(shù)設(shè)置料車速度控制要求根據(jù)料車運(yùn)行素的要求，電動(dòng)機(jī)在高速、中速、低速段的速度曲 線采用變頻器設(shè)定的固定頻率，按速度切換主令控制器發(fā)出的信號由 PLC輸出端控制轉(zhuǎn)速的切換。而速度的改變由變頻器控制實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)料車運(yùn)行速度，可畫出變 頻器頻率

13、曲線，如圖2-1所示。圖2-1中0A為重料車啟動(dòng)加速段， 加速時(shí)間為3s; AB為料車高速運(yùn)行段，f1=50Hz為高速運(yùn)行時(shí)所對 應(yīng)的變頻器頻率，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為 740r/min，鋼繩速度s； BC為料車 的第一次減速段，由主令控制器發(fā)出第一次減速信號給PLC,由PLC控制變頻器MM440使頻率從20Hz下降到6Hz,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從296r/min 下降到min,鋼繩速度從s下降到s； EF為料車降低速度運(yùn)行段，頻 率為6Hz; FG為料車制動(dòng)停車段，當(dāng)料車運(yùn)行至高爐頂時(shí)，限位開關(guān) 發(fā)出停車命令，由PLC控制MM44完成停車。左右料車運(yùn)行速度曲線f1HZ iA f1BCDt1左車上行抱閘打開咼速控

14、制中速控制低速控制tFG :EI5-圖2-1左料車上行時(shí)變頻器頻率曲線 變頻器的端子功能變頻器端子功能如表2-2所示表2-2變頻器端子功能表端子號參數(shù)的設(shè)置值缺省的操作5P0701二1正向運(yùn)行6P0702二12反向運(yùn)行7P0703二9故障確認(rèn)8P0704二 15固定頻率16P0705二 15固定頻率17P0706二 15固定頻率變頻器的參數(shù)意義變頻器各項(xiàng)參數(shù)意義如表2-1所示表2-1 MM4410參數(shù)設(shè)置表參數(shù)號設(shè)置值缺省值P01000功率以KW表示，頻率為50HzP03001電動(dòng)機(jī)類型選擇（異步電動(dòng)機(jī)）P0304380電動(dòng)機(jī)額定電壓（V）P0305電動(dòng)機(jī)額定電流（A）P030737電動(dòng)機(jī)額定

15、功率（kWP030991電動(dòng)機(jī)額定效率（%P031050電動(dòng)機(jī)額定頻率（Hz）P0311740定冬季額定轉(zhuǎn)速（r/mi n ）P07002命令源選擇“由端子排輸入”P07011ON接通正轉(zhuǎn)，OFF停止P07022ON接通反轉(zhuǎn)，OFF停止P070317選擇固定頻率（Hz）P070417選擇固定頻率（Hz）P070517選擇固定頻率（Hz）P0731變頻器故障P10003選擇固定頻率設(shè)定值P100150選擇固定頻率f1=50HzP100220選擇固定頻率f2=20HzP10046選擇固定頻率f3=6HzP10800電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最低頻率（Hz）P108250電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的最咼頻率（Hz）P11203斜

16、坡上升時(shí)間（s）P11213斜坡下降時(shí)間（s）P130020變頻器為無速度反饋的矢量控制變頻器的參數(shù)設(shè)置操作方法復(fù)位為出廠設(shè)置1. 設(shè)置 P0010=302. 設(shè)置 P0970=1提示：復(fù)位過程約需三分鐘過程。常規(guī)操作控制面板操作：1. 變頻器沒有主電源開關(guān)，因此，當(dāng)電源電壓接通時(shí)變頻器就 已帶電。在按下運(yùn)行（RUN鍵，或者在數(shù)字輸入端5出現(xiàn)“ON信 號（正向旋轉(zhuǎn)）之前，變頻器的輸出一直被封鎖，處于等待狀態(tài)。2. 如果裝有BOP或AOP并且已選定要顯示輸出頻率 （P0005=21），那么，在變頻器減速停車時(shí)，相應(yīng)的設(shè)定值大約每一秒 鐘顯示一次。3. 變頻器出廠時(shí)已按相同額定功率的西門子四極標(biāo)準(zhǔn)

17、電動(dòng)機(jī)的常規(guī)應(yīng)用對象進(jìn)行編程。如果用戶采用的是其它型號的電動(dòng)機(jī)，就必須輸入電動(dòng)機(jī)銘牌上的規(guī)格數(shù)據(jù)。關(guān)于如何讀取電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)的細(xì) 節(jié)。4. 除非P0010 = 1，否則是不能修改電動(dòng)機(jī)參數(shù)的。5. 為了使電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)行，必須將 P0010返回“ 0 ”值。 MM440空制面板示意圖如圖2-3所示圖2-3 西門子MM44空制面板示意圖總上所述，在卷揚(yáng)級上料系統(tǒng)中，用變頻器對料車系統(tǒng)調(diào)速進(jìn)行 控制，可降低系統(tǒng)能耗，做到節(jié)能、環(huán)保的作用，雖然料車系統(tǒng)不是 風(fēng)機(jī)或泵類系統(tǒng)，但此系統(tǒng)功率大，且長期連續(xù)運(yùn)行，所以用變頻器 對其進(jìn)行調(diào)速控制可大大降低功率，減少能耗，達(dá)到環(huán)保的效果。第三章 硬件設(shè)計(jì) 設(shè)備選擇

18、交流電動(dòng)機(jī)的選用 煉鐵高爐主卷揚(yáng)機(jī)變頻調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)在選擇交流異步電動(dòng)機(jī)時(shí)， 需要考慮以下問題： 應(yīng)注意低頻時(shí)有效轉(zhuǎn)矩必須滿足的要求； 電動(dòng)機(jī) 必須有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩來確保重載啟動(dòng)。針對本系統(tǒng)100m3 的高爐，選用Y280S-8的三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。Y280S-8三相交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本參數(shù):功率37KW8級710 轉(zhuǎn)380V %功率因素:變頻器的選擇（1）變頻器的容量高爐卷揚(yáng)系統(tǒng)具有恒轉(zhuǎn)矩的特性， 重載啟動(dòng)時(shí)， 變頻器的容量應(yīng) 按運(yùn)行過程可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇，即:INIMmax式中，IN為變頻器的額定電流；IMmax為電動(dòng)機(jī)的最大工作電流。 變頻器的過載能力通常為變頻器額定電流的倍，

19、 這只對電動(dòng)機(jī)的 啟動(dòng)或制動(dòng)過程才有意義， 不能作為變頻器選型時(shí)的最大電流。 因此， 所選擇的變頻器容量應(yīng)比變頻器說明書中的 “配用電動(dòng)機(jī)容量” 大一 擋至大二擋； 且應(yīng)具有無反饋矢量控制功能， 使電動(dòng)機(jī)在整個(gè)調(diào)速范 圍內(nèi)，具有真正的恒轉(zhuǎn)矩，滿足負(fù)載特性要求。本系統(tǒng)選用西門子 MM440額定功率55kW額定電流110A的變 頻器。該變頻器采用高性能的矢量控制技術(shù)，具有超強(qiáng)的過載能力， 能提供持續(xù) 3s 的 200%過載能力，同時(shí)提供低速高轉(zhuǎn)矩輸出和良好的 動(dòng)態(tài)特性。（2）制動(dòng)單元 從上料卷揚(yáng)運(yùn)行速度曲線可以看出，料車在減速或定位停車時(shí)，應(yīng)選擇相應(yīng)的制動(dòng)單元及制動(dòng)電阻，使變頻器直流回路的泵升電壓

20、UD保持在允許范圍內(nèi)。（3）控制與保護(hù)料車卷揚(yáng)系統(tǒng)是鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，拖動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)保證絕對安全可靠。同時(shí)，高爐煉鐵生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境較為惡劣，所以，系統(tǒng)還 應(yīng)具有必要的故障檢測和診斷功能。I/O分配及PLC的選型I/O分配I/O分配見如3-1所示。表3-1 S7-200PLC I/O 地址分配表輸入輸出上電按鈕（SB1）左車上行（KA1）急停按鈕（SB2右車上行（KA2）電磁抱閘啟動(dòng)按鈕（SB3高速運(yùn)行（KA3）啟動(dòng)按鈕（SB4中速運(yùn)行（KA4）停車按鈕（SB5低速運(yùn)行（KA5左車點(diǎn)動(dòng)按鈕（SB6電源指示燈（HL1）右車點(diǎn)動(dòng)按鈕（SB7故障指示燈（HL2）左車中速限位開關(guān)（SQ1故障警鈴（BE

21、LL）右車中速限位開關(guān)（SQ2變頻器上電線圈（KM1左車低速限位開關(guān)（SQ3電磁抱閘保護(hù)線圈（KM2右車低速限位開關(guān)(SQ4左車到位限位開關(guān)(SQ5右車到位限位開關(guān)(SQ6正常/檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)換(SB8故障信號(SB9PLC的選型在滿足控制要求的前提下，選型時(shí)應(yīng)選擇最佳的性能價(jià)格比， 具 體應(yīng)考慮到：功能合理；PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求；PLC 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型系統(tǒng)應(yīng)統(tǒng)一；在線編程和離線編程的選擇等。本次設(shè)計(jì)所選用的可編程控制器是 S7-200系列。這種PLC是由 西門子自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán)開發(fā)、生產(chǎn)的小型模塊化PLC系統(tǒng)。S7-200PLC除了能夠進(jìn)行傳統(tǒng)的繼電器邏輯控制、計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)

22、控制， 還能進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算、處理模擬信號，并可支持多種協(xié)議和形式 的數(shù)據(jù)通信。S7-200系列產(chǎn)品具有高性能的中央處理器和種類繁多的擴(kuò)展模 塊，因其模塊化的靈活設(shè)計(jì)而具有廣泛的適用范圍，同時(shí)具有極高的性價(jià)比。S7-200無論單機(jī)運(yùn)行，還是互相或者與其他設(shè)備組成網(wǎng)絡(luò)， 都具有優(yōu)異的表現(xiàn)。(1) S7-200的主要特性快速的中央處理運(yùn)算能力。極豐富的編程指令集。響應(yīng)快速的數(shù)字量和模擬量輸入/輸出通道。操作便捷，易于掌握。強(qiáng)大的通信能力。豐富的擴(kuò)展模塊。（2）S7-200 的 CPUS7-200的核心部件是CPU實(shí)際的控制運(yùn)算就在 CPU中進(jìn)行。西 門子生產(chǎn)幾種型號的S7-200CPU每種CPU

23、擁有不同的I/O點(diǎn)數(shù)和特 殊功能。目前提供的 S7-200CPU有：CPU221CPU222CPU224CPU224XP 和CPU226本次課題選用的 CPU型號為CPU226 CPU226S圖7-4圖 3-2 西門子 S7-200PLC CPU226（3）S7-200擴(kuò)展模塊S7-200CPU為了擴(kuò)展I/O點(diǎn)和執(zhí)行特殊的功能，可以連接擴(kuò)展模 塊（CPU221除外）。擴(kuò)展模塊主要有如下幾類：數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊。數(shù)字量I/O擴(kuò)展模塊包括：數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊 EM221數(shù)字量 輸出擴(kuò)展模塊EM222數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223模擬量I/O擴(kuò)展模塊。模擬量I/O擴(kuò)展模塊包括：模擬量輸入模塊 EM

24、231模擬量輸出 模塊EM232模擬量輸入/輸出模塊EM235通信模塊。通信模塊包括：PROFIBUS-D從站通信模塊EM227調(diào)制解調(diào)器 通 信模塊 EM241 工業(yè)以太網(wǎng)通 信模塊 CP243-1/CP243-1IT、 AS-Inteface 主站模塊 CP243-2。特殊功能模塊。I/O接線圖接線圖如圖3-1所示。QFQ0.5KA2Q0.6KA3Q0.7KA4Q1.0KA5Q1.1HLiQ1.2HL2Q1.3riBEIIQ1.4KM1Q1.5KM2Q0.4 _ KA162ZUEU 002 pbNLIJ 1FSB1I0.0SB2 亠 I0.1SB3 二 I0.2ySB4 亠 I0.3SB5

25、 亠 I0.4SB6 工 I0.5SB7 二 I0.6SQ1 丄 I0.7SQ2I1.0SQ3 “ 11.1SQ4 宀 I1.2SQ5I1.3SQ6I1.4SB8I1.5SB9 亠 I1.6+24V0L+M+2M380VL1 L2 L3QFKM1KA1KA2KA3KA4KA524V5678169B+B-0V28KM2DZx第四章軟件設(shè)計(jì)S7-200PLC程序設(shè)計(jì)本課題利用西門子 STEP 7 MicroWIN SP3軟件編寫。本軟件采 用了主程序與子程序的方法編寫。主程序主程序是由：電源（ Power）、指示燈（Lights ）、電磁抱閘（Electromagnetic brake ）、正常運(yùn)

26、行（Nomal）和檢修狀態(tài) （Maintenance）五個(gè)子程序組成，主程序起到一個(gè)組織與控制這五 個(gè)子程序的功能和作用。網(wǎng)絡(luò)1PowerPower址址連釋sb a11.5正常堆修狀態(tài)轉(zhuǎn)撫SB 911.G故障信號網(wǎng)絡(luò)3SMO.OSB.3SB-9ElecUomagneticENElectroFault符號SB_3SOI地址10.2TL6網(wǎng)絡(luò)4SB-2|E.StopSB-5Stopjn主釋LO.OPtiwerBOOLCOCUCTUCOR2SB_3sb e變量類型IN數(shù)據(jù)類型BOOL子程序注澤網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)谿標(biāo)題電源（Power）電源子程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的上電上電粧齟ttPonwT卜MaintenanceENL

27、eftFlight存號地處|連鏗SB 210.1急偉披兇SB 410.3啟動(dòng)那妞SB 510 i偉車按迢SB 911.5正常堪怨?fàn)顟B(tài)搖枚SQ 110.7乏車中速運(yùn)行鼻笑SQ.211.0舌車中遽眼位開關(guān)SQ 311.1秦牴速阻位開關(guān)SQJ11.2石車低建限位開關(guān)SQ 511.3左車到蒞限位開關(guān)sa e11/右車到f立限位開關(guān)滯地扯注釋SB 610.5左車點(diǎn)動(dòng)扭鈕SB 7I0.6右車點(diǎn)動(dòng)按鈕SB 311.5止常伽狀態(tài)轉(zhuǎn)擴(kuò)FW21coM1nMO.O；)t )1地扯I曲1KM1Q1.4賁頻器上電線圈coM I1cMC.0；H)KK11:R )n 地扯I注躊KM1Q1 4賁壩器上電絞匿指示燈（Light

28、s ）指示燈子程序在系統(tǒng)中控制所有的燈Q 討T數(shù)據(jù)糞型注釋ENINBOOLLO.OFaiAINBOOL故瑋信號L0.1NINBOOLIE當(dāng)一檢値植式切換開關(guān)|JlL子瑕序注釋網(wǎng)錯(cuò)1 網(wǎng)鉛標(biāo)題 網(wǎng)絡(luò)住釋 MO.DHL1r IBELLS )她扯1注軽BELLQ1WitHL2Q1.2I故陣指不燈網(wǎng)絡(luò)MttN MBELLI _l ” H)變重類型數(shù)據(jù)拱型ENINBOOLLDOElectrom agnetiqbrakeINBOOL電磕抱閘啟動(dòng)按鈕L0.1FaultINBOOL故瑋信號ININ.OUT子程偉逹釋電磁抱閘子程序用來控制系統(tǒng)中的電磁抱閘裝置正常運(yùn)行（Noma）3- 4 h ! 5 i a 6 ! | p7 1 S 1 Jg i 10 i 11 - i 12- i 13 14- 1 15 1 16 1 -17- 1 1B苻是1孌量類型數(shù)鋸糞型捧IENINBOOLLO.OStaitIMSOOLL0 1iLMedbumINBOOL左車中謹(jǐn)眠儉開關(guān)L0.2LLowINBOOL左車柢謹(jǐn)眼位開關(guān)LD.3ISlcpINBOOL左車停止限位開關(guān)LD.4R MediuiinINBOOL右車中速隔位幵未L0.5Ft LowINBOOL右車低速限位開關(guān)L0.6R StopINBOOL右車停止限位開關(guān)L0.7E StopINBOOL急停技辺L1 nStop lnINBOOL停止技齟I IR)K